[發明專利]一種生物電信號采集裝置及方法

有效

• 申請號: 201110359246.4
• 申請日: 2011-11-14
• 公開（公告）號: CN102488509A
• 公開（公告）日: 2012-06-13
• 發明（設計）人: 何宗奎;肖正文
• 申請（專利權）人: 深圳市理邦精密儀器股份有限公司
• 主分類號: A61B5/04
• 分類號: A61B5/04
• 代理公司: 深圳市科吉華烽知識產權事務所 44248
• 代理人: 黃震

技術領域

本發明涉及一種生物電信號采集裝置及方法，尤其涉及一種對多采集通道進行切換采集的生物電信號采集裝置及方法。

背景技術

?目前微弱生物電信號檢測通常有兩種方法。一種是普遍采用的比較復雜的交流放大電路架構，包括緩沖、儀表放大、高通濾波、二級放大、多階低通濾波、模擬開關、差分電平偏移、模數轉換等多級放大電路結構。由于該電路結構使用了截至頻率較低的高通濾波器，當導聯上產生干擾較大，造成第一級儀表放大電路輸出飽和，進而對高通濾波器的電容充電；若此時病人狀況恢復，導聯上干擾幾乎消除，然而高通濾波器的隔直電容需要非常長的時間才能釋放完，這在臨床上造成了嚴重的基線漂移。由于交流放大電路架構存在該缺陷，于是業界開始使用直流放大電路架構進行心電信號采樣。

2009年公開的專利CN200910107383.1提出了一種直流放大信號采集裝置。該裝置去除了交流放大方案中信號采集通道上的高通濾波裝置，使用了保護電路、緩沖、儀表放大、RC低通、模擬開關、單端-差分放大、模數轉換的電路架構，較好地解決了交流放大方案中由于隔直電容存在引起的基線漂移問題。該方案相比交流放大方案有性能成本優勢。該專利的提出的方案中，模擬開關之前使用了8路儀表放大器，這不利于降低電路成本；將信號由差分轉單端，再由單端轉差分的做法也增大了電路成本。

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發明內容

本發明解決的技術問題是：構建一種生物電信號采集裝置及方法，克服現有技術生物電信號采集裝置及方法電路復雜、成本高的技術問題。

本發明的技術方案是：構建一種生物電信號采集裝置，包括進行信號采集的多條采集通道90、輸入保護/低通濾波電路10、緩沖器20、通道選擇及差分放大單元30、模數轉換電路60、處理器單元70，所述輸入保護/低通濾波電路10對采集的信號進行能量限制以保護電路，再進行低通濾波，所述緩沖器20對采集的信號進行阻抗變換，通道選擇及差分放大單元30選擇當前需要轉換的模擬通道及接下來需要采樣的模擬通道并切換，對當前需要轉換的模擬通道和即將轉換的模擬通道信號進行差分放大和輸出；所述模數轉換電路60對信號進行模數轉換然后輸入到處理器單元70，所述處理器單元控制所述通道的選擇與切換并接收所述模數轉換電路60輸出的信號。

本發明的進一步技術方案是：所述生物電信號采集裝置還包括將人體設置在中心電位的右腿驅動電路90，所述右腿驅動電路90包括運放和電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4、電阻R5，所述運放的負相輸入端分別通過電阻R1、電阻R2、電阻R3連接輸入端RA_BUF、輸入端LA_BUF和輸入端LL_BUF，所述運放的正相輸入端連接人體的中心電位，所述運放的負相輸入端通過電阻R4連接所述運放的輸出端，所述運放的輸出端通過限流電阻R5連接導聯RL。

本發明的進一步技術方案是：所述輸入保護/低通濾波電路10包括氣體放電管、限流電阻、濾波電容、高頻交流耦合電容、雙二極管，所述氣體放電管的兩端分別連著導聯輸入和浮地；限流電阻一端與導聯輸入端相連，另一端與緩沖器20的同相輸入端相連；濾波電容的一端與所述輸入緩沖電路20同相端相連，另一端與浮地相連；高頻交流耦合電容一端與高頻信號源的輸出相連，另一端與緩沖器20同相端相連；雙二極管的中心抽頭端與緩沖器的同相輸入端相連，另兩端分別與正負電源相連。

本發明的進一步技術方案是：所述緩沖器20由一個低失調電壓、低失調電流、低噪聲的單運放構成，單運放同相端與輸入保護電路/低通濾波器10中的限流電阻相連，反相端接運放自身的輸出端并與模擬開關30的輸入通道相連。

本發明的進一步技術方案是：所述通道選擇及差分放大單元30包括通道選擇電路及差分放大電路32，所述通道選擇電路包括模擬開關陣列31及切換電路33，所述模塊開關陣列31連接所述緩沖器20及所述差分放大電路32，所述切換電路33連接所述差分放大電路32及所述模數轉換電路60。

本發明的進一步技術方案是：所述通道選擇及差分放大單元30包括通道選擇電路及差分放大電路，所述通道選擇電路包括模擬開關及電阻，所述模擬開關通過所述緩沖器20及輸入保護/低通濾波電路10連接多路采集通道，所述電阻通過所述緩沖器20及輸入保護/低通濾波電路10連接一種采集通道。