CN107582053A - 一种视网膜电图和动眼电图的有源电极检测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种视网膜电图和动眼电图的有源电极检测装置，包括微型前置信号放大器、地电极、ERG电极、EOG电极和参考电极，所述地电极、ERG电极、EOG电极和参考电极与微型前置信号放大器相连接，参考电极设置在微型前置信号放大器一侧，ERG电极与EOG电极共用一个通用的参考电极，参考电极贴于人脸皮肤表面。本发明的传感器和放大器之间的短连接线，有了一条短的传输线路，大部分的外部噪音和干扰将被消除，该设计使信号具有较高的信噪比、较高的再现性、较高的共模抑制比和提高对较低的刺激的敏感性，电极可以制成一次性电极，防止感染，有益患者和医生，并符合医院感染控制标准。
Description
[技术领域]
本发明涉及眼科医疗技术领域，具体是涉及一种带有前置放大器的视网膜电图和动眼电图的有源电极检测装置。
[背景技术]
视网膜电图(ERG)已有一百年历史，目前，在眼科临床上广泛使用，它是透过眼球表面来记录视网膜电位变化，从而对视网膜的健康状况作出监测、评估及诊断。此技术需要使用电极来记录ERG，正电极可使用角膜接触或非角膜接触电极放置于眼球表面或相应部位，参考电极及地电极可放置在相应的皮肤上，例如耳垂和前额，当给视网膜以光刺激时，正电极从角膜或相应部位记录到的视网膜总和电反应，这一系列视网膜电位变化的记录，即视网膜电图(ERG)。
在用光或其他视觉刺激装置刺激视网膜后，视网膜会产生一种潜在的电位，可以通过不同的眼睛电极的不同记录来感知，也可以通过眼角的参考电极来感知。视网膜的不同部分产生了在ERG中所见的各种波形，这使得临床医生能够诊断视网膜疾病。ERG是使用不同类型的光刺激产生的：全域闪光灯、图案刺激和多焦点刺激。
视网膜电图常用于对视网膜变性和遗传性疾病如眼底病变、原发性视网膜色素变性、先天性锥体细胞功能不全、先天性黑朦、各种原因的夜盲症、视网膜变性及糖尿病性视网膜病等疾病进行有效检测，对病人在早期的诊断当中具有相当重要的作用。
眼球电图(EOG)是一种通过放置两个电极在眼眶内侧和外侧来记录视网膜的站立电位的技术。在眼球运动中，两个电极之间的电位变化可以被记录下来。这是因为眼球产生的偶极子在眼球运动中改变了它的场势。EOG在临床上被用于诊断各种视网膜色素上皮病变。
ERG和EOG的电极都是可商用的，但大多数都是被动电极，不包含任何活跃的电子元件。众所周知，被动电极有低干扰电阻的问题。因此，在ERG和EOG记录中，来自环境的电磁噪声通常会干扰信号。50Hz的噪音是特别常见的，它被称为线路噪音，因为它是由电源电缆发出的。因此，ERG和EOG信号的质量受到了影响，从而降低了它们的诊断能力。大多数商用的ERG和EOG电极都有很长的传输电线，这非常方便，但却使电极更容易受到电磁噪的干扰。对于被动电极来说，在方便和记录质量之间一直存在取舍。也因为有源电极容易受到电磁噪的干扰。在分析上容易出现偏差而影响准确判断。
[发明内容]
本发明解决现有的技术使用不能有效的检测微弱信号、精确度和再现性差的问题。另一方面，本发明解决了电极重复使用容易感染的问题。
本发明的一种带有前置放大器的视网膜电图和动眼电图的有源电极检测装置采用了如下技术方案：
一种视网膜电图和动眼电图的有源电极检测装置，包括微型前置信号放大器、地电极、ERG电极、EOG电极和参考电极，所述地电极、ERG电极、EOG电极和参考电极与微型前置信号放大器相连接。
进一步地，所述参考电极设置在微型前置信号放大器一侧，所述ERG电极与EOG电极共用一个通用的参考电极，所述参考电极贴于人脸皮肤表面。
进一步地，所述微型前置信号放大器还包括一个信号放大电路，所述微型前置信号放大器上设有两个可调增益旋钮独立处理ERG电极和EOG电极信号，检测的信号在前置信号放大器改变之后通过两条独立信道连接处理单元。
进一步地，ERG电极有三个类型，分别是角膜接触型，结膜接触型及皮肤接触型。
进一步地，角膜接触型ERG电极的接触一端为镜面接触，结膜接触型ERG电极的接触一端为线式接触，皮肤接触型ERG电极的接触一端为黏贴式接触。
进一步地，微型前置信号放大器旁设置有LCD显示屏，用于读取测试数据。
进一步地，ERG电极、EOG电极、地电极和参考电极通过磁性部件可拆卸的与微型前置信号放大器相连。
进一步地，所述磁性部件连接部位镀金或镀氯化银。
进一步地，微型前置信号放大器还设有电池模块。
