脑电采集传送系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种脑电采集传送系统，包括：脑电信号采集电路，用于采集多导脑电信号；第一光信号电路，与所述脑电信号采集电路连接，用于将所述多导脑电信号转化为光信号；第二光信号电路，与所述第一光信号电路耦合，用于接收所述光信号并将接收到的所述光信号转化为第一电信号；数字化处理电路，与所述第二光信号电路连接，用于将所述第一电信号进行数字化处理以得到第二电信号；采集主机，与所述数字化处理电路连接，用于脑电信号的显示与分析。由于采用了光信号进行传输，因而实现了脑电信号采集电路与数字化处理电路之间的电气隔离，具有抗干扰、稳定、传输速率快的特点。
【专利说明】脑电采集传送系统
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及医疗设备领域，特别是涉及一种脑电采集传送系统。
【背景技术】
[0002] 现在技术中的脑电采集传送系统采用的无线通信方式，通信信号容易被干扰、连 接不稳定、数据传送量有限，不能很好的满足脑电信号的采集要求。 实用新型内容
[0003] 本实用新型的目的是提供一种脑电采集传送系统，以克服现有技术中信号容易被 干扰、连接不稳定的问题。
[0004] 为解决上述技术问题，作为本实用新型的一个方面，提供了一种脑电采集传送系 统，包括：脑电信号采集电路，用于采集多导脑电信号；第一光信号电路，与所述脑电信号 采集电路连接，用于将所述多导脑电信号转化为光信号；第二光信号电路，与所述第一光信 号电路耦合，用于接收所述光信号并将接收到的所述光信号转化为第一电信号；数字化处 理电路，与所述第二光信号电路连接，用于将所述第一电信号进行数字化处理以得到第二 电信号；采集主机，与所述数字化处理电路连接，用于脑电信号的显示与分析。
[0005] 进一步地，所述脑电采集传送系统还包括光纤，所述第一光信号电路通过所述光 纤与所述第二光信号电路连接。
[0006] 进一步地，所述第一光信号电路或所述第二光信号电路包括光收发芯片和低电平 报警指示电路，其中，所述低电平报警指示电路包括依次连接的发光二极管、电阻和非门， 所述光收发芯片的报警输出端与所述非门的输入端连接。
[0007] 进一步地，所述脑电信号采集电路包括依次连接的前置差分放大电路、时间常数 电路、有源低通滤波电路、多路开关电路和光发送1?块电路。
[0008] 进一步地，所述数字化处理电路包括FPGA、USB控制芯片、用于对诱发脑电信号进 行刺激控制的数模转换芯片和用于对刺激和采集进行同步的同步电路，其中，所述USB控 制芯片、所述数模转换芯片和所述同步电路均与所述FPGA连接，所述USB控制芯片与所述 采集主机连接，所述FPGA与所述第二光信号电路连接。
[0009] 进一步地，所述有源低通滤波电路是八阶放大滤波电路。
[0010] 进一步地，所述多路开关电路包括⑶4051芯片。
[0011] 进一步地，所述前置差分放大电路包括AD620芯片。
[0012] 由于采用了光信号进行传输，因而实现了脑电信号采集电路与数字化处理电路之 间的电气隔离，同时，保证了连接的稳定性和传送速率高的要求，可有效防止脑电信号采集 电路受到外部的工频干扰，为提高脑电信号的采集频率提供了保证。本实用新型具有抗干 扰、稳定、传输速率快的特点。
【专利附图】
【附图说明】
[0013] 图1示意性示出了本实用新型的结构示意图。
[0014] 图2示意性示出了第一光信号电路或第一光信号电路的电路原理图。
[0015] 图3示意性示出了脑电信号采集电路的电路原理图。
[0016] 图4示意性示出了前置差分放大电路的电路原理图。
[0017] 图5示意性示出了有源低通滤波电路的电路原理图。
[0018] 图中附图标记：10、脑电信号采集电路；11、前置差分放大电路；11a、AD620芯片； lib、电阻；12、时间常数电路；13、有源低通滤波电路；14、多路开关电路；15、光发送模块 电路；20、第一光信号电路；21、光收发芯片；22、发光二极管；23、电阻；24、非门；25、电感； 26、电容；27、电容；30、第二光信号电路；40、数字化处理电路；50、采集主机；60、光纤；70、 USB线路。
