CN116616723A - 无线神经监护仪的刺激高压源电路及伪迹控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于医疗设备技术领域,公开了无线神经监护仪的刺激高压源电路及伪迹控制方法,包括自激振荡隔离升压电路、高压储能电路和刺激动作检测电路,所述高压储能电路连接自激振荡隔离升压电路,所述自激振荡隔离升压电路连接刺激动作检测电路,所述自激振荡隔离升压电路通过自激振荡产生交变磁场,通过变压器升压绕组感应出高压脉动电流;所述高压储能电路用于储存高压脉动电流的电能;所述刺激动作检测电路用于检测刺激电压电流大小。采用本发明的刺激高压源电路,具有成本低,功耗低,发热量少的优势。本发明的刺激伪迹消除方法,通过在数据帧里增加时间戳的方法,可靠的解决了刺激伪迹问题。
Description
技术领域
本发明属于医疗设备技术领域,尤其涉及无线神经监护仪的刺激高压源电路及伪迹控制方法。
背景技术
目前,许多手术中需要采用神经监护仪来保护神经,比如甲状腺在解剖上与喉返神经关系密切,所以甲状腺手术中较易损伤喉返神经等,采用神经监护可以有效的降低神经受损的可能性。神经监护的原理是以电极释放的电流刺激神经后引起其支配的肌肉产生收缩活动,采集电路采集神经控制的肌肉动作的电信号,用来判断人体神经控制系统的完好程度,防止术中损伤神经。以此活动作为阳性体征来识别、定位神经走行。如图1所示,无线神经监护仪主要由无线调理盒和无线显示终端组成,如图2所示,其中刺激单元主要分为三个部分:恒流隔离高压发生电路、恒流电流发生电路和刺激电压及电流监测电路。恒流电流发生电路一般采用运放恒流电路,恒流隔离高压发生电路产生的100V左右高压作为高压运放的偏置电压,主控通过刺激电流大小控制接口控制D/A输出占空比和幅度不同的脉冲控制电压,用以控制刺激间隔和刺激持续时间以及恒流刺激强度,实现人体一定接触阻抗范围内都可以提供需要的1~30mA刺激电流。如图3所示,刺激电压及刺激电流监测传统做法是刺激电压监测采用运放比例电路将恒流输出端电压变换成AD输入范围内的电压,电流监测采用刺激回路上串入精密采样电阻,通过AD采集采样电阻上放大后电压间接监测实际刺激电流。
现有的恒流隔离高压发生电路大多为直流隔离电源模块,神经监护仪的刺激单元传统工作模式是只要刺激功能打开,该恒流隔离高压发生电路就处于工作状态,只是完整的刺激电流回路断开。等到用户需要刺激,采用刺激探针触碰人体和术前植入的刺激地电极形成刺激电流完整回路时,刺激电流即可有效作用于人体。这种方法的好处是控制相对简单,缺点是刺激需要的恒流隔离高压发生电路一直处于工作状态,转换效率普遍不高,因此功耗和发热量也较大。对于有低功耗要求比如电池供电无线神经监护仪,就会大大降低监护仪的有效工作时间。且因为直流隔离电源模块关闭后再次启动需要较长的启动时间,也不能通过开关电路定时唤醒直流隔离电源模块来降低功耗。因此采用一种低功耗恒流隔离高压源电路能大大降低系统功耗,对于低功耗工作的神经监护仪具有重要意义。
发明内容
本发明目的在于提供无线神经监护仪的刺激高压源电路及伪迹控制方法,以解决上述的技术问题。
为解决上述技术问题,本发明的无线神经监护仪的刺激高压源电路及伪迹控制方法的具体技术方案如下:
无线神经监护仪的刺激高压源电路,包括自激振荡隔离升压电路、高压储能电路和刺激动作检测电路,所述高压储能电路连接自激振荡隔离升压电路,所述自激振荡隔离升压电路连接刺激动作检测电路,所述自激振荡隔离升压电路通过自激振荡产生交变磁场,通过变压器升压绕组感应出高压脉动电流;所述高压储能电路用于储存高压脉动电流的电能;所述刺激动作检测电路用于检测刺激电压电流大小。
进一步的,所述自激振荡隔离升压电路包括电阻R1、三极管Q1和微型变压器U1,所述微型变压器U1为三极管Q1提供触发信号,形成导通-截止-导通的振荡波形,振荡电流产生交变磁场,通过微型变压器U1升压绕组感应出高压脉动电流。
