CN103431860B - 基于dsp和arm双核处理器的新生儿脑功能监护仪 - Google Patents

基于dsp和arm双核处理器的新生儿脑功能监护仪 Download PDF

Info

Publication number
CN103431860B
CN103431860B CN201310356957.5A CN201310356957A CN103431860B CN 103431860 B CN103431860 B CN 103431860B CN 201310356957 A CN201310356957 A CN 201310356957A CN 103431860 B CN103431860 B CN 103431860B
Authority
CN
China
Prior art keywords
processor
unit
signal
data
dsp
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201310356957.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103431860A (zh
Inventor
叶大田
彭诚
张山根
杨宝爵
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shenzhen Graduate School Tsinghua University
Original Assignee
Shenzhen Graduate School Tsinghua University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shenzhen Graduate School Tsinghua University filed Critical Shenzhen Graduate School Tsinghua University
Priority to CN201310356957.5A priority Critical patent/CN103431860B/zh
Publication of CN103431860A publication Critical patent/CN103431860A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103431860B publication Critical patent/CN103431860B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Measurement And Recording Of Electrical Phenomena And Electrical Characteristics Of The Living Body (AREA)

Abstract

一种基于DSP和ARM双核处理器的新生儿脑功能监护仪，其包括：脑电信号采集电极；连接于脑电信号采集电极的信号放大单元；连接于信号放大单元的信号采集单元；连接于信号采集单元的信号处理单元；以及连接于信号处理单元的显示单元；所述信号处理单元的处理器为具有DSP处理器和ARM处理器的双核处理器，DSP处理器用于执行脑电分析算法对采集到的脑电数据处理，ARM处理器用于控制整个监护仪的运行、数据交互和管理外设。本发明新生儿脑功能监护仪能够实时地监测脑电波形。且其体积小，可设置于病床上或病床附近对病人进行长期实时监测。

