KR100379571B1 - Detecting device of brain signal using the digital brain wave and displaying method thereof - Google Patents

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Abstract

발명은 뇌기능 감시 시스템에 관한 것으로, 다수의 의료장비 구동으로부터 간섭되는 잡음을 제거하여, 무의식 상태 환자의 뇌혈류량에 대한 정확한 모니터링이 실시간으로 지원되도록 한 디지털 뇌파를 이용한 뇌혈류 감시장치 및 이 뇌혈류 감시장치에 있어 디지털 뇌파의 디스플레이 방법이 개시된다.The present invention relates to a brain function monitoring system, and the brain blood flow monitoring device using a digital brain wave to remove the noise interference from the operation of a plurality of medical equipment, so that accurate monitoring of the brain blood flow of the unconscious state patient in real time and the brain Disclosed is a method for displaying digital brain waves in a blood flow monitoring apparatus.

이를 위한 본 발명은 뇌허혈 현상을 감시하기 위하여 단일 채널 뇌파 쌍극 증폭기를 다중 채널로 확장하여 전기응고기(ESU) 또는 수술용 전자장비에서 발생하는 잡음을 효과적으로 제거하고, 뇌파신호를 1000배 증폭하기 위한 전치증폭부; 상기 전치증폭부를 통과한 잡음을 소정 레벨이상의 파워 증폭 및 잡음제거를 수행하고, 가변 주파수 대역의 필터로 구성되어 원하는 주파수 대역을 얻기 위한 주증폭부; 및 상기 전치증폭부와 주증폭부에서 증폭된 신호를 컴퓨터에서 디지털로 읽어들여 다양한 임상적 뇌파 파라미터를 추출하여 디스플레이하기 위한 제어부로 이루어져, 뇌파신호를 다양하게 분석함에 따라 환자 상태의 비교 및 기록이 용이하여, 수술환자의 모니터링시 환자 관찰이 종합적으로 이루어질 수 있는 효과를 얻는다.In order to monitor the brain ischemia, the present invention extends a single-channel EEG dipole amplifier to multiple channels to effectively remove noise generated from electromyostasis (ESU) or surgical electronic equipment, and to amplify the EEG signal 1000 times. Preamplifier; A main amplifier for performing power amplification and noise removal of a predetermined level or more on the noise passing through the preamplifier, and comprising a filter having a variable frequency band to obtain a desired frequency band; And a control unit for digitally reading the signals amplified by the preamplifier and the main amplification unit from a computer, and extracting and displaying various clinical brain wave parameters. It is easy to obtain an effect that can be comprehensively observed the patient when monitoring the surgical patient.

Description

디지털 뇌파를 이용한 뇌기능 감시장치 및 이 뇌기능 감시장치에 있어 디지털 뇌파의 디스플레이 방법{DETECTING DEVICE OF BRAIN SIGNAL USING THE DIGITAL BRAIN WAVE AND DISPLAYING METHOD THEREOF}TECHNICAL DEVICE OF BRAIN SIGNAL USING THE DIGITAL BRAIN WAVE AND DISPLAYING METHOD THEREOF}

본 발명은 뇌기능 감시 시스템에 관한 것으로, 보다 상세히는 무의식 상태 환자의 뇌혈류량에 대한 정확한 모니터링이 실시간으로 지원되도록 뇌허혈을 감지하기 위한 디지털 뇌파를 이용한 뇌기능 감시장치 및 이 뇌기능 감시장치에 있어 디지털 뇌파의 디스플레이 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a brain function monitoring system, and more particularly to a brain function monitoring device using a digital brain wave for detecting cerebral ischemia so that accurate monitoring of the cerebral blood flow of an unconscious state patient is supported in real time. A display method of digital brain waves.

일반적으로 뇌졸중(Cerebral stroke)은 급사증후군의 가장 큰 원인으로 이를 조기 예방하기 위해 많은 기술이 개발되어 있다. 일예로 CT, MRI, Xenon isotope를 이용하는 SPECT 또는 아날로그 EEG(Electroencephalogram), EP등이 그것이며, 상기 시스템의 대부분은 검사당시의 뇌혈류 상태만을 보여주기 때문에, 훈련된 뇌파 전문의에 의해서만 결과의 판독이 가능하다. 따라서 환자의 관찰기간 동안에는 뇌파 전문의가 상주해야하는 번거로움이 야기되고 있다.In general, cerebral stroke is the leading cause of sudden death syndrome, and many techniques have been developed to prevent it early. Examples are CT, MRI, SPECT using analogue Xenon isotope or analog EEG (Electroencephalogram), EP, etc. Most of the systems show only the brain blood flow status at the time of examination, so the reading of the results is only possible by trained EEG specialists. It is possible. Therefore, the hassle of having an EEG specialist should be resident during the observation period of the patient.

한편, 근래에 접어들어 상기 아날로그 EEG를 디지털 변환하여 FFT(Fast Fourier Transform)를 적용한 CSA(Compressed Spectral Array)가 개발되어, 뇌파 전문의가 아니더라도 손쉽게 뇌혈류의 변화 상태를 관찰할 수 있게 되었으며, 이로부터 혼수상태(coma), 저혈압 등의 임상적인 응용연구가 시작되었다.On the other hand, in recent years, the CSA (Compressed Spectral Array) applying the FFT (Fast Fourier Transform) by digitally converting the analog EEG has been developed, and it is possible to easily observe the change state of the brain blood flow even without an EEG specialist. Clinical applications such as coma and hypotension have begun.

또한 최근 디지털 EEG를 다양하게 신호처리하여 뇌파 관련 파라미터를 추출하는 연구가 선보이고 있으며, 또한 많은 채널에서 원신호 및 스펙트럼을 이용하거나 타퍼그래픽(topographic) 디스플레이 기법을 이용하여 뇌파를 분석하는 방법도 발표되었다.Recently, researches on extracting EEG-related parameters by various signal processing of digital EEG have been introduced. Also, a method of analyzing EEG using raw signals and spectrums or using a topographic display technique has been presented in many channels. .

특히 수술도중에 이와 같은 뇌파분석을 통해 뇌허혈 현상의 검출이 이루어지는데, 수술상의 출혈을 막기 위해 일반적으로 전기응고기와 같은 의료기기를 사용한다. 상기한 전기응고기를 사용할 경우에는 환자의 몸을 경로로 하여 뇌파 증폭기로 전기응고기의 고주파 전류가 유입되고, 인체가 하나의 안테나 역할을 함에 따라 상기 전기응고기로부터 발생된 고주파 신호로부터 간섭이 발생된다.In particular, cerebral ischemia is detected through such EEG analysis during surgery. In order to prevent surgical bleeding, medical devices such as electric meat are generally used. When the electric meat is used, the high frequency current of the electric meat is introduced into the EEG amplifier by the path of the patient's body, and as the human body acts as an antenna, interference is generated from the high frequency signal generated from the electric meat. do.

따라서, 전기응고기와 같은 의료기기로부터 발생된 고주파 신호의 간섭은 뇌파 감시에 대단한 악영향을 야기시키고 있기 때문에, 뇌파 감시의 효율성을 극히 저하시키는 문제점이 발생하였다. 그리하여 상기와 같은 다수의 뇌파 감시장치는 뇌파 데이터의 수집 및 분석만을 가능케 하는 시스템이거나, 2채널 EEG를 이용하더라도 뇌파의 각 주파수 밴드별 활동을 분석하지만 실시간 처리가 되지 않는 시스템에 불과함에 따라, 결국 뇌파의 감시는 숙련된 의료진에 의해서만 경험적으로 이루어질 수 밖에 없게 된다. 이는 환자에 대한 상태 정보에 객관성이 저하되는 문제를 야기시키고 있으며, 또한 상기한 시스템에서 검출되는 순수 EEG는 실시간으로 표현되나 스펙트럼 분석은 실시간으로 지원되지 않을 뿐만 아니라, 상기와 같은 장비는 수술실이나 환자 모니터링시 뇌허혈 검출을 위해 이용되기에는 지나치게 채널수가 많아, 복잡한 구조로서 고가의 시스템이기 때문에, 의료 장비의 대중화를 이루지 못하고 있다.Therefore, since the interference of the high frequency signal generated from the medical equipment such as electric meats causes a great adverse effect on the EEG monitoring, there is a problem that the efficiency of EEG monitoring is extremely reduced. Therefore, such a large number of EEG monitoring system is a system that enables only the collection and analysis of EEG data, or even using a two-channel EEG is a system that analyzes the activity of each frequency band of EEG but is not a real-time processing, eventually EEG monitoring can only be done empirically by skilled medical staff. This causes a problem of objectivity deterioration in the patient's status information, and the pure EEG detected in the above system is expressed in real time, but spectrum analysis is not supported in real time. The number of channels is too large to be used for the monitoring of cerebral ischemia during monitoring, and because it is an expensive system as a complicated structure, the medical equipment has not been popularized.

