专利名称：基于arm的体表胃电信号采集分析仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及医疗信号处理仪器技术领域，具体来说是一种基于ARM的对体表胃电信号进行检测和处理的采集分析仪。
背景技术：
胃电图是利用表面电极从人体腹壁体表记录胃的生物电活动，其以胃电变化作为胃功能活动的客观生物电指标，能间接地反映胃的运动和机能状况，对胃的生理和病理变化规律提供了一个客观的生物电指标，根据胃电图参数的改变对胃病患者作出参考诊断。 胃电图检测相对于传统的胃钡餐、X射线和内窥镜等形态学检测方法而言，具有无创性、操作简单和成本低廉等优点。近十多年，随着电子技术的发展，计算机技术与消化道电生理技术的紧密结合，从而致使胃电图仪和胃功能检查仪的研制与发展。体表胃电图作为诊断胃功能的一个重要指标，为临床提供了一种检测胃部病变的手段。胃电是一种幅度小、频率低的微弱信号。人胃的慢波频率正常情况下节律是 3CPM(cycles per minute)，正常幅度在150_250uV左右，很容易受到心电、肠电、肌电等生物电信号及呼吸的干扰，信噪比很低。因此，胃电信号的检测及处理一直都制约着对胃电信号的深入研究及其应用。现有市场上存在很多种类的胃电图仪，基本功能都是类似的，但存在着很多的问题，比如支持的通道数量过少，数据处理不够精确，电路干扰信号太大，处理算法的时间复杂度较高，PC端软件支持的功能过于简单，硬件的成本过高等。因此，市场上需要一种成本低廉、支持通道较多、软硬件功能强大、信号处理精确的胃电图仪。
实用新型内容针对现有技术中存在的问题，本实用新型要解决的问题在于提供一种支持多通道，具有精确的信号处理能力的基于ARM的体表胃电信号采集分析仪。为了解决上述的技术问题，本实用新型采用的技术方案如下—种基于ARM的体表胃电信号采集分析仪，其特征在于，该体表胃电信号采集分析仪包括用于采集并放大胃电信号的胃电采集模块；将来自胃电采集模块的胃电信号从模拟信号转化成数字信号，并将经处理的数字信号输出的ARM处理模块，所述ARM处理模块的输入端与胃电采集模块的输出端连接；用于显示ARM处理模块处理后的数据终端显示， 所述终端显示的输入端与ARM处理模块连接；和用于控制终端显示的显示信号的切换控制的终端控制。该体表胃电信号采集分析仪还包括PC处理端，所述PC处理端通过通讯接口与ARM 处理模块的输出端连接，对来自ARM处理模块的原始数据进行分析整合。ARM处理模块包括A/D转换功能的微控制器将来自放大滤波模块得模拟信号转换为数字信号；控制与数据处理单元，对微控制器的输出信号进行处理得出初步的诊断参数并控制胃电信号选通装置进行通道信号的选择。[0010]胃电采集模块包括用于采集胃电信号采集电极；前置放大器，与电极一一对应连接，分别对来自采集电极采集的胃电信号的初步放大；用于对经前置放大器初步放大的胃电信号选通的胃电信号选通装置；对胃电信号选通装置选通的信号进一步放大二级放大器；去除经过二级放大器放大的信号中的杂波的滤波装置。本实用新型具有以下有益效果及优点(1)本实用新型采用ARM Coretex处理器，保证能够高效地完成复杂的A/D转换和数据处理的操作；支持多种与PC的通讯方式，包括有线的和无线的方式，充分扩展了仪的功能和使用环境。(2)本实用新型采用滤波放大模块，将杂波信号的影响降低到最小，并将处于 3CPM频段的胃电信号提取出来；(3)本实用新型采用蓝点电极来对胃电信号进行采集，它对于信号的采集、本身的材质、信号的干扰方面都做出了优化，解决了电极容易脱落、皮肤容易过敏、外界干扰较大等问题，采用了湿润导电胶，无需对皮肤进行处理，减少了皮肤阻抗产生的干扰；采用的双层黏胶设计，内圈固定，外圈加强，减少了体液(比如汗水)所产生的干扰；采用了透气透汗的背衬材料，病人不会对电极产生不舒服的感觉，也不会影响正常的出汗。(4)本实用新型采用内置A/D转换功能的微控制器，不需要单独使用A/D转换器， 具有低功耗，体积小，转换结果好等性能。(5)本实用新型还设置有PC处理端，增加了数据的可读性。
