專利名稱：一種具有觸摸顯示屏的便攜式腦電圖儀的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種腦電圖儀，特別是采用觸摸顯示屏(觸摸屏和顯示屏)作為人機接口的便攜式腦電圖儀。
背景技術：
對腦電信號(腦電波)研究分析的主要設備是腦電圖儀，腦電圖是通過電極記錄下來的腦細胞群的自發性、節律性電活動，將腦細胞電活動的電位作為縱軸，時間作為橫軸，這樣把電位與時間的相互關系記錄下來的就是腦電圖。腦電信號的研究對腦部活動規律的研究、臨床診斷都十分有意義。應用于臨床，可以對腦功能進行檢查，對腦損傷、腦血栓、發育異常、新陳代謝及內分泌疾病的進行診斷，對癲癇進行診斷也十分有效；通過對腦電信號的研究還可以掌握腦部活動的規律，了解人的思維過程，提取活動規律的特征，把這種特征應用于腦機接口，實現直接通過人的思維控制機器設備。 傳統的腦電圖儀采用描筆進行記錄腦電波形。現在均采用PC機和打印機輸出波形，其中早期采用ISA總線的采集卡，目前使用PCI總線采集卡的較多。無論哪種方式，現在的腦電圖儀都采用如圖I所示的結構，其中電極與導聯盒部分實現微弱腦電信號的拾取；信號調理與采集部分對腦電信號進行放大、濾波、隔離和數字化，并將數字化的腦電信號傳輸給計算機；計算機部分則完成腦電信號的存儲、處理、波形圖和地形圖的重建以及提供人機接口。現在腦電圖儀采用計算機作為人機接口存在以下不足一、離不開計算機，這樣使得整個系統價格昂貴且體積龐大，一些基層醫療單位無力購買，更重要的是其體積龐大，不方便攜帶，無法應用在突發事故現場，如地震等自然災害現場，耽誤了受傷人員的病情診斷，錯過最佳治療時間；二、系統的各部分各自獨立，采用導線相連，因此存在信號的相互串擾，嚴重時會影響測得腦電信號的真實性，造成醫生的誤判，發生醫療事故。
發明內容本實用新型的目就是為了克服上述腦電圖儀的缺點和不足而設計的一種具有觸摸顯示屏的便攜式腦電圖儀，如圖2所示。本腦電圖儀包括三個組成部分一是電極帽部分；二是由信號調理與采集、嵌入式處理器、存儲器、通信接口以及電源組成的控制部分；三是觸摸顯示屏。其中電極帽部分完成微弱腦電信號的拾取，并把拾取的信號送給控制部分，控制部分的作用是在嵌入式處理器的控制下完成腦電信號的調理、采集、存儲、處理及與外部設備的通信，電源則為控制部分提供能量；觸摸顯示屏可以響應操作者的指令，并根據指令接收來自控制部分的腦電信號且顯示相應的界面，完成人機接口的功能。在實際中觸摸顯示屏包括兩個部分，即觸摸屏和顯示屏，二者并不是單獨存在，而是直接置于控制部分的電路板之上，且電極的導線直接從電路板背面接入控制線路，如圖3所示，與圖I比較，可以看出本腦電圖儀的特點在于本腦電圖儀不需要計算機，體積大大減小，達到便攜的目，且成本降低；本腦電圖儀沒有了電極導聯盒部分和計算機，減少了各部分之間的連接導線，減少了各部分信號之間的串擾。

圖I是現有腦電圖儀的結構框圖。圖2是本腦電圖儀結構示意框圖。圖3是本腦電圖儀實際工作時的結構圖。圖4本腦電圖儀的實施電路的電源部分。圖5本腦電圖儀的實施電路的觸摸顯示屏部分。圖6本腦電圖儀的實施電路的通信接口部分。圖7本腦電圖儀的實施電路的存儲器部分。
具體實施方式