【具体实施方式】
[0019] 以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明，但是本实用新型可以由权利 要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
[0020] 作为本实用新型的第一方面，请参考图1，提供了一种脑电采集传送系统，包括： 脑电信号采集电路10,用于采集多导脑电信号；第一光信号电路20,与所述脑电信号采集 电路10连接，用于将所述多导脑电信号转化为光信号；第二光信号电路30,与所述第一光 信号电路20耦合，用于接收所述光信号并将接收到的所述光信号转化为第一电信号；数字 化处理电路40,与所述第二光信号电路30连接，用于将所述第一电信号进行数字化处理以 得到第二电信号；采集主机50,与所述数字化处理电路40连接，用于脑电信号的显示与分 析。
[0021] 例如，第一、第二光信号电路的工作波长范围可以为1260_1360nm，输入输出接口 与TTL电平兼容，低功耗设计，传输速率84Mb/s，传输距离大于5 km。
[0022] 本实用新型通过第一光信号电路20将采集到的多导脑电信号转换为光信号，并 将该光信号传输给第二光信号电路30。第二光信号电路30再将其接收到的光信号转化为 第一电信号，然后经过数字化处理电路40处理后，提供给采信主机进行显示与分析。可见， 由于采用了光信号进行传输，因而实现了脑电信号采集电路10与数字化处理电路40之间 的电气隔离，同时，保证了连接的稳定性和传送速率高的要求，可有效防止脑电信号采集电 路10受到外部的工频干扰，为提高脑电信号的采集频率提供了保证。本实用新型具有抗干 扰、稳定、传输速率快的特点。
[0023] 优选地，请参考图1，所述脑电采集传送系统还包括光纤60,所述第一光信号电路 20通过所述光纤60与所述第二光信号电路30连接。例如，光纤60可米用多模光纤。
[0024] 优选地，请参考图2,所述第一光信号电路20或所述第二光信号电路30包括光收 发芯片21和低电平报警指示电路，其中，所述低电平报警指示电路包括依次连接的发光二 极管22、电阻23和非门24,所述光收发芯片的报警输出端与所述非门的输入端连接。于是， 当报警输出端出现低电平时，发光二极管指示电路工作不正常。另外，还包括由电感25、电 容26、27组成的电源滤波电路。
[0025] 优选地，请参考图3,所述脑电信号采集电路10包括依次连接的前置差分放大电 路11、时间常数电路12、有源低通滤波电路13、多路开关电路14和光发送模块电路15。由 于脑电信号微弱，优选地，可采用上述前置差分放大电路11和有源低通滤波电路13进行处 理。
[0026] 优选地，请参考图4,所述前置差分放大电路11包括AD620芯片11a。AD620芯片 具有抑制高共模电压的能力，其内部由3个同相并联放大器所组成，可通过电阻lib调整放 大的增益值。
[0027] 优选地，请参考图5,所述有源低通滤波电路13是八阶放大滤波电路。例如，可以 由27L4系列芯片实现4级8阶放大滤波电路，其中，一个27L4系列芯片可包括13a，13b，13c 和13d四个单元。滤波电路中滤数阶数越高，则通带和阻带的分界越陡，因而滤波效果越 好。此处，采用4级滤波，共8阶，每级为2阶有源同相输入低通滤波器。
[0028] 优选地，所述多路开关电路包括⑶4051芯片。通过多路开关电路14可实现导联 的切换，从而实现多导脑电信号的切换。CD4051是单8通道数字控制模拟开关，有3个2进 制控制输入端，具有低导通阻抗和很低的截止漏电流。幅值为4. 5-20V的数字信号可控制 峰-峰值至20V的模拟信号，完全满足本专利的要求。
