專利名稱：一種用于經顱磁刺激儀的抗干擾肌電采集裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種肌電采集裝置，具體地涉及一種用于經顱磁刺激儀的抗干 擾肌電采集裝置。
背景技術：
肌電采集裝置是經顱磁刺激(Transcranial Magnetic Stimulation，TMS)系統的重
要組成部分。經顱磁刺激(TMS)技術是一種利用脈沖磁場作用于中樞神經系統(主要是大 腦)，改變皮層神經細胞的膜電位，使之產生感應電流，影響腦內代謝和神經電活動，從 而引起一系列生理生化反應的磁刺激技術。TES技術的原理是法拉第電磁感應定律，即一個隨時間變化的磁場(B)可以感 生出電場(E)，當可興奮組織處于變化磁場中時，組織中產生電場和電流。具體為 TMS在一組高壓大容量的電容上充電，用電子開關向磁刺激線圈放電，在0.2ms內流過 數千安培的脈沖電流，瞬時功率達到幾十兆，線圈產生的脈沖磁場峰值可達1-4T。磁 場本身不興奮神經組織，而是感應電流的作用。當產生的電流超過組織的興奮閾值時， 像電刺激一樣，引起細胞膜局部去極化，引起組織興奮或抑制，產生一系列生理生化反 應。電刺激和磁刺激的原理基本相同，都是基于組織的可電興奮性。根據TMS刺激脈沖不同，可以將TMS分為三種刺激模式單脈沖 TMS (sTMS)、雙脈沖 TMS (pTMS)，以及重復性 TMS (rTMS)。單脈沖是指手動控制每次只能發出一個刺激脈沖，這里的每次是指按下發射按 鈕或開關一次。這類磁刺激器也就是常說的TMS，主要使用在神經通路的檢測_運動誘 發電位(Motion Evoked Potentiasl, ΜΕΡ)。pTMS需要一個刺激器在同一個刺激部位連續給予兩個不同強度的刺激，或者在 兩個不同的部位應用兩個刺激器(又稱作double2coil TMS, dTMS)。rTMS則需要特殊的設備在同一個刺激部位給出慢rTMS(lHz或更慢)或快 rTMS (5-25Hz)的刺激脈沖。目前醫院通常的治療辦法是先根據病人的病癥推斷需要刺激病人頭部的大致 區域，通過單刺激和肌電采集裝置的結合使用，檢測病人的MEP，找到可以產生MEP的 部位及最低的刺激強度，再進行閾上或閾下刺激(重復刺激)治療。因此，可以看出肌電采集裝置在經顱磁刺激系統治療中起到了非常關鍵的作 用，而且由于經顱磁刺激系統的特殊性，需要肌電采集裝置有著很高的抗干擾和抗高壓 性能力，目前市場上已有的經顱磁刺激儀，有的是儀器本身配置了肌電采集功能，但其 抗干擾能力特別差，醫生往往采集不到信號；有的則是需要結合市面上的肌電儀一起使 用，不僅需要考慮兼容性，而且給醫院增加了更多的采購成本。
實用新型內容本實用新型的目的在于提供一種用于經顱磁刺激儀的抗干擾肌電采集裝置，以 克服公知技術中存在的缺陷。為實現上述目的，本實用新型提供的肌電采集裝置，包括六個電極，分別為兩 個活動電極、兩個參考電極和兩個地，主要構成為六個電極分成相同的兩組，每組三個電極構成該抗干擾肌電采集裝置的一個通 道，六個電極通過數據線與一信號放大部分電路相連；該信號放大部分電路連接一信號采集系統。所述用于經顱磁刺激儀的抗干擾肌電采集裝置，其中信號放大部分與信號采集系 統之間有四條數據線相連，兩條為雙通道各自的信號線，一條為地線，一條為電源線。所述用于經顱磁刺激儀的抗干擾肌電采集裝置，其中信號放大部分結構為，由 第一個運算放大器模塊構成第一級差分輸入單端輸出的差分放大電路和第二個運算放大 器模塊構成的第二級增益控制電路；該第二級增益控制電路連接一個光隔離匹配器模 塊，該光隔離匹配器模塊通過光耦隔離器模塊后再連接一第三運算放大器模塊，該第三 運算放大器模塊連接信號采集系統。所述用于經顱磁刺激儀的抗干擾肌電采集裝置，其中第一運算放大器模塊和 第二運算放大器模塊型號為LF444 ；光隔離匹配器模塊和第三運算放大器模塊型號為 OP07 ；光耦隔離器型號為TLP521模塊。所述用于經顱磁刺激儀的抗干擾肌電采集裝置，其中光耦隔離器模塊后通過一 陷波器/低通濾波器再連接一第三運算放大器模塊。本實用新型提供的用于經顱磁刺激儀的抗干擾肌電采集裝置具有非常好的抗干 擾和抗高壓能力，可以很好的滿足醫院的要求。
圖1為本實用新型的用于經顱磁刺激儀的抗干擾肌電采集裝置電連接示意圖。圖2為圖1中信號放大部分的電連接示意圖。圖3為本實用新型的用于經顱磁刺激儀的抗干擾肌電采集裝置電原理圖。
具體實施方式