본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 외과적인 수술을 시행시 사용되는 전기의료기기로부터 발생된 고주파가 뇌파신호 증폭에 간섭을 주지 않도록 뇌파신호 증폭회로를 제공함과 동시에, 상기 증폭된 뇌파신호를 소프트웨어적으로 처리하여 환자의 뇌기능 감시가 효과적으로 이루어질 수 있도록 함에 따라, 무의식 상태 환자의 뇌혈류량의 변화 및 뇌기능 감시에 대한 모니터링이 실시간으로 지원되도록 하여, 뇌졸중의 조기 진단 및 치료가 가능하도록 한 디지털 뇌파를 이용한 뇌기능 감시장치 및 이 뇌기능 감시장치에 있어 디지털 뇌파의 디스플레이 방법을 제공함에 있다.The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide an EEG signal amplification circuit so that high frequency generated from an electrical medical device used in performing a surgical operation does not interfere with EEG signal amplification. At the same time, the amplified EEG signals are processed by software so that the brain function monitoring of the patient can be effectively performed, so that monitoring of changes in the brain blood flow and brain function monitoring of the unconscious patient can be supported in real time. The present invention provides a brain function monitoring device using a digital brain wave that enables early diagnosis and treatment, and a display method of digital brain waves in the brain function monitoring device.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 1 관점에 따른 디지털 뇌파를 이용한 뇌기능 감시장치는, 뇌허혈 현상을 감시하기 위하여 단일 채널 뇌파 쌍극 증폭기를 다중 채널로 확장하여 전기응고기(ESU) 또는 수술용 전자장비에서 발생하는 잡음을 효과적으로 제거하고, 뇌파신호를 1000배 증폭하기 위한 전치증폭부; 상기 전치증폭부를 통과한 잡음을 소정 레벨이상의 파워 증폭 및 잡음제거를 수행하고, 가변 주파수 대역의 필터로 구성되어 원하는 주파수 대역을 얻기 위한 주증폭부; 및 상기 전치증폭부와 주증폭부에서 증폭된 신호를 컴퓨터에서 디지털로 읽어들여 다양한 임상적 뇌파 파라미터를 추출하여 디스플레이하기 위한 제어부로 이루어진 것을 특징으로 한다.The brain function monitoring apparatus using a digital brain wave according to the first aspect of the present invention for achieving the above object, by extending the single-channel brain wave dipole amplifier to multiple channels in order to monitor the cerebral ischemia phenomenon, the electromechanical (ESU) or surgery A preamplifier for effectively removing noise generated by electronic equipment and amplifying the EEG signal 1000 times; A main amplifier for performing power amplification and noise removal of a predetermined level or more on the noise passing through the preamplifier, and comprising a filter having a variable frequency band to obtain a desired frequency band; And a control unit for digitally reading out the signals amplified by the preamplifier and the main amplifier from a computer, and extracting and displaying various clinical EEG parameters.

구체적으로, 상기 전치증폭부는 전기응고기의 인위잡음을 제거하기 위한 필터 및 고임피던스를 갖기 위한 버퍼; 상기 전기응고기로부터 발생하는 고주파에서도 공통모드 제거비를 갖도록 하기 위한 차동증폭기; 직류 옵셋을 제거하기 위한 저주파 차단 필터; 고주파 잡음을 제거하기 위한 고주파 차단 필터; 상기 고주파 차단필터를 통한 뇌파 측정용 주파수를 소정 이득으로 증폭시키기 위한 증폭기; 및 상기 증폭기의 증폭신호를 주증폭부로 전송함에 있어 상기 전치증폭부 및 주증폭기의 전원선과 접지간에 포함된 고주파 디지털 스위칭 잡음을 제거하기 위한 분리증폭기로 이루어지며,Specifically, the preamplifier includes a filter for removing the artificial noise of the electric meat and a buffer having a high impedance; A differential amplifier to have a common mode rejection ratio even at a high frequency generated from the electric meat; A low frequency cut filter for removing direct current offset; A high frequency cut filter for removing high frequency noise; An amplifier for amplifying a frequency for brain wave measurement through the high frequency cutoff filter to a predetermined gain; And a separation amplifier for removing the high frequency digital switching noise included in the preamplifier and the power line and the ground of the preamplifier and the main amplifier in transmitting the amplified signal of the amplifier to the main amplifier.

상기 주증폭부는 전치증폭기를 통해 유입되는 잡음을 제거하기 위한 노치필터; 상기 전치증폭부에서 주증폭부로 신호전송함에 있어 신호전송 라인에 의해 발생하는 잡음을 제거하기 위한 저역통과 필터; 상기 저역통과 필터를 거쳐 인가되는 뇌파신호중 직류신호를 제거하기 위한 직류 옵셋 제거 필터; 60Hz 전원잡음 제거를 위한 노치필터; 뇌파 증폭신호를 제어부와 인터페이싱하고, 컴퓨터의 샘플링 대역에 따라 신호대역을 가변 제한하기 위한 가변 저역통과 필터; 상기 가변 저역통과 필터를 통과한 신호의 직류신호를 가변적으로 제한하기 위한 가변 고역통과 필터; 및 상기 가변 고역통과 필터에 의해 출력되는 가변적 신호를 일정 레벨로 증폭하기 위한 가변 이득 콘트롤러로 이루어진 것을 특징으로 한다.The main amplifier includes a notch filter for removing noise introduced through the preamplifier; A low pass filter for removing noise generated by a signal transmission line in transmitting the signal from the preamplifier to the main amplifier; A DC offset removal filter for removing a DC signal among the EEG signals applied through the low pass filter; Notch filter to remove 60Hz power noise; A variable low pass filter for interfacing the EEG amplified signal with the control unit and variably limiting the signal band according to the sampling band of the computer; A variable high pass filter for variably limiting a direct current signal of the signal passing through the variable low pass filter; And a variable gain controller for amplifying the variable signal output by the variable high pass filter to a predetermined level.

또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 2 관점에 따른 디지털 뇌파를 이용한 뇌기능 감시장치에 있어 디지털 뇌파의 디스플레이 방법은 좌우측 두 채널을 통해 증폭처리된 환자의 뇌파신호를 디지털 처리한 후, 이로부터 생성된 순수 EEG를 모니터상에 디스플레이하는 제1디스플레이 과정; 상기 디지털화된 순수 EEG 신호를 FFT 및 평균연산을 통해 스펙트럼을 추출하여 가상적 3차원으로 디스플레이하는 제2디스플레이 과정; 상기 순수 EEG신호의 FFT 스펙트럼 파워를 색띠 형태로 가상 3차원 처리한 DSA신호를 화면상에 디스플레이하는 제3디스플레이 과정; 상기 좌우측 각 뇌파신호중 1㎐에서 28㎐에 포함된 전체 주파수 파워(TP: Total Power)를 그래픽처리하여 디스플레이하는 제4디스플레이 과정; 상기 순수 EEG신호의 파워를 1㎐에서부터 누적하여 전체 주파수 파워(TP)의 95%에 이르는 시점을 표시하는 스펙트럼 모서리 주파수(SEF: Spectral Edge Frequency)를 디스플레이하는 제5디스플레이 과정; 상기 뇌파신호중 α파의 주파수 대역 파워와 θ 및 δ파의 주파수 대역 파워와의 비율을 그래픽 처리한 알파비(Alpha ratio)를 디스플레이하는 제6디스플레이 과정; 상기 δ파가 전체 주파수 대역에서 상대적으로 차지하는 파워의 비율을 그래픽 처리한 퍼센트 델타 (Percent delta)를 디스플레이하는 제7디스플레이 과정; 및 상기 좌우측 뇌파로부터 각각으로 연산된 전체 파워의 차(DTP: Difference in Total Power)를 그래픽으로 처리하는 제8디스플레이 과정을 포함하여, 특정 순간의 환자 상태의 CSA, DSA, TP, SEF 등을 화면상에 디스플레이하는 화면 캡쳐 기능을 갖는 것을 특징으로 한다.In addition, in the brain function monitoring apparatus using the digital brain waves according to the second aspect of the present invention for achieving the above object is a digital brain wave display method of digitally processing the EEG signal of the patient amplified through the left and right channels, A first display process of displaying the pure EEG generated therefrom on a monitor; A second display process of extracting a spectrum of the digitized pure EEG signal through FFT and averaging and displaying the digitized pure EEG signal in a virtual three-dimensional manner; A third display process of displaying, on a screen, a DSA signal obtained by virtually three-dimensional processing the FFT spectrum power of the pure EEG signal in the form of a color band; A fourth display step of graphically processing and displaying total frequency power (TP) included in 1 kHz to 28 kHz of the left and right respective EEG signals; A fifth display step of displaying a spectral edge frequency (SEF) indicating a time point when the power of the pure EEG signal is accumulated from 1 kHz to 95% of the total frequency power (TP); A sixth display step of displaying an alpha ratio obtained by graphically processing a ratio between the frequency band power of α wave and the frequency band power of θ and δ wave of the EEG signal; A seventh display process of displaying a percentage delta obtained by graphically processing the percentage of power occupied by the δ wave in the entire frequency band; And an eighth display process of graphically processing a difference in total power (DTP) calculated from each of the left and right brain waves, and displaying CSA, DSA, TP, SEF, etc. of a patient state at a specific moment. And a screen capture function for displaying on the screen.

구체적으로, 상기 디지털화된 순수 EEG 데이터 헤더 (Header)를 추가하므로서 환자 ID에 상응한 환자 정보 및 파일 정보를 포함한 EEG 파일을 생성하여 기록사항의 표기(Event marking) 및 검색(Search)이 가능토록 하고, 상기 환자 ID를 계층적 디렉토리 구조 형태로 관리토록 하는 제 9 디스플레이 과정이 부가된 것을 특징으로 한다.Specifically, by adding the digitized pure EEG data header (Header) to generate an EEG file containing the patient information and file information corresponding to the patient ID to enable the event marking and search (recording) of the record In addition, a ninth display process for managing the patient ID in the form of a hierarchical directory structure is added.

도 1은 본 발명의 뇌파신호 증폭기를 나타낸 블록도이다.1 is a block diagram showing an EEG signal amplifier of the present invention.

도 2는 도 1의 전치증폭부의 기능을 상세하게 도시한 회로도이다.FIG. 2 is a circuit diagram illustrating in detail the function of the preamplifier of FIG. 1.