进一步的,所述微型变压器U1由一个环形小磁芯上面绕制三组线圈而成,包括第一线圈、第二线圈和第三线圈,所述第一线圈、第二线圈的匝数小于第三线圈的匝数,所述第一线圈的匝数N1和第二线圈的匝数N2相同,所述第一线圈的电压U1与第三线圈的匝数N3存在下列关系:U1/U3=N1/N3,其中U1是输入脉动电压,其最大值等于输入的直流电压,U3是输出脉动高压,其最大值等于需要的隔离高压源电压。
进一步的,所述第一线圈的端点1连接电阻R1的一端,所述电阻R1的另一端连接三极管Q1的基极;所述第一线圈的端点2连接第二线圈的端点3,所述第二线圈的端点4连接三极管Q1的集电极,所述三极管Q1的发射极接地。
进一步的,当微型变压器U1的感应线圈储能时,感应线圈上存在电流,所述微型变压器U1的感应线圈为三极管Q1提供触发信号,使得三极管Q1导通;当感应线圈储能完毕,在感应线圈上形成磁场,同时也产生一个感应电动势,所述电动势阻止电流在感应线圈上流过,三极管Q1截止,所述三极管Q1配合感应线圈形成导通-截止-导通的振荡波形,振荡电流产生交变磁场,通过微型变压器U1压绕组感应出高压脉动电流。
进一步的,所述高压储能电路包括二极管D1、储能电容C1、电容C4和电容C5,所述二极管D1用于确保高压脉动电流只能正向对电容充电,所述储能电容C1用于储能,所述电容C4、电容C5用于滤波提升电源品质,所述第三线圈的端点5连接二极管D1的正极,所述二极管D1的负极连接储能电容C1、电容C4、电容C5的一端以及隔离高压源的端口1,所述第三线圈的端点6连接储能电容C1、电容C4、电容C5的另一端、隔离高压源的端口2以及地线。
进一步的,所述储能电容C1的取值由后端刺激电流的最大值和最长持续时间来确定。
进一步的,所述刺激动作检测电路包括光耦隔离开关U2、双二极管D7、电阻R9、开关管Q6、电阻R10,所述第一线圈的端点2连接开关管Q6的漏极,所述开关管Q6的源极连接电池输入H1的正极以及电阻R9的一端,电池输入H1的负极接地,所述电阻R9的另一端连接光耦隔离开关U2的引脚6,所述开关管Q6的栅极连接电阻R10的一端以及双二极管D7的负极,所述电阻R10的另一端接地,所述双二极管D7的一个正极连接光耦隔离开关U2的引脚6,双二极管D7的另一个正极连接外部使能控制端口PWREN。
进一步的,所述无线神经监护仪的刺激高压源电路与恒流刺激电路连接,所述恒流刺激电路包括:刺激地电极U4、刺激探针U3、激动作开关SW1和人体等效电阻R2,所述刺激地电极U4连接光耦隔离开关U2的引脚2,所述刺激探针U3连接激动作开关SW1的一端,激动作开关SW1的另一端连接人体等效电阻R2的一端,所述人体等效电阻R2的另一端连接光耦隔离开关U2的引脚3,当刺激探针U3接触人体刺激时,电路上等效于刺激探针U3通过刺激动作开关SW1与人体等效电阻R2和刺激地电极U4连通,恒流刺激电路的刺激探针U3和刺激地电极U4形成电流回路,刺激电流流过使得光耦隔离开关U2导通,光耦隔离开关U2输出低电平信号PWRCTL经过双二极管D7控制开关管Q6导通,电池通过自激振荡隔离升压电路给储能电容C1充电,自动弥补上一次刺激释放的电量,通过调整电阻R1的大小调整储能电容C1的充电速度,确保充电速度大于放电速度即可,所述双二极管D7和电阻R10组成二极管与门电路,其中PWREN信号是外部使能控制信号,用于系统上电后第一次储能电容预充电,隔离直流高压源正常工作期间PWREN处于高电平状态,所述开关管Q6通断由PWRCTL控制。
本发明还公开了一种无线神经监护仪的伪迹控制方法,包括如下步骤:
步骤1:根据用户菜单设置启动数据采集,采集计数器和刺激通道号以及刺激持续时间变量清零,之后采集计数器开始按采样速率计数;
步骤2:当高压源电路中PWRCTL信号有效触发单片机中断信号后进入刺激中断服务程序,将刺激的时间点,即采集计数器的计数值,和对应的通道号存入通信帧相应位置;
