心、腦電信號同步采集的心腦耦合系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種心該系統(tǒng)包括心、腦電信號同步一體化采集電路和心腦耦合單元，其中心、腦電信號同步一體化采集電路包括前級放大電路、次級放大電路、高通濾波器和補償電路，心腦耦合單元，對采集信號通過建立數(shù)學(xué)模型，對腦電進行再處理；按照國際標(biāo)準(zhǔn)建立心電信號采集的方法，通過相應(yīng)的導(dǎo)聯(lián)、電極設(shè)計線路，形成心電信號、腦電信號同步采集設(shè)備，根究傅里葉轉(zhuǎn)換建立心腦耦合信號提取。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明基于心腦耦合技術(shù)的心電、腦電信號同步取樣設(shè)備，為心身健康篩查提供一種簡單、全面、可行的手段和方法，同時該設(shè)備提高了測試效率，降低了時間、成本。
【專利說明】心、腦電信號同步采集的心腦耦合系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及心電信號處理技術(shù)，特別是涉及一種實現(xiàn)心電信號、腦電信號同步采集電路。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)代醫(yī)學(xué)中，新電信號和腦電信號的采集非常重要，現(xiàn)有技術(shù)中已有心電信號采集電路和腦電信號采集電路的設(shè)計，如果能同時采集心、腦電信號的一體化設(shè)計，可以使得相關(guān)的健康檢查和醫(yī)療設(shè)備結(jié)構(gòu)更加簡單，且同時采集的心、腦電信號互為參考，對于之后的信號分析也有非常重要的意義，與目前單獨進行心電信號采集和腦電信號采集的電路設(shè)計技術(shù)相比，更有新的心、腦電信號數(shù)據(jù)分析意義。
[0003]并且，目前心身健康檢查的設(shè)備與技術(shù)要么只能檢查軀體，要么只能檢查心理，因這些檢查需要不同的專業(yè)、科室完成，且很難同時實現(xiàn)檢查，時間、成本都高；且有很多人潛在的心理問題及這些問題影響到的軀體健康的現(xiàn)象，或潛在的軀體問題影響心理健康現(xiàn)象很容易被忽視和漏檢。因此，一種心腦耦合的新的健康檢查設(shè)備是本領(lǐng)域亟待發(fā)掘的新產(chǎn)
品O

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]基于上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提出了一種心、腦電信號同步采集一體化電路，。
[0005]本發(fā)明提出了一種心、腦電信號同步采集的心腦耦合系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括心、腦電信號同步一體化采集電路和心腦耦合單元，其中心、腦電信號同步一體化采集電路包括前級放大電路、次級放大電路、高通濾波器和補償電路，其中:
[0006]前級放大電路，運用Multisim 2001仿真，仿真過程采用0.5MV、1.2Hz的差分信號源為模擬心電輸入來模擬電路的放大過程，該前級放大電路具有高輸入阻抗；高共模抑制比；低噪聲、低漂移、非線性度小以及合適的頻帶和動態(tài)范圍，選用；
[0007]次級放大電路，次級放大電路主要以提高增益為目的，選用普通的AD 0P07電路作為該次級放大電路；
[0008]高通濾波器電路，用于對隔斷直流通路和消除基線漂移，該高通濾波器電路置于前級放大電路與次級放大電路之間:
[0009]其特征頻率計算為:
[0010]J0 = = ο, 034 HzU)

Z7CK9I/3
[0011]經(jīng)過高通濾波后，可X以大大削弱0.03Hz以下因呼吸等引起的基線漂移程度，心電信號低頻端也就相應(yīng)地取該頻率；
[0012]補償電路，用于抵消人體信號源中的各種工頻干擾噪聲:在前級放大電路的反饋端與信號源地端建立共模負反饋，為提高電路的反饋深度，將反饋信號放大后接人信號源參考端；
[0013]以及，心腦耦合單元，對采集信號通過建立數(shù)學(xué)模型，對腦電進行再處理；按照國際標(biāo)準(zhǔn)建立心電信號采集的方法，通過相應(yīng)的導(dǎo)聯(lián)、電極設(shè)計線路，形成心電信號、腦電信號同步采集設(shè)備，根究傅里葉轉(zhuǎn)換建立心腦耦合信號提?。徊⑶?，心電耦合單元的腦電信號比心電信號弱10倍左右，腦電信號的采集同心電信號采集，由不同的放大結(jié)構(gòu)的兩路導(dǎo)聯(lián)、電極共同完成，然后通過芯片對采集信號處理。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，基于心腦耦合技術(shù)的心電、腦電信號同步取樣設(shè)備，為心身健康篩查提供一種簡單、全面、可行的手段和方法，同時該設(shè)備提高了測試效率，降低了時間、成本。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明的心、腦電信號同步采集一體化電路所使用的Ad620放大器內(nèi)部電路圖；