도 3은 본 발명의 잡음 제거기능을 부가적으로 나타낸 회로도이다.3 is a circuit diagram additionally showing a noise canceling function of the present invention.

도 4는 주증폭부(103)를 일실시예로 나타낸 블록도이다.4 is a block diagram showing the main amplifier 103 in one embodiment.

도 5a, 5b는 도4를 나타낸 회로도이다.5A and 5B are circuit diagrams illustrating FIG. 4.

도 6은 도 5a의 가변 저역통과 필터에 사용되는 클럭신호를 생성하기 위한 회로도이다.FIG. 6 is a circuit diagram for generating a clock signal used in the variable low pass filter of FIG. 5A.

도 7은 본 발명의 디스플레이 구조를 설명하기 위한 도면이다.7 is a view for explaining the display structure of the present invention.

도 8a, 8b는 도 7의 데이터 관리를 설명하기 위한 도면이다.8A and 8B are diagrams for explaining data management of FIG.

도 9a - 9e는 소프트웨어에 의해 가공처리된 뇌파 파라미터를 도시한 신호파형이다.9A-9E are signal waveforms showing brain wave parameters processed by software.

도 10은 본 발명의 소프트웨어의 실행에 따른 화면 디스플레이를 나타낸 도면이다.10 shows a screen display according to the execution of the software of the present invention.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

101 : 전치 증폭부 103 : 주증폭부101: preamplifier 103: main amplifier

105 : 제어부 301 : 전류제한 회로부105: control unit 301: current limiting circuit

401, LP1, LP2 : 저역통과 필터 403 : 직류 옵셋 제거 필터401, LP1, LP2: Low pass filter 403: DC offset cancellation filter

407 : 노치필터 409 : 멀티플렉서407: notch filter 409: multiplexer

411 : 가변저역통과 필터 413 : 가변이득 콘트롤러411 variable low pass filter 413 variable gain controller

601 : 펄스 발생기 OP1 - OP20 : 오피앰프601: pulse generator OP1-OP20: op amp

R1 - R24 : 저항 RR1 - RR4 : 어레이저항R1-R24: Resistor RR1-RR4: Array Resistor

C1 - C20 : 캐패시터 IC, IC1 - IC8 : 아이씨C1-C20: Capacitor IC, IC1-IC8: IC

이하, 본 발명을 일실시예로 나타낸 첨부도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings showing an embodiment of the present invention.

도 1은 본 발명의 뇌파 신호 증폭기를 나타낸 블록다이어그램이다. 도 2는 도 1의 전치증폭부의 기능을 상세하게 도시한 회로도이다. 도 3은 본 발명에 부가된 전류제한 기능을 나타낸 회로도이다. 먼저, 도 1을 참조한 종합적 뇌기능 감시장치는 구동전극(Active electrode) 및 기준전극 (Reference electrode)를 통해 유입되는 미세한 뇌파신호를 고이득으로 증폭시킴과 더불어, 인체 유도 전류에 의한 전력선 잡음을 해결하기 위한 전치증폭부(101)와, 상기 전치증폭부(101)의 증폭신호에 포함된 60Hz의 잡음성분을 제거하여 정상 모드 신호(normal mode signal)로 변환시키기 위한 주증폭부(103)와, 상기 주증폭부 (103)에서 소정의 증폭 대역을 얻을 수 있도록 시스템을 제어하기 위한 제어부 (105)로 이루어진다.1 is a block diagram showing an EEG signal amplifier of the present invention. FIG. 2 is a circuit diagram illustrating in detail the function of the preamplifier of FIG. 1. 3 is a circuit diagram showing a current limiting function added to the present invention. First, the comprehensive brain function monitoring apparatus, referring to FIG. 1, amplifies minute EEG signals introduced through a driving electrode and a reference electrode with high gain, and solves power line noise due to human induced current. A preamplifier 101 to remove the noise component of 60 Hz included in the amplified signal of the preamplifier 101, and a main amplifier 103 for converting the signal into a normal mode signal; The main amplifier 103 comprises a control unit 105 for controlling the system to obtain a predetermined amplification band.

한편, 상기 구성에 따른 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.On the other hand, the operation of the present invention according to the above configuration will be described.

상기 구성은 다중 채널 양극성 뇌파 증폭기로써, 구동전극 및 기준전극을 통해 상기 전치 증폭부(101)로 유입되면, 외부신호 유입에 따른 잡음을 제거토록 한후, 상기 신호를 증폭한다. 여기서 증폭비율은 대략 1000배 정도를 일실시예로 할 수 있으며, 이와 같은 증폭신호는 상기 주증폭부(103)로 전송된다.The configuration is a multi-channel bipolar EEG amplifier, when introduced into the preamplifier 101 through a driving electrode and a reference electrode, to remove the noise caused by the inflow of an external signal, and then amplify the signal. Here, the amplification ratio may be about 1000 times as an example, and the amplified signal is transmitted to the main amplifier 103.

주증폭부(103)에서는 상기 전치증폭부(101)에서 출력된 증폭신호에 포함된 미세한 잡음을 필터를 통해 제거토록 함과 동시에, 가변 주파수 필터를 통해 소정의 주파수 대역을 얻을 수 있도록 한다. 이와 같은 소정의 주파수 대역은 전치증폭부(101)에서 출력되는 주파수 대역의 신호라든지, 노치필터(Notch filter)를 통한 60Hz의 주파수대역에 포함된 뇌파신호를 사용자로부터 선택적으로 통제할 수 있도록 하고 있다.The main amplifier 103 allows the fine noise included in the amplified signal output from the preamplifier 101 to be removed through a filter and to obtain a predetermined frequency band through the variable frequency filter. Such a predetermined frequency band allows the user to selectively control the EEG signal included in the frequency band signal output from the preamplifier 101 or in the 60 Hz frequency band through a notch filter. .

그러면, 상기 주증폭부(103)에서 출력된 아날로그의 신호가 디지털화된 신호로 변환되어 제어부(105)로 인가된 후, 상기 제어부(105)가 주파수 대역의 가변에 따른 디지털화된 제어신호를 출력한다. 디지털화된 제어신호는 아날로그 신호로 변환토록 하여, 상기 주증폭부(103)로 인가시킴에 따라 주증폭부(103)의 증폭비를 결정하는 것이다.Then, the analog signal output from the main amplifier 103 is converted into a digitized signal and applied to the control unit 105, and then the control unit 105 outputs the digitized control signal according to the change of the frequency band. . The digitized control signal is converted into an analog signal and applied to the main amplifier 103 to determine the amplification ratio of the main amplifier 103.

본 발명의 일실시예로서, 상기 주증폭부(103)의 증폭비는 1에서 100배까지를 설정하고 있다.In one embodiment of the present invention, the amplification ratio of the main amplifier 103 is set from 1 to 100 times.

그러면 상기 전치증폭부(101)를 첨부된 예시도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.The preamplifier 101 will now be described in detail with reference to the accompanying drawings.

먼저 도 2를 참조한 전치증폭부(101)는 2 채널에 상응한 구동전극 및 기준전극을 통해 유입되는 뇌파신호중 다수의 수술장비로부터 생성되는 인위잡음 (artifa -cts)을 제거하기 위한 인위잡음 제거필터(ESU : Artifacts Rejection Filter : 201)와, 상기 인위잡음 제거필터(201)의 출력단에 각각의 전극별로 접속되어 상기 전극으로부터의 영향을 최소화 하기 위한 버퍼(Buffer : 203)와, 상기 각각의 버퍼(203)에서 출력되는 공통성분의 잡음을 제거시키고 차동성분만을 증폭하기 위한 차동 증폭기(Differential Amplifier : 205)와, 상기 차동 증폭기(205)내의 직류 편차 즉, 직류 옵셋(DC-offset)에 의한 자기 포화를 방지하기 위한 직류 옵셋 제거필터(DC-offset Rejection Filter : 207)와, 상기 직류 옵셋 제거필터 (207)를 통과한 주파수중 뇌파측정에 알맞은 대역의 신호만 추출하기 위해 불필요한 고주파 신호를 제거하기 위한 고주파 차단필터(Lowpass Filter : 209)와, 상기 고주파 차단필터(209)를 통한 뇌파 측정용 주파수를 소정 이득으로 증폭시키기 위한 증폭기 (Amplifier : 211) 및 상기 증폭기(211)의 증폭신호를 주증폭부(103)로 전송함에 있어 상기 전치증폭부(101) 및 주증폭기(103) 사이에 연결되는 신호전송 라인으로부터 유입되는 고주파 디지털 스위칭 잡음을 제거하기 위한 분리증폭기(Isolation Amplifier : 213)로 구성된다.First, the preamplifier 101 of FIG. 2 is an artificial noise removing filter for removing artificial noise (artifa -cts) generated from a plurality of surgical equipment among the EEG signals introduced through the driving electrode and the reference electrode corresponding to two channels. (ESU: Artifacts Rejection Filter: 201), a buffer connected to each output electrode of the artificial noise rejection filter 201 for each electrode to minimize the influence from the electrode, and a buffer for each of the buffers ( Differential amplifier (205) for removing noise of the common component and amplifying only the differential component output from 203, and magnetic saturation due to DC deviation, that is, DC-offset in the differential amplifier 205 DC-offset Rejection Filter (207) to prevent the noise, and out of the frequencies passed through the DC Offset Rejection Filter (207), it is unnecessary to extract only the signal of the band suitable for EEG measurement. A high pass filter 209 for removing a high frequency signal, an amplifier 211 for amplifying a frequency for brain wave measurement through the high frequency cut filter 209 with a predetermined gain, and an amplifier 211. An isolation amplifier for removing high frequency digital switching noise flowing from a signal transmission line connected between the preamplifier 101 and the main amplifier 103 in transmitting the amplified signal to the main amplifier 103. 213).

