一种体表神经电位采集系统

技术领域

本发明涉及医疗设备的技术领域，尤其是涉及一种体表神经电位采集系统。

背景技术

近些年的大量研究及临床结果显示，神经调节治疗中，无论是神经消融，还是神经刺激，均可以有效地控制多种心律失常。绝大多数关于心脏自主神经的研究是应用离体Langendorff心脏灌注模型或在体麻醉动物进行。但是，由于灌注心脏缺乏血流动力学反射和基础神经激素影响，以及在急性模型中观察时间较短且无自发性心律失常，使得这些技术在模拟人类心律失常的病理生理上作用是有限的。因而对于心脏自主神经研究方法的探索一直也没有停止过。

如心率变异性是逐次窦性心搏RR间期之间的差异，通过分析心率变异性的变化，可以间接地评估心脏自主神经的活动。这种方法本身有其限制性。一方面它仅评价自主神经活动的相对变化，而不能反映交感或副交感神经放电的绝对强度；另一方面完成上述分析需要完好的窦房结以充分协调心脏对自主神经活动的反应，而房颤以及缺血性心脏病(室性心律失常风险)患者通常存在与之相关的窦房结功能障碍，使得上述自主神经分析方法的应用受到限制。因此，长期的直接神经活动记录方法对于证实自主神经活动是心律失常的直接触发因子非常必要。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目是提供一种体表神经电位采集系统，具有能够长期采集并储存人体心电信号和浅表交感神经信号的优点。

本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：一种体表神经电位采集系统，包括信号采集设备、数据传输介质、上位机，所述信号采集设备能够采集并储存ECG信号和SKNA信号，所述信号采集设备通过所述数据传输介质将采集的信号传输至所述上位机，所述上位机对信号进行读取、导出和清除所述信号采集设备内的采集信号。

优选地，所述信号采集设备包括信号采集模块、中央控制模块、信息存储模块、电源管理模块和电池，所述中央控制模块依次分别与所述信号采集模块、所述信息存储模块、所述电源管理模块电连接，所述电源管理模块与所述电池电连接；

优选地，所述信息采集模块包括电极触片、电极脱落检测装置，所述电极触片同时采集ECG信号和SKNA信号并传递于所述中央控制模块，所述电极脱落检测装置与所述电极触片电连接，对所述电极触片的接触情况进行实时检测，并发出报警信号；

优选地，所述电极触片为一次性电极片，且所述一次性电极片与人体表面皮肤粘接。

优选地，所述信息存储模块包括SRAM存储器、EMMC存储器，所述SRAM存储器与所述EMMC存储器电连接，且所述SRAM存储器与所述中央控制模块电连接，所述SRAM存储器接收并储存所述中央控制模块传递的数字信号，当所述SRAM存储器容量达到其设定存储容量时，所述SRAM存储器将其存储的数字信号全部移植至所述EMMC存储器内。

优选地，所述中央控制模块通过内置的模/数转换器，用于将经所述信号采集模块传递的模拟信号转化为数字信号。

优选地，所述电源管理模块用于向所述信号采集模块、所述中央控制模块以及所述信息存储模块供电。

优选地，所述电池为内置锂电池。

优选地，所述信号采集设备能够长期采集并储存0.5-1000Hz的电信号，

其中，采样频率为8000Hz，数据精度为24bit。

优选地，所述上位机能够通过高通滤波和低通滤波对导出的数据进行分离，得到不同的数据频段，

其中，所述数据频段包括第一数据频段、第二数据频段，所述第一数据频段为0.5到150赫兹频带数据，所述第二数据频段为500到1000赫兹频带的数据。

综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术效果：通过在一次性电极片与人体进行粘接，可实现无创性对人体的ECG信号和SKNA信号进行长期的采集，而且通过信息存储模块对经中央控制模块转化的信号进行存储，而且首先将数据存储在SRAM中，存储至一定空间后再将数据移植到EMMC存储器上，即减少EMMC存储器的访问次数，又能对数据进行初步的分段储存，不仅延长EMMC存储器的使用寿命，而且减小了功耗，实现了对人体的ECG信号和SKNA信号进行长期采集并储存其数据，再通过上位机对信号进行读取、导出和清除信号采集设备内的采集信号，使信号采集设备内的信息存储模块始终具有一定的存储空间，便于重复使用。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例的附图，对本申请实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本申请的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。

除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本申请所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本申请专利申请说明书以及权利要求书中使用的″一个″或者″一″等类似词语，不表示数量限制，而是表示存在至少一个。

在本申请说明书和权利要求书的描述中，术语″上″、″下″、″水平″等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或单元必须具有特定的方向、以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本申请的限制。

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

图1示出了本发明体表神经电位采集系统的一种具体实施例，其包括信号采集设备、数据传输介质、上位机，信号采集设备通过数据传输介质将采集的信号传输至上位机，其中，本实施例中，数据传输介质为数据读取数据线，通过数据读取数据线分别与信号采集设备上的数据输出端、上位机的数据输入端连接，实现对数据的读取和导出，而且上位机通过对信号采集设备中的信息存储模块发出删除指令，实现对信息存储模块的存储空间的更新，便于信息存储模块能够长期存储数据，而且信号采集设备小巧且佩戴方便，更利于长期记录采集数据。

