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(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種腦電圖儀，特別是采用觸摸顯示屏(觸摸屏和顯示屏)作為人機(jī)接口的便攜式腦電圖儀。
背景技術(shù)：
對(duì)腦電信號(hào)(腦電波)研究分析的主要設(shè)備是腦電圖儀，腦電圖是通過(guò)電極記錄下來(lái)的腦細(xì)胞群的白發(fā)性、節(jié)律性電活動(dòng)，將腦細(xì)胞電活動(dòng)的電位作為縱軸，時(shí)間作為橫軸，這樣把電位與時(shí)間的相互關(guān)系記錄下來(lái)的就是腦電圖。腦電信號(hào)的研究對(duì)腦部活動(dòng)規(guī)律的研究、臨床診斷都十分有意義。應(yīng)用于臨床，可以對(duì)腦功能進(jìn)行檢查，對(duì)腦損傷、腦血栓、發(fā)育異常、新陳代謝及內(nèi)分泌疾病的進(jìn)行診斷，對(duì)癲癇進(jìn)行診斷也十分有效；通過(guò)對(duì)腦電信號(hào)的研究還可以掌握腦部活動(dòng)的規(guī)律，了解人的思維過(guò)程，提取活動(dòng)規(guī)律的特征，把這種特征應(yīng)用于腦機(jī)接口，實(shí)現(xiàn)直接通過(guò)人的思維控制機(jī)器設(shè)備。傳統(tǒng)的腦電圖儀采用描筆進(jìn)行記錄腦電波形?，F(xiàn)在均采用PC機(jī)和打印機(jī)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(wú)論哪種方式，現(xiàn)在的腦電圖儀都采用如圖1所示的結(jié)構(gòu)，其中電極與導(dǎo)聯(lián)盒部分實(shí)現(xiàn)微弱腦電信號(hào)的拾取；信號(hào)調(diào)理與采集部分對(duì)腦電信號(hào)進(jìn)行放大、濾波、隔離和數(shù)字化，并將數(shù)字化的腦電信號(hào)傳輸給計(jì)算機(jī)；計(jì)算機(jī)部分則完成腦電信號(hào)的存儲(chǔ)、處理、波形圖和地形圖的重建以及提供人機(jī)接口操作界面?，F(xiàn)在腦電圖儀存在以下不足:一、離不開計(jì)算機(jī)，這樣使得整個(gè)系統(tǒng)價(jià)格昂貴且體積龐大，一些基層醫(yī)療單位無(wú)力購(gòu)買，更重要的是其體積龐大，不方便攜帶，無(wú)法應(yīng)用在突發(fā)事故現(xiàn)場(chǎng)，如地震等自然災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)，耽誤了受傷人員的病情診斷，錯(cuò)過(guò)最佳治療時(shí)間；二、系統(tǒng)的各部分各自獨(dú)立，采用導(dǎo)線相連，因此存在信號(hào)的相互串?dāng)_，嚴(yán)重時(shí)會(huì)影響測(cè)得腦電信號(hào)的真實(shí)性，造成醫(yī)生的誤判，發(fā)生醫(yī)療事故。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目就是為了克服上述腦電圖儀的缺點(diǎn)和不足而設(shè)計(jì)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(gè)組成部分:一是電極帽部分；二是由信號(hào)調(diào)理與采集、嵌入式處理器、存儲(chǔ)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(hào)的拾??；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(hào)的調(diào)理、采集、存儲(chǔ)、處理、波形圖與地形圖的重建以及與外部設(shè)備的通信，電源則為控制部分提供能量；觸摸顯示屏完成人機(jī)接口界面，例如命令的輸入和波形圖、地形圖的顯示等。在實(shí)際中觸摸顯示屏并不是單獨(dú)存在，而是直接置于控制部分的電路板之上，且電極的導(dǎo)線直接從電路板背面接入控制線路，如圖3所示，與圖1比較，可以看出本腦電圖儀的特點(diǎn)在于:本腦電圖儀不需要計(jì)算機(jī)，體積大大減小，達(dá)到便攜的目，且成本降低；本腦電圖儀沒(méi)有了電極導(dǎo)聯(lián)盒部分和計(jì)算機(jī)，減少了各部分之間的連接導(dǎo)線，減少了各部分信號(hào)之間的串?dāng)_。


圖1是現(xiàn)有腦電圖儀的結(jié)構(gòu)框圖。圖2是本腦電圖儀結(jié)構(gòu)示意框圖。圖3是本腦電圖儀實(shí)際工作時(shí)的結(jié)構(gòu)圖。圖4本腦電圖儀的實(shí)施電路的電源部分。圖5本腦電圖儀的實(shí)施電路的觸摸顯示屏部分。圖6本腦電圖儀的實(shí)施電路的通信接口部分。圖7本腦電圖儀的實(shí)施電路的存儲(chǔ)器部分。
具體實(shí)施方式