여기서 상기 인위잡음 제거필터(201)는 각각의 전극에 동일 저항(R1)이 접속되고, 상기 저항(R1)간에 캐패시터(C1)이 연결된다. 그리고 상기 버퍼(203)는 오피앰프(OP1,OP2)로 구성하여 상기 인위잡음 제거필터(201)의 저항을 입력 임피던스로 비반전시키며, 상기한 차동증폭기(205)는 버퍼(203)로부터 유입되는 신호를 저항 (R2) 및 오피앰프(OP3)를 통해 차동증폭시키되, 저항(R3)에 의거 증폭 이득을 설정하고 있다. 또한 상기 직류 옵셋 제거필터(207)는 캐패시터(C2)와 저항(R4)에 의해 특정 주파수를 제거토록 한 후, 저항(R6)을 통해 출력시키며, 고주파 차단필터 (209)는 뇌파측정에 알맞은 주파수 대역만을 추출하기 위해 특정 주파수 이하만을 차단하기 위해 버퍼용 오피앰프(OP4)와, 상기 오피앰프(OP4)의 입력 및 궤환측에 접속되는 저항(R7), 캐패시터(C3,C5) 및 저항(R8)과 캐패시터(C4)로 이루어진 필터가 상기 오피앰프(OP4)의 출력단에 접속된다.Here, in the artificial noise removing filter 201, the same resistor R1 is connected to each electrode, and a capacitor C1 is connected between the resistors R1. The buffer 203 is composed of op amps OP1 and OP2 to invert the resistance of the artificial noise removing filter 201 to an input impedance, and the differential amplifier 205 is introduced from the buffer 203. The signal is differentially amplified through a resistor (R2) and an op amp (OP3), but the amplification gain is set based on the resistor (R3). In addition, the DC offset elimination filter 207 removes a specific frequency by the capacitor C2 and the resistor R4, and then outputs it through the resistor R6. The high frequency cutoff filter 209 is a frequency suitable for EEG measurement. Op amps for buffers OP4 for blocking only bands below the band, and resistors R7, capacitors C3 and C5, and resistors R8 connected to the input and feedback sides of the op amps OP4. ) And a capacitor C4 are connected to the output terminal of the op amp OP4.

또한, 상기 증폭기(211)는 오피앰프(OP5) 및 이득을 설정하기 위한 저항 (R9,R10)이 접속되며, 분리증폭기(213)에는 입력저항(R11) 및 아이씨(IC)가 구비되어 주증폭부(103)로 인가되는 신호에 잡음이 없도록 하고 있다. 이는 환자와 전원선의 분리로 수술시 환자의 안전을 도모하며, 상기 주증폭부(103)의 디지털 스위칭 잡음이 전치증폭부(101)로 유입되는 것을 방지하기 위한 것이다.In addition, the amplifier 211 is connected to the op amp (OP5) and the resistors (R9, R10) for setting the gain, the separate amplifier 213 is provided with an input resistor (R11) and IC (IC) main amplifier The signal applied to the unit 103 is made noise free. This is to ensure the safety of the patient during surgery by the separation of the patient and the power line, and to prevent the digital switching noise of the main amplifier 103 is introduced into the preamplifier 101.

이하, 상기 구성에 따른 전치증폭부(101)의 작용을 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the operation of the preamplifier 101 according to the above configuration will be described.

먼저, 환자의 수술시에 사용되는 전기응고기를 포함한 다수의 수술용 기기에는 수백 kHz에서 수MHz까지의 주파수 대역을 가지고 있으며, 수 kV의 전압을 발생시키기 때문에 뇌파감시에 있어 인위잡음이 개입된다. 이와 같은 인위잡음은 환자의 뇌 근처에 근접되는 오른쪽 뇌와 왼쪽 뇌의 주파수를 검출하기 위한 구동전극(RAE)(LAE) 및 기준전극(RRE)(LRE)을 거쳐 상기 인위잡음 제거필터(201)로 인가된다.First, many surgical instruments, including electric meat used in the operation of the patient has a frequency band of several hundred kHz to several MHz, and generates a voltage of several kV, artificial noise is involved in EEG monitoring. The artificial noise removal filter 201 passes through a driving electrode (RAE) and a reference electrode (RRE) (LRE) for detecting frequencies of the right and left brains near the brain of the patient. Is applied.

인위잡음 제거필터(201)는 전기응고기로부터 인체로 유기되는 300Hz 이상의 고주파를 제거토록 한다. 이는 두 개의 입력 저항(R1)과 캐패시터(C1)를 통해 저주파만을 통과시키는데, 본 발명에서는 상기 저항(R1) 및 캐패시터(C1)를 각각 2.6㏀ 및 0.1㎌을 사용하고 있다. 저항(R1)을 거쳐 유입되는 뇌파신호는 버퍼(203)를 구성하는 오피앰프(OP1,OP2)의 비반전 입력단자로 각각 인가되는데, 이와 같은 입력신호가 소스 임피던스를 갖는 전극으로부터의 영향을 줄이기 위해 1011㏀ 정도의 입력 임피던스를 갖고, 공통성분 제거비가 높은 오피앰프(OP1,OP2)를 사용하여 전극의 임피던스 변화에 따른 영향이 인가되지 않도록 한다.Artificial noise removing filter 201 is to remove the high frequency 300Hz or more that is induced to the human body from the electric meat. It passes only low frequency through two input resistors R1 and capacitor C1. In the present invention, the resistor R1 and capacitor C1 use 2.6 GHz and 0.1 GHz, respectively. The EEG signals flowing through the resistor R1 are respectively applied to non-inverting input terminals of the op amps OP1 and OP2 constituting the buffer 203. Such an input signal reduces the influence from the electrode having the source impedance. For op amps (OP1, OP2) with an input impedance of about 10 11 , and high common component rejection ratio, the effect of impedance change of the electrode is not applied.

따라서, 상기한 구동전극(RAE 또는 LAE) 및 기준전극(RRE 또는 LRE)를 통해 유입되는 뇌파신호는 고 입력임피던스와 높은 공통성분 제거비를 갖고 상기 차동증폭기(205)를 구성하는 오피앰프(OP3)의 반전단자 및 비반전단자로 저항(R2)을 통해 각각 입력된다. 그리고 저항(R3)에 의거 소정 이득으로 비반전 차동 증폭이 수행되는데, 상기 오피앰프(OP3)가 직류 옵셋에 의해 포화되지 않는 범위내에서 증폭비를 설정하고 있다. 본 회로도에서는 저항(R2) 및 저항(R3)을 각각 200Ω과 4.99㏀으로 설정하여 증폭비 25배를 제시한다.Accordingly, the EEG signal introduced through the driving electrode RAE or LAE and the reference electrode RRE or LRE has a high input impedance and a high common component removal ratio, and constitutes the op amp OP3 constituting the differential amplifier 205. The inverting terminal and the non-inverting terminal of are respectively input through the resistor R2. The non-inverting differential amplification is performed with a predetermined gain based on the resistor R3. The amplification ratio is set within the range in which the op amp OP3 is not saturated by the DC offset. In this circuit diagram, the resistor R2 and the resistor R3 are set to 200 Hz and 4.99 Hz, respectively, to present an amplification ratio 25 times.

증폭된 차동신호는 상기한 직류 옵셋 제거필터(207)를 거쳐, RC회로 즉, 캐패시터(C2) 및 저항(R5)에 의해 저주파 차단이 수행되도록 하고 있는데, 각각 1㎌과 1㏁에 의해 0.16㎐의 차단주파수를 생성한다. 이는 0.16㎐ 이하의 직류신호를 차단시키고, 그 이상의 주파수만을 저항(R6)을 통해 출력하므로서 고주파 차단필터(209)로 인가시킨다. 이는 250㎐의 고주파신호를 차단하기 위한 것으로, 간질의 검출을 위해서는 100㎐이상의 고주파도 관찰 대상이 되고, 뇌허혈은 30㎐이하, 0.16㎐이상의 저주파 영역에서 검출됨에 따라, 상기와 같이 뇌허혈 검출을 위한 해당 주파수를 증폭기(211)를 통해 한번 더 증폭시킨다.The amplified differential signal is subjected to the low frequency blocking by the RC circuit, that is, the capacitor C2 and the resistor R5, through the DC offset elimination filter 207 described above. Generate the cutoff frequency of. This cuts the DC signal of 0.16 kHz or less, and outputs only the higher frequency through the resistor R6 to the high frequency cut-off filter 209. This is to block the high frequency signal of 250 kHz, and to detect epilepsy, the high frequency of 100 kHz or more is observed and the cerebral ischemia is detected in the low frequency region of 30 ㎐ or less and 0.16 ㎐ or more. The frequency is amplified once more via the amplifier 211.

이는 상기한 차동증폭기(205)에서 25배 증폭된 뇌파 신호를 40배 증폭시키는 것으로, 전치 증폭부(101)의 전체 증폭비를 1000배(25×40)로 설정토록 하는 것이다. 즉, 상기 오피앰프(OP5)는 피드백 신호를 저항(R9) 및 저항(R10)으로부터 분배되도록 하여, 40배 증폭이 이루어지도록 하고 있다. 이에 따라, 저항(R9)은 365Ω으로 설정하고 저항(R10)은 15㏀으로 설정하여 R10/R9 의 출력치를 얻는다.This is to amplify the EEG signal amplified by 25 times in the differential amplifier 205 40 times, so that the total amplification ratio of the preamplifier 101 is set to 1000 times (25 × 40). That is, the op amp OP5 divides the feedback signal from the resistor R9 and the resistor R10 so that the amplification is 40 times. Accordingly, the resistor R9 is set to 365 mV and the resistor R10 is set to 15 mV to obtain the output value of R10 / R9.