Description

基于DSP和ARM双核处理器的新生儿脑功能监护仪
技术领域
本发明涉及一种基于DSP和ARM双核处理器的新生儿脑功能监护仪，属于医疗器械领域。
背景技术
我国近五年人口出生率在12‰左右，新生儿中早产发病率约为3.67%。由于新生儿早产和出生窒息等因素的影响，脑积水、神经管缺陷、缺氧缺血性脑病等新生儿脑功能缺陷相关疾病发病率较高，已经成为新生儿出生缺陷的常见病。新生儿脑病致病原因复杂，危害严重，治疗难度大。临床经验表明，对新生儿脑功能的早期诊断和筛查有助于新生儿脑病的治疗，有助于提升疾病治疗效果。
新生儿脑电波具有客观，准确，能早期诊断的特点，对新生儿脑电波的采集处理分析有助于病情的诊断。在诸多诊断方法中，新生儿脑电诊断方法具有无损、客观准确等特点，是重要的新生儿脑功能诊断手段。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于DSP和ARM双核处理器的新生儿脑功能监护仪。
本发明采用的技术方案如下：
一种基于DSP和ARM双核处理器的新生儿脑功能监护仪，包括：
脑电信号采集电极；
连接于脑电信号采集电极的信号放大单元；
连接于信号放大单元的信号采集单元；
连接于信号采集单元的信号处理单元；以及
连接于信号处理单元的显示单元；
其中，所述信号处理单元的处理器为具有DSP处理器和ARM处理器的双核处理器，DSP处理器用于执行脑电分析算法对采集到的脑电数据处理，ARM处理器用于控制整个监护仪的运行、数据交互和管理外设。
在上述的新生儿脑功能监护仪中，优选地，双核处理器的数据处理过程包括：
将要运行的脑电分析算法编译生成.lib文件挂载到DSP处理器；
为ARM处理器和DSP处理器分配公共存储空间；
ARM处理器将脑电数据放到公共存储空间并调用DSP处理器进行处理；以及
DSP处理器将处理后的数据返回ARM处理器。
在上述的新生儿脑功能监护仪中，优选地，内置的脑电分析算法包括振幅整合脑电分析算法和样本熵脑电分析算法。
在上述的新生儿脑功能监护仪中，优选地，该新生儿脑功能监护仪的用户界面平台包括：
用于标注脑电波形特征信息的数据标注系统；以及
用于存储和查询标注信息的标注信息数据库。
在上述的新生儿脑功能监护仪中，优选地，所述数据标注系统的标注过程包括：
获取脑电波形数据；
显示脑电波形；
在波形上标注特征信息；以及
将标注后的数据存储到标注信息数据库。
在上述的新生儿脑功能监护仪中，优选地，该新生儿脑功能监护仪的用户界面平台还包括：
用于存储和查询病人基本信息的病人信息数据库；和/或
用于显示脑电波形的波形显示系统。
在上述的新生儿脑功能监护仪中，优选地，所述用户界面平台基于Linux系统下的QT软件设计开发，所述病人信息数据库和标注信息数据库基于QT软件下的QSql搭建，所述波形显示系统基于QGraphicsView、QGraphicsScence和QGraphicsItem框架搭建。
在上述的新生儿脑功能监护仪中，优选地，该新生儿脑功能监护仪还包括阻抗检测单元，其分别与脑电信号采集电极和信号采集单元连接，用于获取反映头皮与电极接触状况的阻抗信号并传递给信号采集单元。
在上述的新生儿脑功能监护仪中，优选地，所述信号采集单元包括A/D转换器和单片机，所述A/D转换器为双通道转换器，该A/D转换器的一个通道与阻抗检测单元连接，另一个通道与信号放大单元连接，所述单片机通过SPI接口对A/D转换器进行控制，通过串口将采集到的数据传给信号处理单元的数据存储器。
在上述的新生儿脑功能监护仪中，优选地，所述信号放大单元由输入缓冲单元、差分放大单元、滤波单元、主放大单元和光电隔离单元顺次连接组成。
本发明新生儿脑功能监护仪基于DSP和ARM双核处理器实现，能够实时地监测脑电波形。此外，该监护仪体积小，可设置于病床上或病床附近对病人进行长期实时监测。
附图说明
图1为较佳实施例新生儿脑功能监护仪的系统框架图；
图2为其用户界面平台的示意图；
图3为其系统流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
如图1所示，本新生儿脑功能监护仪包括：脑电信号采集电极1，连接于脑电信号采集电极1的信号放大单元2，连接于信号放大单元2的信号采集单元3，连接于信号采集单元3的信号处理单元4，以及连接于信号处理单元4的显示单元5，信号处理单元4包括处理器41和数据存储器42。使用时，新生儿脑电信号通过脑电信号采集电极1传递到信号放大单元2，经放大后再传递到信号采集单元3，信号采集单元3采集脑电数据并传递到数据存储器42，处理器41执行脑电分析算法对采集的脑电数据处理后一方面保存到数据存储器42，另一方面传递到显示单元5实时显示。
其中，处理器41为具有DSP处理器和ARM处理器的双核处理器，DSP处理器用于执行脑电分析算法对采集到的脑电数据处理，ARM处理器用于控制整个监护仪的运行、数据交互和管理外设。数据处理中，双核处理器的数据处理过程包括：将要运行的脑电分析算法经DSP的开发系统编译生成.lib文件挂载到DSP处理器；为ARM处理器和DSP处理器分配公共存储空间，可以采用C6run-malloc工具实现分配，但不限于此；ARM处理器将脑电数据放到公共存储空间并调用DSP处理器进行处理；最后DSP处理器将处理后的数据返回ARM处理器。一种较佳实施例中，处理器41采用TI的OMAPL138，OMAPL138处理器为达芬奇架构的DSP&ARM双核处理器。
一种较佳实施例中，采用振幅整合脑电图(aEEG)和样本熵(SampEn)两种脑电分析算法进行量化评估。aEEG是一种线性脑电分析方法，是常规脑电图的简化形式，反映了脑电的幅度特征和大脑活动的整体水平，是目前国内外新生儿脑功能检测仪常用评估方法。SampEn是一种非线性脑电分析方法，反映了脑电数据序列的不规则性和复杂度。关于aEEG和SampEn算法本身，均为现有技术，不属于本发明的范畴，这里不再赘述。
一种较佳实施例中，还包括阻抗检测单元6，该阻抗检测单元6分别与脑电信号采集电极1和信号采集单元3连接，用于获取反映头皮与电极接触状况的阻抗信号并传递给信号采集单元3。当电极1与头皮接触不良时，阻抗信号被信号采集单元3采集到，双核处理器的ARM处理器会执行脑电数据采集终止指令，提示重新安放电极。
一种更佳的实施例中，信号采集单元3包括双通道A/D转换器31和单片机32，该A/D转换器31的一个通道与阻抗检测单元6连接，另一个通道与信号放大单元2连接，所述单片机32通过SPI接口对A/D转换器31进行控制，并定时采集经A/D转换器31转换后的数据，通过串口将采集到的数据传给信号处理单元4的数据存储器42。双通道A/D转换器31优先选用双通道双极性16位A/D转换器。
信号放大单元2由输入缓冲单元、差分放大单元、滤波单元、主放大单元和光电隔离单元顺次连接组成。
显示单元5的显示屏采用LCD液晶显示屏，800*480。利用定时器定时更新显示屏上显示的脑电数据，更新的时间间隔与处理器41处理脑电数据的时间间隔相一致。显示单元5还配置了触摸屏功能，以便于通过用户界面平台进行信息录入和各种功能操作。此外还搭建了认证功能、软键盘功能。
开发环境搭建方面，配置了Linux系统的Ubuntu开发版本。为了实现双核处理器的算法交互，安装了DVSDK软件包实现双核通信和数据处理。用户界面的开发和搭建，以及算法编写、串口驱动程序均基于Linux系统下的QT软件编写。
图2示出了一种较佳实施例新生儿脑功能监护仪的用户界面平台。如图2所示，该新生儿脑功能监护仪的用户界面平台包括：用于标注脑电波形特征信息的数据标注系统203；用于存储和查询标注信息的标注信息数据库204；用于存储和查询病人基本信息的病人信息数据库201；用于显示脑电波形的波形显示系统202。
该用户界面平台基于Linux系统下的QT软件设计开发，其中，病人信息数据库201和标注信息数据库204基于QT软件下的QSql搭建，波形显示系统基202于QGraphicsView、QGraphicsScence和QGraphicsItem框架搭建。
病人信息数据库201和标注信息数据库204数据均储存于一个database.db文件中。数据库采用table格式，在显示界面设置一个QTableView窗口，并且设置用该窗口显示数据库信息。病人信息数据库201不仅可以进行病人信息的录入、保存，而且可以进行数据库界面显示、排序、修改、查询等操作。标注信息数据库204存储的数据可以在显示界面显示，并且可以进行数据查找、定点显示等功能操作。
波形显示系统202不仅可以进行数据加载、波形显示，而且可以进行取点取段显示、波形放缩等功能。波形显示系统202可以进行aEEG、EEG、IMP和SampEn多参数的显示和评估。
图3示出了新生儿脑功能监护仪的处理过程。如图3所示，处理过程包括：
步骤S301、录入病人信息；
步骤S302、将病人信息存储到病人信息数据库；
步骤S303、数据采集；
步骤S304、将采集到的数据存储到数据存储器；
步骤S305、对采集的数据进行分析处理，得到振幅整合脑电图和样本熵存储到数据存储器；
步骤S306、根据处理后的数据显示脑电波形（波形实时显示）；
数据标注过程，包括：
步骤S307、从数据存储器获取脑电波形数据（数据加载）；
步骤S308、显示脑电波形；
步骤S309、在波形上标注特征信息（数据标注）；
步骤S310、将标注后的数据存储到标注信息数据库。

