腦電采集傳送系統的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種腦電采集傳送系統，包括：腦電信號采集電路，用于采集多導腦電信號；第一光信號電路，與所述腦電信號采集電路連接，用于將所述多導腦電信號轉化為光信號；第二光信號電路，與所述第一光信號電路耦合，用于接收所述光信號并將接收到的所述光信號轉化為第一電信號；數字化處理電路，與所述第二光信號電路連接，用于將所述第一電信號進行數字化處理以得到第二電信號；采集主機，與所述數字化處理電路連接，用于腦電信號的顯示與分析。由于采用了光信號進行傳輸，因而實現了腦電信號采集電路與數字化處理電路之間的電氣隔離，具有抗干擾、穩定、傳輸速率快的特點。
【專利說明】腦電采集傳送系統
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及醫療設備領域，特別是涉及一種腦電采集傳送系統。
【背景技術】
[0002] 現在技術中的腦電采集傳送系統采用的無線通信方式，通信信號容易被干擾、連 接不穩定、數據傳送量有限，不能很好的滿足腦電信號的采集要求。 實用新型內容
[0003] 本實用新型的目的是提供一種腦電采集傳送系統，以克服現有技術中信號容易被 干擾、連接不穩定的問題。
[0004] 為解決上述技術問題，作為本實用新型的一個方面，提供了一種腦電采集傳送系 統，包括：腦電信號采集電路，用于采集多導腦電信號；第一光信號電路，與所述腦電信號 采集電路連接，用于將所述多導腦電信號轉化為光信號；第二光信號電路，與所述第一光信 號電路耦合，用于接收所述光信號并將接收到的所述光信號轉化為第一電信號；數字化處 理電路，與所述第二光信號電路連接，用于將所述第一電信號進行數字化處理以得到第二 電信號；采集主機，與所述數字化處理電路連接，用于腦電信號的顯示與分析。
[0005] 進一步地，所述腦電采集傳送系統還包括光纖，所述第一光信號電路通過所述光 纖與所述第二光信號電路連接。
[0006] 進一步地，所述第一光信號電路或所述第二光信號電路包括光收發芯片和低電平 報警指示電路，其中，所述低電平報警指示電路包括依次連接的發光二極管、電阻和非門， 所述光收發芯片的報警輸出端與所述非門的輸入端連接。
[0007] 進一步地，所述腦電信號采集電路包括依次連接的前置差分放大電路、時間常數 電路、有源低通濾波電路、多路開關電路和光發送1?塊電路。
[0008] 進一步地，所述數字化處理電路包括FPGA、USB控制芯片、用于對誘發腦電信號進 行刺激控制的數模轉換芯片和用于對刺激和采集進行同步的同步電路，其中，所述USB控 制芯片、所述數模轉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 采集主機連接，所述FPGA與所述第二光信號電路連接。
[0009] 進一步地，所述有源低通濾波電路是八階放大濾波電路。
[0010] 進一步地，所述多路開關電路包括⑶4051芯片。
[0011] 進一步地，所述前置差分放大電路包括AD620芯片。
[0012] 由于采用了光信號進行傳輸，因而實現了腦電信號采集電路與數字化處理電路之 間的電氣隔離，同時，保證了連接的穩定性和傳送速率高的要求，可有效防止腦電信號采集 電路受到外部的工頻干擾，為提高腦電信號的采集頻率提供了保證。本實用新型具有抗干 擾、穩定、傳輸速率快的特點。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013] 圖1示意性示出了本實用新型的結構示意圖。
[0014] 圖2示意性示出了第一光信號電路或第一光信號電路的電路原理圖。
[0015] 圖3示意性示出了腦電信號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] 圖中附圖標記：10、腦電信號采集電路；11、前置差分放大電路；11a、AD620芯片； lib、電阻；12、時間常數電路；13、有源低通濾波電路；14、多路開關電路；15、光發送模塊 電路；20、第一光信號電路；21、光收發芯片；22、發光二極管；23、電阻；24、非門；25、電感； 26、電容；27、電容；30、第二光信號電路；40、數字化處理電路；50、采集主機；60、光纖；70、 USB線路。
【具體實施方式】
[0019] 以下結合附圖對本實用新型的實施例進行詳細說明，但是本實用新型可以由權利 要求限定和覆蓋的多種不同方式實施。
[0020] 作為本實用新型的第一方面，請參考圖1，提供了一種腦電采集傳送系統，包括： 腦電信號采集電路10,用于采集多導腦電信號；第一光信號電路20,與所述腦電信號采集 電路10連接，用于將所述多導腦電信號轉化為光信號；第二光信號電路30,與所述第一光 信號電路20耦合，用于接收所述光信號并將接收到的所述光信號轉化為第一電信號；數字 化處理電路40,與所述第二光信號電路30連接，用于將所述第一電信號進行數字化處理以 得到第二電信號；采集主機50,與所述數字化處理電路40連接，用于腦電信號的顯示與分 析。
[0021] 例如，第一、第二光信號電路的工作波長范圍可以為1260_1360nm，輸入輸出接口 與TTL電平兼容，低功耗設計，傳輸速率84Mb/s，傳輸距離大于5 km。
[0022] 本實用新型通過第一光信號電路20將采集到的多導腦電信號轉換為光信號，并 將該光信號傳輸給第二光信號電路30。第二光信號電路30再將其接收到的光信號轉化為 第一電信號，然后經過數字化處理電路40處理后，提供給采信主機進行顯示與分析。可見， 由于采用了光信號進行傳輸，因而實現了腦電信號采集電路10與數字化處理電路40之間 的電氣隔離，同時，保證了連接的穩定性和傳送速率高的要求，可有效防止腦電信號采集電 路10受到外部的工頻干擾，為提高腦電信號的采集頻率提供了保證。本實用新型具有抗干 擾、穩定、傳輸速率快的特點。
[0023] 優選地，請參考圖1，所述腦電采集傳送系統還包括光纖60,所述第一光信號電路 20通過所述光纖60與所述第二光信號電路30連接。例如，光纖60可米用多模光纖。