결과적으로, 뇌파신호중 0.16㎐ 이상, 250㎐ 이하의 주파수를 1000배 증폭출력하는 것으로, 증폭된 주파수신호는 주증폭부(103)로 잡음 없이 전송하기 위한 분리 증폭기(213)로 전송된다.As a result, by amplifying and outputting 1000 times the frequency of 0.16 kHz or more and 250 kHz or less of the EEG signals, the amplified frequency signal is transmitted to the separation amplifier 213 for transmitting without noise to the main amplifier 103.

한편, 상기 전치 증폭부(101)에서는 기존의 생체 계측 증폭기에서 많이 쓰이는 바디 드라이버(Body driver) 회로를 쓰지 않음으로써, 바디 드라이버 회로의 feedback loop에 의한 불안정성에 기인하는 발진과 잡음의 유입을 제한하고 있다.On the other hand, the preamplifier 101 does not use a body driver circuit commonly used in the conventional biometric amplifier, thereby limiting the influx of oscillation and noise caused by instability due to the feedback loop of the body driver circuit. have.

상기 분리 증폭기(213)는 광결합 방식을 이용한 소자(IC)를 사용하여, 전치증폭부(101)와 주증폭부(103)의 전원과 접지를 분리토록 하고 있다. 이는 뇌파 증폭 신호가 상기한 제어부(103)로 입력될 때, A/D 컨버팅에 따른 디지털 스위칭 잡음을 제거하기 위한 것으로, 'ISO 100'소자를 이용한다. 그리고 상기 소자(IC)를 통해 출력되는 신호는 주증폭부(103)으로 인가된다.The separation amplifier 213 separates the power supply and the ground of the preamplifier 101 and the main amplifier 103 by using an element IC using an optical coupling method. This is to remove digital switching noise due to A / D converting when the EEG amplification signal is input to the controller 103, and uses an 'ISO 100' device. The signal output through the device IC is applied to the main amplifier 103.

여기서 전치증폭부(101 - 1채널)는 한 쌍을 이뤄, 환자의 좌측 또는 우측의 뇌파를 동일하게 감시토록 하는 것이므로, 우측 또는 좌측의 뇌파를 감시하기 위한 전치증폭부(101' - 2채널)의 설명은 생략한다.Here, the preamplifiers (101-1 channel) are paired to monitor the EEG on the left or right side of the patient equally, so the preamplifier (101 '-2 channels) for monitoring the EEG on the right or left side. Will be omitted.

한편, 환자의 좌측 또는 우측의 뇌파를 감시하기 위한 다수의 전극(RAE,RRE, LAE,LRE) 이외에 환자로 유입되는 전류를 제한하기 위한 단자(E)가 사용되는데, 첨부된 예시도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.On the other hand, in addition to the plurality of electrodes (RAE, RRE, LAE, LRE) for monitoring the EEG on the left or right of the patient, a terminal (E) for limiting the current flowing into the patient is used, in detail according to the accompanying drawings. The explanation is as follows.

도 3은 전치증폭부(101,101')와 더불어 전류제한 회로부(301)를 도시한 회로도이다. 상기 전류제한 회로부(301)는 차동증폭기(205) 및 버퍼(201)에 기준치 이상의 높은 전압이 흐를 경우, 증폭부의 손상을 방지하여 증폭부에 의한 전원이 환자로 노출되지 않도록하기 위한 것으로, 2개의 전계효과 트랜지스터(FET1,FET2)를 직렬로 접속한 후, 상기 전치증폭부(101)와 공통 접지(GND)시킨다. 따라서 상기한 전극(RAE,RRE, LAE,LRE) 및 단자(E)를 통해 환자로 유입되는 전류를 최소화 함에 따라 환자의 안정과 동시에 환자의 뇌파신호가 정상적으로 검출되도록 하는 것이다.3 is a circuit diagram showing the current limiting circuit section 301 together with the preamplification sections 101 and 101 '. The current limiting circuit unit 301 is to prevent damage to the amplifying unit when a high voltage above the reference value flows through the differential amplifier 205 and the buffer 201 so that the power by the amplifying unit is not exposed to the patient. After the field effect transistors FET1 and FET2 are connected in series, the preamplifier 101 is connected to the common ground GND. Therefore, as the current flowing into the patient is minimized through the electrodes RAE, RRE, LAE, and LRE, the EEG signal of the patient is normally detected at the same time as the patient is stabilized.

한편, 상기와 같은 뇌파신호가 소정 레벨증폭에 따라 검출되면, 주증폭부 (103)을 통해 사용자의 의도에 따라 가변증폭되도록 하는데, 첨부된 예시도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.On the other hand, when the EEG signal is detected according to a predetermined level amplification, it is to be amplified according to the user's intention through the main amplifier 103, it will be described in detail based on the accompanying drawings.

도 4는 주증폭부(103)를 일실시예로 나타낸 블록다이어그램이다. 도 5a, 5b는 도4를 나타낸 회로도이다. 먼저, 주증폭부 (103)는 전치증폭부(101)에서 출력된 뇌파신호 즉, 좌측 뇌에서 검출되는 1채널 뇌파신호와 우측 뇌에서 검출되는 2채널 뇌파신호를 인가받아, 이를 각 채널별로 고주파 성분을 제거하기 위한 저역통과 필터(401)와, 각각의 저역통과 필터(401)를 거쳐 유입되는 신호중 직류 성분을 각각 제거하기 위한 직류 옵셋필터(403)와, 상기 직류 옵셋필터(403)에서 출력된 좌,우측 뇌파신호중 60㎐에 상응한 인위잡음 주파수를 제거하기 위한 노치필터(407 : Notch Filter)와, 상기 노치필터(407) 및 버퍼 (405)에서 출력되는 신호를 임의로 선택가능토록 하기 위한 멀티플렉서(409)와, 상기 멀티플렉서(409)에서 선택된 일측의 주파수 신호를 입력받되 상기 노치필터 (407)의 출력신호가 선택될 때 이로부터 출력되는 디지털화된 신호를 아날로그 신호로 변환시키기 위한 저역통과 필터 (LP1)와, 상기 저역통과 필터(LP1)를 통해 인가되는 주파수가 외부의 가변 클럭신호에 상응한 주파수로 동조 출력되도록 하기 위한 가변 저역통과 필터(411)와, 상기 가변 저역통과 필터(411)에서 출력되는 디지털화된 신호를 아날로그 신호로 변환시키기 위한 저역통과 필터(LP2)와, 상기 저역통과 필터(LP2)를 거쳐 인가되는 신호중 고주파 성분을 대역별로 검출하기 위한 고역통과 필터(HP)와, 상기 고역통과 필터(HP)에서 검출된 신호를 선택적으로 이득을 조절하기 위한 가변 이득 콘트롤러(413)로 이루어진다.4 is a block diagram showing the main amplifier 103 in one embodiment. 5A and 5B are circuit diagrams illustrating FIG. 4. First, the main amplifier 103 receives an EEG signal output from the preamplifier 101, that is, a 1-channel EEG signal detected by the left brain and a 2-channel EEG signal detected by the right brain. A low pass filter 401 for removing components, a DC offset filter 403 for removing DC components in signals flowing through the respective low pass filters 401, and an output from the DC offset filter 403. Notch filter (407) for removing an artificial noise frequency corresponding to 60 Hz among the left and right EEG signals, and for selectively selecting the signals output from the notch filter (407) and the buffer (405). A multiplexer 409 and a frequency signal of one side selected by the multiplexer 409 are input, and when the output signal of the notch filter 407 is selected, the digitized signal outputted therefrom is converted into an analog signal. A low pass filter LP1, a variable low pass filter 411 for tuning the frequency applied through the low pass filter LP1 to a frequency corresponding to an external variable clock signal, and the variable low pass filter A low pass filter LP2 for converting the digitized signal output from 411 into an analog signal, and a high pass filter HP for detecting high frequency components of the signals applied through the low pass filter LP2 for each band. And a variable gain controller 413 for selectively adjusting gain of the signal detected by the high pass filter HP.

그리고 상기 직류 옵셋 제거 필터(403) 및 노치필터(407)의 출력단에는 각각의 버퍼(405)(B)가 접속되어 상기 멀티플렉서(409)로 인가되도록 한다.Each buffer 405 (B) is connected to the output terminals of the DC offset elimination filter 403 and the notch filter 407 to be applied to the multiplexer 409.

한편, 상기 저역통과 필터(401)는 저항(R11), 저항(R12) 및 캐패시터(C12)로 이루어진 로패스 회로가 오피앰프(OP11)의 비반전단자로 접속되고, 상기 저항(R11) 및 캐패시터(C11)로 이루어진 직렬회로는 반전단자로 접속되며, 상기 직류 옵셋 제거 필터(403)는 캐패시터(C13) 및 저항(R13)으로 구성되며, 버퍼(405)는 오피앰프(OP12)로 이루어진다. 상기 노치필터(407)은 단자(CN1)을 통해 60㎐에 상응한 필터링 주파수를 설정하기 위한 아이씨(IC2)가 구비되며, 상기 버퍼(B)는 오피앰프(OP13)를 중심으로 저항(R14)(R15)이 구성된다.On the other hand, the low pass filter 401 has a low-pass circuit consisting of a resistor (R11), a resistor (R12) and a capacitor (C12) is connected to the non-inverting terminal of the op amp (OP11), the resistor (R11) and the capacitor A series circuit composed of C11 is connected to an inverting terminal, and the DC offset elimination filter 403 is composed of a capacitor C13 and a resistor R13, and the buffer 405 is formed of an op amp OP12. The notch filter 407 is provided with an IC IC2 for setting a filtering frequency corresponding to 60 Hz through the terminal CN1, and the buffer B has a resistor R14 around the op amp OP13. R15 is configured.

