目标信号r (t)。
[0028] 如图4所示，结合本实施例的另一方面，前述装置还包括信号处理数字转换器50、 正交调节器60、检测器70和参数评估器80。
[0029] 差分放大电路40输出的目标信号r(t)经过信号处理数字转换器50,并对目标 信号r(t)进行数据放大和滤波处理，具体包括：产生信号激励外部复阻抗，数模转换器 (ADC)对外部阻抗的相应信号进行采样，数字信号处理DSP对采样信号进行离散傅里叶变 换（DFT)处理，再将处理的信号进行阻抗计算和分析等，并将模拟信号转换为数字信号。
[0030] 信号处理数字转换器50输出的信号经正交调节器60,正交调节器60对经信号处 理数字转换器50处理过的电信号进行正交化处理，获得同向信号I和正交信号Q。
[0031] 经正交调节器60输出的信号经检测器70,检测从正交调节器60获得的同向信号 I和正交信号Q。
[0032] 经检测器70检测后的输出信号再经过参数评估器80进行处理，通过参数评估器 80计算所获电磁波信号的相对衰减系数RAC、相对相移RPS、传播时间差TTD和复波值K。
[0033] 当前述的装置用于检测脑水肿或脑积水时，应用实施例。
[0034] 此应用实施例采用四个电极，对患者颅内脑水肿或脑积水的状况进行监测。
[0035] 如图5所示，四个电极分别为：
[0036] 发射极T，通过与信号发生装置相连接，将信号发生装置产生的电磁波信号通过电 极片发射至被测目标的颅内。
[0037] 接地极G，即参考接地极，起保护作用。
[0038] 接收极A，即第一接收电极，与差分放大电路的一输入端相连，用于接收发射电极 T附近的电磁波。
[0039] 接收极B，即第二接收电极，与差分放大电路的另一输入端相连，用于接收接地极 G附近的电磁波。
[0040] 先将上述四个电极的电极片通过如图4所示位置粘贴与患者头部表面的预设位 置。在本实施例中，接收极不仅限于接收极A和接收极B，还可以包括其它多个接收极对电 磁波信号进行接收，并且接收极的位置不限于图5所示的位置，但是经过临床实验总结，如 图5所示接收极A和接收极B的位置所接收到的电磁波信号强度高，接收的电磁波信号较 清晰。
[0041] 信号发生装置通过发射极T向被测目标20头部表面注入预设的电磁波信号，此电 磁波的表达式为：
[0042] s (t) = Dcos (ω t+ Φ 〇)
[0043] 上式中：s(t)为发射极T发出的电磁波信号，t为时间变量，D为发射电磁波的强 度，ω为发射的电磁波角频率，CDtl为发射电磁波的初始相位。
[0044] 根据电磁场基本理论，从头颅表面向颅内注入电流，在颅内即形成一个电流场， 正常状态下，电流场分布均匀且稳定。如果在颅内有水肿或血肿病灶，就会对颅内电流场形 成干扰，电流场分布将不再均匀，并且随着病灶的变化而变化，通过测试颅骨表面的电位及 其变化，可以反映出颅内病灶的物理特性及其变化规律，从而达到监护的效果。
[0045] 接收极A和接收极B接收的电磁波信号经过差分放大电路进行差分处理，获得目 标信号r(t)。
[0046] 在实际对患者脑积水或脑水肿监测的过程中，由于不同医护人员的粘贴技术不同 或者由于电极粘贴后患者动作，使发射极T或接地极G的电极片粘贴发生松动时，这都会使 接收极A和接收极B上可能产生一些干扰信号，包括干扰噪声，且干扰噪声一般会等值并同 时地加载到两个接收极上，当经过差分放大电路时，由于差分放大电路对共模信号具有很 强的抑制能力，因此，接收极A和接收极B上的共模干扰信号被抑制，即输出的目标信号 r (t)是接收极A和接收极B接收的电磁波信号的差值，由于上述两个信号上加载的干扰噪 声等值，所以其差值为零。因此，经过差分放大电路后，干扰噪声被抑制了，获得干净的目标 信号，进而克服了由于发射极T或接地极G的电极片粘贴松动而产生的干扰噪声对测量结 果的影响，提高了测量结果的准确性。
[0047] 经差分放大电路40处理后，获得的目标信号r(t)其表达式为：