[0024] 優選地，請參考圖2,所述第一光信號電路20或所述第二光信號電路30包括光收 發芯片21和低電平報警指示電路，其中，所述低電平報警指示電路包括依次連接的發光二 極管22、電阻23和非門24,所述光收發芯片的報警輸出端與所述非門的輸入端連接。于是， 當報警輸出端出現低電平時，發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] 優選地，請參考圖3,所述腦電信號采集電路10包括依次連接的前置差分放大電 路11、時間常數電路12、有源低通濾波電路13、多路開關電路14和光發送模塊電路15。由 于腦電信號微弱，優選地，可采用上述前置差分放大電路11和有源低通濾波電路13進行處 理。
[0026] 優選地，請參考圖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，其內部由3個同相并聯放大器所組成，可通過電阻lib調整放 大的增益值。
[0027] 優選地，請參考圖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系列芯片實現4級8階放大濾波電路，其中，一個27L4系列芯片可包括13a，13b，13c 和13d四個單元。濾波電路中濾數階數越高，則通帶和阻帶的分界越陡，因而濾波效果越 好。此處，采用4級濾波，共8階，每級為2階有源同相輸入低通濾波器。
[0028] 優選地，所述多路開關電路包括⑶4051芯片。通過多路開關電路14可實現導聯 的切換，從而實現多導腦電信號的切換。CD4051是單8通道數字控制模擬開關，有3個2進 制控制輸入端，具有低導通阻抗和很低的截止漏電流。幅值為4. 5-20V的數字信號可控制 峰-峰值至20V的模擬信號，完全滿足本專利的要求。
[0029] 優選地，所述數字化處理電路40包括FPGA、USB控制芯片、用于對誘發腦電信號 進行刺激控制的數模轉換芯片和用于對刺激和采集進行同步的同步電路，其中，所述USB 控制芯片、所述數模轉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50連接，所述FPGA與所述第二光信號電路30連接。例如，同步電路可采用 MAX485,數模轉換芯片可采用CS4391。這樣，數字化處理電路40可以通過USB線路70與采 集主機50連接。
[0030] 例如，FPGA可采用EP1C12Q240,其密度最大到20060個邏輯單元，RAM高達288KB， 具有時鐘鎖相環以及雙數據率DDR接口。使用FPGA可實現與第二光信號電路30、數模轉換 芯片和同步電路的控制、數據讀寫，以用對USB控制芯片內部FIFO的讀寫控制以及信號的 邏輯處理。優選地，USB控制芯片可采用CY7C68013,其數據傳輸速率快、為FPGA提供了簡 單和無縫連接接口，其內部集成了 1個增強型的8051 (性能為標準8051的3倍以上)、1個 智能USB串行接口引擎、1個USB數據收發器、3個8位I/O 口、16位地址線、8. 5KB RAM和 4KBFIF0 等。
[0031] 以上所述僅為本實用新型的優選實施例而已，并不用于限制本實用新型，對于本 領域的技術人員來說，本實用新型可以有各種更改和變化。凡在本實用新型的精神和原則 之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
【權利要求】
1. 一種腦電采集傳送系統，其特征在于，包括： 腦電信號采集電路（10)，用于采集多導腦電信號； 第一光信號電路（20)，與所述腦電信號采集電路（10)連接，用于將所述多導腦電信號 轉化為光信號； 第二光信號電路（30)，與所述第一光信號電路（20)耦合，用于接收所述光信號并將接 收到的所述光信號轉化為第一電信號； 數字化處理電路（40 )，與所述第二光信號電路（30 )連接，用于將所述第一電信號進行 數字化處理以得到第二電信號； 采集主機（50 )，與所述數字化處理電路（40 )連接，用于腦電信號的顯示與分析。
2. 根據權利要求1所述的腦電采集傳送系統，其特征在于，所述腦電采集傳送系統還 包括光纖（60 )，所述第一光信號電路（20 )通過所述光纖（60 )與所述第二光信號電路（30 ) 連接。
3. 根據權利要求1所述的腦電采集傳送系統，其特征在于，所述第一光信號電路（20) 或所述第二光信號電路（30)包括光收發芯片和低電平報警指示電路，其中，所述低電平報 警指示電路包括依次連接的發光二極管、電阻和非門，所述光收發芯片的報警輸出端與所 述非門的輸入端連接。
4. 根據權利要求1所述的腦電采集傳送系統，其特征在于，所述腦電信號采集電路 (10) 包括依次連接的前置差分放大電路（11)、時間常數電路（12)、有源低通濾波電路 (13)、多路開關電路（14)和光發送模塊電路（15)。
5. 根據權利要求4所述的腦電采集傳送系統，其特征在于，所述數字化處理電路（40) 包括FPGA、USB控制芯片、用于對誘發腦電信號進行刺激控制的數模轉換芯片和用于對刺 激和采集進行同步的同步電路，其中，所述USB控制芯片、所述數模轉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（50)連接，所述FPGA與所述第 二光信號電路（30)連接。
6. 根據權利要求4所述的腦電采集傳送系統，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. 根據權利要求4所述的腦電采集傳送系統，其特征在于，所述多路開關電路（14)包 括CD4051芯片。
8. 根據權利要求4所述的腦電采集傳送系統，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】A61B5/0476GK203898305SQ201420201557
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2014年4月24日 優先權日:2014年4月24日
【發明者】李曉歐, 張科, 張群峰 申請人:上海譜康電子科技有限公司