[發(fā)明專利]一種經(jīng)顱電刺激中阻抗檢測(cè)系統(tǒng)

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810566020.3
• 申請(qǐng)日: 2018-06-04
• 公開（公告）號(hào): CN108904975A
• 公開（公告）日: 2018-11-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李小俚;關(guān)龍舟;張昊;賈鑫
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江西京新醫(yī)療科技有限公司
• 主分類號(hào): A61N1/08
• 分類號(hào): A61N1/08;G01R27/02
• 代理公司: 北京華識(shí)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11530
• 代理人: 趙永強(qiáng)

本發(fā)明公開了一種適用于經(jīng)顱電刺激的阻抗檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，其包括：控制模塊、驅(qū)動(dòng)電路、保護(hù)模塊、阻抗檢測(cè)模塊，另外包括接觸人體的海綿電極。所述控制模塊：包括DA模塊，MCU單元，AD采樣模塊；DA模塊主要用于驅(qū)動(dòng)DA芯片進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換；MCU單元用于通過信號(hào)輸出和反饋的不同狀態(tài)進(jìn)行控制；AD采樣模塊用于驅(qū)動(dòng)AD芯片進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換；其原理主要是通過MCU進(jìn)行驅(qū)動(dòng)DA產(chǎn)生模擬信號(hào)，驅(qū)動(dòng)后對(duì)信號(hào)進(jìn)行峰值檢測(cè)及相關(guān)控制，從而通過AD產(chǎn)生數(shù)字信號(hào)進(jìn)行反饋。

本發(fā)明涉及經(jīng)顱電刺激中阻抗檢測(cè)系統(tǒng)領(lǐng)域，具體地說，是一種應(yīng)用于多種刺激模式下的經(jīng)顱電刺激中刺激電極與頭皮之間的阻抗檢測(cè)系統(tǒng)。

背景技術(shù)

目前國內(nèi)外市場(chǎng)上有很多公司生產(chǎn)經(jīng)顱電刺激設(shè)備，最大輸出電壓±9～±40V左右，輸出電流在±500～±4500μA左右。設(shè)備內(nèi)部為恒流源，可在最大輸出電壓范圍內(nèi)輸出一種或多種電流波形。在刺激過程中如果電極與頭皮接觸不充分，局部電流增大，將會(huì)造成皮膚灼傷。因此經(jīng)顱電刺激設(shè)備中需要實(shí)時(shí)檢測(cè)電極與頭皮的接觸阻抗，如果發(fā)現(xiàn)阻抗增大到一定程度，就需要立即切斷輸出，避免皮膚灼傷。

通過計(jì)算電極片與皮膚的接觸阻抗，檢測(cè)電極與頭皮接觸情況。經(jīng)顱電刺激技術(shù)有多種形式的刺激，其中有直流刺激、交流刺激、噪聲刺激等，傳統(tǒng)的阻抗檢測(cè)無法滿足交流刺激或高頻刺激的需求，因此我們提出了新型阻抗檢測(cè)系統(tǒng)，用于實(shí)現(xiàn)多種刺激方式下的阻抗檢測(cè)。

現(xiàn)有技術(shù)存在以下幾個(gè)缺點(diǎn)：

1.目前阻抗檢測(cè)主要應(yīng)用于直流刺激模式，在交流或高頻刺激方式下會(huì)出現(xiàn)較大誤差。

2.使用現(xiàn)有的阻抗檢測(cè)方式，如果想對(duì)交流或高頻刺激有較高精度的檢測(cè)效果，只能采用高速高精度的器件，這會(huì)導(dǎo)致成本大幅增加。

3.在阻抗檢測(cè)時(shí)，大多數(shù)產(chǎn)品僅依賴阻抗檢測(cè)的方法，當(dāng)阻抗檢測(cè)電路失效時(shí)，例如AD損壞，采樣電阻脫落等；導(dǎo)致系統(tǒng)不能獲得真實(shí)的電流。雖然計(jì)算阻抗值在正常范圍內(nèi)，但是也可能造成皮膚損傷。

本發(fā)明通過使用低成本器件設(shè)計(jì)新型阻抗檢測(cè)方式，不僅能夠滿足直流刺激模式下的阻抗檢測(cè)，還能滿足包括交流刺激、噪聲刺激、高頻刺激在內(nèi)的多種刺激模式下的阻抗檢測(cè)。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明提供了一種適用于經(jīng)顱電刺激的阻抗檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，其包括：控制模塊、驅(qū)動(dòng)電路、保護(hù)模塊、阻抗檢測(cè)模塊，另外包括接觸人體的海綿電極。

所述控制模塊：包括DA模塊，MCU單元，AD采樣模塊；DA模塊主要用于驅(qū)動(dòng)DA芯片進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換；MCU單元用于通過信號(hào)輸出和反饋的不同狀態(tài)進(jìn)行控制；AD采樣模塊用于驅(qū)動(dòng)AD芯片進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換；其原理主要是通過MCU進(jìn)行驅(qū)動(dòng)DA產(chǎn)生模擬信號(hào)，驅(qū)動(dòng)后對(duì)信號(hào)進(jìn)行峰值檢測(cè)及相關(guān)控制，從而通過AD產(chǎn)生數(shù)字信號(hào)進(jìn)行反饋。

所述驅(qū)動(dòng)電路：主要包括功率運(yùn)算放大器及相關(guān)電路；其主要用于對(duì)輸入的信號(hào)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)和放大。

所述保護(hù)模塊，主要包括場(chǎng)效應(yīng)管和采樣電阻，其主要用檢測(cè)電路中電流是否正常。若電流異于真實(shí)值時(shí)，系統(tǒng)會(huì)立即切斷輸出，關(guān)閉設(shè)備。

所述阻抗檢測(cè)模塊：包含電流監(jiān)控單元，電壓監(jiān)控單元，峰值檢測(cè)電路，和控制單元。電流監(jiān)控單元主要用于對(duì)阻抗檢測(cè)電路中的電流進(jìn)行監(jiān)控；電壓監(jiān)控單元主要用于對(duì)阻抗檢測(cè)電路中的電壓進(jìn)行監(jiān)控；峰值檢測(cè)電路主要用于通過跟蹤信號(hào)峰值，使輸入信號(hào)保持在最大峰值，通過包絡(luò)檢波方法將高頻部分濾波，低頻部分保留，實(shí)現(xiàn)多種刺激模式下人體的阻抗檢測(cè)；控制單元主要對(duì)監(jiān)控的電壓或電流存在異常時(shí)進(jìn)行控制，關(guān)閉使能，并切斷輸出；其原理主要是通過對(duì)驅(qū)動(dòng)后的模擬信號(hào)進(jìn)行峰值檢測(cè)，監(jiān)控回路中電流和電壓的大小。

所述海綿電極：包括一對(duì)電極外殼和一對(duì)海綿，通過將海綿電極放到需要的刺激定位點(diǎn)上，進(jìn)行刺激。

本發(fā)明的思路在于：