CN201798739U - 一种用于经颅磁刺激仪的抗干扰肌电采集装置 - Google Patents
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Abstract
一种用于经颅磁刺激仪的抗干扰肌电采集装置，主要构成为：一电极，通过数据线与一信号放大部分电路相连；该信号放大部分电路连接一信号采集系统。本实用新型提供的用于经颅磁刺激仪的抗干扰肌电采集装置具有非常好的抗干扰和抗高压能力，可以很好的满足医院的要求。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种肌电采集装置，具体地涉及一种用于经颅磁刺激仪的抗干扰肌电采集装置。
背景技术
肌电采集装置是经颅磁刺激(Transcranial Magnetic Stimulation，TMS)系统的重要组成部分。
经颅磁刺激(TMS)技术是一种利用脉冲磁场作用于中枢神经系统(主要是大脑)，改变皮层神经细胞的膜电位，使之产生感应电流，影响脑内代谢和神经电活动，从而引起一系列生理生化反应的磁刺激技术。
TES技术的原理是法拉第电磁感应定律，即一个随时间变化的磁场(B)可以感生出电场(E)，当可兴奋组织处于变化磁场中时，组织中产生电场和电流。具体为：TMS在一组高压大容量的电容上充电，用电子开关向磁刺激线圈放电，在0.2ms内流过数千安培的脉冲电流，瞬时功率达到几十兆，线圈产生的脉冲磁场峰值可达1-4T。磁场本身不兴奋神经组织，而是感应电流的作用。当产生的电流超过组织的兴奋阈值时，像电刺激一样，引起细胞膜局部去极化，引起组织兴奋或抑制，产生一系列生理生化反应。电刺激和磁刺激的原理基本相同，都是基于组织的可电兴奋性。
根据TMS刺激脉冲不同，可以将TMS分为三种刺激模式：单脉冲TMS(sTMS)、双脉冲TMS(pTMS)，以及重复性TMS(rTMS)。
单脉冲是指手动控制每次只能发出一个刺激脉冲，这里的每次是指按下发射按钮或开关一次。这类磁刺激器也就是常说的TMS，主要使用在神经通路的检测-运动诱发电位(Motion Evoked Potentiasl，MEP)。
pTMS需要一个刺激器在同一个刺激部位连续给予两个不同强度的刺激，或者在两个不同的部位应用两个刺激器(又称作double2coil TMS，dTMS)。
rTMS则需要特殊的设备在同一个刺激部位给出慢rTMS(1Hz或更慢)或快rTMS(5-25Hz)的刺激脉冲。
目前医院通常的治疗办法是：先根据病人的病症推断需要刺激病人头部的大致区域，通过单刺激和肌电采集装置的结合使用，检测病人的MEP，找到可以产生MEP的部位及最低的刺激强度，再进行阈上或阈下刺激(重复刺激)治疗。
因此，可以看出肌电采集装置在经颅磁刺激系统治疗中起到了非常关键的作用，而且由于经颅磁刺激系统的特殊性，需要肌电采集装置有着很高的抗干扰和抗高压性能力，目前市场上已有的经颅磁刺激仪，有的是仪器本身配置了肌电采集功能，但其抗干扰能力特别差，医生往往采集不到信号；有的则是需要结合市面上的肌电仪一起使用，不仅需要考虑兼容性，而且给医院增加了更多的采购成本。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种用于经颅磁刺激仪的抗干扰肌电采集装置，以克服公知技术中存在的缺陷。
为实现上述目的，本实用新型提供的肌电采集装置，包括六个电极，分别为两个活动电极、两个参考电极和两个地，主要构成为：
六个电极分成相同的两组，每组三个电极构成该抗干扰肌电采集装置的一个通道，六个电极通过数据线与一信号放大部分电路相连；
该信号放大部分电路连接一信号采集系统。
所述用于经颅磁刺激仪的抗干扰肌电采集装置，其中信号放大部分与信号采集系统之间有四条数据线相连，两条为双通道各自的信号线，一条为地线，一条为电源线。
所述用于经颅磁刺激仪的抗干扰肌电采集装置，其中信号放大部分结构为，由第一个运算放大器模块构成第一级差分输入单端输出的差分放大电路和第二个运算放大器模块构成的第二级增益控制电路；该第二级增益控制电路连接一个光隔离匹配器模块，该光隔离匹配器模块通过光耦隔离器模块后再连接一第三运算放大器模块，该第三运算放大器模块连接信号采集系统。
所述用于经颅磁刺激仪的抗干扰肌电采集装置，其中第一运算放大器模块和第二运算放大器模块型号为LF444；光隔离匹配器模块和第三运算放大器模块型号为OP07；光耦隔离器型号为TLP521模块。
所述用于经颅磁刺激仪的抗干扰肌电采集装置，其中光耦隔离器模块后通过一陷波器/低通滤波器再连接一第三运算放大器模块。
本实用新型提供的用于经颅磁刺激仪的抗干扰肌电采集装置具有非常好的抗干扰和抗高压能力，可以很好的满足医院的要求。
附图说明
图1为本实用新型的用于经颅磁刺激仪的抗干扰肌电采集装置电连接示意图。
图2为图1中信号放大部分的电连接示意图。
图3为本实用新型的用于经颅磁刺激仪的抗干扰肌电采集装置电原理图。
具体实施方式
请参阅图1，为本实用新型的用于经颅磁刺激仪的抗干扰肌电采集装置电连接示意图。
本实用新型的肌电采集装置主要由电极、信号放大部分(增益放大电路、增益控制电路、光耦隔离器、陷波器)及信号采集系统组成。该采集装置为双通道，每个通道有3个电极，分别为活动电极、参考电极和地，用于采集人体的肌电信号，使用方法为公知技术。电极通过数据线与信号放大部分电路相连。电极采集到的肌电信号经信号放大部分进行放大后，再通过信号采集系统进行采集，采集方式可为一些公知的信号采集方法/技术，本实用新型的信号放大部分与信号采集系统之间有4条数据线相连，2条为双通道各自的信号线，1条为地线，1条为电源线，4条数据线接到NI公司提供的接线盒上，接线盒再通过屏蔽式线缆与计算机PCI卡相连，PCI卡与上层labview软件通信，采集肌电信号。
由于肌电装置需要与人体直接接触，所以对电源的要求比较严格，本实新型在光耦隔离器TLP521之前的电路中的电源采用浮地电源Vf，光耦 之后的电路采用实地电源Vs，这样就能阻断外部干扰信号对微弱的肌电信号的干扰，提高整个电路的电磁兼容性。同时在电路中采用了TLP521光耦隔离器，将前端的肌电信号放大电路与后端的信号采集电路充分地进行光耦隔离，避免后端的高压信号对前端电路造成影响，提高装置的高压隔离度和抗高压能力。
