腦電采集傳送系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種腦電采集傳送系統(tǒng)，包括：腦電信號(hào)采集電路，用于采集多導(dǎo)腦電信號(hào)；第一光信號(hào)電路，與所述腦電信號(hào)采集電路連接，用于將所述多導(dǎo)腦電信號(hào)轉(zhuǎn)化為光信號(hào)；第二光信號(hào)電路，與所述第一光信號(hào)電路耦合，用于接收所述光信號(hào)并將接收到的所述光信號(hào)轉(zhuǎn)化為第一電信號(hào)；數(shù)字化處理電路，與所述第二光信號(hào)電路連接，用于將所述第一電信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化處理以得到第二電信號(hào)；采集主機(jī)，與所述數(shù)字化處理電路連接，用于腦電信號(hào)的顯示與分析。由于采用了光信號(hào)進(jìn)行傳輸，因而實(shí)現(xiàn)了腦電信號(hào)采集電路與數(shù)字化處理電路之間的電氣隔離，具有抗干擾、穩(wěn)定、傳輸速率快的特點(diǎn)。
【專利說(shuō)明】腦電采集傳送系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及醫(yī)療設(shè)備領(lǐng)域，特別是涉及一種腦電采集傳送系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002] 現(xiàn)在技術(shù)中的腦電采集傳送系統(tǒng)采用的無(wú)線通信方式，通信信號(hào)容易被干擾、連 接不穩(wěn)定、數(shù)據(jù)傳送量有限，不能很好的滿足腦電信號(hào)的采集要求。 實(shí)用新型內(nèi)容
[0003] 本實(shí)用新型的目的是提供一種腦電采集傳送系統(tǒng)，以克服現(xiàn)有技術(shù)中信號(hào)容易被 干擾、連接不穩(wěn)定的問(wèn)題。
[0004] 為解決上述技術(shù)問(wèn)題，作為本實(shí)用新型的一個(gè)方面，提供了一種腦電采集傳送系 統(tǒng)，包括：腦電信號(hào)采集電路，用于采集多導(dǎo)腦電信號(hào)；第一光信號(hào)電路，與所述腦電信號(hào) 采集電路連接，用于將所述多導(dǎo)腦電信號(hào)轉(zhuǎn)化為光信號(hào)；第二光信號(hào)電路，與所述第一光信 號(hào)電路耦合，用于接收所述光信號(hào)并將接收到的所述光信號(hào)轉(zhuǎn)化為第一電信號(hào)；數(shù)字化處 理電路，與所述第二光信號(hào)電路連接，用于將所述第一電信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化處理以得到第二 電信號(hào)；采集主機(jī)，與所述數(shù)字化處理電路連接，用于腦電信號(hào)的顯示與分析。
[0005] 進(jìn)一步地，所述腦電采集傳送系統(tǒng)還包括光纖，所述第一光信號(hào)電路通過(guò)所述光 纖與所述第二光信號(hào)電路連接。
[0006] 進(jìn)一步地，所述第一光信號(hào)電路或所述第二光信號(hào)電路包括光收發(fā)芯片和低電平 報(bào)警指示電路，其中，所述低電平報(bào)警指示電路包括依次連接的發(fā)光二極管、電阻和非門， 所述光收發(fā)芯片的報(bào)警輸出端與所述非門的輸入端連接。
[0007] 進(jìn)一步地，所述腦電信號(hào)采集電路包括依次連接的前置差分放大電路、時(shí)間常數(shù) 電路、有源低通濾波電路、多路開關(guān)電路和光發(fā)送1?塊電路。
[0008] 進(jìn)一步地，所述數(shù)字化處理電路包括FPGA、USB控制芯片、用于對(duì)誘發(fā)腦電信號(hào)進(jìn) 行刺激控制的數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片和用于對(duì)刺激和采集進(jìn)行同步的同步電路，其中，所述USB控 制芯片、所述數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片和所述同步電路均與所述FPGA連接，所述USB控制芯片與所述 采集主機(jī)連接，所述FPGA與所述第二光信號(hào)電路連接。
[0009] 進(jìn)一步地，所述有源低通濾波電路是八階放大濾波電路。
