一种电休克设备的生物电采集装置的制作方法

本技术涉及医疗器械领域，特别是涉及一种电休克设备的生物电采集装置。

背景技术：

1、电休克治疗是一种物理治疗方式，使用电休克治疗仪器刺激大脑，引发人工的癫痫大发作，从而控制患者精神症状。脑细胞平时正常的生理活动下也会有放电，而癫痫性放电是异常放电，明显不同于生理性正常放电，而这种异常放电无论是发放程度或数量以及引损害是远高于正常放电的。所以癫痫性放电应该是能够引起癫痫发作的异常神经元放电。癫痫样放电是指癫痫患者脑电图上的异常放电表现，癫痫患者脑电图的典型表现是棘波、尖波、棘慢复合波或者尖慢复合波。不同类型的癫痫，脑电图上可有不同的癫痫样放电表现，可以辅助进行癫痫发作类型的确定。脑电图上的癫痫样放电是癫痫的一个特征，也是诊断癫痫的主要佐证，同时也是医生判断电休克治疗效果的最好佐证。

2、现有技术中为了保障生物电采集器的安全性，使用了大量减少输入级的防护元件，使得输入前级电路变得复杂；现有技术中还使用了模拟隔离放大器件、模拟陷波器和模拟带通滤波器等模拟器件使得整个装置体积大、功耗高、成本高，且传统模拟器件会有电压漂移、温度漂移和噪声，性能差等问题。

技术实现思路

1、针对现有技术中的上述不足，本实用新型提供的一种电休克设备的生物电采集装置解决了现有技术体积大、功耗高、成本高的问题。

2、为了达到上述发明目的，本实用新型采用的技术方案为：提供一种电休克设备的生物电采集装置，包括多路输入模拟开关，每一路模拟开关的输出口与对应的防雷保护电路和信号拾取和放大电路一一顺次连接；

3、所述电休克设备的生物电采集装置还包括a/d采样模块、数字隔离模块、mcu和计算机；

4、每一路的信号拾取和放大电路均与所述a/d采样模块连接，所述a/d采样模块还与所述数字隔离模块连接，所述数字隔离模块还与所述mcu连接，所述mcu还分别与所述多路输入模拟开关和所述计算机连接。

5、进一步地：所述多路输入模拟开关包括4路输入信号，其中，第一路为eeg1信号，第二路为eeg2信号，第三路为ecg信号，第四路为emg信号。

6、进一步地：所述多路输入模拟开关采用型号为adg812yruz的四路输入模拟开关，其中，s1引脚作为第一路信号的输入端，d1引脚作为第一路信号的输出端与对应的防雷保护电路连接，sel1引脚作为第一路信号的控制引脚与所述mcu连接，sel4引脚作为第四路信号的控制引脚与所述mcu连接，d4引脚作为第四路信号的输出端与对应的防雷保护电路连接，s4引脚作为第4路信号的输入端，s2引脚作为第二路信号的输入端，d2引脚作为第2路信号的输出端与对应的防雷保护电路连接，sel2引脚作为第2路信号的控制引脚与所述mcu连接，sel3引脚作为第3路信号的控制引脚与所述mcu连接，d3引脚作为第3路信号的输出端与对应的防雷保护电路连接，s3引脚作为第3路信号的输入端。

7、上述进一步方案的有益效果为：将装置内电路与外界隔离开，提升装置的可靠性。

8、进一步地：所述防雷保护电路包括电阻res，所述电阻res的一端作为防雷保护电路的输入端与对应的多路输入模拟开关的输出端连接，所述电阻res的一端还与接地气体放电管gas连接；所述电阻res的另一端作为防雷保护电路的输出端与对应的信号拾取和放大电路连接，所述电阻res的另一端还与接地瞬态二极管tvs连接。

9、上述进一步方案的有益效果为：如果在采集过程中，出现了外部高能量输入系统，防雷保护电路可以吸收能量并通过地线将能量释放掉，在有效减少输入级的防护元件的同时，保证了装置的防护性能。

10、进一步地：所述信号拾取与放大电路包括电阻r4，所述电阻r4的一端作为所述信号拾取与放大电路的第一输入端通过导联线与人体连接，所述电阻r4的另一端与型号为ad8639arz的放大器ina1的1号引脚连接，所述放大器ina1的4号引脚与电阻r12的一端连接，所述电阻r12的另一端作为信号拾取与放大电路的第二输入端通过导联线与人体连接，所述放大器ina1的2号引脚和3号引脚分别与电阻rg1的一端和电阻rg2的一端连接，所述电阻rg1的另一端还与所述电阻rg2的另一端连接，所述放大器ina1的5号引脚接地，所述放大器ina1的8号引脚接直流电源，所述放大器ina1的6号引脚输出基准电压，并与放大器f1的输出端和电容c6的一端连接，所述放大器ina1的7号引脚作为所述放大器ina1的输出端与电阻r7的一端和电阻r11的一端连接，所述电阻r11的另一端分别与放大器f1的反相输入端和所述电容c6的另一端连接，所述放大器f1的同相输入端接地；所述电阻r7的另一端分别与电阻r8的一端和电容c3的一端连接，所述电阻r8的另一端分别与放大器opa2的同相输入端和接地电容c4连接，所述放大器opa2的反相输入端与电阻r3的一端和接地电阻r2连接，所述电阻r3的另一端分别与所述放大器opa2的输出端、电容c3的另一端和电阻r9的一端连接，所述电阻r9的另一端分别与型号为ad8422arz的放大器opa1的反相输入端的1号引脚、电容c7的一端和电阻r13的一端连接，所述放大器opa1的2号引脚与接地电容c5连接，所述放大器opa1的3号引脚接直流电源，所述放大器opa1的4号引脚作为所述放大器opa1的正极输出端与所述电容c7的另一端、所述电阻r13的另一端和电阻r10的一端连接，所述放大器opa1的5号引脚作为所述放大器opa1的负极输出端与电容c1的一端、电阻r1的一端和电阻r6的一端连接，所述放大器opa1的6号引脚接地，所述放大器opa1的7号引脚接直流电源，所述放大器opa1的8号引脚作为所述放大器opa1的同相输入端分别与所述电容c1的另一端、所述电阻r1的另一端和接地电容r5连接，所述电阻r6的另一端作为所述信号拾取与放大电路的第一输出端与所述a/d采集模块连接，所述电阻r6的另一端还与电容c2的一端连接，所述电阻r10的另一端作为所述信号拾取与放大电路的第二输出端与所述a/d采集模块连接，所述电阻r10的另一端还与所述电容c2的另一端连接。