Claims (1)

1.基于DSP和ARM双核处理器的新生儿脑功能监护仪，包括：
脑电信号采集电极；
连接于脑电信号采集电极的信号放大单元；
连接于信号放大单元的信号采集单元；
连接于信号采集单元的信号处理单元；以及
连接于信号处理单元的显示单元；
其特征在于：所述信号处理单元的处理器为具有DSP处理器和ARM处理器的双核处理器，DSP处理器用于执行脑电分析算法对采集到的脑电数据处理，ARM处理器用于控制整个监护仪的运行、数据交互和管理外设；
双核处理器的数据处理过程包括：
将要运行的脑电分析算法编译生成.lib文件挂载到DSP处理器；
为ARM处理器和DSP处理器分配公共存储空间；
ARM处理器将脑电数据放到公共存储空间并调用DSP处理器进行处理；以及
DSP处理器将处理后的数据返回ARM处理器；
内置的脑电分析算法包括振幅整合脑电分析算法和样本熵脑电分析算法；
该新生儿脑功能监护仪的用户界面平台包括：
用于标注脑电波形特征信息的数据标注系统；
用于存储和查询标注信息的标注信息数据库；
用于存储和查询病人基本信息的病人信息数据库；以及
用于显示脑电波形的波形显示系统；
该新生儿脑功能监护仪还包括阻抗检测单元，其分别与脑电信号采集电极和信号采集单元连接，用于获取反映头皮与电极接触状况的阻抗信号并传递给信号采集单元，当电极与头皮接触不良时，阻抗信号被信号采集单元采集到，双核处理器的ARM处理器会执行脑电数据采集终止指令，提示重新安放电极；
所述信号采集单元包括A/D转换器和单片机，所述A/D转换器为双通道转换器，该A/D转换器的一个通道与阻抗检测单元连接，另一个通道与信号放大单元连接，所述单片机通过SPI接口对A/D转换器进行控制，通过串口将采集到的数据传给信号处理单元的数据存储器；
所述信号放大单元由输入缓冲单元、差分放大单元、滤波单元、主放大单元和光电隔离单元顺次连接组成；
所述数据标注系统的标注过程包括：
获取脑电波形数据；
显示脑电波形；
在波形上标注特征信息；以及
将标注后的数据存储到标注信息数据库；
所述用户界面平台基于Linux系统下的QT软件设计开发，所述病人信息数据库和标注信息数据库基于QT软件下的QSql搭建，所述波形显示系统基于QGraphicsView、QGraphicsScence和QGraphicsItem框架搭建。
CN201310356957.5A 2013-08-16 2013-08-16 基于dsp和arm双核处理器的新生儿脑功能监护仪 Expired - Fee Related CN103431860B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310356957.5A CN103431860B (zh) 2013-08-16 2013-08-16 基于dsp和arm双核处理器的新生儿脑功能监护仪

