一种用于便携式装置的脑电多通道信号程控放大系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种用于便携式装置的脑电多通道信号程控放大器，包括：射频滤波器、跟随器、仪表放大器、50Hz陷波器和低通滤波器，其特征在于：所述跟随器具有2000M以上的输入电阻；所述仪表放大器共模抑制比为115dB以上；所述脑电多通道信号程控放大器具有5个以上通道；以及所述脑电多通道信号程控放大器的所需电压在±3.7～±4.2V之间，总体积为10×5×1.5cm3以下。该脑电多通道信号程控放大器输入阻抗高、共模抑制比高、通道数多、结构相对简单、体积小、功耗低、无需导电膏也无需较长时间等待就可以获得精确脑电信号。
【专利说明】一种用于便携式装置的脑电多通道信号程控放大系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种脑电多通道程控放大系统，特别是一种通过普通的金属电极和高输入阻抗放大器来放大和记录脑电信号且在无需导电膏的情况下可以获得有效的脑电信号的具有高输入阻抗的脑电多通道信号程控放大系统。属于脑电【技术领域】。
【背景技术】
[0002]人体组织细胞总是在自发不断地产生着很微弱的生物电活动。脑电信号是大量脑神经细胞在高度相干状态下的电活动在大脑皮层上的总体效应。如果利用在头皮上安放的电极采集脑电信号，经脑电检测设备放大并记录在专用纸上，则能够得到具有一定波形、波幅、频率和相位的图形、曲线，即脑电图。当脑组织发生病理或功能改变时，脑电信号也发生相应的改变，从而成为进行大脑高级功能研究的重要手段。
[0003]但是，脑电信号非常微弱，且常常淹没在自发脑电信号中，并往往伴随着强大的干扰信号同时存在，因此在脑电信号放大的同时也不可避免将干扰信号放大，因此对提取的仪器和技术要求很高。在传统的脑电记录系统中，由于脑电信号非常微弱，因此在记录脑电的时候需要使用降低皮肤电阻的导电膏，并且还需要与之相匹配的脑电程控放大器。传统的方法在记录脑电之前，需要清洁皮肤、使用导电膏并等待皮肤阻抗下降到适合记录的水平才可以开始记录，因此记录前的准备时间较长。如果遇到一些本身皮肤阻抗比较高的人，等待的时间更是需要相应延长，影响脑电记录的效率。另外，为了更好地获取脑电信号，脑电记录使用的电极通常是银或氯化银电极，这种电极虽然导电性好，但是与常规使用的普通电极如心电极相比，比较昂贵。
[0004]此外，目前采用的脑电信号放大器有些虽然能够获得精确的脑电信号，但是价格高昂、体积大、功耗高、记录前的等待时间长。或者是有些脑电信号放大器虽然便于携带，但是无法满足灵敏度高、分辨率强、抑制噪音和抗干扰能力好的要求。尤其在对某些特殊人群进行脑电检查时，需要在短时间得出结果；并且，当必须要和其他脑功能检查(例如，瞳孔对光反射)同时进行的时候，需要把脑电放大器设计到便携式的检查设备(一体机)的内部，因此需要体积足够小的脑电放大器；同时，为了便于携带和在没有交流电的地方使用，该脑电放大器的功耗必须非常低，以便仅仅使用便携电池就能够支持12?24小时不间断的脑电采集。最后，为了提高整个系统的可靠性、减少故障和提高维护性，需要减少脑电信号放大器中元器件的使用并把许多相关功能进一步集成。因此，需要一种输入阻抗高、共模抑制比高、通道数多、结构相对简单、体积小、功耗低、无需导电膏也无需较长时间等待就可以获得精确脑电信号的脑电多通道信号程控放大器以及具有该放大器的脑电放大系统。
实用新型内容
[0005]本实用新型提供一种输入阻抗高、共模抑制比高、通道数多、结构相对简单、体积小、功耗低、无需导电膏也无需较长时间等待就可以获得精确脑电信号的脑电多通道信号程控放大器以及使用该放大器的脑电放大系统。该脑电信号程控放大器克服上述已有的脑电信号放大器的缺陷，能有效地记录脑电信号。
[0006]本实用新型提供一种用于便携式装置的脑电多通道信号程控放大器，包括:射频滤波器、跟随器、仪表放大器、50Hz陷波器和低通滤波器，其特征在于:所述跟随器具有2000M以上的输入电阻；所述仪表放大器共模抑制比为115dB以上；所述脑电多通道信号程控放大器具有5个以上通道；以及所述脑电多通道信号程控放大器的所需电压在±3.7?±4.2V之间，总体积为10X5X1.5cm3以下。
[0007]本实用新型还提供一种包括如上所述的脑电多通道信号程控放大器的脑电多通道信号程控放大系统，其中，所述放大系统所采用的脑电电极是普通金属电极，且使用过程中无需使用导电膏。
[0008]本实用新型提供的脑电多通道信号程控放大器及其系统，具有以下有益效果:
[0009](I)由于无需使用导电膏，也无需等待输入抗阻下降，在2分钟内就可以记录脑电信号，所以本实用新型的脑电多通道信号放大系统可以大大提高记录脑电信号的效率；
[0010](2)由于本实用新型的脑电多通道信号程控放大器结构相对简单但脑电信号放大效果好，所以在不影响脑电信号准确性的情况下，能够实现体积小、便于携带的功能，即使在一体机内也可以顺利安置；
[0011](3)由于本实用新型的脑电多通道信号程控放大器采用低压电源、能耗低，所以仅使用两节18650电池就可以维持脑电多通道信号放大系统的12?24小时不间断地正常工作,能够适应多个领域的神经电生理方面的研究；
