脑电信号采集系统的制作方法

本实用新型涉及神经电生理学技术领域，尤其涉及一种脑电信号采集系统。

背景技术：

随着科技的进步,使用脑电放大器采集实验对象的脑电信号以帮助实验人员进行生物效应的研究变得越来越普遍。在脑电信号采集的过程中，需要实验对象自身以及所处环境的环境数据相对稳定，以确保采集到的脑电信号准确、可靠，因此，当实验对象自身以及所处环境的环境数据发生变化时，将导致脑电放大器采集到的脑电信号受到干扰，由于在后期分析过程中，无法区分正常脑电信号和受干扰的脑电信号，将受干扰的脑电信号当作正常脑电信号进行分析，将影响实验结果的准确性和可靠性。

技术实现要素：

为了解决现有技术中无法区分正常脑电信号和受干扰的脑电信号的问题，本实用新型提供了一种脑电信号采集系统，包括脑电放大器、检测设备和屏蔽舱，检测设备检测屏蔽舱内的环境数据，当环境数据满足预设的环境数据要求时，向脑电放大器发送第一脉冲信号，反之，向脑电放大器发送第二脉冲信号，脑电放大器根据接收到第一脉冲信号或第二脉冲信号，对应输出第一标记信号或第二标记信号并同时采集实验对象的脑电信号，以便根据第一标记信号和第二标记信号对采集到的正常脑电信号和受干扰的脑电信号进行区分。

本实用新型的目的是，提供一种脑电信号采集系统，所述脑电信号采集系统包括脑电放大器100、检测设备200和屏蔽舱300；

其中，所述检测设备200，位于所述屏蔽舱300内，与所述脑电放大器100相连，用于检测所述屏蔽舱300内的环境数据，当所述环境数据满足预设的环境数据要求时，向所述脑电放大器100发送第一脉冲信号，反之，向所述脑电放大器100发送第二脉冲信号；

所述脑电放大器100，位于所述屏蔽舱300外，与所述屏蔽舱300内的实验对象相连，用于当接收到所述第一脉冲信号时，输出第一标记信号，并同时采集所述实验对象的脑电信号；

所述脑电放大器100，还用于当接收到所述第二脉冲信号时，输出第二标记信号，并同时采集所述实验对象的所述脑电信号。

可选的，所述检测设备200包括控制芯片210、声音检测装置220、温度检测装置230和光检测装置240；

所述声音检测装置220，与所述控制芯片210相连，用于检测所述屏蔽舱300内的声音环境数据，当所述声音环境数据满足预设的声音环境数据时，向所述控制芯片210发送所述第一脉冲信号，反之，向所述控制芯片210发送所述第二脉冲信号；

所述温度检测装置230，与所述控制芯片210连接，用于检测所述屏蔽舱300内的温度环境数据，当所述温度环境数据满足预设的温度环境数据时，向所述控制芯片210发送所述第一脉冲信号，反之，向所述控制芯片210发送所述第二脉冲信号；

所述光检测装置240，与所述控制芯片210连接，用于检测所述屏蔽舱300内的光环境数据，当所述光环境数据满足预设的光环境数据时，向所述控制芯片210发送所述第一脉冲信号，反之，向所述控制芯片210发送所述第二脉冲信号；

所述控制芯片210，用于接收所述声音检测装置220、所述温度检测装置230和所述光检测装置240发送的脉冲信号，当接收到的所述脉冲信号均为所述第一脉冲信号时，输出所述第一脉冲信号，反之，则输出所述第二脉冲信号。

可选的，所述控制芯片210为三输入与门TTL7411芯片。

可选的，所述声音检测装置220包括声音采集电路221、电压放大电路222和第一比较电路223；

其中，所述声音采集电路221，与所述电压放大电路222相连，用于采集所述屏蔽舱300内的所述声音环境数据，将所述声音环境数据转换为第一电压信号，并发送给所述电压放大电路222；