그리고 상기 멀티플렉서(409)는 아이씨(IC6)를 구비하여, 단자(CN2)로부터 선택신호를 인가받도록 한다. 저역통과 필터(LP1)는 오피앰프(OP16)가 구비되되, 비반전단자로 저항(R16)(R17) 및 캐패시터(C15)가 접속되고 반자단자로 저항(R16) 및 캐패시터(C14)가 연결된다. 또한 상기 가변 저역통과 필터(411)는 아이씨(IC3)(IC3')로 이루어지며, 저역통과 필터(LP2)는 저항(R18)(R19) 및 캐패시터(C16)(C17)가 오피앰프(OP17)의 각 입력단자로 접속된다. 가변 고역통과 필터(HP)는 캐패시터(C18)를 중심으로 다수의 고정 저항(RR1)이 단자(CN4)에 의해 선택되도록 하는 아이씨(IC4)가 구비되며, 이 때 고역통과 필터링된 신호는 오피앰프(OP18)로 구성된 버퍼를 거치도록 이루어진다.The multiplexer 409 includes an IC IC6 to receive a selection signal from the terminal CN2. Low-pass filter LP1 is provided with an op amp OP16, a resistor R16 (R17) and a capacitor (C15) is connected to the non-inverting terminal and a resistor (R16) and a capacitor (C14) is connected to the half terminal. . In addition, the variable low pass filter 411 is composed of IC (IC3) (IC3 '), the low pass filter LP2 is a resistor (R18) (R19) and capacitor (C16) (C17) is the op amp (OP17) Each input terminal of is connected. The variable high pass filter HP is provided with an IC IC for allowing a plurality of fixed resistors RR1 to be selected by the terminal CN4 around the capacitor C18, wherein the high pass filtered signal is an op amp. It is made to go through a buffer consisting of (OP18).

그리고 상기 가변 이득 콘트롤러(413)은 단자(CN5)을 통해 다수의 저항(RR2)중 일측 저항을 선택토록 하는 아이씨(IC5)(IC5')와, 상기 아이씨(IC5)(IC5')로부터 선택된 일측 저항 및 고정 저항(R24)에 의해 증폭 이득이 설정되는 오피앰프 (OP19) 및 상기 오피앰프(OP19)에서 증폭된 신호를 제어부(105)로 출력하기 위해 버퍼링을 수행하는 오피앰프(OP20) 및 캐패시터(C19)가 구비된다.The variable gain controller 413 selects one of the plurality of resistors RR2 through one terminal CN5 to select one of the resistors RR2 and one side selected from the IC IC5 and IC5 '. The op amp OP19 whose amplification gain is set by the resistor and the fixed resistor R24, and the op amp OP20 and capacitor performing buffering to output the signal amplified by the op amp OP19 to the controller 105. C19 is provided.

이하, 상기 구성에 따른 주증폭부(103)의 작용을 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the operation of the main amplifier 103 according to the above configuration is as follows.

먼저, 전치증폭부(101)에서 검출되는 좌/우측 뇌파신호는 소정 길이의 신호전송 라인을 통해 주증폭부(103)로 인가되는데, 이는 주증폭부(103)에서 사용되는 전원 및 다수의 외부요인에 의해 전치증폭부(101)에서 검출되는 뇌파신호에 영향을 줄이기 위한 것이다. 따라서 상기 전치증폭부(101)에서 출력되는 뇌파신호가 주증폭부(103)의 채널1 및 채널2로 유입되면, 두 개의 저역통과 필터(401)를 통해 각각으로 저주파 신호만을 검출한다.First, the left / right EEG signals detected by the preamplifier 101 are applied to the main amplifier 103 through a signal transmission line of a predetermined length, which is a power source used in the main amplifier 103 and a plurality of external sources. This is to reduce the influence on the EEG signal detected by the preamplifier 101 by the factor. Therefore, when the EEG signal output from the preamplifier 101 flows into the channel 1 and the channel 2 of the main amplifier 103, only the low frequency signal is detected through the two low pass filters 401.

이와 같은 고주파 신호의 차단은 저항(R12) 또는 저항(R11) 및 캐패시터 (C12), 캐패시터(C11)에 의해 차단 주파수가 결정되며, 단위 이득 증폭기를 구성한 오피앰프(OP11)를 거쳐 버퍼링된다. 여기서 상기 저항(R11,R12)이 4.99㏀이고, 캐패시터(C12)가 10㎋, 캐패시터(C11)가 22㎋으로 설정하여 2.151㎑ 이상의 고주파 신호를 차단토록 하고 있어, 상기 신호전송 라인을 통해 유입되는 다수의 잡음을 제거한다.The blocking of the high frequency signal is determined by the resistor R12 or the resistor R11, the capacitor C12, and the capacitor C11, and the blocking frequency is determined and buffered through the op amp OP11 constituting the unit gain amplifier. Here, the resistors R11 and R12 are 4.99 kV, the capacitor C12 is set to 10 kV, and the capacitor C11 is set to 22 kV to block high frequency signals of 2.151 kV or more, and are introduced through the signal transmission line. Eliminates a lot of noise

상기 2.151㎑ 즉, 대략 2㎑ 이상의 고주파 신호를 제거함은 뇌파신호를 최대한 보호하기 위한 것이며, 직류 옵셋 제거 필터(403)를 통해 2㎑ 이하의 주파수 중에 포함된 직류성분을 제거시킨다. 여기서는 상기 직류성분을 대략 0.16㎐ 이하의 신호로 규정하고 있어, 신호전송 라인을 통해 유입되는 직류성분을 제거하는 것이다. 따라서 상기 직류 옵셋 제거 필터(403)에서는 0.16㎐ 이하의 주파수를 제거하기 위해, 1㏁ 및 1㎌을 이용한 직류 옵셋을 구현하고 있다.The removal of the high frequency signal of about 2.151 Hz, that is, about 2 Hz or more is for maximum protection of the EEG signal, and removes the DC component included in the frequency of 2 Hz or less through the DC offset removing filter 403. In this case, the direct current component is defined as a signal of approximately 0.16 dB or less, thereby removing the direct current component flowing through the signal transmission line. Accordingly, the DC offset elimination filter 403 implements a DC offset using 1 kHz and 1 kHz to remove frequencies below 0.16 kHz.

이와 같이 소정의 주파수 대역만을 입력받으면 상기 버퍼(405)를 통해 출력되도록 하는데, 이는 상기 채널1(CH1) 및 채널2(CH2)을 통해 유입된 뇌파신호를 동일한 회로를 이용하여, 각각의 오피앰프(OP12)에 의해 버퍼링되도록 하는 것이다. 그리고 오피앰프 (OP12)의 출력단은 노치필터(407)의 입력단과 접속되도록 함에 따라, 단자(CN1)를 통해 인가되는 60㎐의 클럭신호(펄스 발생기-미도시-에서 공급)에 의거 주증폭부(105)의 전원과 신호전송 라인 등에서 생성되는 60㎐ 인위잡음을 제거시킨다. 그리고 노치필터(407)을 통과한 신호는 상기 버퍼(B)로 유입되어 저항(R14) 및 저항(R15)의 동일 저항치로부터 이득 1을 갖고 출력되도록 한다.As such, when only a predetermined frequency band is input, the buffer 405 is output through the buffer 405. The op amps introduced through the channel 1 (CH1) and the channel 2 (CH2) are inputted to each op amp using the same circuit. To be buffered by (OP12). Since the output terminal of the op amp OP12 is connected to the input terminal of the notch filter 407, the main amplifier based on a 60 kHz clock signal (supplied by a pulse generator-not shown) applied through the terminal CN1. 60 Hz artificial noise generated from the power supply 105, the signal transmission line, and the like are eliminated. The signal passing through the notch filter 407 flows into the buffer B to be output with the gain 1 from the same resistance value of the resistor R14 and the resistor R15.

버퍼(B)의 출력단자는 상기 버퍼(405)의 출력단자와 상기한 멀티플렉서(409)로 각 채널별로 동시에 입력된다. 멀티플렉서(409)는 단자(CN2)에 의해 상기 버퍼(405) 또는 버퍼(B)의 출력단 신호를 선택토록 하여 상기 저역통과 필터(LP1)로 전송시킨다.The output terminal of the buffer B is simultaneously input to each channel to the output terminal of the buffer 405 and the multiplexer 409. The multiplexer 409 selects the output signal of the buffer 405 or the buffer B by the terminal CN2 and transmits the signal to the low pass filter LP1.

즉, 주증폭부(103)으로 인가되는 상기 채널1 및 채널2의 뇌파신호를 인위잡음을 포함한 상태에서 뇌파신호를 전면적으로 검토할 수 있도록 함과 더불어, 노치필터(407)에 의한 특정 대역의 인위잡음을 제거한 상태에서 왜곡이 없는 뇌파신호를 검출토록 하는 것이다. 이러한 뇌파신호의 선택은 상기 제어부(105)의 제어패널과 접속된 단자(CN2)에 의거 선택되는 것이다.That is, the EEG signals of the channel 1 and the channel 2 applied to the main amplifier 103 can be reviewed in the state including artificial noise, and the notch filter 407 can be used to examine the entire band. It is to detect the EEG signal without distortion while removing artificial noise. The EEG signal is selected based on the terminal CN2 connected to the control panel of the controller 105.

