CN215651594U - 一种基于人体阻抗检测的神经监护装置 - Google Patents

Abstract

一种基于人体阻抗检测的神经监护装置，其特征是：它包括神经监护主机（1）、界面盒（2）、电源线（4）和监护电极（5），所述的神经监护主机（1）内设置有阻抗检测模块（1‑1）和RFID模块（1‑2）；所述的阻抗检测模块（1‑1）包括主控CPU模块（6）、数模转换模块（7）、第一模拟信号放大电路模块（8）、通道切换模块（9）、信号滤波模块（10）、第二模拟信号放大模块（11）、模数转换模块（12）。本实用新型通过测量监护电极阻抗值的大小来判断电极接触有效性，具有操作简单，精准可靠的优点。

Description

一种基于人体阻抗检测的神经监护装置

技术领域

本实用新型涉及一种医疗器械，尤其是一种手术过程中使用的神经监护装置，具体地说是一种基于人体阻抗检测的神经监护装置。

背景技术

在手术中，经常会使用神经监护装置来监测神经，为手术提供帮助，现有技术的神经监护系统，多为监护电极配合神经监护仪一起使用。监护电极通过与人体组织相连形成电极回路，当待测区域有肌电颤动时会产生肌电信号，此时监护电极采集到肌电信号并通过电极线传输至神经监护仪进行数据处理，然后记录肌电图并实时报警。帮助外科医师定位和识别外科手术区内处于危险之中的神经，从而在手术过程中保护神经不受损伤。监护电极是否有效接触到人体组织，比如在做面神经手术时，医生利用经验安装监护电极，将监护电极安装在相应的人体组织上。

现有技术存在以下缺点：1、现有技术在判断监护电极是否有效接触到人体组织时，通过医生经验或者肉眼观察的方法，存在较大误差，使用不便的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有的神经监护系统，在判断监护电极是否有效接触到人体组织时，通过医生经验或者肉眼观察的方法，存在较大误差，使用不便的问题，设计一种神经监护装置，通过检测监护电极与人体组织之间的阻抗值大小，判断监护电极是否有效接触到人体组织。

本实用新型的技术方案是：

一种基于人体阻抗检测的神经监护装置，其特征是：它包括神经监护主机1、界面盒2、电源线4和监护电极5，界面盒2上设有记录电极通道和刺激电极通道；所述的神经监护主机1内设置有阻抗检测模块1-1和RFID模块1-2，所述的监护电极5内包括RFID识别卡；所述的阻抗检测模块1-1包括主控CPU模块6、数模转换模块7、第一模拟信号放大电路模块8、通道切换模块9、信号滤波模块10、第二模拟信号放大模块11、模数转换模块12；人体组织13通过监护电极5与阻抗检测模块1-1连接；所述数模转换模块7与主控CPU模块6连接，将主控CPU模块6输出的正弦信号转换为模拟信号输入第一模拟信号放大电路模块8，再通过第一模拟信号放大电路模块8将信号放大为频率为150Hz- 200Hz，幅值为100μV~5mV的信号并输送至通道切换模块9，通道切换模块9通过数字电路来切换，将模拟信号输出到不同的监护电极通道中；监护电极5的输出与信号滤波模块10连接，信号滤波模块10与第二模拟信号放大模块11的输入连接，第二模拟信号放大模块11的输出与模数转换模块12连接，模数转换模块12将模拟信号转换成数字信号输出至主控CPU模块6并采用拟合算法转换成阻抗值输送至神经监护主机1以判断监护电极5是否有效接触到人体组织。

所述的信号滤波模块10为IIR数字带通滤波器，通带频率为80Hz~400Hz。

所述的主控CPU模块6将获取的输出信号采用拟合算法获得阻抗值。

所述的界面盒2的记录电极通道不小于1组。

所述的界面盒2的刺激电极通道不小于1组。

所述的抗干扰线3的电流互感器为夹钳结构。

本实用新型的基于人体阻抗检测的神经监护装置还包括抗干扰线3，当使用高频电刀时，抗干扰线将感应到的高频电流信号转化成电压信号传输到主机内的控制电路板中进行信号处理，当CPU检测到此电压信号值大于设定值时，开启静音处理，此时神经监护主机将处于静音状态，不受高频信号干扰，避免乱报警现象的发生。