所述电压放大电路222，与所述第一比较电路223相连，用于对所述第一电压信号进行放大处理，得到放大后的第一电压信号，并发送给所述第一比较电路223；

所述第一比较电路223，用于将接收到的所述放大后的第一电压信号与第一预设电压信号进行比较，当所述放大后的第一电压信号小于或等于所述第一预设电压信号时，输出所述第一脉冲信号，反之，输出所述第二脉冲信号。

可选的，所述温度检测装置230包括温度采集电路231和温度比较电路232；

其中，所述温度采集电路231，与所述温度比较电路232相连，用于采集所述屏蔽舱300内的所述温度环境数据，将所述温度环境数据转换为数字信号，并发送给所述温度比较电路232；

所述温度比较电路232，用于将接收到的所述数字信号与预设的温度值进行比较，当所述数字信号小于或等于所述预设的温度值时，输出所述第一脉冲信号，反之，输出所述第二脉冲信号。

可选的，所述光检测装置240包括光采集电路241和第二比较电路242；

所述光采集电路241，与所述第二比较电路242相连，用于采集所述屏蔽舱300内的所述光环境数据，将所述光环境数据转换为第二电压信号，并发送给所述第二比较电路242；

所述第二比较电路242，用于将接收到的所述第二电压信号与第二预设电压信号进行比较，当所述第二电压信号小于或等于所述第二预设电压信号时，输出所述第一脉冲信号，反之，输出所述第二脉冲信号。

可选的，所述脑电信号采集系统还包括视频监视设备400，位于所述屏蔽舱300内，用于采集所述实验对象的图像数据。

可选的，所述脑电信号采集系统还包括存储设备500，与所述脑电放大器100和所述视频监视设备400相连，用于存储所述脑电信号、所述第一标记信号、所述第二标记信号和所述图像数据。

可选的，所述脑电信号采集系统还包括显示设备600，与所述存储设备500相连，用于显示所述脑电信号、所述第一标记信号、所述第二标记信号和所述图像数据。

本实用新型的有益效果在于：通过检测设备200检测屏蔽舱300内的环境数据，当环境数据满足预设的环境数据要求时，向脑电放大器100发送第一脉冲信号，反之，向脑电放大器100发送第二脉冲信号，脑电放大器100根据接收到第一脉冲信号或第二脉冲信号，对应输出第一标记信号或第二标记信号并同时采集实验对象的脑电信号，同时通过视频监视设备400采集屏蔽舱300内的图像数据，之后将采集到的脑电信号、第一标记信号、第二标记信号和图像数据存储于存储设备500并通过显示设备600进行显示，以便后续根据第一标记信号、第二标记信号和图像数据对采集到的正常脑电信号和受干扰的脑电信号进行区分。

为让本实用新型的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施方式，并配合所附图式，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型提供的脑电信号采集系统的实施方式一的结构示意图；

图2为本实用新型提供的脑电信号采集系统的检测设备的结构示意图；

图3为本实用新型提供的脑电信号采集系统的声音检测装置的结构示意图；

图4为本实用新型提供的脑电信号采集系统的声音检测装置的电路示意图；

图5为本实用新型提供的脑电信号采集系统的温度检测装置的结构示意图；

图6为本实用新型提供的脑电信号采集系统的温度检测装置的电路示意图；

图7为本实用新型提供的脑电信号采集系统的光检测装置的结构示意图；

图8为本实用新型提供的脑电信号采集系统的光检测装置的电路示意图；

图9为本实用新型提供的脑电信号采集系统的检测设备的电路示意图；

图10为本实用新型提供的脑电信号采集系统的实施方式二的结构示意图；

图11为本实用新型提供的脑电信号采集系统的实施方式三的结构示意图；

图12为本实用新型提供的脑电信号采集系统的实施方式四的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型针对现有技术中无法区分正常脑电信号和受干扰的脑电信号的问题，提出了一种脑电信号采集系统。

图1为本实用新型提供的脑电信号采集系统的实施方式一的结构示意图，如图1所示，所述脑电信号采集系统包括脑电放大器100、检测设备200和屏蔽舱300。

其中，所述检测设备200，位于所述屏蔽舱300内，与所述脑电放大器100相连，用于检测所述屏蔽舱300内的环境数据，当所述环境数据满足预设的环境数据要求时，向所述脑电放大器100发送第一脉冲信号，反之，向所述脑电放大器100发送第二脉冲信号，所述环境数据为声音环境数据、温度环境数据和光环境数据，本技术领域的技术人员也可以根据实际需要检测其他的环境数据，本实用新型不作限定。

