无线睡眠监测系统脑电采集帽的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于功能医学监测技术领域，涉及一种无线睡眠监测系统脑电采集帽，可用于对睡眠状态下脑电信号的采集和处理。
【背景技术】
[0002]随着生活节奏的加快，越来越多的人承受着更大的工作压力和精神压力，产生了很多健康问题，其中睡眠障碍尤为突出，据世界卫生组织对29个国家或地区的25916名病人调查得出，27%的人有睡眠问题，而我国睡眠障碍患者约占人群总数的30%以上。患有睡眠障碍不仅严重影响人的身体健康，还会造成工作效率和工作质量下降。基于现状，许多社会团体都积极开展关于睡眠的宣传活动。例如国际精神卫生和神经科学基金会将每年的3月21日设立为“世界睡眠日”，以提高全民对睡眠健康的关注，并切实采取措施改善睡眠质量。
[0003]由于缺乏保健知识和监护设备，日常生活中，患有睡眠障碍的人会选择到医院接受检查和治疗，而医院通常是利用安装有8-16个电极的脑电帽，来采集人体头部特定部位的脑电信号，再将采集的脑电信号传输到配套的其他设备进行信号处理，得到脑电波形图，为监测睡眠状态以及克服睡眠障碍提供参数依据，继而确定治疗方案。中国专利，专利号为:CN200420033843.3，名称为“一种脑电采集系统电极帽”的实用新型，该实用新型公开了一种类似摩托车头盔一样的具有一定形状的头盔和一定数量的探针组成的电极帽，它采用多电极的方式，实现对人脑电信号的采集，通过和其他设备的配合来完成对得到脑电信号的处理，该电极帽所获取的脑电信号全面，数据的准确度高，但是存在两个不足:一是该电极帽采用硬质头盔结构，且采集电极数量多，患者佩戴不舒适，二是该电极帽仅可用于脑电信号的采集，而处理则需要与其他设备配合使用，功能单一且不便携带。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的目的在于克服上述现有技术存在的不足，提出了一种无线睡眠监测系统脑电采集帽，以实现在电极少、佩戴舒适的同时，能够独立完成对人体采集和处理，用于解决现有脑电采集帽结构复杂、功能单一的问题，可满足医疗机构和家庭用于监测睡眠状态的需求。
[0005]实现本实用新型的技术思路是:利用两个采集电极、一个参考电极和一个接地电极，获取初步脑电模拟信号；然后将获取的初步脑电模拟信号通过信号处理单元处理，最终得到纯粹的脑电数字信号；同时通过无线传输单元，将经过处理的脑电信号数据传输给独立的分析与显示设备，利用软件对该数据进行分析以划分睡眠阶段，从而实现对睡眠状态的监测功能。
[0006]根据上述技术思路，实现本实用新型目的采用的技术方案是:一种无线睡眠监测系统脑电采集帽，包括:
[0007]脑电采集单元，用于采集脑电信号，并将得到的脑电信号输出；
[0008]信号处理单元，用于对脑电信号进行放大、滤波和AD转换处理，得到纯粹的脑电信号数据，并将得到的纯粹脑电信号输出；
[0009]无线传输单元，用于将纯粹脑电信号数据输出；
[0010]其特征在于:所述脑电采集单元包括帽体1、旋转轴2、挂耳式支架3、前额叶电极4、顶叶电极5、参考电极6和接地电极7 ;帽体I是由一条周箍带和两条垂直交叉的顶箍带相互连接而成，在该帽体I的周箍带和顶箍带上，分别安装有前额叶电极4和顶叶电极5，周箍带的左侧或右侧耳朵上部设有旋转轴2，该旋转轴2上安装有能绕其转动的挂耳式支架3，该挂耳式支架贴近乳突骨一侧装有参考电极6，耳垂位置装有接地电极7，所述四个电极4、5、6、7均与信号处理单元连接；在顶箍带的交叉处外侧设置有装载信号处理单元与无线传输单元的安装盒8。