所述的抗干扰线3的电流互感器为夹钳结构。

本实用新型的神经监护装置便用时还需要进行以下常规操作：

（1）获得阻抗值与正弦信号幅值拟合公式；

（2）根据拟合公式获得监护电极接触人体组织的阻抗值；

（3）根据获得的阻抗值判断监护电极是否有效接触到人体组织。

本实用新型的有益效果：

1、通过测量监护电极阻抗值的大小来判断电极接触有效性，装置操作简单，更加精准可靠。

2、肌电信号采集电路和阻抗检测电路共用同一个模数转换芯片和同一个CPU，精简了电路模块，降低了成本，是系统运行更加快速。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图。

图2为本实用新型监护系统的功能框图。

图3为本实用新型数模转换DAC模块电路原理图。

图4为本实用新型第一模拟信号放大电路模块电路原理图。

图5为本实用新型通道切换模块电路原理图。

图6为本实用新型第二模拟信号放大模块电路原理图。

图7为本实用新型模数转换ADC模块电路原理图。

图中：1为神经监护主机、1-1为阻抗检测模块、1-2为RFID模块、2为界面盒、3为抗干扰线、4为电源线、5为监护电极。

具体实施方式

下面结构附图和实施例对本实用新型作进一步的说明。

如图1-7所示。

一种基于人体阻抗检测的神经监护装置，它包括神经监护主机1、界面盒2、电源线4、抗干扰线3和监护电极5，界面盒2上设有记录电极通道和刺激电极通道，所述的神经监护主机1内设置有阻抗检测模块1-1和RFID模块1-2，所述的监护电极5内包括RFID识别卡，如图1所示；抗干扰线3只有在使用高频电刀时使用，其余情况下不予使用，抗干扰线将感应到的高频电流信号转化成电压信号传输到主机内的控制电路板中进行信号处理，当CPU检测到此电压信号值大于设定值时，开启静音处理，此时神经监护主机将处于静音状态，不受高频信号干扰，避免乱报警现象的发生，抗干扰线3的电流互感器通常采用夹钳结构。所述的阻抗检测模块1-1包括主控CPU模块6、数模转换模块7、第一模拟信号放大电路模块8、通道切换模块9、信号滤波模块10、第二模拟信号放大模块11、模数转换模块12，如图2所示；人体组织13通过监护电极5与阻抗检测模块1-1连接；所述数模转换模块7（如图3）与主控CPU模块6连接，将主控CPU模块6输出的正弦信号转换为模拟信号输入第一模拟信号放大电路模块8（如图4），再通过第一模拟信号放大电路模块8将信号放大为频率为150Hz- 200Hz，幅值为100μV~5mV的信号并输送至通道切换模块9（如图5），通道切换模块9通过数字电路来切换，将模拟信号输出到不同的监护电极通道中；监护电极5的输出与信号滤波模块10（如图6）连接，所述的信号滤波模块10为IIR数字带通滤波器，通带频率为80Hz~400Hz。信号滤波模块10与第二模拟信号放大模块11的输入连接，第二模拟信号放大模块11的输出与模数转换模块12（如图7）连接，模数转换模块12将模拟信号转换成数字信号输出至主控CPU模块6并采用拟合算法转换成阻抗值输送至神经监护主机1以判断监护电极5是否有效接触到人体组织。所述的主控CPU模块6将获取的输出信号采用拟合算法获得阻抗值。所述的界面盒2的记录电极通道不小于组。所述的界面盒2的刺激电极通道不小于1组。

本实用新型用于医疗领域，在手术中，手术者通常需要对手术患者进行神经监护，防止在手术中造成神经的损伤，具体工作原理和使用方法如下：

如图1。

首先连接系统电源，打开电源开关。此时监护主机1界面出现“识别附件”的提醒，打开监护电极5包装，取出耗材，将RFID卡片靠近监护主机左下方的RFID读卡区域，当主机识别到卡片信息后，主机进入工作界面。

连接界面盒2，抗干扰线3，安装好监护电极5后，可以进行神经监测。

开始监测时，使用神经探测针在待测区域扫描，当神经探测针触碰到神经时，神经刺激引起肌电信号，通过记录电极捕捉到肌电信号后，经界面盒2转到神经监护主机1内部电路处理，通过显示屏显示出来，并进行语音报警，辅助外科医师确认神经位置，从而进行神经保护。

当使用高频电刀时，抗干扰线3将感应到的高频电流信号转化成电压信号传输到主机内的控制电路板中进行信号处理，当CPU检测到此电压信号值大于设定值时，开启静音处理，此时神经监护主机将处于静音状态，不受高频信号干扰，避免了乱报警的现象发生。