所述脑电放大器100，位于所述屏蔽舱300外，与所述屏蔽舱300内的实验对象相连，用于当接收到所述第一脉冲信号时，输出第一标记信号，并同时采集所述实验对象的脑电信号。

所述脑电放大器100，还用于当接收到所述第二脉冲信号时，输出第二标记信号，并同时采集所述实验对象的所述脑电信号。

在本实用新型的实施方式一的具体实施中，检测设备200检测屏蔽舱300内的环境数据，当环境数据满足预设的环境数据要求时，向脑电放大器100发送第一脉冲信号，该第一脉冲信号为高电平脉冲信号，反之，向脑电放大器100发送第二脉冲信号，该第二脉冲信号为低电平脉冲信号，当脑电放大器100接收到第一脉冲信号时，输出第一标记信号，该标记信号为全0，并同时采集实验对象的脑电信号，当脑电放大器100接收到第二脉冲信号时，输出第二标记信号，该标记信号为全1，并同时采集实验对象的脑电信号，以便后续根据第一标记信号和第二标记信号对采集到的正常脑电信号和受干扰的脑电信号进行区分。

图2为本实用新型提供的脑电信号采集系统的检测设备的结构示意图，如图2所示，所述检测设备200包括控制芯片210、声音检测装置220、温度检测装置230和光检测装置240。

所述声音检测装置220，与所述控制芯片210相连，用于检测所述屏蔽舱300内的声音环境数据，当所述声音环境数据满足预设的声音环境数据时，向所述控制芯片210发送所述第一脉冲信号，反之，向所述控制芯片210发送所述第二脉冲信号。

所述温度检测装置230，与所述控制芯片210连接，用于检测所述屏蔽舱300内的温度环境数据，当所述温度环境数据满足预设的温度环境数据时，向所述控制芯片210发送所述第一脉冲信号，反之，向所述控制芯片210发送所述第二脉冲信号。

所述光检测装置240，与所述控制芯片210连接，用于检测所述屏蔽舱300内的光环境数据，当所述光环境数据满足预设的光环境数据时，向所述控制芯片210发送所述第一脉冲信号，反之，向所述控制芯片210发送所述第二脉冲信号。

所述控制芯片210，用于接收所述声音检测装置220、所述温度检测装置230和所述光检测装置240发送的脉冲信号，当接收到的所述脉冲信号均为所述第一脉冲信号时，输出所述第一脉冲信号，反之，则输出所述第二脉冲信号。

所述控制芯片210为三输入与门TTL7411芯片，检测设备200的具体电路图如图9所示，针对声音检测装置220、温度检测装置230和光检测装置240的具体介绍详见后续介绍，此处不再赘述。

在本实用新型的具体实施中，当声音检测装置220、温度检测装置230和光检测装置240中至少一个检测到的对应的环境数据不满足对应的预设的环境数据时，即认为脑电信号受到干扰，向控制芯片210发送第二脉冲信号，由于，控制芯片210为三输入与门TTL7411芯片，即当接收到的脉冲信号全部为第一脉冲信号(高电平脉冲信号)时，则输出第一脉冲信号(高电平脉冲信号)，当接收到的脉冲信号中至少一个为第二脉冲信号(低电平脉冲信号)时，则输出第二脉冲信号(低电平脉冲信号)，以便将检测设备220检测到的屏蔽舱300内的环境数据反馈给脑电放大器100。

图3为本实用新型提供的脑电信号采集系统的声音检测装置的结构示意图，如图3所示，所述声音检测装置220包括声音采集电路221、电压放大电路222和第一比较电路223。

其中，所述声音采集电路221，与所述电压放大电路222相连，用于采集所述屏蔽舱300内的所述声音环境数据，将所述声音环境数据转换为第一电压信号，并发送给所述电压放大电路222。