[0029] 优选地，所述数字化处理电路40包括FPGA、USB控制芯片、用于对诱发脑电信号 进行刺激控制的数模转换芯片和用于对刺激和采集进行同步的同步电路，其中，所述USB 控制芯片、所述数模转换芯片和所述同步电路均与所述FPGA连接，所述USB控制芯片与所 述采集主机50连接，所述FPGA与所述第二光信号电路30连接。例如，同步电路可采用 MAX485,数模转换芯片可采用CS4391。这样，数字化处理电路40可以通过USB线路70与采 集主机50连接。
[0030] 例如，FPGA可采用EP1C12Q240,其密度最大到20060个逻辑单元，RAM高达288KB， 具有时钟锁相环以及双数据率DDR接口。使用FPGA可实现与第二光信号电路30、数模转换 芯片和同步电路的控制、数据读写，以用对USB控制芯片内部FIFO的读写控制以及信号的 逻辑处理。优选地，USB控制芯片可采用CY7C68013,其数据传输速率快、为FPGA提供了简 单和无缝连接接口，其内部集成了 1个增强型的8051 (性能为标准8051的3倍以上)、1个 智能USB串行接口引擎、1个USB数据收发器、3个8位I/O 口、16位地址线、8. 5KB RAM和 4KBFIF0 等。
[0031] 以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本 领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则 之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1. 一种脑电采集传送系统，其特征在于，包括： 脑电信号采集电路（10)，用于采集多导脑电信号； 第一光信号电路（20)，与所述脑电信号采集电路（10)连接，用于将所述多导脑电信号 转化为光信号； 第二光信号电路（30)，与所述第一光信号电路（20)耦合，用于接收所述光信号并将接 收到的所述光信号转化为第一电信号； 数字化处理电路（40 )，与所述第二光信号电路（30 )连接，用于将所述第一电信号进行 数字化处理以得到第二电信号； 采集主机（50 )，与所述数字化处理电路（40 )连接，用于脑电信号的显示与分析。
2. 根据权利要求1所述的脑电采集传送系统，其特征在于，所述脑电采集传送系统还 包括光纤（60 )，所述第一光信号电路（20 )通过所述光纤（60 )与所述第二光信号电路（30 ) 连接。
3. 根据权利要求1所述的脑电采集传送系统，其特征在于，所述第一光信号电路（20) 或所述第二光信号电路（30)包括光收发芯片和低电平报警指示电路，其中，所述低电平报 警指示电路包括依次连接的发光二极管、电阻和非门，所述光收发芯片的报警输出端与所 述非门的输入端连接。
4. 根据权利要求1所述的脑电采集传送系统，其特征在于，所述脑电信号采集电路 (10) 包括依次连接的前置差分放大电路（11)、时间常数电路（12)、有源低通滤波电路 (13)、多路开关电路（14)和光发送模块电路（15)。
5. 根据权利要求4所述的脑电采集传送系统，其特征在于，所述数字化处理电路（40) 包括FPGA、USB控制芯片、用于对诱发脑电信号进行刺激控制的数模转换芯片和用于对刺 激和采集进行同步的同步电路，其中，所述USB控制芯片、所述数模转换芯片和所述同步电 路均与所述FPGA连接，所述USB控制芯片与所述采集主机（50)连接，所述FPGA与所述第 二光信号电路（30)连接。
6. 根据权利要求4所述的脑电采集传送系统，其特征在于，所述有源低通滤波电路 (13)是八阶放大滤波电路。
7. 根据权利要求4所述的脑电采集传送系统，其特征在于，所述多路开关电路（14)包 括CD4051芯片。
8. 根据权利要求4所述的脑电采集传送系统，其特征在于，所述前置差分放大电路 (11) 包括AD620芯片。
【文档编号】A61B5/0476GK203898305SQ201420201557
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2014年4月24日 优先权日:2014年4月24日
【发明者】李晓欧, 张科, 张群峰 申请人:上海谱康电子科技有限公司