CN101849826A - 用于潜水加压舱或高压氧舱的心脑电信号遥测系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供用于潜水加压舱或高压氧舱的心脑电信号遥测系统，包括心电电极和脑电电极；信号发射器，与心电电极和脑电电极分别连接；依次连接的信号接收器、信号输出器及信号测试分析系统；信号发射器和信号接收器通过无线电方式连接，所述潜水加压舱及高压氧舱的气压为0.7-40ata。本发明还提供利用上述心脑电信号遥测系统的心脑电信号遥测方法，信号发射器将生理电信号转化为电磁辐射信号，通过信号接收器将电磁辐射信号转化为电信号，通过信号输出器传送到信号测试分析系统。解决了现有技术信号有线信号衰减及干扰、接线复杂，存在绞缠等安全隐患，系统的操作、更换及移动不方便且不能实现24小时全程监护的问题。

Description

用于潜水加压舱或高压氧舱的心脑电信号遥测系统及方法

技术领域

本发明涉及心脑电信号遥测系统领域，特别是涉及一种可实现潜水加压舱及高压氧舱内外无线通讯的心脑电信号遥测系统及方法。

背景技术

常规环境下使用的心脑电监测装置，如心电图机等，由于电气安全等诸多原因，无法在高气压环境下使用，有些可在高气压环境下使用的心脑电监测装置，如动态心电记录仪(Holter)等，其数据需要在记录结束后出舱回放才能得到，无法实现实时监测。孙茂旭等人发明了一种潜水加压舱或医用高压氧舱用的心脑电监护装置(授权公告号CN 2704321Y)，舱内无强电电源输入，设置在加压舱外部的心脑电监护主机通过屏蔽电缆和航空密封连接器与位于舱内的人体测试元件相连接，可实现在加压舱外内监控舱内人员的心电图、脑电图、血压值和心率等指标。

现有的心脑电监护装置存在以下缺点：

其一，由于人体测试元件采集到的心脑电信号为极微弱的电信号，这种心脑电监护装置中传送电缆过长，虽然加装了屏蔽层，但信号在传输过程中仍存在较明显的衰减和干扰。其二，实际操作中加压舱壁上的密封连接器往往接线复杂，与心电电极、脑电电极相连的电缆存在与其他线路接触绞缠的可能性，有造成电击的安全隐患。其三，固定在加压舱壁上的有线传输导致整个心脑电监护装置冗余，存在操作及更换移动不方便的问题，限制了被测人员在加压舱内的活动，无法实现24小时全程监护。

有鉴于此，急需提出一种信号传输不受电缆限制，安全、可靠、操作方便，能同时对多个人员进行全程监护的心脑电监测与分析系统。

发明内容

为解决现有技术的潜水加压舱及高压氧舱心脑电监护装置中，信号在传输过程中的衰减与干扰、有线传输造成的冗余与安全隐患、无法实现24小时全程监护等问题，本发明提供一种心脑电信号遥测系统。

为达到上述目的，本发明提供用于潜水加压舱或高压氧舱的心脑电信号遥测系统，包括心电电极和脑电电极，还包括：信号发射器，所述信号发射器与所述心电电极和所述脑电电极通过人体电缆分别连接；依次连接的信号接收器、信号输出器及信号测试分析系统；所述信号发射器和所述信号接收器通过无线电方式连接，所述潜水加压舱及高压氧舱的气压为0.7-40ata。

优选的，在所述用于潜水加压舱或高压氧舱的心脑电信号遥测系统中，所述心电电极、所述脑电电极和所述信号发射器位于潜水加压舱或高压氧舱内，所述潜水加压舱或所述高压氧舱设有观察窗口，所述信号接收器位于所述潜水加压舱或所述高压氧舱外的观察窗口处。

优选的，在所述用于潜水加压舱或高压氧舱的心脑电信号遥测系统中，所述信号发射器将所述心电电极和所述脑电电极输出的生理电信号转化为2.4-2.5GHZ的电磁辐射射频信号。

优选的，在所述用于潜水加压舱或高压氧舱的心脑电信号遥测系统中，所述信号接收器包括3个阵列式接收单元，所述3个阵列式接收单元组成间距为入/4的等边三角形，入为信号接收器通讯波长。

优选的，在所述用于潜水加压舱或高压氧舱的心脑电信号遥测系统中，所述信号测试分析系统包括一个服务器计算机和多个客户机计算机，所述信号发射器的数量与所述客户机计算机的数量相等，所述服务器计算机连接所述信号输出器，所述多个客户机计算机分别连接所述服务器计算机。