[0016]圖2為本發(fā)明所提出的心、腦電信號同步采集一體化電路的前級放大電路圖；
[0017]圖3為本發(fā)明所提出的心、腦電信號同步采集一體化電路的無源高通濾波電路；
[0018]圖4為利用本發(fā)明的心、腦電信號同步采集一體化電路的中心數(shù)據(jù)處理應(yīng)用示例圖；
[0019]圖5為心、腦電信號同步采集的心腦耦合系統(tǒng)的綜合電路圖；
[0020]圖6為技術(shù)指標(biāo)開發(fā)流程。
【具體實施方式】`
[0021]以下結(jié)合附圖及較佳實施例，對依據(jù)本發(fā)明提供的【具體實施方式】、結(jié)構(gòu)、特征及其功效，詳細說明如下。
[0022]一、心、腦電信號一體化采集電路
[0023]如圖1所示，為前級放大電路設(shè)計(腦電信號比心電信號微弱10倍，電路設(shè)計相同)
[0024]由于人體心電信號的特點，加上背景噪聲較強，采集信號時電極與皮膚間的阻抗大且變化范圍也較大，這就對前級(第一級)放大電路提出了較高的要求，即要求前級放大電路應(yīng)滿足以下要求:
[0025]高輸入阻抗；高共模抑制比；低噪聲、低漂移、非線性度?。缓线m的頻帶和動態(tài)范圍。
[0026]為此，選用Analog公司的儀用放大器AD620作為前級放大(預(yù)放)。AD620的核心是三運放電路(相當(dāng)于集成了三個0P07運放)。
[0027]該放大器有較高的共模抑制比(CMRR)，溫度穩(wěn)定性好，放大頻帶寬，噪聲系數(shù)小且具有調(diào)節(jié)方便的特點，是生物醫(yī)學(xué)信號放大的理想選擇。根據(jù)小信號放大器的設(shè)計原則，前級的增益不能設(shè)置太高，因為前級增益過高將不利于后續(xù)電路對噪聲的處理。
[0028]根據(jù)上面的分析,前級放大電路按圖2設(shè)計,并先運用Multisim 2001仿真。仿真過程采用0.5MV，1.2Hz的差分信號源為模擬心電輸入來模擬電路的放大過程，結(jié)果滿足要求。[0029]二、次級放大電路(信號放大)
[0030]次級放大電路主要以提高增益為目的，選用普通的AD 0P07即可滿足要求。
[0031]三、高通濾波器(消除基線漂移)
[0032]在電路部分加上簡單的高通濾波環(huán)節(jié)，對隔斷直流通路和消除基線漂移將會起到事半功倍的效果，本部分電路置于預(yù)放大與信號放大電路之間，一個簡單的無源高通濾波電路如圖3所示。
[0033]其特征頻率(轉(zhuǎn)折頻率)計算為:
【權(quán)利要求】
1.一種心、腦電信號同步采集的心腦耦合系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括心、腦電信號同步一體化采集電路和心腦耦合單元，其中心、腦電信號同步一體化采集電路包括前級放大電路、次級放大電路、高通濾波器和補償電路，其中: 前級放大電路，運用Multisim 2001仿真，仿真過程采用0.5MV、1.2Hz的差分信號源為模擬心電輸入來模擬電路的放大過程，該前級放大電路具有高輸入阻抗；高共模抑制比；低噪聲、低漂移、非線性度小以及合適的頻帶和動態(tài)范圍，選用； 次級放大電路，次級放大電路主要以提高增益為目的，選用普通的AD 0P07電路作為該次級放大電路； 高通濾波器電路，用于對隔斷直流通路和消除基線漂移，該高通濾波器電路置于前級放大電路與次級放大電路之間: 其特征頻率計算為: 經(jīng)過高通濾波后，可X`以大大削弱0.03Hz以下因呼吸等引起的基線漂移程度，心電信號低頻端也就相應(yīng)地取該頻率； 補償電路，用于抵消人體信號源中的各種工頻干擾噪聲:在前級放大電路的反饋端與信號源地端建立共模負反饋，為提高電路的反饋深度，將反饋信號放大后接人信號源參考端; 以及，心腦耦合單元，對采集信號通過建立數(shù)學(xué)模型，對腦電進行再處理；按照國際標(biāo)準(zhǔn)建立心電信號采集的方法，通過相應(yīng)的導(dǎo)聯(lián)、電極設(shè)計線路，形成心電信號、腦電信號同步采集設(shè)備，根究傅里葉轉(zhuǎn)換建立心腦耦合信號提??；并且，心電耦合單元的腦電信號比心電信號弱10倍左右，腦電信號的采集同心電信號采集，由不同的放大結(jié)構(gòu)的兩路導(dǎo)聯(lián)、電極共同完成，然后通過芯片對采集信號處理。
【文檔編號】A61B5/0402GK103505202SQ201210214121
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2012年6月27日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月27日
【發(fā)明者】楊俊麗, 王元全, 李國翚 申請人:天津宇迪智能技術(shù)有限公司