所述电压放大电路222，与所述第一比较电路223相连，用于对所述第一电压信号进行放大处理，得到放大后的第一电压信号，并发送给所述第一比较电路223。

所述第一比较电路223，用于将接收到的所述放大后的第一电压信号与第一预设电压信号进行比较，当所述放大后的第一电压信号小于或等于所述第一预设电压信号时，输出所述第一脉冲信号，反之，输出所述第二脉冲信号。

图4为本实用新型提供的脑电信号采集系统的声音检测装置的电路示意图，如图4所示，声音采集电路221由52D声音传感器、10K电阻、47K电阻和104电容组成，电压放大电路222由S9014电压放大器、47K电阻、1K电阻和104电容组成，第一比较电路223由LM393比较器和10K滑动变阻器组成，本实用新型技术领域的技术人员可以使用其他能实现本实用新型所要求功能的电路替代本实用新型的声音采集电路221、电压放大电路222和第一比较电路223，本实用新型不作限定。

在本实用新型的具体实施中，通过设置10K滑动变阻器的电阻值为LM393比较器提供第一预设电压信号，LM393比较器将第一预设电压信号与52D声音传感器采集、转换并通过S9014电压放大器进行放大处理后得到的放大后的第一电压信号进行比较，如果放大后的第一电压信号小于或等于第一预设电压信号，则认为此时屏蔽舱300内的声音环境数据满足预设的声音环境数据，输出第一脉冲信号，反之，输出第二脉冲信号，以便将检测结果反馈给控制芯片210。

图5为本实用新型提供的脑电信号采集系统的温度检测装置的结构示意图，如图5所示，所述温度检测装置230包括温度采集电路231和温度比较电路232。

其中，所述温度采集电路231，与所述温度比较电路232相连，用于采集所述屏蔽舱300内的所述温度环境数据，将所述温度环境数据转换为数字信号，并发送给所述温度比较电路232。

所述温度比较电路232，用于将接收到的所述数字信号与预设的温度值进行比较，当所述数字信号小于或等于所述预设的温度值时，输出所述第一脉冲信号，反之，输出所述第二脉冲信号。

图6为本实用新型提供的脑电信号采集系统的温度检测装置的电路示意图，如图6所示，温度比较电路232由DS18B20温度传感器和4.7K电阻组成，温度比较电路232由89S51温度处理芯片组成，本实用新型技术领域的技术人员可以使用其他能实现本实用新型所要求的功能的电路替代本实用新型的温度比较电路232和温度比较电路232，本实用新型不作限定。

在本实用新型的具体实施中，89S51温度处理芯片将DS18B20温度传感器采集并转换后得到的数字信号与预设的温度值进行比较，如果数字信号小于或等于预设的温度值，此时屏蔽舱300内的温度环境数据满足预设的温度环境数据，输出第一脉冲信号，反之，输出第二脉冲信号。以便将检测结果反馈给控制芯片210。

图7为本实用新型提供的脑电信号采集系统的光检测装置的结构示意图，如图7所示，所述光检测装置240包括光采集电路241和第二比较电路242。

所述光采集电路241，与所述第二比较电路242相连，用于采集所述屏蔽舱300内的所述光环境数据，将所述光环境数据转换为第二电压信号，并发送给所述第二比较电路242。

所述第二比较电路242，用于将接收到的所述第二电压信号与第二预设电压信号进行比较，当所述第二电压信号小于或等于所述第二预设电压信号时，输出所述第一脉冲信号，反之，输出所述第二脉冲信号。

图8为本实用新型提供的脑电信号采集系统的光检测装置的电路示意图，如图8所示，光采集电路241由T5516光敏电阻、10K电阻和104电容组成，第二比较电路242由LM393比较器和10K滑动变阻器组成，本实用新型技术领域的技术人员可以使用其他能实现本实用新型所要求的功能的电路替代本实用新型的光采集电路241和第二比较电路242，本实用新型不作限定。

在本实用新型的具体实施中，通过设置10K滑动变阻器的电阻值为LM393比较器提供第二预设电压信号，LM393比较器将第二预设电压信号与T5516光敏电阻采集并转换后得到的第二电压信号进行比较，如果第二电压信号小于或等于第二预设电压信号，此时屏蔽舱300内的光环境数据满足预设的光环境数据，输出第一脉冲信号，反之，输出第二脉冲信号，以便将检测结果反馈给控制芯片210。

