專利名稱：帶腦電回描的筆式腦電圖機數字化、數據分析及腦地圖儀的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種配合計算機使用的將筆式腦電圖機的輸出電壓進行數字化，并進行數據分析，制作腦電地形圖及回描腦電圖的儀器。
目前公知的同類儀器已具有腦電電壓的數字化功能，并能將數據存儲、回顯及分析。但要得到紙上的腦電波形圖，只能通過打印機打出。腦電圖的打印存在如下缺點1．速度慢，以常用的每秒30mm規格的腦電圖為例，每打印一秒鐘的腦電波，需用5-15秒時間。
2．所得腦電圖與筆描腦電圖形象不同，具有臺階感。
這類儀器在使用時，如果要作腦電診斷，仍要通過筆描。否則，當需要紙上腦電圖時，只能通過打印，浪費醫生大量時間，而且失真較大。
本發明的目的在于，除可進行數據存盤、分析及制作腦電地形圖外，還可從數字化的腦電數據得到筆描的腦電圖。
本發明的原理為，在以A／D，即模數轉換為主的腦電數字化電路的基礎上，增加一個具有多路輸出的腦電回描電路。計算機通過軟件程序，將由數字化得到的腦電數據輸送到該腦電回描電路中，經D／A，即數模轉換，并將得到的模擬電壓輸送到原筆式腦電圖機，用以驅動相應的描圖筆。
本發明的使用方法是，采集患者的腦電波時，可以不啟動筆式腦電圖機的走紙機構，只將放大后的腦電波經數字化后存盤。然后，除可選出需要進行分析的段落，啟動儀器的分析功能，得到所需分析結果及腦電地形圖之外，還可選出需要紙上腦電圖的段落，啟動儀器的腦電波回描功能，將數據重新輸入筆式腦電圖機進行腦電波形回描，得到筆式描記的腦電圖。本發明具有如下優點只需將有必要的數據部份進行腦電波回描。
如果僅使用筆式腦電圖機，在安裝電極時，只有通過走紙描記才能檢查電極安裝是否正常。電極安裝正常后，還要一直走紙等待患者異常腦電波的出現。這樣造成紙張的大量浪費和描圖筆的磨損。
2．所得腦電波數據即可用來進行波形回描，也可用來進行分析，并得到腦電地形圖。
3．腦電波描記的規格是可選的。腦電圖界常用的規格有每秒60mm、30mm、15mm三種。本發明的腦電波形回描功能，對一段腦電數據，可用上述任一規格進行回描。
4．描圖速度可快于原筆描速度。
例如，要得到每秒30mm的腦電圖，可將走紙速度設定在每秒60mm，而將數據輸入的速度也相應加倍，這樣得到的腦電圖仍是每秒30mm的而回描速度提高一倍。
下面結合附圖和實施例對本發明進行說明如下

圖1是本發明的總體原理圖；圖2是本發明中腦電回描電路的原理圖；圖3是腦電圖回描電路中的電壓輸出電路之一。
圖1中[1]為筆式腦電圖機；[2]為計算機；3A為腦電數字化電路；3B為腦電波回描電路；[4]為打印機。
圖2中[5]為計算機；[6]為D／A(即數模)轉換電路；OUT1為D／A轉換電路的輸出；[7]為選路控制電路；[8]為選路電路；[9]，[10]，[11]為第一路、第二路及最后一路的輸出電路。
圖3中IN是該輸出電路的電壓輸入線，接至圖2中的相應輸出線上；C為電壓保持電容；R1、R2是限流電阻；[12]是運算放大器。
如前所述，目前市場上及醫院中出現的同類儀器的原理框圖與本發明相比，是缺少腦電波回描部份，即圖1中的3B。
現在將這部份電路的功能及原理敘述如下一、D／A轉換電路如圖2所示，[6]為D／A轉換電路，它的功能是將由計算機[5]輸入的一定范圍內的數值，按正比例關系轉換為電壓輸出OUT1。這個數值范圍視電路中所選用的D／A轉換器件的位數而定。例如DAC1210是一種12位的轉換器，它要求的數值范圍是0-4095。
D／A轉換是一種成熟的技術。二、選路電路筆式腦電圖機有一定的路數，腦電圖界稱為“導”。例如8導、14導、16導等。每一導對應一支描圖筆。
計算機[5]從磁盤讀出一個數值，輸入于D／A轉換電路[6]，得到輸出OUT1。這個數值是哪一導的，就應該把OUT1接在哪一支筆相連的輸出電路[9]、[10]或[11]上。這就是選路電路[8]的功能。
選路電路的主要器件稱為模擬開關。例如CD4051是8選1的模擬開關。對于16導的筆式腦電圖機，可以使用兩個CD4051聯結成16選1的模擬開關。
它的功能是除了從D／A轉換電路[6]接收到一個電壓OUT1外，還從選路控制電路[7]接收到一個0-15的數值。根據這個數值，即可把OUT1與相應的輸出電路相聯結。這個數值是從選路控制電器[7]得到的。