步骤3:设置定时器溢出时间50~100us,每溢出一次检测刺激电流,若用户刺激探针仍旧处于刺激状态,刺激回路导通,则刺激采样电阻上的刺激电流不为零,刺激持续时间变量加1;若刺激电流为零,表示用户已经把刺激探针脱离人体,刺激结束,将刺激持续时间变量也写入通信帧对应的位置;
步骤4:采集单元按照预设的采样频率采集肌电数据,一个数据包每个通道采集50次数据,等数据包完成50次采集后,生成CRC校验码,将完整通信帧数据包发到外部显示主机;
步骤5:当外部显示主机只要接收到刺激持续时间变量不为零的通信帧,则根据通信帧里的时间戳信息决定该数据帧对应位置数据以及接下来持续时间对应的若干个数据,不做阀值判断,从而减少伪迹的影响。
本发明的无线神经监护仪的刺激高压源电路及伪迹控制方法具有以下优点:
采用本发明的刺激高压源电路,相比传统高压直流隔离电源模块的高压源,针对神经监护领域刺激是脉冲工作的特点,采取刺激某个脉冲消耗多少能量就用自激振荡隔离升压电路对高压储能电路补充多少能量的工作模式来间歇工作,具有成本低,功耗低,发热量少的优势。适用于神经监护仪低功耗工作,提高了神经监护仪的使用时长,而且便于根据需要定制不同需求的高压刺激隔离电源。
本发明的刺激伪迹消除方法,通过在数据帧里增加时间戳的方法,可靠的解决了刺激伪迹问题。
附图说明
图1为神经监护仪结构框图;
图2为恒流刺激单元结构框图;
图3为神经监护仪的恒流电流发生电路示意图;
图4为本发明的隔离直流高压源电路原理图;
图5为刺激伪迹示意图。
具体实施方式
为了更好地了解本发明的目的、结构及功能,下面结合附图,对本发明的无线神经监护仪的刺激高压源电路及伪迹控制方法做进一步详细的描述。
如图4所示,本发明的无线神经监护仪的刺激高压源电路包括:自激振荡隔离升压电路、高压储能电路和刺激动作检测电路。高压储能电路连接自激振荡隔离升压电路,自激振荡隔离升压电路连接刺激动作检测电路。自激振荡隔离升压电路通过自激振荡产生交变磁场,通过微型变压器U1升压绕组感应出高压脉动电流;高压储能电路用于储存高压脉动电流的电能;刺激动作检测电路用于检测刺激电压电流大小。
自激振荡隔离升压电路包括电阻R1、三极管Q1和微型变压器U1,微型变压器U1用于为三极管Q1提供触发信号。微型变压器U1由一个环形小磁芯上面绕制三组线圈而成,包括第一线圈、第二线圈和第三线圈,第一线圈、第二线圈的匝数小于第三线圈的匝数。微型变压器U1的第一线圈的匝数N1和第二线圈的匝数N2相同,第一线圈的电压U1与第三线圈的匝数N3存在下列关系:U1/U3=N1/N3,其中U1是输入脉动电压,其最大值等于输入的直流电压,U3是输出脉动高压,其最大值等于需要的隔离高压源电压。
第一线圈的端点1连接电阻R1的一端,电阻R1的另一端连接三极管Q1的基极;第一线圈的端点2连接第二线圈的端点3,第二线圈的端点4连接三极管Q1的集电极,三极管Q1的发射极接地。电阻R1的阻值为1k,三极管Q1的型号选用A42,该自激振荡隔离升压电路的工作原理为:当感应线圈储能时,感应线圈上存在电流,那么微型变压器U1的感应线圈就能为三极管Q1提供触发信号,使得三极管Q1导通。当感应线圈储能完毕,在感应线圈上形成磁场,同时也产生一个感应电动势。该电动势会阻止电流在感应线圈上流过。感应线圈上缺乏足够感应电流,无法维持三极管Q1导通,三极管Q1截止。因此三极管Q1配合电感形成导通-截止-导通的振荡波形,该振荡电流产生交变磁场,通过微型变压器U1升压绕组感应出高压脉动电流。
