一種用于便攜式裝置的腦電多通道信號程控放大系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種用于便攜式裝置的腦電多通道信號程控放大器，包括：射頻濾波器、跟隨器、儀表放大器、50Hz陷波器和低通濾波器，其特征在于：所述跟隨器具有2000M以上的輸入電阻；所述儀表放大器共模抑制比為115dB以上；所述腦電多通道信號程控放大器具有5個以上通道；以及所述腦電多通道信號程控放大器的所需電壓在±3.7～±4.2V之間，總體積為10×5×1.5cm3以下。該腦電多通道信號程控放大器輸入阻抗高、共模抑制比高、通道數多、結構相對簡單、體積小、功耗低、無需導電膏也無需較長時間等待就可以獲得精確腦電信號。
【專利說明】一種用于便攜式裝置的腦電多通道信號程控放大系統(tǒng)

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種腦電多通道程控放大系統(tǒng)，特別是一種通過普通的金屬電極和高輸入阻抗放大器來放大和記錄腦電信號且在無需導電膏的情況下可以獲得有效的腦電信號的具有高輸入阻抗的腦電多通道信號程控放大系統(tǒng)。屬于腦電【技術領域】。

【背景技術】
[0002]人體組織細胞總是在自發(fā)不斷地產生著很微弱的生物電活動。腦電信號是大量腦神經細胞在高度相干狀態(tài)下的電活動在大腦皮層上的總體效應。如果利用在頭皮上安放的電極采集腦電信號，經腦電檢測設備放大并記錄在專用紙上，則能夠得到具有一定波形、波幅、頻率和相位的圖形、曲線，即腦電圖。當腦組織發(fā)生病理或功能改變時，腦電信號也發(fā)生相應的改變，從而成為進行大腦高級功能研究的重要手段。
[0003]但是，腦電信號非常微弱，且常常淹沒在自發(fā)腦電信號中，并往往伴隨著強大的干擾信號同時存在，因此在腦電信號放大的同時也不可避免將干擾信號放大，因此對提取的儀器和技術要求很高。在傳統(tǒng)的腦電記錄系統(tǒng)中，由于腦電信號非常微弱，因此在記錄腦電的時候需要使用降低皮膚電阻的導電膏，并且還需要與之相匹配的腦電程控放大器。傳統(tǒng)的方法在記錄腦電之前，需要清潔皮膚、使用導電膏并等待皮膚阻抗下降到適合記錄的水平才可以開始記錄，因此記錄前的準備時間較長。如果遇到一些本身皮膚阻抗比較高的人，等待的時間更是需要相應延長，影響腦電記錄的效率。另外，為了更好地獲取腦電信號，腦電記錄使用的電極通常是銀或氯化銀電極，這種電極雖然導電性好，但是與常規(guī)使用的普通電極如心電極相比，比較昂貴。
[0004]此外，目前采用的腦電信號放大器有些雖然能夠獲得精確的腦電信號，但是價格高昂、體積大、功耗高、記錄前的等待時間長?；蛘呤怯行┠X電信號放大器雖然便于攜帶，但是無法滿足靈敏度高、分辨率強、抑制噪音和抗干擾能力好的要求。尤其在對某些特殊人群進行腦電檢查時，需要在短時間得出結果；并且，當必須要和其他腦功能檢查(例如，瞳孔對光反射)同時進行的時候，需要把腦電放大器設計到便攜式的檢查設備(一體機)的內部，因此需要體積足夠小的腦電放大器；同時，為了便于攜帶和在沒有交流電的地方使用，該腦電放大器的功耗必須非常低，以便僅僅使用便攜電池就能夠支持12?24小時不間斷的腦電采集。最后，為了提高整個系統(tǒng)的可靠性、減少故障和提高維護性，需要減少腦電信號放大器中元器件的使用并把許多相關功能進一步集成。因此，需要一種輸入阻抗高、共模抑制比高、通道數多、結構相對簡單、體積小、功耗低、無需導電膏也無需較長時間等待就可以獲得精確腦電信號的腦電多通道信號程控放大器以及具有該放大器的腦電放大系統(tǒng)。