11、上述进一步方案的有益效果为：将生物体表面的差分信号输入，放大器具有很高的输入阻抗能够有效的提取到生物体表面微弱信号，放大器先作为第一级高倍率放大，同时将差分信号变成单端信号，单端信号输出后通过积分器反馈给放大器用于消除基线飘移，进行第二级放大，放大倍率2倍，再将单端信号送入差分放大器进行差分放大后送入a/d采集模块。

12、进一步地：所述a/d采集模块包括型号为ads1278的模数转换器u13及其外围电路，其中，所述u13的引脚与接3.3v直流电源的电阻rxw2连接，并与所述数字隔离模块连接，dout1引脚与所述数字隔离模块连接，所述u13的vdd引脚均接直流电源，所述u13的clkdiv引脚、iovdd引脚、vrefn引脚和mode0引脚均接3.3v直流电源，所述u13的agnd引脚均接地，所述u13的dgnd引脚、format0-format2引脚、mode1引脚均接模拟地，dvdd引脚接1.8v直流电源，引脚均与接地电阻rxw1和接地电阻rxw3连接；所述u13的ainp1引脚、ainn1引脚、ainp2引脚和ainn2引脚作为第一组信号输入端与所述信号拾取与放大电路的第一输出端连接，所述u13的ainp3引脚、ainn3引脚、ainp4引脚和ainn4引脚作为第二组信号输入端与所述信号拾取与放大电路的第二输出端连接；

13、所述外围电路包括放大器op_a1b和放大器op_a1a，所述放大器op_a1b的同相输入端与型号为ref5025aidr的电压基准芯片u11的vo引脚连接，所述电压基准芯片u11的vin引脚分别与接地电容czl、接地电容c65连接，所述电压基准芯片u11的temp引脚与接地电容c65连接；

14、所述放大器op_a1b的反相输入端分别与电阻r71的一端和所述放大器op_a1b的输出端连接，所述电阻r71的另一端分别与接地电容c62和所述u13的vpefn引脚连接；所述放大器op_a1a的输出端分别与接2.5v直流电源的电阻r73和所述放大器op_a1b的反相输入端连接，所述放大器op_a1b的同相输入端与所述u13的vrefp引脚连接。

15、上述进一步方案的有益效果为：将生物电信号转换为数字信号，再传递给数字隔离模块，可以省去现有电路中价格、功耗、体积最大的模拟隔离放大器件。

16、进一步地：所述数字隔离模块包括型号为iso7741dwr的u_data_1，所述u_data_1的gnd1引脚和gnd2引脚均接地，所述u_data_1的ind引脚与所述u13的dout1引脚连接，所述u_data_1的outc引脚与所述u13的引脚连接，所述u_data_1的inc引脚和outd引脚均与所述mcu连接，所述u_data_1的en2引脚与接3.3v直流电源的电阻riso1连接，所述u_data_1的vcc2引脚接3.3v直流电源并与接地电容ciso1连接，所述u_data_1的en1引脚和电阻riso2的一端连接，所述电阻riso2的另一端与所述mcu连接，所述u_data_1的vcc1引脚分别与接地电阻ciso2和所述mcu连接。

17、进一步地：所述mcu采用型号为stm32f103c8t6的微控制器u12a，所述u12a的pa6引脚与所述u_data_1的outd引脚连接，所述u12a的pb0引脚与所述u_data_1的inc引脚连接，所述u12a的nrst引脚分别与接地电容c73和电阻r77连接，所述电阻r77的另一端分别与所述电阻riso2的另一端和所述u_data_1的vcc1引脚连接，所述u12a的pb12引脚和电阻r74的一端连接，所述电阻r74的另一端与所述u12a的pa12引脚连接，所述u12a的pa12引脚还与型号为sdcw2012-2-900tf的共模滤波器l2都out2引脚连接，所述u12a的pa11引脚与所述l2的out1引脚连接，所述l2的in1引脚和in2引脚与所述计算机连接。

18、本实用新型的有益效果为：

19、1.采用数字多路信号分路器，在电刺激输出的时候断开与皮肤的连接，保证了生物电采集器的安全性。该设计可以减少输入级的防护元件使用，使得输入前级电路变得简单；

20、2.将生物电信号转换为数字信号，通过数字隔离模块传递的不再是模拟信号而是数字信号，省去了原有电路中价格、功耗、体积最大的模拟隔离放大器件，降低了成本和功耗；

21、3.装置使用数字信号处理的方式进行数据处理没有使用任何传统模拟器件进行处理，摆脱了传统模拟器件会有电压漂移、温度漂移和噪声，性能差的问题；