更为具体的，上位机与信号采集设备上的USB接口通过数据读取数据线连接，将存储在信号采集设备上的数据读取到上位机安装的软件里，通过导出.edf文件，即在信号采集设备开机状态下通过数据读取数据线接入PC端，运行读取软件，根据提示选择要导出的记录项并导出数据即可，再对导出的文件通过不同的软件实现数据波形显示和数据分析，进一步对数据进行处理，本实施例中，软件可采用labchart、Matlab等第三方工具读取数据以及分析。

其中，实现信号采集设备与上位机之间的数据传输，还可以通过无线传输模块，实现信号采集设备与上位机之间的数据传输，实现无线化传输服务，更能适应多种使用环境。

本实施例中，信号采集设备包括信号采集模块、中央控制模块、信息存储模块、电源管理模块和电池，其中，中央控制模块依次分别与信号采集模块、信息存储模块、电源管理模块电连接，电源管理模块与电池电连接，通过信号采集模块对人体的生物电进行采集，再将采集的信号传递于中央控制模块，通过中央控制模块对信号进行转化，并传递于信息存储模块进行储存，实现了对人体生物电的长期采集和储存。

其中，信息采集模块包括电极触片、电极脱落检测装置，电极触片通过电极线与信号采集设备上的电极接口进行可拆卸固定连接，便于电极触片的更换以及设备的穿戴，避免交叉感染，而且，电极触片为一次性电极片，且一次性电极片与其安装座之间为扣接，便于一次性电极片的更换，一次性电极片与人体表面皮肤粘接，通过更换一次性电极片，可进一步避免交叉感染。

电极脱落检测装置与电极触片电连接，对电极触片的接触情况进行实时检测，当电极触片与人体皮肤接触不良时，电极脱落装置检测到信号，并发出相应的报警信号，本实施例中，报警信号为LED灯报警提示用于提醒，但不仅限于此，还可以为声音报警、振动报警等多种方式，避免了电极触脱落造成检测数据不准确，影响后续分析结果。

电极触片可同时ECG(心电)信号和SKNA(浅表交感神经)信号并传递给中央控制模块，信号经过放大和滤波后，通过中央控制模块内置的AD转换模块对生物电信号进行AD转换，得到数字化的生物电数据，并将该数据传递至信息存储模块进行储存，并且信号采集设备能够长期采集并储存0.5-1000Hz的电信号，采样频率为8000Hz，数据精度为24bit。

为了实现上述的功能，其中，AD转换模块采用多通道AD转换模块，本发明中，AD转换模块采用24bit、4通道的AD转换器，可同时采集两路，实现ECG信号和SKNA信号的同时转化，而且所转化的数字信号的精度为24bit，便于后期对数据的有效分析。

本实施例中，信息存储模块包括SRAM存储器、EMMC存储器，SRAM存储器与EMMC存储器电连接，且SRAM存储器与中央控制模块电连接，SRAM存储器接收并储存中央控制模块传递的数字信号，当SRAM存储器容量达到其设定存储容量时，SRAM存储器将其存储的数字信号全部移植至EMMC存储器内，数字信号首先存储在SRAM中，等存储至设定储存空间时，再将储存的全部数据移植到EMMC存储器上，这样即可以减少EMMC存储器的访问次数，延长EMMC存储器的使用寿命，又能减小了设备的功耗，本实施例中，优选地，采用了4GByte容量的EMMC存储器，

更为具体的，采用TOSHIBA的并行接口大容量EMMC，该EMMC基于高品质的NAND内存和优化的控制器，容量大、功耗低、体积小，更利于设备的小巧化，携带更为方便，并且，EMMC数据读取采用的芯片是创维科技的GL823，符合通用串行总线规范rev.2.0，USB存储类规范ver.1.0，嵌入式8051微控制器。

SRAM存储器在存储数据时，采用多数据段进行储存，当信号采集设备开机时，SRAM存储器会重新建立一个新的数据段对信息进行储存，当某一个数据段记录满后，可选择″数据清空″操作，同时将信号采集设备关机重启后开始从首地址重新记录数据。

电源管理模块与电池电连接，用于分别向信号采集模块、中央控制模块以及信息存储模块供电，本实施例中，电源管理模块采用超低噪声线性稳压器LP5907系列，TPS60403H和TPS7A3001，产生的系统电源电压分别为3V，±2.5V，低噪音而且供电稳定，便于数据的采集。

其中，电池内置于信号采集设备中，通过在信号采集设备的外壳设置充电接口，再通过充电线和适配器可对其进行充电，达成了无线供电模式，便于信号的采集。

上位机能够通过高通滤波和低通滤波对导出的数据进行分离，得到不同的数据频段，极大的简化了电路，相应的，减小了信号采集设备的体积，携带更加方便。

其中，数据频段包括第一数据频段、第二数据频段，第一数据频段为0.5到150赫兹频带数据用于显示心电信号；第二数据频段为500到1000赫兹频带的数据用于显示神经活动，通过上位机内的软件实现对上述数据频段进行数据波形显示以及数据分析，便于直观的对所采集的信号进行分析处理。

本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。