专利名称：一种具有触摸显示屏的便携式脑电图仪的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种脑电图仪，特别是采用触摸显示屏(触摸屏和显示屏)作为人机接口的便携式脑电图仪。
背景技术：
对脑电信号(脑电波)研究分析的主要设备是脑电图仪，脑电图是通过电极记录下来的脑细胞群的白发性、节律性电活动，将脑细胞电活动的电位作为纵轴，时间作为横轴，这样把电位与时间的相互关系记录下来的就是脑电图。脑电信号的研究对脑部活动规律的研究、临床诊断都十分有意义。应用于临床，可以对脑功能进行检查，对脑损伤、脑血栓、发育异常、新陈代谢及内分泌疾病的进行诊断，对癫痫进行诊断也十分有效；通过对脑电信号的研究还可以掌握脑部活动的规律，了解人的思维过程，提取活动规律的特征，把这种特征应用于脑机接口，实现直接通过人的思维控制机器设备。传统的脑电图仪采用描笔进行记录脑电波形。现在均采用PC机和打印机输出波形，其中早期采用ISA总线的采集卡，目前使用PCI总线采集卡的较多。无论哪种方式，现在的脑电图仪都采用如图1所示的结构，其中电极与导联盒部分实现微弱脑电信号的拾取；信号调理与采集部分对脑电信号进行放大、滤波、隔离和数字化，并将数字化的脑电信号传输给计算机；计算机部分则完成脑电信号的存储、处理、波形图和地形图的重建以及提供人机接口操作界面。现在脑电图仪存在以下不足:一、离不开计算机，这样使得整个系统价格昂贵且体积庞大，一些基层医疗单位无力购买，更重要的是其体积庞大，不方便携带，无法应用在突发事故现场，如地震等自然灾害现场，耽误了受伤人员的病情诊断，错过最佳治疗时间；二、系统的各部分各自独立，采用导线相连，因此存在信号的相互串扰，严重时会影响测得脑电信号的真实性，造成医生的误判，发生医疗事故。
发明内容
本发明的目就是为了克服上述脑电图仪的缺点和不足而设计的一种具有触摸显示屏的便携式脑电图仪，如图2所示。本脑电图仪包括三个组成部分:一是电极帽部分；二是由信号调理与采集、嵌入式处理器、存储器、通信接口以及电源组成的控制部分；三是触摸显示屏。其中电极帽部分完成微弱脑电信号的拾取；控制部分的作用是在嵌入式处理器的控制下完成脑电信号的调理、采集、存储、处理、波形图与地形图的重建以及与外部设备的通信，电源则为控制部分提供能量；触摸显示屏完成人机接口界面，例如命令的输入和波形图、地形图的显示等。在实际中触摸显示屏并不是单独存在，而是直接置于控制部分的电路板之上，且电极的导线直接从电路板背面接入控制线路，如图3所示，与图1比较，可以看出本脑电图仪的特点在于:本脑电图仪不需要计算机，体积大大减小，达到便携的目，且成本降低；本脑电图仪没有了电极导联盒部分和计算机，减少了各部分之间的连接导线，减少了各部分信号之间的串扰。
图1是现有脑电图仪的结构框图。图2是本脑电图仪结构示意框图。图3是本脑电图仪实际工作时的结构图。图4本脑电图仪的实施电路的电源部分。图5本脑电图仪的实施电路的触摸显示屏部分。图6本脑电图仪的实施电路的通信接口部分。图7本脑电图仪的实施电路的存储器部分。
具体实施方式
本装置的电极帽、信号调理与采集部分与目前的脑电图仪相似；创新之处在于采用嵌入式系统对采集到的脑电信号进行分析、处理和存储，并且采用触摸显示屏作为人机接口界面，达到便携的目的，下面详细介绍该部分的具体实施。本装置的核心采用一片嵌入式处理器s3c2440，在该处理器的控制下，完成脑电信号的采集、存储、传输以及显示和分析。因s3c2440芯片管脚较多，在下面介绍时按照其实现的功能分别定义为s3c2440-l、s3c2440-2和s3c2440_3三个独立部分。本装置采用5V直流电源供电，5V直流电源通过降压芯片产生整个系统所需要的
