基于可穿戴装置的脑电检测装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及生命体征参数检测装置研宄领域，具体是指一种基于可穿戴装置的脑电检测装置。
【背景技术】
[0002]脑电图EEG(Electroencephalogram)是大脑神经元细胞体生理活动所产生的电位综合，具有丰富的大脑活动信息，广泛应用于脑部疾病的医疗诊断、功能康复、疲劳脑电活动监测、脑-机接口及其他脑科学方面的研宄，在脑电图的研宄中，脑电信号的采集获取尤为重要，脑电信号的采集获取是通过脑电采集系统来完成的，然而传统脑电采集系统普遍由多电极形成的多个通道组成，体积庞大，功耗高，而且操作不便，多电极的局限导致难以独立进行脑电的采集，通常需要他人协助完成脑电电极的安放。
[0003]随着人们生活水平的提高，人们的健康意识日益增强，希望能随时随地检测生理参数，近几年，发展迅速的可穿戴医疗产品正是满足这种需求的理想产品。将脑电检测功能移植到可穿戴医疗产品上，一方面可以实时监测癫痫、精神性疾病，对脑外疾病如代谢和内分泌紊乱及中毒等所引起的中枢神经系统变化进行监测，方便使用者进行自我健康状况评估，及时获得发病信息，从而及早采取救治措施，减轻痛苦，降低健康危害，甚至是生命危险，同时，可以进行睡眠监护，通过连续的脑电信号采集，能够帮助使用者分析自己的睡眠状态，从而为睡眠障碍疾病和睡眠呼吸暂停综合症的预防和诊治提供依据。另一方面，能够客观地监测生理与心理疲劳，更直接地反映大脑本身的活动，形成警觉度客观的判别模型，从而为机车疲劳驾驶和危险性工作人员的疲劳作业提供疲劳预警，便于随时了解身心状态，避免疲劳驾驶和疲劳作业带来的危险和伤害，确保安全驾驶和安全作业。
[0004]虽然目前市场上已经出现了一系列可穿戴式脑电监测装置，但大部分都采取由多电极形成的多个通道组成的脑电采集系统，并通过设备转接线连接到脑电图仪进行显示，这种连接的局限性使得脑电电极放置难以独立完成，同时会很大程度地限制脑电的实时监测和稳定性，从而影响到监测结果的准确性和实时性。此外，现有脑电检测装置电源几乎全部采用电池供电或电源充电的方式，这种供电方式使检测装置可使用时间受到很大程度的限制，不能满足随时随地监测的需求。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种基于可穿戴装置的脑电检测装置，该装置是设置于现有的可穿戴式设备上，例如智能手表、智能手环等，具有体积小巧、使用方便、使用时间长的优点。
[0006]本实用新型的目的通过以下的技术方案实现:基于可穿戴装置的脑电检测装置，包括脑电采集器、集成模拟前端、混合信号微控制器、蓝牙模块、显示装置、电源管理模块、太阳能电池、输入装置和指示灯，所述脑电采集器包括单导脑电电极和参考电极，单导脑电电极置于帽子内侧，与额头接触，参考电极与帽子连接，夹在耳垂处，脑电采集器通过屏蔽电缆和音频接口连接器与可穿戴装置相连；脑电采集器与集成模拟前端相连，集成模拟前端通过SPI (Serial Peripheral Interface，串行外设接口)与混合信号微控制器相连，蓝牙模块通过 UART (Universal Asynchronous Receiver/Transmitter,通用非同步收发传输器)与混合信号微控制器相连，蓝牙模块与外部网络连接；电源管理模块与太阳能电池相连，二者用于为脑电检测装置中混合信号微控制器、蓝牙模块、显示装置、指示灯供电；显示装置、输入装置、指示灯分别与混合信号微控制器相连，并由混合信号微控制器控制工作，所述输入装置用于启动可穿戴装置的脑电检测功能，指示灯用于显示可穿戴装置当前所处的脑电检测功能状态。
