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一种多功能无线脑电帽

阅读：741发布：2020-10-10

专利汇可以提供一种多功能无线脑电帽专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本实用新型涉及一种集脑电采集、刺激显示和数据传输于一体的多功能无线脑电帽，属于生物工程领域。本实用新型包括干电极脑电采集传感器、LED显示屏、脑电帽体、蓝牙模块和供电电源。干电极脑电传感器和LED显示屏与蓝牙模块连接，蓝牙模块发送干电极脑电传感器采集的脑电信号给外部计算机系统进行处理，LED显示屏显示外部计算机系统发送来的各种刺激信号。本实用新型能用于基于运动想象、P300和SSVEP的脑机接口，功能齐全，便于携带，既美观、舒适，又对人体无任何损伤，可实时测量得到原始脑电数据以及各种视觉刺激显示。，下面是一种多功能无线脑电帽专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种多功能无线脑电帽，其特征在于：包括LED显示屏（1）、干电极脑电采集传感器（3）、脑电帽体（4）、蓝牙模块（6）和供电电源（8）；
所述LED显示屏（1）位于脑电帽体（4）前端，干电极脑电采集传感器（3）位于脑电帽体（4）的内侧并固定在网布（2）上，蓝牙模块（6）和供电电源（8）位于脑电帽体（4）的右侧；
所述LED显示屏（1）和干电极脑电传感器（3）分别与蓝牙模块（6）连接。
2.根据权利要求1所述的多功能无线脑电帽，其特征在于：所述脑电帽体（4）和干电极脑电采集传感器（3）之间设有缓冲层（5）。
3.根据权利要求1所述的多功能无线脑电帽，其特征在于：所述脑电帽体（4）后下端安装有调节器（7），调节器（7）通过控制杆与网布（2）连接。
4.根据权利要求1所述的多功能无线脑电帽，其特征在于：所述脑电帽体（4）的顶部开有长条形透气口（10）。
5.根据权利要求1所述的多功能无线脑电帽，其特征在于：所述脑电帽体（4）的下端设有可拆卸的帽带（9）。
6.根据权利要求1所述的多功能无线脑电帽，其特征在于：所述LED显示屏（1）为全透明的，可向上翻转。
7.根据权利要求1所述的多功能无线脑电帽，其特征在于：所述干电极脑电采集传感器（3）包括对Fz、FC3、FC4、Cz、CP3、CP4、P3、Pz、P4、PO3、POz、PO4、PO7、O1、Oz、O2和PO8电位信息采集的传感器。

说明书全文

一种多功能无线脑电帽

技术领域

[0001] 本实用新型涉及一种多功能无线脑电帽，属于生物工程领域。

背景技术

[0002] 人类在完成各种生理机能时，大脑皮层中存在着频繁的电活动，这就导致了脑电场分布的存在，即可以用专门的电极测量大脑皮层的电位变化，多个电极的组合就形成了一个脑电帽，脑电帽对于脑-机接口（BCI）的研究至关重要，它采集的脑电信号质量严重影响着后续脑电信号的特征提取和分类；目前，较常用的非侵入式脑-机接口范式有基于运动想象、P300和稳态视觉诱发电位（SSVEP）的脑-机接口，大量研究表明，它们应用时主要采集的脑电信息的位置也都有所不同。运动想象主要采集FC3、FC4、CP3、CP4位置的脑电信息，P300主要采集Fz、Cz、P3、Pz、P4、PO7、Oz、PO8位置的脑电信息，SSVEP主要采集PO3、POz、PO4、PO7、O1、Oz、O2、PO8位置的脑电信息。

[0003] 目前，脑电帽的设计多数比较简单，功能比较单一，脑电帽上的脑电采集传感器都较少；而且刺激信号的显示都是通过计算机的屏幕显示；这不利于我们很好的采集全面的脑电信息以及脑-机接口的研究走出实验室造福于人民，特别是对于那些脑瘫患者，一个简洁、美观、功能齐全的脑电帽能给他们控制轮椅的运动带来极大的方便，传统的脑-机接口系统（BCIs）都是将脑电采集和刺激显示分开，这就会导致他们在接收视觉刺激显示时经常是无法同时看到轮椅前方的事物，从而很容易造成安全事故，而且传统的脑电帽没有硬质的外壳和缓冲层，当脑瘫或残疾患者在使用脑电帽控制轮椅运动发生意外时（如轮椅侧翻），患者的大脑以及脑电帽上的脑电采集传感器都将会受到损害。本实用新型专利将脑信号采集、刺激显示和无线数据传输功能模块融为一体，将脑电帽设计成一个头盔的形式，主要用于基于运动想象、P300和SSVEP的脑机接口，LED显示屏在给使用者提供视觉刺激显示时又不妨碍他们观察前方的事物，更加从提高脑电帽的功能性、保护脑电帽使用者的安全和提高佩戴舒适度的角度去考虑，能满足实际应用的需求。实用新型内容

[0004] 本实用新型的目的是为了克服传统的脑电帽功能简单、使用不方便而且各种范式刺激不能脱离庞大的计算机显示屏显示的问题，本实用新型提供了一种集脑电信号采集、刺激显示和数据传输于一体的多功能无线脑电帽。