三种电压:3.3V、1.8V和1.25V，如图4所示。其中1.8V供给处理器；3.3V和1.25V给其他电路供电，见具体电路。本装置将采集到的脑电信号通过LCD显示屏以脑电波形图或地形图的形式显示出来，并且通过触摸显示屏实现对本装置的操作。具体实现电路如图5所示，其中LCD-TP是触摸屏和显示屏，二者叠放在一起作为本装置的人机接口，其通过JP-1接口与s3c2440处理器内部的触摸屏和显示屏控制器相连，实现操作命令的输入和图形(数据)的输出。在图5中，VFRAME:帧同步信号(STN)/垂直同步信号(TFT)/SEC TFT信号；VLINE:行同步脉冲信号(STN)/水平同步信号(TFT)/SEC TFT信号；VCLK:象素时钟信号(STN/TFT)/SEC TFT信号；VD[23:0]:LCD像素数据输出端口(STN/TFT/SEC TFT) ;VM:LCD驱动交流偏置信号(STN)/数据使能信号(TFT)/SEC TFT信号；LEND:行结束信号(TFT)/SEC TFT信号；LCD_PWREN:LCD 面板电源使能控制信号；USB_EN:SEC TFT OE 信号；LCDVF1:SEC TFTREV信号；IXDVF2:SEC TFT REVB信号。它们实现显示屏的输出控制。在图5中，TSYM、TSXM、TSYP和TSXP实现触摸屏的输入控制。本装置还可以把采集到的信号通过网络接口传送给上位机做进一步处理，网络接口电路如图6所示。其中，s3c2440-2是处理器的网络接口功能部分；DM9000是网络控制芯片，实现把信息打包成以太网数据格式传给上位机，U2是一个线路滤波器。图7为本装置的存储器实施电路，其中使用了两片32Mbytes芯片(型号为:HY57V561620FTP)并接在一起形成32bit总线的SDRAM作为内存，用于程序运行和数据处理；AM29LV160DB作为程序存储器。本装置的工作原理与过程:本装置通电后进行自检，自检完毕，通过触摸接收用户操作指令，根据用户的指令实现脑电信号的采集、分析、显示和通信。
权利要求
1.一种具有触摸显示屏的便携式脑电图仪，主要由三个部分组成:一是电极帽部分；二是由信号调理与采集、嵌入式处理器、存储器、通信接口以及电源组成的控制部分；三是触摸显示屏；其中电极帽部分完成微弱脑电信号的拾取，控制部分的作用是在嵌入式处理器的控制下完成脑电信号的调理、采集、存储、处理、波形图与地形图的重建以及与外部设备的通信，电源则为控制部分提供能量；触摸显示屏完成人机接口界面，例如命令的输入和波形图、地形图的显示等，一种具有触摸显示屏的便携式脑电图仪特征在于:采用触摸显示屏(触摸屏和显示屏)作为 人机接口达到便携的目的。
全文摘要
一种具有触摸显示屏的便携式脑电图仪，包括三个组成部分一是电极帽部分；二是由信号调理与采集、嵌入式处理器、存储器、通信接口以及电源组成的控制部分；三是触摸显示屏，本脑电图仪不需要计算机，体积大大减小，达到便携的目，且成本降低；本脑电图仪没有了电极导联盒部分和计算机，减少了各部分之间的连接导线，减少了各部分信号之间的串扰，本脑电图仪采用触摸显示屏作为人机接口界面，达到便携的目的。
文档编号A61B5/0476GK103156602SQ201110462468
公开日2013年6月19日 申请日期2011年12月19日 优先权日2011年12月19日
发明者陈传虎, 刘海宽, 邹德旋, 李旭超, 秦海鹏 申请人:徐州师范大学