利用上述用于潜水加压舱或高压氧舱的心脑电信号遥测系统的心脑电信号的遥测方法，包括如下步骤：

将所述心电电极和所述脑电电极，贴在人体相应的检测部位，生理电信号通过所述的人体电缆传送到所述的信号发射器；

所述信号发射器将所述心电电极、所述脑电电极输出的生理电信号转化为电磁辐射信号后发射到所述潜水加压舱或高压氧舱外部；

所述信号接收器接收所述电磁辐射信号，并将其转化为电信号传送到所述信号输出器；

所述信号输出器将所述电信号过滤放大后传送到所述信号测试分析系统，由所述信号测试分析系统对所述电信号进行处理。

现有技术需要通过屏蔽电缆和密封连接器来实现被测人员的心脑电监测，不但连线复杂有安全隐患，且心脑电监护装置的操作、更换及移动不方便，限制了被测人员的活动范围无法实现24小时全程监护；本发明的用于潜水加压舱或高压氧舱的心脑电信号遥测系统中，信号发射器和信号接收器通过无线电通讯实现信号传输，不会造成信号减弱与干扰，也不需要冗余的屏蔽电缆和密封连接器，避免了由于连接复杂、线路交叉带来的安全隐患，且装置的操作简单、更换和移动方便，能够实现24小时全程监护。

所述用于潜水加压舱或高压氧舱的心脑电信号的遥测方法，监测到的心脑电信号基本没有信号减弱，能够准确测得被测人员的心脑电信号。

进一步的，所述3个阵列式接收单元组成间距为入/4的等边三角形，可保证在任意时刻，所述的3个阵列接收单元中至少有一个可以接受到最强信号，避免了因信号发射器移动造成的无线信号接收盲区的存在。

附图说明

图1为本发明一个实施例的心脑电信号遥测系统连接情况示意图。

图2为本发明一个实施例的信号测试分析系统结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的内容更加清楚易懂，以下结合本发明的较佳实施例对本发明进行说明。

图1为本发明一个实施例的用于潜水加压舱或高压氧舱的心脑电信号遥测系统连接情况示意图。参照图1所示，本实施例的用于潜水加压舱或高压氧舱的心脑电信号遥测系统，包括心电电极1和脑电电极2，还包括：信号发射器4，与所述心电电极1和所述脑电电极2通过人体电缆分别连接；依次连接的信号接收器8、信号输出器10及信号测试分析系统100；所述信号发射器4和所述信号接收器8通过无线电方式连接，所述潜水加压舱或高压氧舱的气压为0.7-40ata。

请继续参照图1，在本实施例中，所述心电电极1、所述脑电电极2和所述信号发射器4均位于加压舱5内，所述加压舱5可以替换为潜水加压舱或高压氧舱或其他气压大于1个大气压的高压环境，所述心电电极1与所述信号发射器4、所述脑电电极2与所述信号发射器4分别通过人体电缆3连接，当然，所述心电电极1、所述脑电电极2和所述信号发射器4的数量并不限于图1中所示，本领域技术人员可以根据具体情况设定，如本实施例中还包括另一信号发射器6。在所述加压舱5上设有观察窗口7，所述信号接收器8设在所述加压舱5外的所述观察窗口7处。

在本实施例中，所述信号接收器8通过九芯电缆9与所述输出器10连接，所述输出器10通过三十六芯电缆11与所述信号测试分析系统100连接。

在本实施例中，所述信号测试分析系统100包括一个服务器计算机12和第一客户机计算机13、第二客户机计算机14、第三客户机计算机15，所述服务器计算机12和所述第一客户机计算机13、第二客户机计算机14、第三客户机计算机15分别连接。

本发明实施例的心脑电信号遥测系统的使用方法如下：

当在潜水加压舱及高压氧舱内使用时，所述心电电极1、脑电电极2通过人体电缆3与所述信号发射器4相连，由被测人员携带，可在舱内随意移动；所述信号接收器8置于加压舱5外近观察窗口7处，并通过九芯电缆9与所述信号输出器10相连；所述信号输出器10通过三十六芯电缆11与所述信号测试分析系统100的服务器计算机12相连。

进一步，所述信号发射器4可将所述心电电极1、脑电电极2输出的生理电信号转化成2.4-2.5GHz频率范围的电磁辐射射频信号，可在0.7-40ata气压环境下安全可靠运行。所述信号发射器4在高压下可靠运行的保障是：其内部电路所选用的元器件均经过高气压使用条件筛选，不使用液体电解电容及有内部密封空腔的元器件；不使用超过24v的电源、不使用易燃易爆的或易产生挥发性气体的电池；若使用9v碱性电池，每经过一次加压过程必须及时更换。