图1是本实用新型的结构框图；图2是本实用新型摆放电极位置的示意图。
具体实施方式
下面将结合具体实施例来详细说明本实用新型。实施例1 如图1所示，一种体表胃电信号采集分析仪包括，胃电采集模块，用于采集并放大胃电信号；ARM处理模块，用于将来自胃电采集模块的胃电信号从模拟信号转化成数字信号，处理数字信号并输出；用于显示ARM处理模块处理后的数据的终端显示9，完成终端显示的切换控制的终端控制10。胃电采集模块前端设置有采集电极，接近电极部分设置有第1-4前置放大器，分别对用于对来自各采集电极的胃电信号进行初步放大，采集电极经过第1-4通道与前置放大器相连。本实施例中前置放大器的放大倍数大于10倍，第1-4前置放大器的输出端连接胃电信号选通装置5的输入端，四个通路胃电信号经过胃电信号选通装置5的选通，胃电信号选通装置5的输出端输出的信号进入二级放大器6，二级放大器6对选通的一路信号进行进一步二级放大，输出至滤波装置7。本实施例中只设置由一个由胃电信号选通装置、二级放大器、和滤波装置7组成的放大滤波模块，原因在于考虑到放大滤波装置本身的差异可能会造成对信号的干扰，只采用一个放大滤波模块，对采样的四通道信号进行分时复用。本实施例中采集电极为四个蓝点电极，四个蓝点电极通过第1-4通道分别与第 1-4前置放大器连接，蓝点电极具有离心接头，当离心接头的导线被拉动，传感器部分仍连接在病人身上；蓝点电极中的导电胶采用湿润导电胶；蓝点电极采用了双层黏胶设计，内圈固定，外圈加强，减少了体液(比如汗水)所产生的干扰；采用了透气透汗的背衬材料，病人不会对电极产生不舒服的感觉，也不会影响正常的出汗。本实施例中在胃电采集模块前端还设置有一个参考电极和一个接地电极。本实施例中，体表胃电信号采集分析仪还包括ARM处理模块8，用于将来自胃电采集模块的胃电信号从模拟信号转化成数字信号，处理数字信号并输出；ARM处理模块8的输入端与胃电采集模块中的滤波装置7的输出连接，处理后的信号通过输出端输出至终端显示9。ARM处理模块8包括具有A/D转换功能的微控制器81将来自放大滤波模块得模拟信号转换为数字信号，控制与数据处理单元82，处理微控制器的输出信号得出初步的诊断参数的计算并控制胃电信号选通装置5对通道信号的选择。经过放大、滤波和增益等处理后的胃电信号，被等比例放大到0-3. 3V区间内，经过微控制器81，将模拟信号转换为数字信号后，输出至控制与数据处理单元82中进行参数计算、数字信号处理等操作。控制与数据处理单元82设置有支持多种与PC处理端的通讯方式的接口，包括支持有线通讯的接口的和无线通讯的接口，充分扩展了仪的功能和使用环境。控制与数据处理单元82对转化为数字信号后的胃电信号初步处理，处理包括数字滤波，运行谱、功率谱的分析，阻抗的计算以及多项诊断参数的计算。经过前部滤波器的模拟滤波后，大部分噪声已经被滤除，但是考虑到还可能存在少量噪声，控制与数据处理单元82对含有噪声的信号进行二次滤波，为更直接的、可控的数字滤波做二层滤波。经过控制与数据处理单元82处理后的诊断参数主要包括波形平均幅值、波形平均频率、胃电节律紊乱百分比、波形反应面积、导联时间差/传导速率、波形主频率、主功率比、正常慢波百分比、慢波频率不稳定系数、偶联百分比、餐后/ 餐前功率比。控制与数据处理单元82还设置有数字滤波电路，对进入的信号起到自动校准标定，数字滤波电路包括对无信号和正弦信号这两种情况的校正。正常情况下，在无信号输入时，进入ARM处理模块8时的信号是无信号。在具有正弦信号输入时，设定进入ARM处理模块8时的信号应该是0-3. 3V的正弦信号，数字滤波电路实现对信号的校正。ARM处理模块8的输出端与终端显示9连接，经过ARM处理模块8输出的信号包括谱信息、参数等原始信息在终端显示9进行展示，向医务人员提交病人的生理参数。本实施例中提供了运行谱、功率谱、动态阻抗、多项生理参数，以及多通道同步显示等功能。本实施例中设置有终端控制10，终端控制10实现对终端显示的切换控制，对胃电信号的选通控制以及对通讯接口 11的选择与配置。