實用新型內容
[0005]本實用新型提供一種輸入阻抗高、共模抑制比高、通道數多、結構相對簡單、體積小、功耗低、無需導電膏也無需較長時間等待就可以獲得精確腦電信號的腦電多通道信號程控放大器以及使用該放大器的腦電放大系統(tǒng)。該腦電信號程控放大器克服上述已有的腦電信號放大器的缺陷，能有效地記錄腦電信號。
[0006]本實用新型提供一種用于便攜式裝置的腦電多通道信號程控放大器，包括:射頻濾波器、跟隨器、儀表放大器、50Hz陷波器和低通濾波器，其特征在于:所述跟隨器具有2000M以上的輸入電阻；所述儀表放大器共模抑制比為115dB以上；所述腦電多通道信號程控放大器具有5個以上通道；以及所述腦電多通道信號程控放大器的所需電壓在±3.7?±4.2V之間，總體積為10X5X1.5cm3以下。
[0007]本實用新型還提供一種包括如上所述的腦電多通道信號程控放大器的腦電多通道信號程控放大系統(tǒng)，其中，所述放大系統(tǒng)所采用的腦電電極是普通金屬電極，且使用過程中無需使用導電膏。
[0008]本實用新型提供的腦電多通道信號程控放大器及其系統(tǒng)，具有以下有益效果:
[0009](I)由于無需使用導電膏，也無需等待輸入抗阻下降，在2分鐘內就可以記錄腦電信號，所以本實用新型的腦電多通道信號放大系統(tǒng)可以大大提高記錄腦電信號的效率；
[0010](2)由于本實用新型的腦電多通道信號程控放大器結構相對簡單但腦電信號放大效果好，所以在不影響腦電信號準確性的情況下，能夠實現(xiàn)體積小、便于攜帶的功能，即使在一體機內也可以順利安置；
[0011](3)由于本實用新型的腦電多通道信號程控放大器采用低壓電源、能耗低，所以僅使用兩節(jié)18650電池就可以維持腦電多通道信號放大系統(tǒng)的12?24小時不間斷地正常工作,能夠適應多個領域的神經電生理方面的研究；
[0012](4)由于本實用新型的腦電多通道信號放大器通過信號預放大、50Hz陷波、低頻濾波放大等環(huán)節(jié)來完成腦電信號的放大和提取，并且程控腦電信號的放大倍數，所以具有靈敏度高、分辨率強、抑制噪音和抗干擾能力好的特點，并且豐富了腦電放大功能，滿足了用戶在不同的情況下對腦電精確獲取的需求；
[0013](5)由于本實用新型的腦電多通道信號放大系統(tǒng)可以采用普通金屬電極，無需采用銀或氯化銀電極等價格高昂的電極，因此價格低廉，更能滿足用戶的需求。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1是腦電信號程控放大器的組成框圖。
[0015]圖2是腦電采集裝置的示意圖。
[0016]附圖標號說明
[0017]1.腦電極
[0018]2.地電極
[0019]3.彈性材料
[0020]4.粘扣

【具體實施方式】
[0021]下面結合附圖和實施例，詳細描述本實用新型。
[0022]由于腦電信號非常微弱，因此在進行信號分析之前必需將其放大。本實施例中采用的腦電信號程控放大器包括:射頻濾波器、跟隨器、儀表放大器、50Hz陷波器和低通濾波器。如圖1所示，采用了高阻運算放大器接成跟隨器做輸入級，輸入電阻2000M Ω以上，輸入端噪聲電壓為9湖兩。這樣的結構提供了足夠大的輸入阻抗，以減少腦電信號的衰減。在跟隨器的前面有一個一階低通濾波器濾除輸入的射頻干擾，以提高系統(tǒng)的噪聲抑制能力。