[0048] r(t) =r1(t)-r2(t) = Acos (ω t+Φ !+Φ 〇)-Bcos (ω t+Φ 2+Φ 〇)
[0049] 上式中，r(t)为的目标信号，rjt)为接收极A接收的电磁波信号，r2(t)为接收 极B接收的电磁波信号，A为接收极A接收的电磁波的强度，B为接收极B接收的电磁波的 强度，t为时间变量，ω为电磁波角频率，CDtl为发射电磁波的初始相位，Φ i是电磁波从发 射极T到接收极A传播时间引起的相位，φ2是电磁波从发射极T到接收极B传播时间引起 的相位，上述数值均可预先设置或测量获得。
[0050] 如图4所示，目标信号r(t)经过差分放大电路40后，再经过信号处理数字转换器 50,将采集的目标信号r (t)转换成需要的单端信号，提供给后端芯片做数据处理。
[0051] 再将输出信号通过正交调节器60进行正交化处理，获得同向信号I (t)和正交信 号Q (t)，表达式如下：
[0052] I (t) = LPF {r (t) cos (ω t+Φ 0)} = Acos ( Φ 丄）-Bcos ( Φ 2)
[0053] Q (t) = LPF {r (t) sin (ω t+Φ 0)} = Asin ( Φ J-Bsin ( Φ 2)
[0054] 上式中：I(t)为电磁波的同向信号，Q (t)为电磁波的正交信号，LPF为低通滤波处 理，r(t)为经过差分放大器后的接收信号，t为时间变量，ω为电磁波角频率，CDtl为发射 电磁波的初始相位，O1是电磁波从发射极T到接收极A传播时间引起的相位，Φ 2是电磁 波从发射极T到接收极B传播时间引起的相位，A为接收极A接收的电磁波的强度，B为接 收极B接收的电磁波的强度。
【主权项】
1. 一种基于差分技术的电信号处理装置，其特征在于，包括：第一接收电极、第二接收 电极和差分放大电路，其中， 所述第一接收电极和第二接收电极，用于接收通过被测目标上设置的发射电极发射的 电磁波信号； 所述差分放大电路的两个输入端分别与所述第一接收电极、第二接收电极相连接，用 于对所述第一接收电极、第二接收电极接收到的电磁波信号进行差分放大处理，得到目标 信号。
2. 根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述差分放大电路包括差分放大器和共 模输出电路，所述差分放大器用于对所述接收的电磁波信号进行差分放大处理，所述共模 输出电路用于为所述差分放大器提供稳定的共模电压。
3. 根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，还包括： 信号处理数字转换器，用于对所述目标信号放大和滤波处理，再将模拟信号转换为数 字信号； 正交调节器，用于对所述信号处理数字转换器处理过的电信号正交化处理，获得同向 信号I和正交信号Q ; 检测器，用于检测所述同向信号I和正交信号Q ; 参数评估器，用于计算相对衰减系数RAC、相对相移RPS、传播时间差TTD和复波值K。
【专利摘要】本实用新型实施例公开了一种基于差分技术的电信号处理装置，包括：第一接收电极，第二接收电极和差分放大电路，其中，所述第一接收电极和第二接收电极，用于接收通过被测目标上设置的发射电极发射的电磁波信号；所述差分放大电路的两个输入端分别与所述第一接收电极、第二接收电极相连接，用于对所述第一接收电极、第二接收电极接收到的电磁波信号进行差分放大处理，得到目标信号。由于差分放大电路对共模信号具有抑制作用，因此当接收信号经过差分放大电路后，由于电极片粘贴松动而产生的干扰信号就被滤除，并获得干净的目标信号，进而克服了干扰信号对测量结果的影响，提高了测量的准确性。
【IPC分类】A61B5-05
【公开号】CN204600473
【申请号】CN201520227221
【发明人】郑翊, 金勇 , 刘娇建, 唐英勇
【申请人】重庆博恩富克医疗设备有限公司
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2015年4月15日