本裝置的電極帽、信號(hào)調(diào)理與采集部分與目前的腦電圖儀相似；創(chuàng)新之處在于采用嵌入式系統(tǒng)對(duì)采集到的腦電信號(hào)進(jìn)行分析、處理和存儲(chǔ)，并且采用觸摸顯示屏作為人機(jī)接口界面，達(dá)到便攜的目的，下面詳細(xì)介紹該部分的具體實(shí)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(hào)的采集、存儲(chǔ)、傳輸以及顯示和分析。因s3c2440芯片管腳較多，在下面介紹時(shí)按照其實(shí)現(xiàn)的功能分別定義為s3c2440-l、s3c2440-2和s3c2440_3三個(gè)獨(dú)立部分。本裝置采用5V直流電源供電，5V直流電源通過(guò)降壓芯片產(chǎn)生整個(gè)系統(tǒng)所需要的
三種電壓:3.3V、1.8V和1.25V，如圖4所示。其中1.8V供給處理器；3.3V和1.25V給其他電路供電，見(jiàn)具體電路。本裝置將采集到的腦電信號(hào)通過(guò)LCD顯示屏以腦電波形圖或地形圖的形式顯示出來(lái)，并且通過(guò)觸摸顯示屏實(shí)現(xiàn)對(duì)本裝置的操作。具體實(shí)現(xiàn)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(jī)接口，其通過(guò)JP-1接口與s3c2440處理器內(nèi)部的觸摸屏和顯示屏控制器相連，實(shí)現(xiàn)操作命令的輸入和圖形(數(shù)據(jù))的輸出。在圖5中，VFRAME:幀同步信號(hào)(STN)/垂直同步信號(hào)(TFT)/SEC TFT信號(hào)；VLINE:行同步脈沖信號(hào)(STN)/水平同步信號(hào)(TFT)/SEC TFT信號(hào)；VCLK:象素時(shí)鐘信號(hào)(STN/TFT)/SEC TFT信號(hào)；VD[23:0]:LCD像素?cái)?shù)據(jù)輸出端口(STN/TFT/SEC TFT) ;VM:LCD驅(qū)動(dòng)交流偏置信號(hào)(STN)/數(shù)據(jù)使能信號(hào)(TFT)/SEC TFT信號(hào)；LEND:行結(jié)束信號(hào)(TFT)/SEC TFT信號(hào)；LCD_PWREN:LCD 面板電源使能控制信號(hào)；USB_EN:SEC TFT OE 信號(hào)；LCDVF1:SEC TFTREV信號(hào)；IXDVF2:SEC TFT REVB信號(hào)。它們實(shí)現(xiàn)顯示屏的輸出控制。在圖5中，TSYM、TSXM、TSYP和TSXP實(shí)現(xiàn)觸摸屏的輸入控制。本裝置還可以把采集到的信號(hào)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)接口傳送給上位機(jī)做進(jìn)一步處理，網(wǎng)絡(luò)接口電路如圖6所示。其中，s3c2440-2是處理器的網(wǎng)絡(luò)接口功能部分；DM9000是網(wǎng)絡(luò)控制芯片，實(shí)現(xiàn)把信息打包成以太網(wǎng)數(shù)據(jù)格式傳給上位機(jī)，U2是一個(gè)線路濾波器。圖7為本裝置的存儲(chǔ)器實(shí)施電路，其中使用了兩片32Mbytes芯片(型號(hào)為:HY57V561620FTP)并接在一起形成32bit總線的SDRAM作為內(nèi)存，用于程序運(yùn)行和數(shù)據(jù)處理；AM29LV160DB作為程序存儲(chǔ)器。本裝置的工作原理與過(guò)程:本裝置通電后進(jìn)行自檢，自檢完畢，通過(guò)觸摸接收用戶操作指令，根據(jù)用戶的指令實(shí)現(xiàn)腦電信號(hào)的采集、分析、顯示和通信。
權(quán)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(gè)部分組成:一是電極帽部分；二是由信號(hào)調(diào)理與采集、嵌入式處理器、存儲(chǔ)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(hào)的拾取，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(hào)的調(diào)理、采集、存儲(chǔ)、處理、波形圖與地形圖的重建以及與外部設(shè)備的通信，電源則為控制部分提供能量；觸摸顯示屏完成人機(jī)接口界面，例如命令的輸入和波形圖、地形圖的顯示等，一種具有觸摸顯示屏的便攜式腦電圖儀特征在于:采用觸摸顯示屏(觸摸屏和顯示屏)作為 人機(jī)接口達(dá)到便攜的目的。
全文摘要
一種具有觸摸顯示屏的便攜式腦電圖儀，包括三個(gè)組成部分一是電極帽部分；二是由信號(hào)調(diào)理與采集、嵌入式處理器、存儲(chǔ)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(jì)算機(jī)，體積大大減小，達(dá)到便攜的目，且成本降低；本腦電圖儀沒(méi)有了電極導(dǎo)聯(lián)盒部分和計(jì)算機(jī)，減少了各部分之間的連接導(dǎo)線，減少了各部分信號(hào)之間的串?dāng)_，本腦電圖儀采用觸摸顯示屏作為人機(jī)接口界面，達(dá)到便攜的目的。
文檔編號(hào)A61B5/0476GK103156602SQ201110462468
公開日2013年6月19日 申請(qǐng)日期2011年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月19日
發(fā)明者陳傳虎, 劉海寬, 鄒德旋, 李旭超, 秦海鵬 申請(qǐng)人:徐州師范大學(xué)