[實(shí)用新型]一種胸腹部呼吸運(yùn)動(dòng)信號(hào)采集調(diào)理電路

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202020053894.1
• 申請(qǐng)日: 2020-01-11
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN211325056U
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-08-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡亞欣;趙煙橋
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 哈爾濱理工大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): A61B5/113
• 分類(lèi)號(hào): A61B5/113
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

本實(shí)用新型一種胸腹部呼吸運(yùn)動(dòng)信號(hào)采集調(diào)理電路涉及測(cè)控電路技術(shù)領(lǐng)域；該胸腹部呼吸運(yùn)動(dòng)信號(hào)采集調(diào)理電路包括壓電陶瓷片、信號(hào)抗干擾電路、信號(hào)整形電路和電壓緩沖器；通過(guò)壓電陶瓷材料構(gòu)成壓力傳感器采集胸腹部呼吸運(yùn)動(dòng)信號(hào)，通過(guò)信號(hào)抗干擾電路、信號(hào)整形電路有效剔除呼吸運(yùn)動(dòng)信號(hào)采集時(shí)由外圍電路和環(huán)境因素引起的干擾，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)胸腹部呼吸運(yùn)動(dòng)信號(hào)進(jìn)行采集。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及測(cè)控電路技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種胸腹部呼吸運(yùn)動(dòng)信號(hào)采集調(diào)理電路。

背景技術(shù)

呼吸運(yùn)動(dòng)是降低人體胸腹部腫瘤放射治療效果的主要影響因素，為了減少呼吸運(yùn)動(dòng)的影響，產(chǎn)生了例如賽博刀機(jī)器人等呼吸跟蹤設(shè)備。雖然這類(lèi)設(shè)備具有不錯(cuò)的呼吸運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償效果，但是由于設(shè)備價(jià)格昂貴，因此普及不夠廣泛。

為了避免使用價(jià)格昂貴的呼吸運(yùn)動(dòng)跟蹤設(shè)備，發(fā)展了呼吸運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)算法。這類(lèi)算法通過(guò)采集呼吸運(yùn)動(dòng)歷史數(shù)據(jù)，來(lái)對(duì)呼吸運(yùn)動(dòng)未來(lái)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)測(cè)。盧曉光等人通過(guò)建立模型來(lái)對(duì)呼吸運(yùn)動(dòng)未來(lái)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)測(cè)，并取得了一定的效果；歐陽(yáng)斌等人采用了非參數(shù)回歸的呼吸運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)方法，能夠充分利用歷史數(shù)據(jù)間的耦合關(guān)系，進(jìn)一步提高了預(yù)測(cè)精度；我們課題組樊琪和史領(lǐng)采用的高斯過(guò)程回歸預(yù)測(cè)方法，以均值和方差的形式給出了呼吸預(yù)測(cè)統(tǒng)計(jì)結(jié)果，為呼吸運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)提供了一種全新的技術(shù)手段。這些成果的產(chǎn)出都預(yù)示著呼吸運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)方法將在胸腹部腫瘤放射治療過(guò)程中起到重要作用。

無(wú)論是哪一種呼吸運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)方法，其準(zhǔn)確程度都非常依賴(lài)胸腹部呼吸運(yùn)動(dòng)歷史數(shù)據(jù)的采集，然而，現(xiàn)階段還沒(méi)有一個(gè)針對(duì)該技術(shù)需求的產(chǎn)品出現(xiàn)。

實(shí)用新型內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中缺少專(zhuān)門(mén)針對(duì)胸腹表面呼吸運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)采集設(shè)備的問(wèn)題，本實(shí)用新型設(shè)計(jì)了一種胸腹部呼吸運(yùn)動(dòng)信號(hào)采集調(diào)理電路，通過(guò)壓電陶瓷材料構(gòu)成壓力傳感器采集胸腹部呼吸運(yùn)動(dòng)信號(hào)，通過(guò)信號(hào)抗干擾電路、信號(hào)整形電路有效剔除呼吸運(yùn)動(dòng)信號(hào)采集時(shí)由外圍電路和環(huán)境因素引起的干擾，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)胸腹部呼吸運(yùn)動(dòng)信號(hào)進(jìn)行采集。

本申請(qǐng)的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一種胸腹部呼吸運(yùn)動(dòng)信號(hào)采集調(diào)理電路，包括壓電陶瓷片、信號(hào)抗干擾電路、信號(hào)整形電路和電壓緩沖器；

所述壓電陶瓷片作為壓力傳感器的敏感元件，所述的壓電陶瓷片與電容C1并聯(lián)，A端通過(guò)電阻R1與電源連接，另一端接地；所述A端還連接用C2和C3背靠背串聯(lián)組成的雙極性耦合電容構(gòu)成一個(gè)簡(jiǎn)單的隔離電路，實(shí)現(xiàn)對(duì)于干擾雜波的隔離；所述的電容C3一端與C2連接，另一端與通過(guò)與電阻R2連接后接地；

所述信號(hào)抗干擾電路包括運(yùn)算放大器IC1a，所述的運(yùn)算放大器IC1a同相輸入端連接電容C3正極，運(yùn)算放大器IC1a反相輸入端與運(yùn)算放大器IC1a輸出端通過(guò)電容C4和電阻R4并聯(lián)的支路連接；所述運(yùn)算放大器IC1a輸出端通過(guò)電阻R5與運(yùn)算放大器IC1b同相輸入端連接；所述運(yùn)算放大器IC1b同相輸入端和運(yùn)算放大器IC1b輸出端通過(guò)電阻R6連接；所述運(yùn)算放大器IC1b的反相輸入端通過(guò)滑動(dòng)變阻器R11與R12和電源相連；

所述信號(hào)整形電路包括運(yùn)算放大器IC1b和運(yùn)算放大器IC1c，運(yùn)算放大器IC1b輸出端通過(guò)電容C5與運(yùn)算放大器IC1c反相輸入端連接；所述的運(yùn)算放大器IC1c反相輸入端串聯(lián)電阻R9和二極管D2并聯(lián)支路后接地；運(yùn)算放大器IC1c同相輸入端通過(guò)電容C6與運(yùn)算放大器IC1c輸出端連接，并且運(yùn)算放大器IC1c同相輸入端直接與運(yùn)算放大器IC1c反相輸入端相連；運(yùn)算放大器IC1c輸出端連接發(fā)光二極管D1和電阻R8串聯(lián)后接地；