따라서 멀티플렉서(409)를 통해 선택된 뇌파신호는 저역통과 필터(LP1)에 구성된 저항(R16)(R17) 및 캐패시터(C14)(C15)로부터 상기 2.15㎑의 주파수를 필터링한다. 이는 상기한 저역통과 필터와 마찬가지로 버터 워스(Butter Worth) 회로로써, 1.5㏀의 동일 저항(R16)(R17)과 'C14 ≒ 2C15'의 비율인 0.1㎌, 0.22㎌에 의거 715.7㎐의 차단주파수를 얻도록 한다. 그리고 단위 이득 증폭기로 사용된 오피앰프 (OP16)을 거쳐 상기 2.15㎑의 주파수를 715.7㎐로 필터링하는 것이다.Therefore, the EEG signal selected by the multiplexer 409 filters the frequency of 2.15 kHz from the resistors R16 and R17 and the capacitors C14 and C15 configured in the low pass filter LP1. This is a Butter Worth circuit, similar to the low pass filter described above, and has a cutoff frequency of 715.7 kHz based on a ratio of equal resistance (R16) (R17) of 1.5 'and 0.1 ㎌, 0.22 인, which is the ratio of C14 ≒ 2C15. Get it. The frequency of 2.15 kHz is filtered to 715.7 kHz through an op amp OP16 used as a unit gain amplifier.

물론, 필터링은 각 채널별로 이루어지는 것이며 필터링되어진 신호는 상기 가변 저역통과 필터(411)로 각각으로 전송된다. 상기한 가변 저역통과 필터(411)는 단자(CN3)로부터 최대 6㎑의 샘플링 클럭신호를 별도의 펄스 발생기로부터 인가받아, 아이씨(IC3)(IC3')에 의거 다수 주파수 대역으로 각각 필터링한다. 이 때, 상기 아이씨 (IC3)(IC3')에서는 다수의 주파수로 샘플링하기 때문에, 디지털화된 시리얼 신호로 출력하고 있다.Of course, the filtering is performed for each channel and the filtered signal is transmitted to each of the variable low pass filters 411. The variable low pass filter 411 receives a sampling clock signal of up to 6 Hz from a terminal CN3 from a separate pulse generator, and filters each of a plurality of frequency bands based on IC IC3 IC3 '. At this time, the IC IC3 (IC3 ') samples the signals at a plurality of frequencies and outputs them as digitized serial signals.

한편, 상기 펄스 발생기는 제어부(105)에 구비된 제어패널로부터 가변 저역통과 필터(411)로의 입력 주파수를 설정하는데, 이를 첨부된 예시 도면에 의거 설명하면 다음과 같다.On the other hand, the pulse generator sets the input frequency to the variable low pass filter 411 from the control panel provided in the control unit 105, which will be described according to the accompanying drawings as follows.

도 6은 도 5a의 가변 저역통과 필터(411)에 사용되는 클럭신호를 생성하기 위한 회로도로써, 입력 주파수를 설정하기 위해 사용자가 키입력을 수행하는 스위치(SW)와, 상기 스위치(SW)로부터 생성된 제어신호에 의해 다수의 저항(RR3)중 일측 저항을 선택하기 위한 멀티플렉서(IC7)와, 상기 멀티플렉서(IC7)로부터 얻어진 저항치 및 캐패시터(C20)의 동조 주파수에 상응한 펄스신호를 생성시키는 바이브레이터 (IC6)로 구성된다.FIG. 6 is a circuit diagram for generating a clock signal used in the variable low pass filter 411 of FIG. 5A. The switch SW performs a key input by a user to set an input frequency, and from the switch SW. The vibrator generates a multiplexer IC7 for selecting one of the plurality of resistors RR3 based on the generated control signal, and a pulse signal corresponding to the tuning value of the capacitor C20 and the resistance obtained from the multiplexer IC7. It consists of (IC6).

그리고 상기 스위치(SW)의 각 출력단에는 풀업 저항(RR4)이 구비된다.Each output terminal of the switch SW is provided with a pull-up resistor RR4.

상기 구성에 따른 펄스 발생기(601)는 스위치(SW)에 구비된 다수의 키중 일측이 선택되면 상기 멀티플렉서(IC7)가 이를 검출함에 따라, 멀티플렉서(IC7)내에서 디코딩을 수행한다. 이로부터 상기 저항(RR3)중 스위치(SW)의 선택키에 상응한 일측의 저항이 설정되며, 선택된 저항치와 상기 캐패시터(C20)에 의한 동조 주파수가 생성된다.The pulse generator 601 according to the configuration performs decoding in the multiplexer IC7 when one of the plurality of keys included in the switch SW is selected by the multiplexer IC7. From this, the resistance of one side of the resistor RR3 corresponding to the selection key of the switch SW is set, and the selected resistance value and the tuning frequency by the capacitor C20 are generated.

RC에 의한 동조 주파수는 바이브레이터(IC6)로 공급되며, 상기 바이브레이터 (IC6)에 의해 정형화된 펄스신호가 단자(CN3)를 통해 상기 가변 저역통과 필터(411)로 인가되는 것이다.The tuning frequency by RC is supplied to the vibrator IC6, and the pulse signal shaped by the vibrator IC6 is applied to the variable low pass filter 411 through the terminal CN3.

결국, 상기 단자(CN3)으로 공급되는 펄스신호는 스위치(SW)의 선택에 따라 결정되며, 단자(CN3)로 인가되는 펄스신호에 따라 상기 가변 저역통과 필터(411)의 출력 주파수가 결정된다. 이와 같은 주파수는 30㎐, 50㎐, 70㎐, 100㎐ 및 200㎐를 사용하므로서, 뇌파 증폭신호를 제어부(105)로 전송할 경우 컴퓨터의 인터페이싱에 따른 샘플링 신호대역을 제한토록 하고 있다.As a result, the pulse signal supplied to the terminal CN3 is determined by the selection of the switch SW, and the output frequency of the variable low pass filter 411 is determined by the pulse signal applied to the terminal CN3. These frequencies are 30 kHz, 50 kHz, 70 kHz, 100 kHz and 200 kHz, and when transmitting the EEG amplification signal to the control unit 105 to limit the sampling signal band according to the interfacing of the computer.

따라서 상기 가변 저역통과 필터(411)를 통해 출력되는 특정 주파수 대역의 필터링 신호는 저역통과 필터(LP2)로 인가된다. 여기서 저역통과 필터(LP2)는 255.6㎐의 컷오프 주파수를 갖는데, 이는 가변 저역통과 필터(411)에서 출력되는 최대 필터링 주파수 200㎐가 무사히 통과할 수 있도록 하기 위한 것이다.Accordingly, the filtering signal of the specific frequency band output through the variable low pass filter 411 is applied to the low pass filter LP2. Here, the low pass filter LP2 has a cutoff frequency of 255.6 kHz, so that the maximum filtering frequency 200 kHz output from the variable low pass filter 411 can pass safely.

이와 같은 로패스 주파수는 저항(R18)(R19) 및 캐패시터(C16)(C17)에 의해 설정되며, 상기 저항(R18)(R19)는 각각 4.2㏀, 상기 캐패시터(C16)은 0.22㎌ 및 캐패시터(C17)은 0.1㎌을 사용하여 본 발명의 일실시예로 한다. 그리하여 255.6㎐ 이하의 주파수만을 통과 시키는데, 앞서 설명된 바와 같이 상기 가변 저역통과 필터 (411)의 출력 파형은 디지털화된 시리얼 신호이기 때문에, 주파수가 최대치 즉, 상기 출력 파형에서 형성되는 계단파 신호의 에지(Edge) 부분은 완만한 곡선 형상으로 출력된다.This low pass frequency is set by resistors R18 (R19) and capacitors C16 (C17), wherein the resistors R18 (R19) are 4.2 GHz, the capacitor C16 is 0.22 kHz, and the capacitor ( C17) is one embodiment of the present invention using 0.1 kHz. Thus, only the frequency of 255.6 kHz or less is passed. As described above, since the output waveform of the variable lowpass filter 411 is a digitized serial signal, the frequency is the maximum value, that is, the edge of the stepped wave signal formed at the output waveform. (Edge) part is output in a gentle curved shape.

따라서 저역통과 필터(LP2)를 통과한 가변 저역통과 필터(411)의 출력신호는 아나로그화된 신호로 출력된다. 이 때의 신호는 증폭되지 않은 고유신호로서, 저역통과 필터(LP2)의 오피앰프(OP17)를 이득(Gain) 1인 단위 이득 증폭기로 사용하며, 이에 대한 출력신호는 상기 가변 고역통과 필터(HP)로 입력된다.Therefore, the output signal of the variable low pass filter 411 which has passed through the low pass filter LP2 is output as an analogized signal. The signal at this time is a unique signal that is not amplified. The op amp OP17 of the low pass filter LP2 is used as a unit gain amplifier having a gain of 1, and the output signal thereof is the variable high pass filter HP. ) Is entered.