高压储能电路包括二极管D1、储能电容C1、电容C4和电容C5,第三线圈的端点5连接二极管D1的正极,二极管D1的负极连接储能电容C1、电容C4、电容C5的一端以及隔离高压源的端口1,第三线圈的端点6连接储能电容C1、电容C4、电容C5的另一端、隔离高压源的端口2以及地线。二极管D1选用1N4007,它的作用是确保高压脉动电流只能正向对电容充电,储能电容C1用于储能,电容C4、电容C5用于滤波提升电源品质,储能电容C1的取值由后端刺激电流的最大值和最长持续时间来确定。刺激电流最大30mA,持续时间1mS,因此Q=C﹡U=I﹡T, C=30﹡10-3A﹡1﹡10-3S/100V=0.3uF即可,出于降额设计考虑,这里选择47uF100V的电解电容作为储能电容。
刺激动作检测电路包括光耦隔离开关U2、双二极管D7、电阻R9、开关管Q6、电阻R10,双二极管D7选用BAT54C型号的双二极管,开关管Q6选用PMOS管SI2301, 光耦隔离开关U2选用高速光耦6N136。第一线圈的端点2连接开关管Q6的漏极,开关管Q6的源极连接电池输入H1的正极以及电阻R9的一端,电池输入H1的负极接地。电阻R9的另一端连接光耦隔离开关U2的引脚6,开关管Q6的栅极连接电阻R10的一端以及双二极管D7的负极,电阻R10的另一端接地,双二极管D7的一个正极连接光耦隔离开关U2的引脚6,双二极管D7的另一个正极连接外部使能控制端口PWREN。
无线神经监护仪的刺激高压源电路与恒流刺激电路连接,恒流刺激电路包括:刺激地电极U4、刺激探针U3、激动作开关SW1和人体等效电阻R2,刺激地电极U4连接光耦隔离开关U2的引脚2,刺激探针U3连接激动作开关SW1的一端,激动作开关SW1的另一端连接人体等效电阻R2的一端,人体等效电阻R2的另一端连接光耦隔离开关U2的引脚3。
当刺激探针U3接触人体刺激时,电路上等效于刺激探针U3通过刺激动作开关SW1与人体等效电阻R2和刺激地电极U4连通,恒流刺激电路的刺激探针U3和刺激地电极U4形成电流回路,刺激电流流过使得光耦隔离开关U2导通,光耦隔离开关U2输出低电平信号PWRCTL经过双二极管D7控制开关管Q6导通,电池通过自激振荡隔离升压电路给储能电容C1充电,自动弥补上一次刺激释放的电量。可以通过调整电阻R1的大小调整储能电容C1的充电速度,确保充电速度略大于放电速度即可。双二极管D7和电阻R10组成二极管与门电路,其中PWREN信号是外部使能控制信号,用于系统上电后第一次储能电容预充电,隔离直流高压源正常工作期间PWREN处于高电平状态,开关管Q6通断由PWRCTL控制。
刺激伪迹是刺激电流经组织器官或机体内外的电解质溶液扩散到记录电极下而被引导、放大的电信号。 伪迹几乎与刺激信号同时出现,伪迹可以作为刺激的标志,用来观察潜伏期的长短。 刺激伪迹的起点到动作电位的起点显示了离子通道从接受刺激到开始开放的时间。
刺激伪迹和刺激几乎是同时发生的。如图5所示,图中虚线处为刺激伪迹时间点,后面的波形才是真正的刺激波形。如果没有采取措施,有可能会把刺激伪迹当成正常的刺激,也有可能将正常的刺激规避掉,从而会带给病人健康的风险。
对于无线监护仪来说,无线调理盒和显示主机通过无线通信连接,本身显示数据和实际收到无线调理盒发送的采集数据之间存在一定的延迟,并且采集数据还需要进行数字滤波后才能显示。因此显示终端并不清楚伪迹何时发生。常见的做法要么是忽略掉过大的采集信号,认为只可能是伪迹才会有这么大的响应,要么是采用固定延迟做法,一旦刺激时就设置定时器定时固定间隔等待,这段时间认为是伪迹信号,不进行数据采集,只有固定间隔完成后才进入正常的采集状态。这些实现方法比较简单,但是由于操作者的每次刺激动作持续时间都不一样,因此伪迹持续时间也是不一定的。其次某些情况下比如其他接入设备或相邻刺激通道的干扰,也会导致伪迹信号被误判断为正常肌电响应信号或者真实的肌电响应信号被遗漏掉。