本发明提供的视网膜电图和动眼电图的有源电极检测装置，通过ERG电极与EOG电极共用一个参考电极，能够同时实现视网膜细胞功能检查和视网膜色素上皮与光感受器复合体功能检查，同时，通过前置放大器通过参考电极贴于人脸，尽可能靠近信号源，减少导线长度的方式，消除来自电缆导线的噪声，解决目前传统检测装置在使用过程中信号微弱、干扰多等问题，最重要的是能够检测到微弱的电信号，通过设置电池模块，放大了源的信号，使得有源电极对电子干扰更有抵抗力，LCD显示屏显示的测试数据能够直观的看出检测的条件符不符合正常范围，对于检测结果的准确度有极大的提升。
[附图说明]
图1为本发明视网膜电图和动眼电图的有源电极检测装置角膜接触型产品结构图；
图2为本发明ERG电极结膜接触型示意图；
图3为本发明ERG电极皮肤接触型示意图；
图4为本发明的角膜接触型佩戴示意图；
图5为本发明的结膜接触型佩戴示意图；
图6为本发明的皮肤接触型佩戴示意图；
图7为本发明视网膜电图和动眼电图的有源电极检测装置电路图；
图8为本发明的ERG电极与传统ERG电极在同一个检测时间内对比的ERG电图；
图9为本发明的ERG电极在同一个检测时间内多次检测得到的ERG电图重复度更好；
图10为本发明EOG电极的波形图。
其中，图中1为微型前置信号放大器，101、102为可调增益旋钮，2为参考电极，3为地电极，4为ERG电极，5为EOG电极，6、7为导线，8为LCD显示屏，9为磁性部件。
[具体实施方式]
为了使本发明实现的技术手段清晰明了，下面结合附图进一步阐述本发明。
如图1所示，本发明为一种视网膜电图和眼球电图的便携检测装置，包括微型前置信号放大器1、地电极3、ERG电极4、EOG电极5和参考电极2，所述地电极3、ERG电极4、EOG电极5和参考电极2与微型前置信号放大器1相连接，ERG是透过电极与角膜接触来记录视网膜内细胞的电位变化，EOG是透过电极与眼眶两侧皮肤位置的接触来记录眼球静息电位变化，ERG电极4和EOG电极5共同使用一个参考电极2。
ERG电极4可以设计成三种形式与眼球接触：第一种为角膜接触型ERG电极，第二种为结膜接触型ERG电极，第三种为皮肤接触型ERG电极。参考电极2直接设置在微型前置信号放大器1一侧，所述ERG电极4与EOG电极5共用一个参考电极2，所述参考电极2贴于人脸太阳穴，同时也将微型前置信号放大器1靠近人眼部的信号源。角膜接触型ERG电极的接触一端为镜面接触，如图1所示。结膜接触型ERG电极的接触一端为线式接触，如图2所示。皮肤接触型ERG电极的接触一端为黏贴式接触，如图3所示。
图4-6为以上三种不同的ERG电极设计的佩戴示意图。
微型前置信号放大器1还包括一个信号放大电路，所述微型前置信号放大器1上设有可调增益旋钮101和102分别用来改变ERG电极和EOG电极信号，检测的信号在前置信号放大器改变之后通过两条导线连接显示设备，其中一条导线6传输ERG电极信号，另一条导线7传输EOG电极信号，两条导线从前置信号放大器1出来后设有数据接头用于连接ERG或EOG设备，接头优选DIN 42802TP。
微型前置信号放大器1旁设置LCD显示屏8，用来实时读取测试数据，例如阻抗值。
显示设备包括手持式移动终端、笔记本电脑和台式电脑，所述显示设备内有相匹配的控制软件。
微型前置信号放大器1还设有与ERG电极4、EOG电极5、参考电极2、地电极3对应连接的磁性接头，所述ERG电极4通过导线一端设有磁性部件9与微型前置信号放大器1上的磁性接头相连，所述地电极2和EOG电极通过导线与微型前置信号放大器相连，所述导线为双绞线。
磁性部件和磁性接头表面有镀金或镀氯化银。
ERG电极4、EOG电极5、参考电极2、地电极3除了以上磁性连接以外，还可以通过导线直接连接微型前置信号放大器，也可以通过导线可拆卸连接到微型前置信号放大器1，地电极3通过磁性或卡扣或针式接头连接导线。
微型前置信号放大器带有电池模块。
以上为单眼检测，本发明亦可通过设置2个前置放大器同时对双眼检测，原理相同。
图7为本发明装置的电路设计原理图。
本发明的工作过程为：
a、选择合适的ERG电极和EOG电极，将ERG电极放置在人的角膜，结膜或皮肤上，取决于ERG电极种类，将EOG电极放在人脸的眼睑附近不同部位；
b、将地电极紧贴在额头中间，再将对应的磁性部件与磁性接头接到一起。
c、将ERG电极和EOG电极的信号导线和地电极的导线一同接到微型前置放大器上，同时，将微型前置放大器上的参考电极贴在人面部皮肤上，优选的为人脸的太阳穴位置。
d、微型前置信号放大器通过信号导线连接到一台ERG或EOG機器上；两条导线其中一条为ERG电极的信号线，另一条为EOG电极的信号线；
f、打开ERG或EOG检测装置，通过手持式移动终端或笔记本电脑或台式电脑上内置的APP或者软件，选择合适的闪光模式；
g、透过有源电极检测装置旁设置的LCD显示屏观察阻抗值是否在正常值范围内；
