[实用新型]具有姿态跟踪功能的脑信号采集设备

说明书

技术领域

本实用新型涉及脑信号采集装置，更具体地说，本实用新型涉及一种具有姿态跟踪功能的脑信号采集设备。

背景技术

脑电和近红外光谱(EEG-NIRS)联合成像技术是一种无创的脑成像技术，EEG与NIRS对于相同神经元活动会表现出不同的事件相关敏感性。此外，这两种方式具有在时间与空间上互补的特性，因此EEG和NIRS的结合能更全面地检测大脑功能活动，使检测的脑部信息更加完善。虽然fMRI在空间分辨率、空间覆盖率、处理大脑深处问题的能力上优越与fNIRS，但由于核磁共振设备体积巨大不能移动是它一个大的缺点，而且，显然一台MRI比NIRS系统价格更昂贵。而NIRS设备更紧凑甚至便携，从而很好地配合EEG，大量的科学应用可以受益于EEG和NIRS信号的同步采集与分析。

然而，被采集对象在不同的运动状态下，对采集到的数据会有不同的影响，从而输出不同的脑信号，目前针对这一问题没有很好的解决方法。

实用新型内容

本实用新型的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。

本实用新型还有一个目的是提供一种具有姿态跟踪功能的脑信号采集设备，提出一种基于3轴加速度传感器和陀螺仪的EEG-NIRS设备，不仅可以检测脑功能活动信息，同时还可以检测出脑部对应的运动状态及姿态信息，提高了后期数据分析的精准性。

为了实现根据本实用新型的这些目的和其它优点，提供了一种具有姿态跟踪功能的脑信号采集设备，包括：

脑血氧采集端，其设置在脑头皮上，所述脑血氧采集端上间隔设置有LED光源和光电检测器，所述LED光源入射到脑头皮上，所述光电检测器接收未被吸收的所述LED光源信号；

脑电采集端，其设置有用于采集脑电信号的电极，所述电极贴合在脑头皮上；

主电路板，其佩戴在头部，所述主电路板上设置有微处理器，所述脑血氧采集端和脑电采集端分别与所述微处理器连接，所述微处理器输出端与显示终端连接；以及

运动状态及姿态采集端，其包括三轴加速度计和陀螺仪，所述三轴加速度计和陀螺仪设置在主电路板上并分别与所述微处理器连接。

优选的，所述LED光源包含两束特定波长的近红外光，波长分别为660nm和910nm。

优选的，所述LED光源与光电检测器间距2cm～4cm。

优选的，所述主电路板上还设置有依次连接的前置放大电路、低通滤波电路以及第一AD转换电路，所述光电检测器输出端与所述前置放大电路输入端连接，所述第一AD转换电路输出端与所述微处理器连接。

优选的，所述前置放大电路为跨阻型放大器，所述低通滤波电路为二阶有源反相滤波器。

优选的，所述主电路板上还设置有光源驱动电路和PWM调制电路，所述光源驱动电路输出端与所述LED光源连接，所述光源驱动电路的控制端通过所述PWM调制电路与微处理器连接。

优选的，所述电极通过设置在所述主电路板上的TGAM模块与所述微处理器连接。

优选的，所述主电路板上还设置有第二AD转换电路与互补滤波电路，所述三轴加速度计与陀螺仪依次通过所述第二AD转换电路、互补滤波电路与所述微处理器连接。

优选的，所述微处理器通过异步收发传输器与PC端连接和/或通过蓝牙与移动端连接。

本实用新型的有益效果：提出了一种具有姿态跟踪功能的脑信号采集设备，该设备不仅可以提供脑血氧和脑电信号，同时还提供了测试者对应的运动状态及姿态信息，为后继的数据处理提供了更为精确的数据。

本实用新型的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本实用新型的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为脑血氧采集端的结构示意图；

图2为前置放大电路的结构示意图；

图3为低通滤波器的结构示意图；

图4为脑电采集端的结构示意图；

图5为运动状态及姿态采集端的结构示意图；

图6为轴加速度计的原理图；

图7为陀螺仪的原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。