[0005] 本实用新型的技术方案是：一种多功能无线脑电帽，其特征在于：包括LED显示屏1、干电极脑电采集传感器3、脑电帽体4、蓝牙模块6、供电电源8；

[0006] 所述LED显示屏1位于脑电帽体4前端，干电极脑电采集传感器3位于脑电帽体4的内侧并固定在网布2上，蓝牙模块6和供电电源8位于脑电帽体4的右侧；

[0007] 所述LED显示屏1和干电极脑电传感器3分别与蓝牙模块6连接。

[0008] 所述脑电帽体4和干电极脑电采集传感器3之间设有缓冲层5。

[0009] 所述脑电帽体4后下端安装有调节器7，调节器7通过控制杆与网布2连接。

[0010] 所述脑电帽体4的顶部开有长条形透气口10。

[0011] 所述脑电帽体4的下端设有可拆卸的帽带9。

[0012] 所述LED显示屏1为全透明的，可向上翻转。

[0013] 所述干电极脑电采集传感器3包括对Fz、FC3、FC4、Cz、CP3、CP4、P3、Pz、P4、PO3、POz、PO4、PO7、O1、Oz、O2和PO8电位信息采集的传感器。

[0014] 本实用新型工作过程和工作原理：

[0015] 当大脑神经网络中的神经元进行放电时，干电极脑电采集传感器3把采集来的脑电信息通过蓝牙模块6发送给外部的计算机系统进行处理；外部计算机系统向多功能无线脑电帽的蓝牙模块6发送视觉刺激显示信号，LED显示屏1同步显示蓝牙模块6传递过来的视觉刺激信号。人的大脑通过视觉刺激产生相应的脑电信号，进而又被干电极脑电采集传感器3采集，并把采集来的脑电信息通过蓝牙模块6发送给外部的计算机进行处理，如此就形成了一个脑电采集、数据传输与刺激显示的循环。

[0016] 本实用新型的有益效果是能将脑电采集、刺激显示和无线数据传输于一体，主要用于基于运动想象、P300和SSVEP的脑机接口，提高了脑电帽的功能性，提高了使用安全性和舒适度。附图说明

[0017] 图1是本实用新型的工作原理图；

[0018] 图2是本实用新型的结构示意图；

[0019] 图3是本实用新型的俯视图；

[0020] 图4是本实用新型的内部电极分布图；

[0021] 图1-4中各标号：1-LED显示屏，2-网布，3-干电极脑电采集传感器，4-脑电帽体，5-缓冲层，6-蓝牙模块，7-调节器，8-供电电源，9-帽带，10-透气口。

具体实施方式

[0022] 下面结合附图和具体实施例，对本实用新型作进一步说明。

[0023] 实施例1：如图所示，一种多功能无线脑电帽包括LED显示屏1、干电极脑电采集传感器3、脑电帽体4、蓝牙模块6和供电电源8；

[0024] 所述LED显示屏1位于脑电帽体4前端，干电极脑电采集传感器3位于脑电帽体4的内侧并固定在网布2上，蓝牙模块6和供电电源8位于脑电帽体4的右侧；

[0025] 所述LED显示屏1和干电极脑电传感器3与蓝牙模块6连接，干电极脑电采集传感器3把采集来的脑电信息通过蓝牙模块6发送给外部的计算机系统进行处理，蓝牙模块6接收视觉刺激显示信号并通过LED显示屏1显示。

[0026] 所述脑电帽体4和干电极脑电采集传感器3之间设有缓冲层5。在发生意外事故时，缓冲层5可以保护病人大脑不受伤害，保护干电极脑电传感器3不被损坏，同时提高佩戴者的舒适感。

[0027] 实施例2：本实施例其他部分与前一实施例相同，其中所述脑电帽体4下端设有调节器7，调节器7通过控制杆连接在网布2上，调节器7可左右转动来调节干电极脑电采集传感器3的松紧。当调节器7由左向右转动时，网布2整体均匀收缩，促使干电极脑电采集传感器3位置向里移动并缩紧；当调节器7由右向左转动时，网布2整体均匀舒张，促使干电极脑电采集传感器3的位置向外移动并扩张；通过调节干电极脑电采集传感器3的位置可以使脑电帽使用者随时处于一个最佳的脑电采集状态。

[0028] 实施例3：本实施例其他部分与前一实施例相同，其中所述脑电帽体4的顶部开有长条形透气口10。主要方便空气流通，避免使用过程中长时间封闭产生闷热感，提高使用舒适度。

[0029] 实施例4：本实施例其他部分与前一实施例相同，其中所述脑电帽体4的下端设有可拆卸的帽带9。根据使用者头部大小调节帽带9至合适的长度，使脑电帽佩戴稳固。

[0030] 实施例5：本实施例其他部分与前一实施例相同，其中所述LED显示屏1是全透明的，当使用者不需要接受视觉刺激显示时（如进行运动想象活动），只需将它向上翻转。选择P300和SSVEP诱发电位刺激范式时，LED显示屏1的显示界面为一个3×3的矩阵，可以实现控制智能小车或轮椅向左、向右、前进、后退、左转、右转、减速和加速运动的视觉刺激显示。

[0031] 实施例6：本实施例其他部分与前一实施例相同，其中所述所述干电极脑电采集传感器3包括对Fz、FC3、FC4、Cz、CP3、CP4、P3、Pz、P4、PO3、POz、PO4、PO7、O1、Oz、O2、PO8电位信息采集的传感器。适用于基于运动想象、P300和SSVEP的脑机接口。

[0032] 上面结合附图对本实用新型的具体实施方式作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。

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