本发明采用的方法是无线调理盒和显示主机之间通信帧协议包含时间戳标记、通道号、刺激持续时间变量信息,每一帧包含每一通道50次采样数据。当采集功能开始后,采集计数器按设定的采样频率进行计数,同时采集电路采集数据,采满一帧数据后采集计数清零重新开始计数。当捕捉到某一刺激通道用户有需要的刺激动作,此时将刺激的时间点(采集计数器的计数值)作为时间戳标记,并且将时间戳数值和通道号以及刺激持续时间变量填入通信帧数据队列里发送给无线显示终端。显示主机收到这些信息后即可判断刺激发生在本通信帧数据的具体时间位置以及持续时间。因而可以在显示刺激伪迹的波形同时,在屏幕上进行标记,并且过滤掉该伪迹对应的伪肌电响应事件。具体实施步骤如下:
步骤1:根据用户菜单设置启动数据采集,采集计数器和刺激通道号以及刺激持续时间变量清零,之后采集计数器开始按采样速率计数。
步骤2:高压源电路中PWRCTL信号有效,表明用户有刺激动作,单片机检测到这个中断管脚对应的中断触发信号后进入刺激中断服务程序,将刺激的时间点(采集计数器的计数值)和对应的通道号存入通信帧相应位置。
步骤3:设置定时器溢出时间50~100us,每溢出一次检测刺激电流,如果用户刺激探针仍旧处于刺激状态,刺激回路导通,则刺激采样电阻上的刺激电流不为零,刺激持续时间变量加1。若刺激电流为零,表示用户已经把刺激探针脱离人体,刺激结束,将刺激持续时间变量也写入通信帧对应的位置。
步骤4:采集单元按照预设的采样频率采集肌电数据。一个数据包每个通道采集50次数据。等数据包完成50次采集后,生成CRC校验码,将完整通信帧数据包发到外部显示主机。
步骤5:当外部显示主机只要接收到刺激持续时间变量不为零的通信帧,则根据通信帧里的时间戳信息决定该数据帧对应位置数据以及接下来持续时间对应的若干个数据,不做阀值判断,从而减少伪迹的影响。
可以理解,本发明是通过一些实施例进行描述的,本领域技术人员知悉的,在不脱离本发明的精神和范围的情况下,可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。另外,在本发明的教导下,可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本发明的精神和范围。因此,本发明不受此处所公开的具体实施例的限制,所有落入本申请的权利要求范围内的实施例都属于本发明所保护的范围内。
Claims (10)
1.无线神经监护仪的刺激高压源电路,其特征在于,包括自激振荡隔离升压电路、高压储能电路和刺激动作检测电路,所述高压储能电路连接自激振荡隔离升压电路,所述自激振荡隔离升压电路连接刺激动作检测电路,所述自激振荡隔离升压电路通过自激振荡产生交变磁场,通过变压器升压绕组感应出高压脉动电流;所述高压储能电路用于储存高压脉动电流的电能;所述刺激动作检测电路用于检测刺激电压电流大小。
2.根据权利要求1所述的无线神经监护仪的刺激高压源电路,其特征在于,所述自激振荡隔离升压电路包括电阻R1、三极管Q1和微型变压器U1,所述微型变压器U1为三极管Q1提供触发信号,形成导通-截止-导通的振荡波形,振荡电流产生交变磁场,通过微型变压器U1升压绕组感应出高压脉动电流。
3.根据权利要求2所述的无线神经监护仪的刺激高压源电路,其特征在于,所述微型变压器U1由一个环形小磁芯上面绕制三组线圈而成,包括第一线圈、第二线圈和第三线圈,所述第一线圈、第二线圈的匝数小于第三线圈的匝数,所述第一线圈的匝数N1和第二线圈的匝数N2相同,所述第一线圈的电压U1与第三线圈的匝数N3存在下列关系:U1/U3=N1/N3,其中U1是输入脉动电压,其最大值等于输入的直流电压,U3是输出脉动高压,其最大值等于需要的隔离高压源电压。
4.根据权利要求3所述的无线神经监护仪的刺激高压源电路,其特征在于,所述第一线圈的端点1连接电阻R1的一端,所述电阻R1的另一端连接三极管Q1的基极;所述第一线圈的端点2连接第二线圈的端点3,所述第二线圈的端点4连接三极管Q1的集电极,所述三极管Q1的发射极接地。