进一步，所述信号接收器8由三个阵列式接收单元组成，内置隔离放大电路。三个阵列式接收单元组成间距均为入/4的等边三角形(其中入为信号接收器通讯波长)，可保证在任意时刻，所述的3个阵列接收单元中至少有一个可以接受到最强信号，从而避免了因所述的信号发射器位置移动造成的无线信号接收盲区的存在，可实现10米范围内的无死角无线通讯。

进一步，所述服务器计算机12可以利用NI公司提供的6024E采集卡进行数据采集，一台服务器计算机12可以完成多个人员的数据采集。所述的客户机计算机装有心脑电的频谱分析程序，实时接收服务器计算机12发布的测试数据，并记录频谱分析结果。所述服务器计算机12及多个客户机计算机的软件可以采用美国国家仪器公司的虚拟仪器平台LabVIEW软件。

图2为本发明一个实施例的信号测试分析系统结构示意图。参照图2所示，服务器计算机12接收来自信号输出器10通过三十六芯电缆发出的多通道信号，然后通过信号测试分析系统100内网络，将信号发送到多个客户机计算机，所述多个客户机计算机对信号进行频谱分析、统计和回放。

本发明的心脑电信号遥测系统，可以在潜水加压舱和高压氧舱内使用，也可以在常规环境使用，信号传输不受电缆限制，安全、可靠、操作方便，能同时对多个被测人员的心脑电信号进行监测和分析处理。其中，信号发射器和客户机计算机的的数量由被测人员的数量决定。

利用上述心脑电信号遥测系统心脑电信号的遥测方法，包括如下步骤：

将所述心电电极1和所述脑电电极2，贴在人体相应的检测部位，生理电信号通过所述的人体电缆3传送到所述的信号发射器；

所述信号发射器4将所述心电电极1、所述脑电电极2输出的生理电信号转化为电磁辐射信号后发射到所述潜水加压舱或高压氧舱外部；

所述信号接收器8接收所述电磁辐射信号，并将其转化为电信号传送到所述信号输出器；

所述信号输出器10将所述电信号过滤放大后传送到所述信号测试分析系统，由所述信号测试分析系统对所述电信号进行处理。

Claims (6)

1.一种用于潜水加压舱或高压氧舱的心脑电信号遥测系统，包括心电电极和脑电电极，其特征在于还包括：信号发射器，所述信号发射器与所述心电电极和所述脑电电极通过人体电缆分别连接；依次连接的信号接收器、信号输出器及信号测试分析系统；所述信号发射器和所述信号接收器通过无线电方式连接，所述潜水加压舱及高压氧舱的气压为0.7-40ata。

2.根据权利要求1所述的用于潜水加压舱或高压氧舱的心脑电信号遥测系统，其特征在于，所述心电电极、所述脑电电极和所述信号发射器位于潜水加压舱或高压氧舱内，所述潜水加压舱或所述高压氧舱设有观察窗口，所述信号接收器位于所述潜水加压舱或所述高压氧舱外的观察窗口处。

3.根据权利要求1所述的用于潜水加压舱或高压氧舱的心脑电信号遥测系统，其特征在于，所述信号发射器将所述心电电极和所述脑电电极输出的生理电信号转化为2.4-2.5GHZ的电磁辐射射频信号。

4.根据权利要求1所述的用于潜水加压舱或高压氧舱的心脑电信号遥测系统，其特征在于，所述信号接收器包括3个阵列式接收单元，所述3个阵列式接收单元组成间距为λ/4的等边三角形，λ为信号接收器通讯波长。

5.根据权利要求1所述的用于潜水加压舱或高压氧舱的心脑电信号遥测系统，其特征在于，所述信号测试分析系统包括一个服务器计算机和多个客户机计算机，所述信号发射器的数量与所述客户机计算机的数量相等，所述服务器计算机连接所述信号输出器，所述多个客户机计算机分别连接所述服务器计算机。

6.利用权利要求1所述的用于潜水加压舱或高压氧舱的心脑电信号遥测系统的心脑电信号的遥测方法，其特征在于，包括如下步骤：

将所述心电电极和所述脑电电极，贴在人体相应的检测部位，生理电信号通过所述的人体电缆传送到所述的信号发射器；

所述信号发射器将所述心电电极、所述脑电电极输出的生理电信号转化为电磁辐射信号后发射到所述潜水加压舱或高压氧舱外部；

所述信号接收器接收所述电磁辐射信号，并将其转化为电信号传送到所述信号输出器；

所述信号输出器将所述电信号过滤放大后传送到所述信号测试分析系统，由所述信号测试分析系统对所述电信号进行处理。

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