图10为本实用新型提供的脑电信号采集系统的实施方式二的结构示意图，如图10所示，所述脑电信号采集系统还包括视频监视设备400，位于所述屏蔽舱300内，用于采集所述实验对象的图像数据。

在本实用新型的实施方式二的具体实施中，通过视频监视设备400实时采集实验对象的图像数据，以便后续辅助区分正常的脑电信号和受干扰的脑电信号。

图11为本实用新型提供的脑电信号采集系统的实施方式三的结构示意图，如图11所示，所述脑电信号采集系统还包括存储设备500，与所述脑电放大器100和所述视频监视设备400相连，用于存储所述脑电信号、所述第一标记信号、所述第二标记信号和所述图像数据。

在本实用新型的实施方式三的具体实施中，将脑电信号、第一标记信号、第二标记信号和图像数据存储于存储设备500，以便后续处理。

图12为本实用新型提供的脑电信号采集系统的实施方式四的结构示意图，如图12所示，所述脑电信号采集系统还包括显示设备600，与所述存储设备500相连，用于显示所述脑电信号、所述第一标记信号、所述第二标记信号和所述图像数据。

在本实用新型的实施方式四中，脑电信号、第一标记信号、第二标记信号和图像数据直接显示于显示设备600中，方便实时查看，用以区分采集得到的正常脑电信号和受干扰的脑电信号。

为了进一步理解本实用新型提供的脑电信号采集系统具体实施方式，下面根据图2和图12对本实用新型提供的脑电信号采集系统具体工作过程进行介绍，本实用新型也可依据其他实施方式进行具体实施，本实用新型不再赘述。

(1)实验人员将实验对象放置在屏蔽舱300内，将电极线一端的电极片紧贴在实验对象头部，用于采集实验对象的脑电信号，将电极线的另一端连接脑电放大器100，之后，实验人员开启脑电放大器100、检测设备200、视频监视设备400、存储设备500和显示设备600。

(2)此时，检测设备200实时检测屏蔽舱300内的环境数据，当该环境数据满足预设的环境数据时，则向脑电放大器100发送高电平的第一脉冲信号，脑电放大器100接收到第一脉冲信号时，输出全0的第一标记信号，并采集正常的脑电信号，当该环境数据不满足预设的环境数据时，则向脑电放大器100发送低电平的第二脉冲信号，脑电放大器100接收到第二脉冲信号时，输出全1的第二标记信号，并采集受干扰的脑电信号，同时，脑电放大器100将采集到的脑电信号、第一标记信号和第二标记信号存储于存储设备500并通过显示设备600进行显示，以便根据第一标记信号和第二标记信号区分正常的脑电信号和受干扰的脑电信号。

(3)同时，视频监视设备400将实时采集到的屏蔽舱300内的图像数据存储于存储设备500并通过显示设备600进行显示，以便后续辅助区分正常的脑电信号和受干扰的脑电信号。

(4)实验人员停止实验，关闭脑电放大器100、检测设备200和视频监视设备400。

(5)实验人员通过显示设备600显示的脑电信号、第一标记信号和第二标记信号，得出第一标记信号对应的脑电信号为实验对象处于无环境干扰下的正常的脑电信号，第二标记信号对应的脑电信号为实验对象处于有环境干扰下的受干扰的脑电信号，同时，实验人员还可以通过图像数据对不确定是否为正常或受干扰的脑电信号进行区分。

本实用新型的有益效果是：

(1)脑电放大器100根据检测设备200发送的第一脉冲信号和第二脉冲信号对应输出第一标记信号和第二标记信号，通过第一标记信号和第二标记信号可以实现对正常的脑电信号和受干扰的脑电信号进行区分。

(2)视频监视设备400实时采集屏蔽舱300内的图像数据，后续可对不确定是否为正常或受干扰的脑电信号进行辅助区分。

本实用新型中应用了具体实施方式对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施方式的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。