[0007]优选的，所述电源管理模块包括太阳能充电电路、太阳能放电电路、太阳能充电控制器、太阳能放电控制器、太阳能接口、蓄电池接口、负载接口和蓄电池，其中太阳能电池与太阳能接口连接，蓄电池接口与蓄电池连接，蓄电池还设有接口用于与外部充电电源连接；负载接口与所述混合信号微控制器连接；太阳能充电控制器控制太阳能充电电路工作，太阳能电池通过太阳能充电电路向蓄电池充电；太阳能放电控制器控制太阳能放电电路工作，蓄电池通过太阳能放电电路向脑电检测装置中混合信号微控制器、蓝牙模块、显示装置、指示灯供电。
[0008]优选的，由所述太阳能充电电路和所述太阳能充电控制器组成的太阳能充电模块与由所述太阳能放电电路和所述太阳能放电控制器组成的太阳能放电模块彼此独立，充电和放电过程独立进行。从而可以大幅度降低功耗，进一步延长待机、使用时间。
[0009]更进一步的，所述太阳能电池采用多晶硅薄膜型太阳能电池。该电池是由高效能、高光电转换效率的多晶硅薄膜型光电材料得到的，因此具有体积小、供电时间长的优点。
[0010]优选的，所述蓝牙模块包括主控制模块、射频核心模块、通用外围设备接口模块、传感器接口模块和天线，所述主控制模块用于接收、存储混合信号微控制器传来的信号，并在信号需要向外传输时，将信号传入射频核心模块，主控制模块包括导线相连的主控制器、JTAG (Joint Test Act1n Group，联合测试工作组)接口、ROM (Read-Only Memory，只读存储器)、闪存、SRAM;所述射频核心模块用于在信号需要向外传输时，接收主控制模块传入的信号，并将信号由天线向外传输，射频核心模块包括导线相连的协控制器、数字锁相环、DSP调制解调器、SRAM, ROM和放大器，放大器与天线相连接；所述天线用于将信号发送到外部移动终端，并接收移动终端反馈结果，并将反馈结果发送到显示装置显示；通用外围设备接口模块由导线相连的i2c、uart和SPI组成；传感器接口模块包括导线相连的传感器控制器、ADC(Analog to Digital Converter,模拟数字转换器)和比较器；主控制模块分别通过导线与射频核心模块、通用外围设备接口模块和传感器接口模块相连。
[0011]更进一步的，所述主控制模块在将信号传到射频核心模块后进入睡眠状态。从而可以大大降低蓝牙模块的功耗。
[0012]更进一步的，所述传感器控制器用于感知外接脑电采集器的工作状态，若外接脑电采集器没有进行信号采集，则控制蓝牙模块自动进入睡眠状态。从而可以大大降低蓝牙模块的功耗。
[0013]更进一步的，所述蓝牙模块采用蓝牙标准V4.0，用以将wif 1、UWB无线射频技术纳入蓝牙技术。从而将高速传输和超低功耗有机地结合，可以实现本实用新型与其他来自全球制造商不同设备之间的信息交互，进行信息共享。
[0014]具体的，所述集成模拟前端选用TI公司的ADS1291芯片，该集成模拟前端包含2个低噪声可编程增益放大器和2个高分辨率模数转换器，板载振荡器和内部参考，在这里采集到的脑电信号进行滤波、自动增益、AD转换。
[0015]具体的，所述混合信号微控制器选用TI公司的MSP430FR5739微控制器，在这里，采集到的脑电信号采用LMS自适应算法消除工频干扰，采用阈值过滤、重构信号的方法消除眼电伪迹，采用模极大值法消除肌电伪迹，采用小波消噪算法消除噪声，采用正交小波变换算法消除脑电脉冲干扰，并进一步采用运动补偿算法去除运动过程中产生的运动伪差。
[0016]本实用新型与现有技术相比，具有如下优点和有益效果:
[0017](I)本实用新型的脑电检测装置基于可穿戴装置，克服了传统脑电检测装置中由多电极形成的多通道连接采集脑电带来的使用局限性，并且通过可穿戴装置可以实现随时随地的脑电检测。体积小巧，可穿戴，结果准确，功耗极低，可利用太阳能充电，便于进行癫痫、精神性疾病、中枢神经系统变化、睡眠状态和生理与心理疲劳状态的随时随地监测，最大程度地降低脑电异常对机体的损害和生命危险。
[0018](2)本实用新型脑电采集器包括单导脑电电极和参考电极，单导脑