[發明專利]一種提高經顱多普勒信號信噪比的方法及系統

有效

• 申請號: 201210271416.8
• 申請日: 2012-08-01
• 公開（公告）號: CN102743190A
• 公開（公告）日: 2012-10-24
• 發明（設計）人: 魯應君;謝錫城;張仁富;李先俊
• 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: A61B8/00
• 分類號: A61B8/00
• 代理公司: 深圳市科吉華烽知識產權事務所 44248
• 代理人: 孫偉

技術領域

本發明涉及一種提高信號信噪比的方法及系統，尤其涉及一種提高經顱多普勒信號信噪比的方法及系統。

背景技術

目前，在電子醫療領域中，對信號進行處理并對信號進行放大的電路是很常見的電路，特別是在采集人體微弱信號的醫療電子設備中，基本上都會有對信號進行放大的信號放大電路。在前端的放大電路中，信號信噪比的大小是衡量這個放大電路好壞的關鍵。信噪比的定義：狹義來講是指放大器的輸出信號的電壓幅值與同時輸出的噪聲電壓幅值的比值，常常用分貝數表示，設備的信噪比越高表明它產生的雜音越少。一般來說，信噪比越大，說明混在信號里的噪聲越小，聲音回放的音質量越高，否則相反。信噪比一般不應該低于70dB。

目前在醫療設備無創經顱多普勒（下面簡稱TCD）的前端放大電路中前端信號的信噪比不高，在TCD的前端信號中夾雜著很多噪聲，噪聲里面有很多是白噪聲。這些噪聲在前端電路中被放大很多倍，對TCD的圖像有很大影響，有時候會導致臨床醫生對病人的病情做出錯誤的判斷或者檢測不出來病人的病情。在目前TCD電路設計中，模擬信號被放大后，通過IC進行模擬的解調，然后通過AD采集解調出來的信號，將AD采集到的信號傳給上位機進行處理。下面詳細介紹TCD現有的技術的部分電路工作原理。在系統上電后，TCD的探頭接收到的回波信號，經過一路放大電路進行一定幅值的放大，對放大后的信號進行模擬的解調，將解調后的信號輸入給AD，AD采集信號后，將信號進行數字處理，信號經過數字化處理后，將數據傳輸給上位機。

現有的技術解決方案是利用心電信號作為觸發同步信號，假設人體是一個平穩隨機系統，通過不同時間片段的信號疊加，達到增強信號、抵消噪聲的目的。現有的技術對TCD前端的接收信號的放大只是使用一個通道的電路對信號進行放大，這樣的信號放大電路，特別是對夾雜著白噪聲的信號進行放大時，信號的信噪比不高。在解調信號的電路，使用的是模擬解調的方法，信號完整性不好，導致TCD診斷時靈敏度不夠，TCD圖像質量不高。

發明內容

本發明解決的技術問題是：構建一種提高經顱多普勒信號信噪比的方法及系統，可以提高前端信號的信噪比，減少白噪聲的干擾，解決了經顱多普勒圖像質量不高，靈敏度不夠的問題。

本發明的技術方案是：一種提高經顱多普勒信號信噪比的系統，包括：按照電信號順序依次連接的信號采集單元、信號預處理單元、信號處理單元及輸出單元；所述信號采集單元用于采集人體經顱信號，并將該經顱信號轉換為電信號，同時對該電信號進行濾波處理；所述信號預處理單元將該電信號傳輸至多個通道，并對每個通道的信號進行放大處理及模數轉換處理；所述信號處理單元用于對多個通道的信號進行疊加處理及數字解調處理；所述輸出單元將信號輸出及顯示。

本發明的進一步技術方案是：所述信號預處理單元包括多個放大模塊及多個模數轉換模塊，所述電信號分別傳輸至多個通道，每個通道分別包括一個放大模塊和一個模數轉換模塊，所述放大模塊對信號進行放大處理；所述模數轉換模塊與該放大模塊相連，用于對放大處理后的信號進行模數轉換處理。

本發明的進一步技術方案是：所述放大模塊為運算放大器，所述運算放大器采用的芯片可以為AFE5805、AFE5808或VCA8617與ADS5277的組合。

本發明的進一步技術方案是：所述信號處理單元包括信號疊加模塊及數字解調模塊；所述信號疊加模塊，用于將多個通道的信號疊加為一路信號；所述數字解調模塊，用于對疊加后的信號進行數字解調，將一路信號解調為兩路信號。

本發明的進一步技術方案是：所述信號疊加模塊和數字解調模塊通過微處理器進行控制，其中所述微處理器可以為單片機、ARM、FPGA或者DSP。

本發明的進一步技術方案是：還包括供電單元；該供電單元分別與信號采集單元、信號預處理單元、信號處理單元及輸出單元相連，用于對系統進行供電。

本發明的技術方案是：構建一種提高經顱多普勒信號信噪比的方法，包括以下步驟：通過信號采集單元采集人體經顱信號，并將采集的經顱信號轉換為電信號，同時將該電信號進行濾波處理；將電信號依次傳輸至多個通道，并對多個通道中的電信號進行放大處理，然后將放大后的每一個通道的信號分別進行模數轉換；將多個通道的信號疊加為一路信號，然后將疊加后的信號進行數字解調處理，得到兩路信號；將解調得到的兩路信號輸出并顯示。

本發明的進一步技術方案是：所述每一個通道的模數轉換是同時進行的，并且對每個通道的電信號進行放大處理的倍數相同。