h、将刺激器对准患者眼部正面，选择合适距离，操作软件进行闪光刺激；
i、手持式移动终端或笔记本电脑或台式电脑上的软件会记录视网膜电图波形并显示出来。
j、参考电极、地电极、ERG电极、EOG电极都是一次性使用以防止感染。检测完毕后，这些电极都会被拆除及销毁，以备下一次更换新的电极进行检测，信号放大器可以重复利用。
本发明将ERG电极和EOG电极同时连接一个前置信号放大器，作为信号拾取电极共同对眼球的信号进行拾取，共同使用同一个参考电极，而地电极作为抗干扰电极，是为了减少电网共模的干扰电压对信号的影响连接电路，ERG是透过电极与角膜，结膜或皮肤接触来记录视网膜内细胞的电位变化，EOG是透过电极与眼眶周边特定位置的接触来记录眼球静息电位变化，两个信号是独立的，通过两个位置的信号互为参考，以帮助病症的分析和诊治，从医学角度看，ERG信号主要是视网膜细胞功能的检测，EOG是辅助参考信号针对于视网膜色素上皮与光感受器复合体的功能检测。
本发明的一种视网膜电图和动眼电图的有源电极检测装置在灵敏度和重复灵敏度上比以前的检测装置更优。图8为在同一个检测时间内，单次检测对比，改进后视网膜电图和动眼电图的有源电极检测装置比以前的检测视网膜电图的阀值更高，检测的灵敏度提高。图9为在同一个检测时间内，多次检测的电图的阀值重复度更好。同时，这种微型前置放大器的设计使EOG电极、参考电极、地电极以及信号放大器本身靠近信号源，连接线短，大大减少了外部信号干扰，双绞线抵消了二通道检测互相干扰，镀金的磁性接头方便了ERG电极、EOG电极的安装，镀金或镀氯化银的接头能够减少接触电阻，增加导电力，同时还能防锈。
与无源电极相比，该新型有源电极的设计能提高记录信号的准确性和可重复性。该设计的主要特点是传感器和放大器之间的短连接线。有了一条短的传输线路，大部分的外部噪音和干扰将被消除。该设计使信号具有较高的信噪比、较高的再现性、较高的共模抑制比和较低的刺激水平。电极可以制成一次性电极，防止感染，有益患者和医生，并符合医院感染控制标准。
以上所述仅为本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅限于上述实施方式，其中导线不采用双绞线，其它线也能够实现信号的传输，不采用磁性接头连接，直接导线连接也能够对信号进行检查，但其精准度不如以上实施例。
凡是属于本发明原理的技术方案均属于本发明的保护范围。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明的原理的前提下进行的若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种视网膜电图和动眼电图的有源电极检测装置，其特征在于，包括微型前置信号放大器、地电极、ERG电极、EOG电极和参考电极，所述地电极、ERG电极、EOG电极和参考电极与微型前置信号放大器相连接。
2.根据权利要求1所述的一种视网膜电图和动眼电图的有源电极检测装置，其特征在于，所述参考电极设置在微型前置信号放大器一侧，所述ERG电极与EOG电极共用一个通用的参考电极，所述参考电极贴于人脸皮肤表面。
3.根据权利要求1所述的一种视网膜电图和动眼电图的有源电极检测装置，其特征在于，所述微型前置信号放大器还包括一个信号放大电路，所述微型前置信号放大器上设有两个可调增益旋钮独立处理ERG电极和EOG电极信号，检测的信号在前置信号放大器改变之后通过两条独立信道连接处理单元。
4.根据权利要求1所述的一种视网膜电图和动眼电图的有源电极检测装置，其特征在于，ERG电极有三个类型，分别是角膜接触型，结膜接触型及皮肤接触型。
5.根据权利要求1所述的一种视网膜电图和动眼电图的有源电极检测装置，其特征在于，角膜接触型ERG电极的接触一端为镜面接触，结膜接触型ERG电极的接触一端为线式接触，皮肤接触型ERG电极的接触一端为黏贴式接触。
6.根据权利要求1所述的一种视网膜电图和动眼电图的有源电极检测装置，其特征在于，微型前置信号放大器旁设置有LCD显示屏，用于读取测试数据。
7.根据权利要求1所述的一种视网膜电图和动眼电图的有源电极检测装置，其特征在于，ERG电极、EOG电极、地电极和参考电极通过磁性部件可拆卸的与微型前置信号放大器相连。
8.根据权利要求7所述的一种视网膜电图和动眼电图的有源电极检测装置，其特征在于，所述磁性部件连接部位镀金或镀氯化银。
9.根据权利要求1所述的一种视网膜电图和动眼电图的有源电极检测装置，其特征在于，微型前置信号放大器还设有电池模块。
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