[0010] 進(jìn)一步地，所述多路開關(guān)電路包括⑶4051芯片。
[0011] 進(jìn)一步地，所述前置差分放大電路包括AD620芯片。
[0012] 由于采用了光信號(hào)進(jìn)行傳輸，因而實(shí)現(xiàn)了腦電信號(hào)采集電路與數(shù)字化處理電路之 間的電氣隔離，同時(shí)，保證了連接的穩(wěn)定性和傳送速率高的要求，可有效防止腦電信號(hào)采集 電路受到外部的工頻干擾，為提高腦電信號(hào)的采集頻率提供了保證。本實(shí)用新型具有抗干 擾、穩(wěn)定、傳輸速率快的特點(diǎn)。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0013] 圖1示意性示出了本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014] 圖2示意性示出了第一光信號(hào)電路或第一光信號(hào)電路的電路原理圖。
[0015] 圖3示意性示出了腦電信號(hào)采集電路的電路原理圖。
[0016] 圖4示意性示出了前置差分放大電路的電路原理圖。
[0017] 圖5示意性示出了有源低通濾波電路的電路原理圖。
[0018] 圖中附圖標(biāo)記：10、腦電信號(hào)采集電路；11、前置差分放大電路；11a、AD620芯片； lib、電阻；12、時(shí)間常數(shù)電路；13、有源低通濾波電路；14、多路開關(guān)電路；15、光發(fā)送模塊 電路；20、第一光信號(hào)電路；21、光收發(fā)芯片；22、發(fā)光二極管；23、電阻；24、非門；25、電感； 26、電容；27、電容；30、第二光信號(hào)電路；40、數(shù)字化處理電路；50、采集主機(jī)；60、光纖；70、 USB線路。

【具體實(shí)施方式】
[0019] 以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，但是本實(shí)用新型可以由權(quán)利 要求限定和覆蓋的多種不同方式實(shí)施。
[0020] 作為本實(shí)用新型的第一方面，請(qǐng)參考圖1，提供了一種腦電采集傳送系統(tǒng)，包括： 腦電信號(hào)采集電路10,用于采集多導(dǎo)腦電信號(hào)；第一光信號(hào)電路20,與所述腦電信號(hào)采集 電路10連接，用于將所述多導(dǎo)腦電信號(hào)轉(zhuǎn)化為光信號(hào)；第二光信號(hào)電路30,與所述第一光 信號(hào)電路20耦合，用于接收所述光信號(hào)并將接收到的所述光信號(hào)轉(zhuǎn)化為第一電信號(hào)；數(shù)字 化處理電路40,與所述第二光信號(hào)電路30連接，用于將所述第一電信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化處理以 得到第二電信號(hào)；采集主機(jī)50,與所述數(shù)字化處理電路40連接，用于腦電信號(hào)的顯示與分 析。
[0021] 例如，第一、第二光信號(hào)電路的工作波長(zhǎng)范圍可以為1260_1360nm，輸入輸出接口 與TTL電平兼容，低功耗設(shè)計(jì)，傳輸速率84Mb/s，傳輸距離大于5 km。
[0022] 本實(shí)用新型通過(guò)第一光信號(hào)電路20將采集到的多導(dǎo)腦電信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)，并 將該光信號(hào)傳輸給第二光信號(hào)電路30。第二光信號(hào)電路30再將其接收到的光信號(hào)轉(zhuǎn)化為 第一電信號(hào)，然后經(jīng)過(guò)數(shù)字化處理電路40處理后，提供給采信主機(jī)進(jìn)行顯示與分析。可見(jiàn)， 由于采用了光信號(hào)進(jìn)行傳輸，因而實(shí)現(xiàn)了腦電信號(hào)采集電路10與數(shù)字化處理電路40之間 的電氣隔離，同時(shí)，保證了連接的穩(wěn)定性和傳送速率高的要求，可有效防止腦電信號(hào)采集電 路10受到外部的工頻干擾，為提高腦電信號(hào)的采集頻率提供了保證。本實(shí)用新型具有抗干 擾、穩(wěn)定、傳輸速率快的特點(diǎn)。
[0023] 優(yōu)選地，請(qǐng)參考圖1，所述腦電采集傳送系統(tǒng)還包括光纖60,所述第一光信號(hào)電路 20通過(guò)所述光纖60與所述第二光信號(hào)電路30連接。例如，光纖60可米用多模光纖。