5.根据权利要求3所述的无线神经监护仪的刺激高压源电路,其特征在于,当微型变压器U1的感应线圈储能时,感应线圈上存在电流,所述微型变压器U1的感应线圈为三极管Q1提供触发信号,使得三极管Q1导通;当感应线圈储能完毕,在感应线圈上形成磁场,同时也产生一个感应电动势,所述电动势阻止电流在感应线圈上流过,三极管Q1截止,所述三极管Q1配合感应线圈形成导通-截止-导通的振荡波形,振荡电流产生交变磁场,通过微型变压器U1压绕组感应出高压脉动电流。
6.根据权利要求4所述的无线神经监护仪的刺激高压源电路,其特征在于,所述高压储能电路包括二极管D1、储能电容C1、电容C4和电容C5,所述二极管D1用于确保高压脉动电流只能正向对电容充电,所述储能电容C1用于储能,所述电容C4、电容C5用于滤波提升电源品质,所述第三线圈的端点5连接二极管D1的正极,所述二极管D1的负极连接储能电容C1、电容C4、电容C5的一端以及隔离高压源的端口1,所述第三线圈的端点6连接储能电容C1、电容C4、电容C5的另一端、隔离高压源的端口2以及地线。
7.根据权利要求6所述的无线神经监护仪的刺激高压源电路,其特征在于,所述储能电容C1的取值由后端刺激电流的最大值和最长持续时间来确定。
8.根据权利要求6所述的无线神经监护仪的刺激高压源电路,其特征在于,所述刺激动作检测电路包括光耦隔离开关U2、双二极管D7、电阻R9、开关管Q6、电阻R10,所述第一线圈的端点2连接开关管Q6的漏极,所述开关管Q6的源极连接电池输入H1的正极以及电阻R9的一端,电池输入H1的负极接地,所述电阻R9的另一端连接光耦隔离开关U2的引脚6,所述开关管Q6的栅极连接电阻R10的一端以及双二极管D7的负极,所述电阻R10的另一端接地,所述双二极管D7的一个正极连接光耦隔离开关U2的引脚6,双二极管D7的另一个正极连接外部使能控制端口PWREN。
9.根据权利要求8所述的无线神经监护仪的刺激高压源电路,其特征在于,所述无线神经监护仪的刺激高压源电路与恒流刺激电路连接,所述恒流刺激电路包括:刺激地电极U4、刺激探针U3、激动作开关SW1和人体等效电阻R2,所述刺激地电极U4连接光耦隔离开关U2的引脚2,所述刺激探针U3连接激动作开关SW1的一端,激动作开关SW1的另一端连接人体等效电阻R2的一端,所述人体等效电阻R2的另一端连接光耦隔离开关U2的引脚3,当刺激探针U3接触人体刺激时,电路上等效于刺激探针U3通过刺激动作开关SW1与人体等效电阻R2和刺激地电极U4连通,恒流刺激电路的刺激探针U3和刺激地电极U4形成电流回路,刺激电流流过使得光耦隔离开关U2导通,光耦隔离开关U2输出低电平信号PWRCTL经过双二极管D7控制开关管Q6导通,电池通过自激振荡隔离升压电路给储能电容C1充电,自动弥补上一次刺激释放的电量,通过调整电阻R1的大小调整储能电容C1的充电速度,确保充电速度大于放电速度即可,所述双二极管D7和电阻R10组成二极管与门电路,其中PWREN信号是外部使能控制信号,用于系统上电后第一次储能电容预充电,隔离直流高压源正常工作期间PWREN处于高电平状态,所述开关管Q6通断由PWRCTL控制。
10.一种无线神经监护仪的伪迹控制方法,其特征在于,包括如下步骤:
步骤1:根据用户菜单设置启动数据采集,采集计数器和刺激通道号以及刺激持续时间变量清零,之后采集计数器开始按采样速率计数;
步骤2:当高压源电路中PWRCTL信号有效触发单片机中断信号后进入刺激中断服务程序,将刺激的时间点,即采集计数器的计数值,和对应的通道号存入通信帧相应位置;
步骤3:设置定时器溢出时间50~100us,每溢出一次检测刺激电流,若用户刺激探针仍旧处于刺激状态,刺激回路导通,则刺激采样电阻上的刺激电流不为零,刺激持续时间变量加1;若刺激电流为零,表示用户已经把刺激探针脱离人体,刺激结束,将刺激持续时间变量也写入通信帧对应的位置;
步骤4:采集单元按照预设的采样频率采集肌电数据,一个数据包每个通道采集50次数据,等数据包完成50次采集后,生成CRC校验码,将完整通信帧数据包发到外部显示主机;