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310356957.5A CN103431860B (zh) 2013-08-16 2013-08-16 基于dsp和arm双核处理器的新生儿脑功能监护仪

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103431860A CN103431860A (zh) 2013-12-11
CN103431860B true CN103431860B (zh) 2016-04-27

Family

ID=49685655

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310356957.5A Expired - Fee Related CN103431860B (zh) 2013-08-16 2013-08-16 基于dsp和arm双核处理器的新生儿脑功能监护仪

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103431860B (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105046111B (zh) * 2015-09-10 2018-09-25 济南市儿童医院 一种振幅整合脑电图结果自动识别系统
CN106236081A (zh) * 2016-08-24 2016-12-21 滁州学院 基于dsp、arm的便携式脑电仪
CN108261187A (zh) * 2017-12-21 2018-07-10 芜湖圣美孚科技有限公司 一种人机综合自动分析诊断系统

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101779955A (zh) * 2010-01-18 2010-07-21 南京大学 便携式脑功能生物反馈仪
CN102360406A (zh) * 2011-10-28 2012-02-22 重庆大学 开放式远程健康检查终端

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020161304A1 (en) * 2001-04-30 2002-10-31 Eide Per Kristian Monitoring pressure in a body cavity
WO2002100241A2 (en) * 2001-06-07 2002-12-19 Lawrence Farwell Method and apparatus for brain fingerprinting, measurement, assessment and analysis of brain function
US7089927B2 (en) * 2002-10-23 2006-08-15 New York University System and method for guidance of anesthesia, analgesia and amnesia

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101779955A (zh) * 2010-01-18 2010-07-21 南京大学 便携式脑功能生物反馈仪
CN102360406A (zh) * 2011-10-28 2012-02-22 重庆大学 开放式远程健康检查终端

Also Published As

Publication number Publication date
CN103431860A (zh) 2013-12-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20070167694A1 (en) Integrated Portable Anesthesia and Sedation Monitoring Apparatus
CN101032396A (zh) 基于心率变异信号的脑缺血缺氧监护系统
CN103431860B (zh) 基于dsp和arm双核处理器的新生儿脑功能监护仪
CN201814575U (zh) 多功能诊疗集成系统
CN107007269B (zh) 一种脉诊仪和脉象信息收集方法
CN106901727A (zh) 一种基于脑电信号的抑郁症风险筛查装置
CN106859673A (zh) 一种基于睡眠脑电的抑郁症风险筛查系统
CN103800073A (zh) 一种新型的全科医生用多功能医疗诊断与测量仪
CN109924954A (zh) 一种智能中医脉象仪
CN104382584B (zh) 一种可穿戴式心电信号监测评估系统及实现方法
CN211484546U (zh) 一种智能心电血压仪
CN206950180U (zh) 一种多功能血氧听诊器
CN109480812A (zh) 一种基于物联网通讯的脉搏健康数据管理系统
Wadekar et al. Development of LabVIEW platform for EEG signal analysis
Zhang et al. An ECG intelligent monitoring system with MSP430 microcontroller
CN203736176U (zh) 一种生理参数采集装置
CN202143625U (zh) 基于usb的便携式多参数采集器
CN204995482U (zh) 一种血糖测试系统
CN201977787U (zh) 电磁波检测装置
CN205054187U (zh) 一种基于4g模块的家用母婴监护管理系统
CN109171681A (zh) 一种远程实时监测烧伤患者病理状态的医用设备
CN204428049U (zh) 一种同步录音录像的身心监护分析仪
CN203341729U (zh) 智能心电采集与处理系统
Boughizane et al. Smartphone and Surgery, Reality or Gadget?
CN203195664U (zh) 便携式中医脉象仪

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20160427

Termination date: 20180816