[0024] 優(yōu)選地，請(qǐng)參考圖2,所述第一光信號(hào)電路20或所述第二光信號(hào)電路30包括光收 發(fā)芯片21和低電平報(bào)警指示電路，其中，所述低電平報(bào)警指示電路包括依次連接的發(fā)光二 極管22、電阻23和非門24,所述光收發(fā)芯片的報(bào)警輸出端與所述非門的輸入端連接。于是， 當(dāng)報(bào)警輸出端出現(xiàn)低電平時(shí)，發(fā)光二極管指示電路工作不正常。另外，還包括由電感25、電 容26、27組成的電源濾波電路。
[0025] 優(yōu)選地，請(qǐng)參考圖3,所述腦電信號(hào)采集電路10包括依次連接的前置差分放大電 路11、時(shí)間常數(shù)電路12、有源低通濾波電路13、多路開關(guān)電路14和光發(fā)送模塊電路15。由 于腦電信號(hào)微弱，優(yōu)選地，可采用上述前置差分放大電路11和有源低通濾波電路13進(jìn)行處 理。
[0026] 優(yōu)選地，請(qǐng)參考圖4,所述前置差分放大電路11包括AD620芯片11a。AD620芯片 具有抑制高共模電壓的能力，其內(nèi)部由3個(gè)同相并聯(lián)放大器所組成，可通過(guò)電阻lib調(diào)整放 大的增益值。
[0027] 優(yōu)選地，請(qǐng)參考圖5,所述有源低通濾波電路13是八階放大濾波電路。例如，可以 由27L4系列芯片實(shí)現(xiàn)4級(jí)8階放大濾波電路，其中，一個(gè)27L4系列芯片可包括13a，13b，13c 和13d四個(gè)單元。濾波電路中濾數(shù)階數(shù)越高，則通帶和阻帶的分界越陡，因而濾波效果越 好。此處，采用4級(jí)濾波，共8階，每級(jí)為2階有源同相輸入低通濾波器。
[0028] 優(yōu)選地，所述多路開關(guān)電路包括⑶4051芯片。通過(guò)多路開關(guān)電路14可實(shí)現(xiàn)導(dǎo)聯(lián) 的切換，從而實(shí)現(xiàn)多導(dǎo)腦電信號(hào)的切換。CD4051是單8通道數(shù)字控制模擬開關(guān)，有3個(gè)2進(jìn) 制控制輸入端，具有低導(dǎo)通阻抗和很低的截止漏電流。幅值為4. 5-20V的數(shù)字信號(hào)可控制 峰-峰值至20V的模擬信號(hào)，完全滿足本專利的要求。
[0029] 優(yōu)選地，所述數(shù)字化處理電路40包括FPGA、USB控制芯片、用于對(duì)誘發(fā)腦電信號(hào) 進(jìn)行刺激控制的數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片和用于對(duì)刺激和采集進(jìn)行同步的同步電路，其中，所述USB 控制芯片、所述數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片和所述同步電路均與所述FPGA連接，所述USB控制芯片與所 述采集主機(jī)50連接，所述FPGA與所述第二光信號(hào)電路30連接。例如，同步電路可采用 MAX485,數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片可采用CS4391。這樣，數(shù)字化處理電路40可以通過(guò)USB線路70與采 集主機(jī)50連接。
[0030] 例如，F(xiàn)PGA可采用EP1C12Q240,其密度最大到20060個(gè)邏輯單元，RAM高達(dá)288KB， 具有時(shí)鐘鎖相環(huán)以及雙數(shù)據(jù)率DDR接口。使用FPGA可實(shí)現(xiàn)與第二光信號(hào)電路30、數(shù)模轉(zhuǎn)換 芯片和同步電路的控制、數(shù)據(jù)讀寫，以用對(duì)USB控制芯片內(nèi)部FIFO的讀寫控制以及信號(hào)的 邏輯處理。優(yōu)選地，USB控制芯片可采用CY7C68013,其數(shù)據(jù)傳輸速率快、為FPGA提供了簡(jiǎn) 單和無(wú)縫連接接口，其內(nèi)部集成了 1個(gè)增強(qiáng)型的8051 (性能為標(biāo)準(zhǔn)8051的3倍以上)、1個(gè) 智能USB串行接口引擎、1個(gè)USB數(shù)據(jù)收發(fā)器、3個(gè)8位I/O 口、16位地址線、8. 5KB RAM和 4KBFIF0 等。