当进行阻抗检测时，主控CPU模块输出正弦信号，通过数模转换模块该信号转换为模拟信号，再通过第一模拟信号放大电路模块将信号放大为频率为150Hz- 200Hz，幅值为100μV~5mV的信号。再通过通道切换模块将模拟信号输出到不同的监护电极通道中。

所述监护电极与信号滤波模块连接，信号滤波模块与第二模拟信号放大模块的输入连接，第二模拟信号放大模块的输出与模拟转换模块连接，模数转换模块的输出与主控CPU模块连接。

监护电极将得到的信号通过滤波电路滤波处理，再由第二模拟信号放大模块进行放大处理，第二模拟信号放大模块采用仪表放大电路结构，仪表放大器有着低噪声，高增益可控等优良特性，采用AD8221芯片组成的仪表放大器，对原始经过人体组织的电极差分信号进行放大，输出到模数转化电路中。模数转化电路主要采用ADC芯片，为了提高计算的有效精度，采用PCM1803，其采样精度是24bit，在全功率模式下最大支持19200SPS采样率，远大于最大通带频率400Hz，并且可以根据实际需要进行可编程增益放大，完全满足本系统要求。

最后再由主控CPU模块获得ADC采集放大后的信号，通过软件实现的IIR数字滤波器算法，将其它噪音信号过滤，留下纯净的200Hz正弦信号，再对正弦信号识别单个正弦波峰波谷最大差值，代入拟合之后的方程中，最终计算出电阻抗值，用来评判电极有效接触到人体组织，判断监护电极接触有效性。具体过程为：

（1）获得阻抗值与正弦信号幅值拟合公式；

（2）根据拟合公式获得监护电极接触人体组织的阻抗值；

（3）根据获得的阻抗值判断监护电极是否有效接触到人体组织。

本实用新型未涉及部分与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。

Claims (7)

1.一种基于人体阻抗检测的神经监护装置，其特征是：它包括神经监护主机（1）、界面盒（2）、电源线（4）和监护电极（5），界面盒（2）上设有记录电极通道和刺激电极通道；所述的神经监护主机（1）内设置有阻抗检测模块（1-1）和RFID模块（1-2），所述的监护电极（5）内包括RFID识别卡；所述的阻抗检测模块（1-1）包括主控CPU模块（6）、数模转换模块（7）、第一模拟信号放大电路模块（8）、通道切换模块（9）、信号滤波模块（10）、第二模拟信号放大模块（11）、模数转换模块（12）；人体组织通过监护电极（5）与阻抗检测模块（1-1）连接；所述数模转换模块（7）与主控CPU模块（6）连接，将主控CPU模块（6）输出的正弦信号转换为模拟信号输入第一模拟信号放大电路模块（8），再通过第一模拟信号放大电路模块（8）将信号放大为频率为150Hz- 200Hz，幅值为100μV~5mV的信号并输送至通道切换模块（9），通道切换模块（9）通过数字电路来切换，将模拟信号输出到不同的监护电极通道中；监护电极（5）的输出与信号滤波模块（10）连接，信号滤波模块（10）与第二模拟信号放大模块（11）的输入连接，第二模拟信号放大模块（11）的输出与模数转换模块（12）连接，模数转换模块（12）将模拟信号转换成数字信号输出至主控CPU模块（6）并采用拟合算法转换成阻抗值输送至神经监护主机（1）以判断监护电极（5）是否有效接触到人体组织（13）。

2.根据权利要求1所述的基于人体阻抗检测的神经监护装置，其特征是：所述的信号滤波模块（10）为IIR数字带通滤波器，通带频率为80Hz~400Hz。

3.根据权利要求1所述的基于人体阻抗检测的神经监护装置，其特征是：所述的主控CPU模块（6）将获取的输出信号采用拟合算法获得阻抗值。

4.根据权利要求1所述的基于人体阻抗检测的神经监护装置，其特征是：所述的界面盒（2）的记录电极通道不小于1组。

5.根据权利要求1所述的基于人体阻抗检测的神经监护装置，其特征是：所述的界面盒（2）的刺激电极通道不小于1组。

6.根据权利要求1所述的基于人体阻抗检测的神经监护装置，其特征是：它还包括抗干扰线（3），当使用高频电刀时，抗干扰线将感应到的高频电流信号转化成电压信号传输到主机内的控制电路板中进行信号处理，当CPU检测到此电压信号值大于设定值时，开启静音处理，此时神经监护主机将处于静音状态，不受高频信号干扰，避免乱报警现象的发生。

7.根据权利要求6所述的基于人体阻抗检测的神经监护装置，其特征是：所述的抗干扰线（3）的电流互感器为夹钳结构。

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