[0012](4)由于本实用新型的脑电多通道信号放大器通过信号预放大、50Hz陷波、低频滤波放大等环节来完成脑电信号的放大和提取，并且程控脑电信号的放大倍数，所以具有灵敏度高、分辨率强、抑制噪音和抗干扰能力好的特点，并且丰富了脑电放大功能，满足了用户在不同的情况下对脑电精确获取的需求；
[0013](5)由于本实用新型的脑电多通道信号放大系统可以采用普通金属电极，无需采用银或氯化银电极等价格高昂的电极，因此价格低廉，更能满足用户的需求。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1是脑电信号程控放大器的组成框图。
[0015]图2是脑电采集装置的示意图。
[0016]附图标号说明
[0017]1.脑电极
[0018]2.地电极
[0019]3.弹性材料
[0020]4.粘扣
【具体实施方式】
[0021]下面结合附图和实施例，详细描述本实用新型。
[0022]由于脑电信号非常微弱，因此在进行信号分析之前必需将其放大。本实施例中采用的脑电信号程控放大器包括:射频滤波器、跟随器、仪表放大器、50Hz陷波器和低通滤波器。如图1所示，采用了高阻运算放大器接成跟随器做输入级，输入电阻2000M Ω以上，输入端噪声电压为9湖两。这样的结构提供了足够大的输入阻抗，以减少脑电信号的衰减。在跟随器的前面有一个一阶低通滤波器滤除输入的射频干扰，以提高系统的噪声抑制能力。在跟随器后接仪表放大器，仪表放大器共模抑制比为115dB以上，保证了微弱脑电生理电信号得以低失真地放大。仪表放大器接成程控，放大倍数为:80、140、和200倍，可用软件调整。仪表放大器可供用户选择不同的放大倍数，丰富了脑电放大功能，满足了用户在不同的情况下对脑电获取的需求。其后是50Hz陷波器，陷波器Q = 5, 50Hz衰减36dB以上，放大倍数为4倍。其后接120Hz 二阶低通滤波器，通带外衰减为12dB/倍频程，放大倍数为2倍。经过信号预放大、50Hz陷波、低频滤波放大等环节来完成脑电信号的放大和提取，整个电路放大倍数为:640、1120和1600倍。
[0023]在本实用新型的一个实施例中，共有6个放大器安装在一块5cmX 1cm的PCB电路板上面，使用±3.7V电源，构成多通道脑电信号程控放大器以便快速获得所需的脑电信号。当然，放大器的数量并不限于6个，也可以是任意大于6的自然数。
[0024]本实用新型提供的6通道的脑电程控放大器仅使用2节18650电池就能够支持12?24小时不间断的脑电采集。并且，该放大器的体积为1X5X 1.5cm3以下，可以放在一些便携的装置中和其他脑功能检查(例如，瞳孔对光反射)设备一起用于特殊情况下的快速脑电检查。
[0025]本实用新型还涉及了一种脑电多通道信号程控放大系统，除了包括上述脑电多通道信号程控放大器之外，还包括脑电电极。脑电电极采用可以是普通的金属扣电极，例如心电极，可不用导电膏。耳部参考电极使用一个小金属夹子。在安装电极的时候，皮肤用消毒酒精清洁后涂抹一层薄的生理盐水，在耳垂上亦如此操作。然后在前额安装上脑电极，在耳垂处安装参考电极，接地电极在额部中央。电极的输入端接入放大器。脑电信号采集装置可参考图2。因此，无需使用导电膏，也无需长时间等待输入抗阻下降，在电极安装好后2分钟内就可以对脑电信号进行记录，大大提高记录脑电信号的效率。
[0026]在本实用新型的又一实施例中，上述脑电电极甚至可以是普通的金属扣或按扣。因此，本实用新型具有结构简单、方式灵活、价格低廉的优点。
[0027]根据上述说明书的揭示和教导，本实用新型所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本实用新型并不局限于上面揭示和描述的【具体实施方式】，对本实用新型的一些修改和变更也应当落入本实用新型的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语和一些方位词，但这些术语和方位词只是为了方便说明，并不对本实用新型构成任何限制。
【权利要求】
1.一种用于便携式装置的脑电多通道信号程控放大器，包括:射频滤波器、跟随器、仪表放大器、50Hz陷波器和低通滤波器，其特征在于: 所述跟随器具有2000M以上的输入电阻； 所述仪表放大器共模抑制比为115dB以上； 所述脑电多通道信号程控放大器具有5个以上通道；以及 所述脑电多通道信号程控放大器的所需电压在±3.7?±4.2V之间，总体积为10X5X1.5cm3 以下。
2.一种包括如权利要求1所述的脑电多通道信号程控放大器的脑电多通道信号程控放大系统，其特征在于，所述放大系统所采用的脑电电极是普通金属电极，且使用过程中无需使用导电膏。
【文档编号】A61B5/0476GK203988050SQ201420371771
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年7月7日 优先权日:2014年7月7日
【发明者】陈南晖, 李文龙 申请人:中国科学院昆明动物研究所