[0031] 以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本實(shí)用新型，對(duì)于本 領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本實(shí)用新型可以有各種更改和變化。凡在本實(shí)用新型的精神和原則 之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種腦電采集傳送系統(tǒng)，其特征在于，包括： 腦電信號(hào)采集電路（10)，用于采集多導(dǎo)腦電信號(hào)； 第一光信號(hào)電路（20)，與所述腦電信號(hào)采集電路（10)連接，用于將所述多導(dǎo)腦電信號(hào) 轉(zhuǎn)化為光信號(hào)； 第二光信號(hào)電路（30)，與所述第一光信號(hào)電路（20)耦合，用于接收所述光信號(hào)并將接 收到的所述光信號(hào)轉(zhuǎn)化為第一電信號(hào)； 數(shù)字化處理電路（40 )，與所述第二光信號(hào)電路（30 )連接，用于將所述第一電信號(hào)進(jìn)行 數(shù)字化處理以得到第二電信號(hào)； 采集主機(jī)（50 )，與所述數(shù)字化處理電路（40 )連接，用于腦電信號(hào)的顯示與分析。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的腦電采集傳送系統(tǒng)，其特征在于，所述腦電采集傳送系統(tǒng)還 包括光纖（60 )，所述第一光信號(hào)電路（20 )通過(guò)所述光纖（60 )與所述第二光信號(hào)電路（30 ) 連接。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的腦電采集傳送系統(tǒng)，其特征在于，所述第一光信號(hào)電路（20) 或所述第二光信號(hào)電路（30)包括光收發(fā)芯片和低電平報(bào)警指示電路，其中，所述低電平報(bào) 警指示電路包括依次連接的發(fā)光二極管、電阻和非門，所述光收發(fā)芯片的報(bào)警輸出端與所 述非門的輸入端連接。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的腦電采集傳送系統(tǒng)，其特征在于，所述腦電信號(hào)采集電路 (10) 包括依次連接的前置差分放大電路（11)、時(shí)間常數(shù)電路（12)、有源低通濾波電路 (13)、多路開關(guān)電路（14)和光發(fā)送模塊電路（15)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的腦電采集傳送系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)字化處理電路（40) 包括FPGA、USB控制芯片、用于對(duì)誘發(fā)腦電信號(hào)進(jìn)行刺激控制的數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片和用于對(duì)刺 激和采集進(jìn)行同步的同步電路，其中，所述USB控制芯片、所述數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片和所述同步電 路均與所述FPGA連接，所述USB控制芯片與所述采集主機(jī)（50)連接，所述FPGA與所述第 二光信號(hào)電路（30)連接。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的腦電采集傳送系統(tǒng)，其特征在于，所述有源低通濾波電路 (13)是八階放大濾波電路。
7. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的腦電采集傳送系統(tǒng)，其特征在于，所述多路開關(guān)電路（14)包 括CD4051芯片。
8. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的腦電采集傳送系統(tǒng)，其特征在于，所述前置差分放大電路 (11) 包括AD620芯片。
【文檔編號(hào)】A61B5/0476GK203898305SQ201420201557
【公開日】2014年10月29日 申請(qǐng)日期:2014年4月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月24日
【發(fā)明者】李曉歐, 張科, 張群峰 申請(qǐng)人:上海譜康電子科技有限公司