请参阅图2和图3所示，本实施例的高增益信号放大电路中，采用了两个低功耗场效应输入的四运算放大器LF444和两个低噪声高精度运算放大器OP07。其中第一个LF444构成第一级差分输入单端输出的高输入阻抗的差分放大电路，差分出入电路能够提供很高的共模抑制比，有利于提高信号质量。
第二个LF444中的两个运放构成了该电路的第二级主要增益控制电路，在每个运放的输入端增加了拨段开关，通过拨段开关即可以调节电路的增益，也可以调节电路的时间参数和电路的通带范围。该电路的最大可调增益为60dB，可调通带范围为0-2KHz。
经过主要增益控制电路后，由OP07构成的一个光隔离匹配器和带零位调节的缓冲器，之后再经过光耦隔离器TLP521。
光耦隔离器出来的信号经过一个由3个1uF电容、2个536K和1个267K电阻构成的50Hz陷波器。该陷波器能够防止50HZ的工频干扰，同时还具有低通滤波器的效果。
最后由陷波器出来的信号再经OP07运算放大器放大，并输出给采集设备。
本实用新型采用的运算放大器LF444和OP07，以及光耦隔离器TLP521均为公知的模块。
Claims (5)
1.一种用于经颅磁刺激仪的抗干扰肌电采集装置，包括六个电极，分别为两个活动电极、两个参考电极和两个地，其特征在于，主要构成为：
六个电极分成相同的两组，每组三个电极构成该抗干扰肌电采集装置的一个通道，六个电极通过数据线与一信号放大部分电路相连；
该信号放大部分电路连接一信号采集系统。
2.根据权利要求1所述用于经颅磁刺激仪的抗干扰肌电采集装置，其特征在于，所述的信号放大部分与信号采集系统之间有四条数据线相连，两条为双通道各自的信号线，一条为地线，一条为电源线。
3.根据权利要求1所述用于经颅磁刺激仪的抗干扰肌电采集装置，其特征在于，所述的信号放大部分结构为，由第一个运算放大器模块构成第一级差分输入单端输出的差分放大电路和第二个运算放大器模块构成的信号增益控制电路；该信号增益控制电路通过一个光隔离匹配/缓冲器连接光耦隔离器后再连接一第三运算放大器模块，该第三运算放大器模块连接信号采集系统。
4.根据权利要求3所述用于经颅磁刺激仪的抗干扰肌电采集装置，其特征在于，所述第一运算放大器模块和第二运算放大器模块型号为LF444；光隔离匹配/缓冲器模块和第三运算放大器模块型号为OP07；光耦隔离器型号为TLP521模块。
5.根据权利要求1或3所述用于经颅磁刺激仪的抗干扰肌电采集装置，其特征在于，光耦隔离器模块后通过一陷波器/低通滤波器再连接一第三运算放大器模块。
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|---|---|---|---|---|
| CN103735263A (zh) * | 2013-11-18 | 2014-04-23 | 浙江大学 | 阵列式表面肌电图像采集器及采集方法 |
| CN108888266A (zh) * | 2018-05-28 | 2018-11-27 | 中国医学科学院生物医学工程研究所 | 降低tms电磁脉冲对大鼠运动诱发电位影响的工频滤除方法 |
| CN109288520A (zh) * | 2018-09-16 | 2019-02-01 | 华北理工大学 | 一种脊柱康复系统中的表面肌电检测装置 |
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2010
- 2010-07-26 CN CN2010202702773U patent/CN201798739U/zh not_active Expired - Lifetime
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Assignee: MINDTOUCH HIGH TECHNOLOGY CO., LTD. Assignor: Mind Touch High Technology Co., Ltd., Hong Kong Contract record no.: 2011990000962 Date of cancellation: 20130401 |
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Assignee: MINDTOUCH HIGH TECHNOLOGY CO., LTD. Assignor: Mind Touch High Technology Co., Ltd., Hong Kong Contract record no.: 2013990000152 Denomination of utility model: Anti-jamming myoelectricity acquisition device for transcranial magnetic stimulation instrument Granted publication date: 20110420 License type: Exclusive License Record date: 20130415 |
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Denomination of utility model: Anti-jamming myoelectricity acquisition device for transcranial magnetic stimulation instrument Effective date of registration: 20161107 Granted publication date: 20110420 Pledgee: Zhongguancun development group Limited by Share Ltd Pledgor: Mind Touch High Technology Co., Ltd., Hong Kong Registration number: 2016990000952 |
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