在跟隨器后接儀表放大器，儀表放大器共模抑制比為115dB以上，保證了微弱腦電生理電信號得以低失真地放大。儀表放大器接成程控，放大倍數為:80、140、和200倍，可用軟件調整。儀表放大器可供用戶選擇不同的放大倍數，豐富了腦電放大功能，滿足了用戶在不同的情況下對腦電獲取的需求。其后是50Hz陷波器，陷波器Q = 5, 50Hz衰減36dB以上，放大倍數為4倍。其后接120Hz 二階低通濾波器，通帶外衰減為12dB/倍頻程，放大倍數為2倍。經過信號預放大、50Hz陷波、低頻濾波放大等環(huán)節(jié)來完成腦電信號的放大和提取，整個電路放大倍數為:640、1120和1600倍。
[0023]在本實用新型的一個實施例中，共有6個放大器安裝在一塊5cmX 1cm的PCB電路板上面，使用±3.7V電源，構成多通道腦電信號程控放大器以便快速獲得所需的腦電信號。當然，放大器的數量并不限于6個，也可以是任意大于6的自然數。
[0024]本實用新型提供的6通道的腦電程控放大器僅使用2節(jié)18650電池就能夠支持12?24小時不間斷的腦電采集。并且，該放大器的體積為1X5X 1.5cm3以下，可以放在一些便攜的裝置中和其他腦功能檢查(例如，瞳孔對光反射)設備一起用于特殊情況下的快速腦電檢查。
[0025]本實用新型還涉及了一種腦電多通道信號程控放大系統(tǒng)，除了包括上述腦電多通道信號程控放大器之外，還包括腦電電極。腦電電極采用可以是普通的金屬扣電極，例如心電極，可不用導電膏。耳部參考電極使用一個小金屬夾子。在安裝電極的時候，皮膚用消毒酒精清潔后涂抹一層薄的生理鹽水，在耳垂上亦如此操作。然后在前額安裝上腦電極，在耳垂處安裝參考電極，接地電極在額部中央。電極的輸入端接入放大器。腦電信號采集裝置可參考圖2。因此，無需使用導電膏，也無需長時間等待輸入抗阻下降，在電極安裝好后2分鐘內就可以對腦電信號進行記錄，大大提高記錄腦電信號的效率。
[0026]在本實用新型的又一實施例中，上述腦電電極甚至可以是普通的金屬扣或按扣。因此，本實用新型具有結構簡單、方式靈活、價格低廉的優(yōu)點。
[0027]根據上述說明書的揭示和教導，本實用新型所屬領域的技術人員還可以對上述實施方式進行變更和修改。因此，本實用新型并不局限于上面揭示和描述的【具體實施方式】，對本實用新型的一些修改和變更也應當落入本實用新型的權利要求的保護范圍內。此外，盡管本說明書中使用了一些特定的術語和一些方位詞，但這些術語和方位詞只是為了方便說明，并不對本實用新型構成任何限制。
【權利要求】
1.一種用于便攜式裝置的腦電多通道信號程控放大器，包括:射頻濾波器、跟隨器、儀表放大器、50Hz陷波器和低通濾波器，其特征在于: 所述跟隨器具有2000M以上的輸入電阻； 所述儀表放大器共模抑制比為115dB以上； 所述腦電多通道信號程控放大器具有5個以上通道；以及 所述腦電多通道信號程控放大器的所需電壓在±3.7?±4.2V之間，總體積為10X5X1.5cm3 以下。
2.一種包括如權利要求1所述的腦電多通道信號程控放大器的腦電多通道信號程控放大系統(tǒng)，其特征在于，所述放大系統(tǒng)所采用的腦電電極是普通金屬電極，且使用過程中無需使用導電膏。
【文檔編號】A61B5/0476GK203988050SQ201420371771
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年7月7日 優(yōu)先權日:2014年7月7日
【發(fā)明者】陳南暉, 李文龍 申請人:中國科學院昆明動物研究所