考虑到原始信息的可读性还是很差，除了专业人士，普通病患是无法理解这些信息的。通讯接口 11设置有多种通讯接口与PC处理端12连接，包括串口 111、USB 112等直连方式的接口，以太网113、无线网114、GPRS 115等网络方式以及TF卡116等离线存储方式的接口。通过终端控制10选择一种或者多种连接方式，将ARM处理模块8的信息发送到PC处理端进行更高层的处理，方便患者的使用。如图2所示，本实用新型在使用时，将4个电极置于胃的上方，大致反映胃体 (CHl)、近端胃窦(CH2))、远端胃窦(CH3))和幽门区(CH4)的情况。本实用新型中采用的ARM处理模块为ARM Coretex处理器。[0031] 实施例2 本例在实施例1的基础上，还设置有自动软件放大倍数调整，对进入ARM 处理模块8后的信号按照需要设定放大倍数，包括1倍、2倍、5倍、10倍和20倍等。设置此部件的目的在于是用于终端显示时，能更加直接的对微弱信号放大，突出其变化曲线。另一实施例中设置有PC处理端，PC处理端通过通讯接口与ARM处理模块的输出端连接，对来自 ARM处理模块的原始数据进行分析整合，显示的更高层的分析结果。
权利要求1.一种基于ARM的体表胃电信号采集分析仪，其特征在于包括用于采集并放大胃电信号的胃电采集模块；将来自胃电采集模块的胃电信号从模拟信号转化成数字信号，并将经处理的数字信号输出的ARM处理模块，所述ARM处理模块的输入端与胃电采集模块的输出端连接；用于显示ARM处理模块处理后的数据终端显示，所述终端显示的输入端与ARM处理模块连接；和用于控制终端显示的显示信号的切换控制的终端控制。
2.按照权利要求1所述的体表胃电信号采集分析仪，其特征在于还包括PC处理端， 所述PC处理端通过通讯接口与ARM处理模块的输出端连接，对来自ARM处理模块的原始数据进行分析整合。
3.按照权利要求1所述的体表胃电信号采集分析仪，其特征在于，所述ARM处理模块包括A/D转换功能的微控制器，将来自放大滤波模块的模拟信号转换为数字信号；控制与数据处理单元，对微控制器的输出信号进行处理得出初步的诊断参数并控制胃电信号选通装置进行通道信号的选择。
4.按照权利要求3所述的体表胃电信号采集分析仪，其特征在于，所述控制与数据处理单元设置有数字滤波电路，实现对信号的校正。
5.按照权利要求1所述的体表胃电信号采集分析仪，其特征在于，所述的胃电采集模块包括用于采集胃电信号采集电极；前置放大器，与电极一一对应连接，分别对来自采集电极采集的胃电信号的初步放大；用于对经前置放大器初步放大的胃电信号选通的胃电信号选通装置；对胃电信号选通装置选通的信号进一步放大的二级放大器；去除经过二级放大器放大的信号中的杂波的滤波装置。
6.按照权利要求5所述的体表胃电信号采集分析仪，其特征在于，所述采集电极采用蓝点电极，数目为4个，所述蓝点电极为离心接头结构。
7.按照权利要求5所述的体表胃电信号采集分析仪，其特征在于，所述胃电采集模块的前端还设置有一参考电极和接地电极。
8.按照权利要求5所述的体表胃电信号采集分析仪，其特征在于，所述的前置放大器位置接近采集电极。
专利摘要本实用新型为一种基于ARM的体表胃电信号采集分析仪，用于医疗信号处理仪器技术领域，该体表胃电信号采集分析仪包括用于采集并放大胃电信号的胃电采集模块；将来自胃电采集模块的胃电信号从模拟信号转化成数字信号，并将经处理的数字信号输出的ARM处理模块，所述ARM处理模块的输入端与胃电采集模块的输出端连接；用于显示ARM处理模块处理后的数据终端显示，所述终端显示的输入端与ARM处理模块连接；和用于控制终端显示的显示信号的切换控制的终端控制，具有成本低廉、支持通道较多、软硬件功能强大、信号处理精确等特点。
文档编号A61B5/04GK201968675SQ201120020819
公开日2011年9月14日 申请日期2011年1月21日 优先权日2011年1月21日
发明者李玉霞 申请人:李玉霞