[0011]所述前额叶电极4和顶叶电极5，分别安装在周箍带内侧头部前额叶和顶箍带内侧头部顶叶位置。
[0012]所述帽体I采用具有弹性且透气性良好的软性材料。
[0013]所述信号处理单元包括集成有放大器、滤波器及Α/D转换器的ADS1298芯片和单片机。
[0014]所述的无线传输单元采用蓝牙芯片或ZigBee集成模块。
[0015]本实用新型与现有技术相比，具有如下优点:
[0016]1、本实用新型由于帽体是采用透气性好且富有弹性的软性材料制成，佩戴舒适；且采集脑电信号所使用的电极数量少，在所采集的脑电信号足以监测睡眠状态的前提下，与现有技术采用多电极采集的方式相比，能有效降低对人体皮肤造成的损伤。
[0017]2、本实用新型由于信号处理单元与无线传输单元均采用芯片集成化设计，并置于安装盒内，使其能与脑电采集单元构成一个集采集、处理、传输于一体的脑电采集帽，扩展了现有脑电采集帽的功能，并且克服了现有技术中需要与其他设备配合使用的不足，简化了结构，提高了便携性，更易于推广。
[0018]3、本实用新型由于通过无线传输单元来实现脑电信号的输出，拓展性好，可以灵活地与不同显示终端连接，易于维护，造价低廉。
【附图说明】
[0019]图1为本实用新型的结构示意图。
【具体实施方式】
[0020]以下结合附图对本实用新型作进一步详细描述。
[0021]参照图1，本实用新型包括脑电采集单元、信号处理单元和无线传输单元；其中:脑电采集单元包括帽体1、旋转轴2、挂耳式支架3、前额叶电极4、顶叶电极5、参考电极6和接地电极7 ;所述帽体I是由一条周箍带和两条垂直交叉的顶箍带，通过缝合或者由粘扣连接而成的一个整体结构，采用具有弹性且透气性良好的软性材料，以保证佩戴更加舒适；在周箍带和顶箍带的内侧、人体头部的前额叶和顶叶位置，分别安装有前额叶电极4和顶叶电极5 ;在周箍带的左侧或右侧人体的耳朵上部，设有旋转轴2，该旋转轴2上安装有能绕其转动的挂耳式支架3，该挂耳式支架贴近乳突骨一侧设有参考电极6，耳垂位置处设有接地电极7，所述四个电极4、5、6、7均与信号处理单元连接；在顶箍带的交叉处外侧设置有装载信号处理单元和无线传输单元的安装盒8。
[0022]为了保证电极与人体的接触良好，且其安装位置不会因人体头部大小的不同而发生偏移，造成采集信号不准确，根据成年人头部周长的一般范围，将帽体I的大小设置为 S、M、L 和 XL 四种规格，具体尺寸分别为 570mm-580mm、580mm-590mm、590mm-600mm 和600mm-610mm，供不同需求的使用者选择。
[0023]旋转轴2的一端可以固定在周箍带的左侧或右侧人体耳朵的上部，根据试验证明和常人的睡眠习惯，左侧卧是睡眠效果最好，因此将旋转轴2固定安装在周箍带的左侧。
[0024]挂耳式支架3采用与人体耳廓形状相似的弧形结构，它与旋转轴2采用活动连接方式，且可以绕其前后转动；由于乳突骨处脑电波微弱且包含几乎全部的背景噪声，故将参考电极6设置在挂耳式支架3贴近乳突骨的位置，并通过内置于挂耳式支架3和帽体I的导线与信号处理单元连接；在对脑电信号进行处理时，利用前额叶和顶叶采集的脑电信号减去此处得到的背景噪声，以实现脑电信号初步处理；与此同时，由于耳垂位置脑电波最微弱、对采集数据影响最小，故在