請參閱圖1，為本實用新型的用于經顱磁刺激儀的抗干擾肌電采集裝置電連接示 意圖。本實用新型的肌電采集裝置主要由電極、信號放大部分(增益放大電路、增益 控制電路、光耦隔離器、陷波器)及信號采集系統組成。該采集裝置為雙通道，每個通 道有3個電極，分別為活動電極、參考電極和地，用于采集人體的肌電信號，使用方法 為公知技術。電極通過數據線與信號放大部分電路相連。電極采集到的肌電信號經信號 放大部分進行放大后，再通過信號采集系統進行采集，采集方式可為一些公知的信號采 集方法/技術，本實用新型的信號放大部分與信號采集系統之間有4條數據線相連，2條 為雙通道各自的信號線，1條為地線，1條為電源線，4條數據線接到NI公司提供的接線 盒上，接線盒再通過屏蔽式線纜與計算機PCI卡相連，PCI卡與上層Iabview軟件通信，采集肌電信號。由于肌電裝置需要與人體直接接觸，所以對電源的要求比較嚴格，本實新型在 光耦隔離器TLP521之前的電路中的電源采用浮地電源Vf，光耦之后的電路采用實地電 源Vs，這樣就能阻斷外部干擾信號對微弱的肌電信號的干擾，提高整個電路的電磁兼容 性。同時在電路中采用了 TLP521光耦隔離器，將前端的肌電信號放大電路與后端的信號 采集電路充分地進行光耦隔離，避免后端的高壓信號對前端電路造成影響，提高裝置的 高壓隔離度和抗高壓能力。請參閱圖2和圖3所示，本實施例的高增益信號放大電路中，采用了兩個低功耗 場效應輸入的四運算放大器LF444和兩個低噪聲高精度運算放大器OP07。其中第一個 LF444構成第一級差分輸入單端輸出的高輸入阻抗的差分放大電路，差分出入電路能夠 提供很高的共模抑制比，有利于提高信號質量。第二個LF444中的兩個運放構成了該電路的第二級主要增益控制電路，在每 個運放的輸入端增加了撥段開關，通過撥段開關即可以調節電路的增益，也可以調節 電路的時間參數和電路的通帶范圍。該電路的最大可調增益為60dB，可調通帶范圍為 0-2KHz。經過主要增益控制電路后，由OP07構成的一個光隔離匹配器和帶零位調節的緩 沖器，之后再經過光耦隔離器TLP521。光耦隔離器出來的信號經過一個由3個IuF電容、2個536K和1個267K電阻 構成的50Hz陷波器。該陷波器能夠防止50HZ的工頻干擾，同時還具有低通濾波器的效果。最后由陷波器出來的信號再經OP07運算放大器放大，并輸出給采集設備。本實用新型采用的運算放大器LF444和OP07，以及光耦隔離器TLP521均為公 知的模塊。
權利要求1.一種用于經顱磁刺激儀的抗干擾肌電采集裝置，包括六個電極，分別為兩個活動 電極、兩個參考電極和兩個地，其特征在于，主要構成為六個電極分成相同的兩組，每組三個電極構成該抗干擾肌電采集裝置的一個通道， 六個電極通過數據線與一信號放大部分電路相連；該信號放大部分電路連接一信號采集系統。
2.根據權利要求1所述用于經顱磁刺激儀的抗干擾肌電采集裝置，其特征在于，所述 的信號放大部分與信號采集系統之間有四條數據線相連，兩條為雙通道各自的信號線， 一條為地線，一條為電源線。
3.根據權利要求1所述用于經顱磁刺激儀的抗干擾肌電采集裝置，其特征在于，所述 的信號放大部分結構為，由第一個運算放大器模塊構成第一級差分輸入單端輸出的差分 放大電路和第二個運算放大器模塊構成的信號增益控制電路；該信號增益控制電路通過 一個光隔離匹配/緩沖器連接光耦隔離器后再連接一第三運算放大器模塊，該第三運算 放大器模塊連接信號采集系統。
4.根據權利要求3所述用于經顱磁刺激儀的抗干擾肌電采集裝置，其特征在于，所述 第一運算放大器模塊和第二運算放大器模塊型號為LF444 ；光隔離匹配/緩沖器模塊和第 三運算放大器模塊型號為OP07 ；光耦隔離器型號為TLP521模塊。
5.根據權利要求1或3所述用于經顱磁刺激儀的抗干擾肌電采集裝置，其特征在于， 光耦隔離器模塊后通過一陷波器/低通濾波器再連接一第三運算放大器模塊。
專利摘要一種用于經顱磁刺激儀的抗干擾肌電采集裝置，主要構成為一電極，通過數據線與一信號放大部分電路相連；該信號放大部分電路連接一信號采集系統。本實用新型提供的用于經顱磁刺激儀的抗干擾肌電采集裝置具有非常好的抗干擾和抗高壓能力，可以很好的滿足醫院的要求。
文檔編號A61B5/0488GK201798739SQ20102027027
公開日2011年4月20日 申請日期2010年7月26日 優先權日2010年7月26日
發明者周珩, 夏偉杰, 許海田 申請人:香港腦泰科技有限公司