本裝置的電極帽、信號調理與采集部分與目前的腦電圖儀相似；創新之處在于采用嵌入式系統對采集到的腦電信號進行分析、處理和存儲，并且采用觸摸顯示屏作為人機接口界面，達到便攜的目的，下面詳細介紹該部分的具體實施。本裝置的核心采用一片嵌入式處理器s3c2440，在該處理器的控制下，完成腦電信號的采集、存儲、傳輸以及顯示和分析。因s3c2440芯片管腳較多，在下面介紹時按照其實現的功能分別定義為s3c2440-l、s3c2440-2和s3c2440_3三個獨立部分。本裝置采用5V直流電源供電，5V直流電源通過降壓芯片產生整個系統所需要的三種電壓3. 3V、1.8V和1.25V，如圖4所示。其中I. 8V供給處理器；3. 3V和1.25V給其他電路供電，見具體電路。本裝置將采集到的腦電信號通過LCD顯示屏以腦電波形圖或地形圖的形式顯示出來，并且通過觸摸顯示屏實現對本裝置的操作。具體實現電路如圖5所示，其中LCD-TP是觸摸屏和顯示屏，二者疊放在一起作為本裝置的人機接口，其通過JP-I接口與s3c2440處理器內部的觸摸屏和顯示屏控制器相連，實現操作命令的輸入和圖形(數據)的輸出。在圖5中，VFRAME :幀同步信號(STN)/垂直同步信號(TFT)/SEC TFT信號；VLINE 行同步脈沖信號(STN)/水平同步信號(TFT)/SEC TFT信號；VCLK :象素時鐘信號(STN/TFT)/SEC TFT信號；VD[23:0] :LCD像素數據輸出端口(STN/TFT/SEC TFT) ;VM:LCD驅動交流偏置信號(STN)/數據使能信號(TFT)/SEC TFT信號；LEND :行結束信號(TFT)/SEC TFT信號；LCD_PWREN :LCD 面板電源使能控制信號；USB_EN SEC TFT OE 信號；LCDVF1 SEC TFTREV信號；IXDVF2 :SEC TFT REVB信號。它們實現顯示屏的輸出控制。在圖5中，TSYM、TSXM、TSYP和TSXP實現觸摸屏的輸入控制。本裝置還可以把采集到的信號通過網絡接口傳送給上位機做進一步處理，網絡接口電路如圖6所示。其中，s3c2440-2是處理器的網絡接口功能部分；DM9000是網絡控制芯片，實現把信息打包成以太網數據格式傳給上位機，U2是一個線路濾波器。圖7為本裝置的存儲器實施電路，其中使用了兩片32Mbytes芯片(型號為HY57V561620FTP)并接在一起形成32bit總線的SDRAM作為內存，用于程序運行和數據處理；AM29LV160DB作為程序存儲器。本裝置的工作原理與過程本裝置通電后進行自檢，自檢完畢，通過觸摸接收用戶操作指令，根據用戶的指令實現腦電信號的采集、分析、 顯示和通信。
權利要求1.一種具有觸摸顯示屏的便攜式腦電圖儀，主要由三個部分組成一是電極帽部分；二是由信號調理與采集、嵌入式處理器、存儲器、通信接口以及電源組成的控制部分；三是觸摸顯示屏；其中電極帽部分完成微弱腦電信號的拾取，并把拾取的信號送給控制部分，控制部分的作用是在嵌入式處理器的控制下完成腦電信號的調理、采集、存儲、處理及與外部設備的通信，電源則為控制部分提供能量；操作者通過觸摸顯示屏操作腦電圖儀并接收來自控制部分的腦電信號且顯示相應的界面完成人機接口的功能，其特征在于采用觸摸顯示屏作為人機接口。
專利摘要一種具有觸摸顯示屏的便攜式腦電圖儀，包括三個組成部分一是電極帽部分；二是由信號調理與采集、嵌入式處理器、存儲器、通信接口以及電源組成的控制部分；三是觸摸顯示屏，本腦電圖儀不需要計算機，體積大大減小，達到便攜的目，且成本降低；本腦電圖儀沒有了電極導聯盒部分和計算機，減少了各部分之間的連接導線，減少了各部分信號之間的串擾，本腦電圖儀采用觸摸顯示屏作為人機接口界面，達到便攜的目的。
文檔編號A61B5/0476GK202553931SQ20112057938
公開日2012年11月28日 申請日期2011年12月19日 優先權日2011年12月19日
發明者陳傳虎, 劉海寬, 鄒德旋, 李旭超, 秦海鵬 申請人:徐州師范大學