選路控制電路[7]的主要器件是一個鎖存器。如74LS373或74LS75。它的功能是把由計算機[5]傳來的一個數值鎖存起來，并把該數值輸出于選路電路[8]。
現在把圖2中[5]、[6]、[7]、[8]四部份的功能總述如下計算機[5]從磁盤讀出一個腦電數據，設該數據是屬于第一路，即第一支筆的。計算機就把數值“0”輸出到選路控制電路[7]，使D／A轉換電路[6]的輸出OUT1通過路選電路[8]與第一支筆的輸出電路[9]相連；再把該腦電波數據輸送到D／A轉換電路[6]。
然后，計算機讀出下一個腦電數據，它是屬于第二支筆的，計算機先把數值“1”輸出到選路控制電路[7]，再把該腦電數據發送到D／A轉換電路[8]；如此一一進行下去，第16路發送完成后又是第1路的，每16個數據的發送為一個循環。三、輸出電路輸出電路的個數，應該與筆式腦電圖機的導數，即描圖筆數相等，例如對16導腦電圖機，應有16個輸出電路。圖3是其中之一。它們的功能如下以第1導即第1支筆為例，對應于選路控制電路[7]的數值為“0”。當該數值恰好為“0”時，電壓OUT1與第一支筆的輸出電路[9]的輸入端，即圖3中的IN相連，該描圖筆得到了一個正確的電壓。
而當選路控制電路[7]的數值不是“0”時，該輸入端IN與選路電路[8]之間成為斷路。這就需要使其電壓保持不變，直到選路控制電路的數值再次為“0”而得到的電壓值時為止。
能完成這種功能的集成器件是有的，稱為采樣保持電路。但本發明使用另一類器件來完成這一功能。
如圖3所示，電容器C稱為電壓保持電容。一個電容器，當給它充電到一定電壓后，再把電路斷開，如果它的兩極及與周圍環境間是絕對絕緣的，這個電壓保持不變。但絕對絕緣是不可能的，因為還要用這個電壓來驅動相應的描圖筆。
實際上，只要保證電容器上的電壓變化(一般是降低)足夠慢就可以了。
為此在電容器后面接一個運算放大器，把運算放大器接成跟隨電路的形式，即其輸出電壓OUT與輸入電壓IN始終保持相等。
選用的運算放大器的輸入阻抗要足夠大，例如任何LF型運算放大器，電容C取0．1μF即可獲得滿意的效果。
本發明所采用的采樣保持電路的優點是電路簡單，體積小。例如可選用四合一的運算放大器LF347，它的輸入阻抗足夠，對于16導腦電圖機只需四塊。整個腦電回描電路可制作在一塊能插在計算機箱內的電路卡上。
權利要求
1．一種帶腦電回描的筆式腦電圖機數字化、數據分析及腦地圖儀，其特征在于在以A／D，即模數轉換為主的腦電數字化電路的基礎上，增加了具有多路輸出的腦電回描電路。計算機通過軟件程序，將由數字化得到的腦電數據輸送到該腦電回描電路中，經D／A，即數模轉換，并將得到的模擬電壓輸送到原筆式腦電圖機，用以驅動相應的描圖筆。
2．根據權利要求1中所述的帶腦電回描的筆式腦電圖機數字化、數據分析及腦地圖儀的使用方法，其步驟為采集患者的腦電波時，可以不啟動筆式腦電圖機的走紙機構，只將放大后的腦電波經數字化后存儲。然后，除可選出需要進行分析的段落，啟動儀器的分析功能，得到所需分析結果及腦電地形圖之外，還可選出需要紙上腦電圖的段落，啟動儀器的腦電波回描功能，將數據重新輸入筆式腦電圖機進行腦電波形回描，得到筆式描記的腦電圖。
3．根據權利要求1中所述的帶腦電回描的筆式腦電圖機數字化、數據分析及腦地圖儀，其特征在于其中的腦電波回描電路中的電壓保持功能由以一個電容器和一個與它相連的運算放大器為主組成的電路來完成。
4．根據權利要求1中所述的帶腦電回描的筆式腦電圖機數字化、數據分析及腦地圖儀，其特征在于其中的腦電波回描電路所在的電路板插裝在計算機主板上的總線插座中；和將用于腦電波回描電路所在的電路板用其它的裝置連接于筆描式腦電圖機及計算機上。
全文摘要
本發明涉及一種配合計算機使用的將筆式腦電圖機的輸出進行數字化的儀器。將所得數據存盤,可隨時調出進行波形回顯,數據分析,制作腦電地形圖。本發明的特點在于它增加了腦電波的回描功能。即將經數字化的腦電數據選段后再返回到原筆式腦電圖機進行腦電圖描記,得到筆描的腦電圖。本發明克服了同類儀器只能用打印機打印腦電圖,速度慢、失真大的缺點。
文檔編號A61N1/08GK1206617SQ9810310
公開日1999年2月3日 申請日期1998年7月8日 優先權日1998年7月8日
發明者張震 申請人:張震