步骤5:当外部显示主机只要接收到刺激持续时间变量不为零的通信帧,则根据通信帧里的时间戳信息决定该数据帧对应位置数据以及接下来持续时间对应的若干个数据,不做阀值判断,从而减少伪迹的影响。
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Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN2182804Y (zh) * | 1993-04-22 | 1994-11-16 | 张湘民 | 电子活性水发生器 |
US20030088185A1 (en) * | 2001-11-06 | 2003-05-08 | Prass Richard L. | Intraoperative neurophysiological monitoring system |
US20130231724A1 (en) * | 2011-06-28 | 2013-09-05 | Zengguang Hou | System of functional electrical stimulation |
CN103893914A (zh) * | 2014-03-05 | 2014-07-02 | 复旦大学 | 程控多通道电生理刺激器 |
CN206349945U (zh) * | 2017-01-05 | 2017-07-21 | 江门市库睿电气科技有限公司 | 微电流高压放电电路 |
CN107666855A (zh) * | 2015-04-03 | 2018-02-06 | 美敦力施美德公司 | 用于经由双极刺激探针对患者的神经组织进行全方位双极刺激的系统与方法 |
CN112675430A (zh) * | 2021-02-03 | 2021-04-20 | 杭州睿笛生物科技有限公司 | 一种闭环控制的正中神经刺激器及其使用方法 |
-
2023
- 2023-07-24 CN CN202310909497.8A patent/CN116616723B/zh active Active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN2182804Y (zh) * | 1993-04-22 | 1994-11-16 | 张湘民 | 电子活性水发生器 |
US20030088185A1 (en) * | 2001-11-06 | 2003-05-08 | Prass Richard L. | Intraoperative neurophysiological monitoring system |
US20130231724A1 (en) * | 2011-06-28 | 2013-09-05 | Zengguang Hou | System of functional electrical stimulation |
CN103893914A (zh) * | 2014-03-05 | 2014-07-02 | 复旦大学 | 程控多通道电生理刺激器 |
CN107666855A (zh) * | 2015-04-03 | 2018-02-06 | 美敦力施美德公司 | 用于经由双极刺激探针对患者的神经组织进行全方位双极刺激的系统与方法 |
CN206349945U (zh) * | 2017-01-05 | 2017-07-21 | 江门市库睿电气科技有限公司 | 微电流高压放电电路 |
CN112675430A (zh) * | 2021-02-03 | 2021-04-20 | 杭州睿笛生物科技有限公司 | 一种闭环控制的正中神经刺激器及其使用方法 |
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