가변 고역통과 필터(HP)는 상기 저역통과 필터(LP2)에서 출력된 뇌파 신호중 직류 성분의 신호를 제거하기 위한 것으로, 상기 직류 성분의 신호중 뇌파 신호가 섞이는 것을 검출하기 위해 다수의 고정 저항(RR1)을 통해 하이패스의 필터링 주파수를 가변시키는 것이다. 즉, 고역통과 필터를 구성하는 캐패시터(C18) 및 저항 (RR1)중에서 상기 저항(RR1)을 아이씨(IC4)를 통해 선택토록 하는 것이다. 그리고 상기 아이씨(IC4)의 구동은 상기 제어부(105)에 구비된 키패널을 통해 단자(CN4)로 스위칭 신호를 공급하므로서 이루어진다.The variable high pass filter HP is for removing a DC component signal among the EEG signals output from the low pass filter LP2, and a plurality of fixed resistors RR1 are used to detect mixing of the EEG signals among the DC component signals. By changing the filtering frequency of the high pass. That is, the resistor RR1 is selected through the IC IC4 among the capacitor C18 and the resistor RR1 constituting the high pass filter. The IC IC4 is driven by supplying a switching signal to the terminal CN4 through a key panel provided in the controller 105.

일예로서, 상기 저항(RR1)을 각각 30㏀, 150㏀, 300㏀ 및 1㏁으로 설정하고, 캐패시터(C18)이 1㎌이라면, 단자(CN4)로 유입된 선택 데이터에 의거 저항(RR1)중 일측을 선택하여 상기 캐패시터(C18)와의 동조 주파수를 생성하는 것이다. 이와 같은 저항치의 변화는 대략 5.3㎐, 1㎐, 0.53㎐ 및 0.16㎐를 생성하며, 상기 오피앰프(OP18)를 통해 버퍼링된다. 물론, 이는 각 채널별 즉, 좌측 뇌파신호와 우측 뇌파신호를 각각으로 버퍼링하는 것으로, 상기 가변 이득 콘트롤러(413)로 인가된다.As an example, if the resistor RR1 is set to 30 kV, 150 kV, 300 kV and 1 kV, respectively, and the capacitor C18 is 1 kV, the resistance RR1 is based on the selection data flowing into the terminal CN4. One side is selected to generate a tuning frequency with the capacitor C18. This change in resistance produces approximately 5.3 kHz, 1 kHz, 0.53 kHz and 0.16 kHz and is buffered through the op amp OP18. Of course, this is to buffer each channel, that is, the left EEG signal and the right EEG signal, respectively, is applied to the variable gain controller 413.

가변 이득 콘트롤러(413)로 입력되는 신호는 오피앰프(OP19)의 비반전 입력단자로 인가되고, 상기 오피앰프(OP19)의 반전입력단에 구비된 저항(R24)과 아이씨(IC5)로부터 선택될 다수의 저항(RR2)중 일측 저항에 의해 이득이 설정된다.The signal input to the variable gain controller 413 is applied to the non-inverting input terminal of the op amp OP19, and a plurality of signals to be selected from the resistor R24 and the IC IC5 included in the inverting input terminal of the op amp OP19. The gain is set by one of the resistors RR2.

즉, 단자(CN5)에 의해 2진화된 제어신호, 이는 상기 제어부(15)에 의한 사용자 선택에 따라 생성되는 신호로서 아이씨(IC5)로 전송되는데, 10진화된 신호로 변환되어 상기 다수의 저항(RR2)중 일측 저항을 선택한다. 따라서 상기 저항(R24)와 선택된 일측 저항과의 상호 비율에 따라 오피앰프(OP19)의 증폭 이득을 설정한다.That is, a control signal binarized by the terminal CN5, which is generated according to a user's selection by the controller 15, is transmitted to the IC IC5, which is converted into a decimal signal to convert the plurality of resistors ( Select one resistance of RR2). Therefore, the amplification gain of the op amp OP19 is set according to the mutual ratio between the resistor R24 and the selected one resistor.

이와 같은 증폭 이득은 1, 1.25, 2, 5, 10, 20, 50, 100배로서 본 고안의 실시예로 사용하고 있다.Such amplification gain is 1, 1.25, 2, 5, 10, 20, 50, 100 times and is used in the embodiment of the present invention.

한편, 상기 증폭된 뇌파 신호는 고입력 임피던스를 갖는 버퍼를 거쳐 출력되며, 상기 버퍼는 오피앰프(OP20)를 단위 이득 증폭기로 이용함에 따라, 이 후 인가될 제어부(105)로의 누설전류 영향을 감소시킨다. 제어부(105)로 유입된 뇌파 증폭 신호는 소프트웨어적인 처리를 통해 뇌파신호의 순수 EEG, 알파비(α ratio), 퍼센트 델타(Percent delta), CSA, SEF 및 DTP등을 모니터를 통해 디스플레이되는 것이다.On the other hand, the amplified EEG signal is output through a buffer having a high input impedance, the buffer using the op amp (OP20) as a unit gain amplifier, thereby reducing the effect of leakage current to the controller 105 to be applied later Let's do it. The EEG amplification signal introduced into the control unit 105 is displayed through a monitor of the pure EEG, alpha ratio (Percent delta), CSA, SEF and DTP of the EEG signal through a software process.

상기 소프트웨어는 FFT 방법을 이용한 스펙트럼 계산에 의거 그래픽 처리되며, 이와 같은 정보를 손쉽게 관찰하기 위해 EEG 데이터에 헤더(Header)를 추가하는데, 이는 환자 정보 및 파일 정보를 포함한 EEG 파일을 사용하게 된다. 그러면 이와 같은 디스플레이를 실현하기 위한 제어부(105)의 구조를 살펴보면 다음과 같다.The software is graphically processed based on spectral calculations using the FFT method and adds a header to the EEG data to easily observe such information, which uses an EEG file containing patient information and file information. Then, the structure of the control unit 105 for realizing such a display is as follows.

도 7은 본 발명에 따른 디스플레이 구조를 설명하기 위한 도면이다. 먼저 상기 주증폭부(103)에서 출력되는 뇌파신호를 디지털 신호로 변환시키기 위한 A/D 컨버터(701)와, 상기 A/D 컨버터(701)에서 공급되는 데이터를 총괄 관리하기 위한 데이터 관리부(705)와, 상기 데이터 관리부(705)의 제어하에 다수 데이터를 리드/메모리 하기 위한 드라이브(703)와, 상기 A/D 컨버터(701) 및 드라이브(703)에서 순수 EEG신호를 검출하기 위한 버퍼(707)와, 상기 버퍼(707)를 통과한 출력신호로부터 CSA,DSA 신호를 검출하기 위한 전처리부(709: Preprocessing)와, 상기 전처리부(709)의 출력 데이터를 근거로 FFT 및 평균연산등을 통해 다수의 뇌파 파라미터를 추출하기 위한 연산부(711) 및 다수의 뇌파신호를 모니터상에 디스플레이하기 위한 디스플레이부(713)으로 구성된다.7 is a view for explaining a display structure according to the present invention. First, an A / D converter 701 for converting an EEG signal output from the main amplifier 103 into a digital signal, and a data manager 705 for collectively managing data supplied from the A / D converter 701. ), A drive 703 for reading / memory a plurality of pieces of data under the control of the data management unit 705, and a buffer 707 for detecting pure EEG signals in the A / D converter 701 and the drive 703. ), A preprocessing unit 709 for detecting CSA and DSA signals from the output signal passing through the buffer 707, and an FFT and an average operation based on the output data of the preprocessing unit 709. And a calculator 711 for extracting a plurality of EEG parameters and a display 713 for displaying a plurality of EEG signals on a monitor.

이하, 상기 구성에 따른 뇌파신호의 디스플레이 방법을 살펴보면 다음과 같다.Hereinafter, the display method of the EEG signal according to the above configuration will be described.

먼저, 상기 A/D 컨버터(701)를 통해 유입되는 뇌파신호는 데이터 관리부 (705)에 의해 총괄 제어되는데, 이는 종합적 기능의 뇌파 분석 및 데이터 관리 프로그램으로서, EEG 데이터에 헤더(Header)를 추가하여 환자 정보 및 파일 정보를 포함한 EEG 파일을 사용한다. 또한 환자 정보를 체계적이고 효율적으로 관리하기 위해 ID를 계층적 디렉토리 구조 형태로 관리하며, 기록 날짜와 시간을 이용하여 자동적으로 파일명이 생성되도록 하고 있다.First, the EEG signal flowing through the A / D converter 701 is collectively controlled by the data management unit 705, which is a comprehensive function EEG analysis and data management program, by adding a header to the EEG data. Use EEG files with patient and file information. In order to manage patient information systematically and efficiently, IDs are managed in a hierarchical directory structure, and file names are automatically generated using the date and time of recording.

이와 같은 환자의 데이터 관리는 일실시예로 도 8a와 같이 도시되고 있다. 예컨데, 환자의 정보를 실시간으로 분석하고자 할 경우 "OnLine Data Acquisition"을 선택한 후, 환자의 ID를 입력하면 연월일시로 구성된 파일명이 생성된다. 그리고 "Start"를 클릭하므로서 상기 버퍼(707)를 통한 환자의 순수 EEG 및 연산부 (711)를 거쳐 출력되는 CSA, DSA, TP, DTP, 알파비(Alpha ratio), 및 퍼센트 델타(Percent delta)가 모니터상으로 디스플레이된다. 또한 "OffLine Data Processing"를 선택하고 환자 ID를 입력하면 EEG 파일명이 콤보박스에 표시되며, 기타 정보도 도시된다.Such data management of the patient is illustrated in FIG. 8A as an example. For example, if you want to analyze the patient's information in real time, select "OnLine Data Acquisition" and then enter the patient's ID. The CSA, DSA, TP, DTP, Alpha ratio, and percent delta outputted through the pure EEG and operation unit 711 of the patient through the buffer 707 by clicking “Start” are displayed. It is displayed on the monitor. In addition, if you select "OffLine Data Processing" and enter the patient ID, the EEG file name is displayed in the combo box and other information is also shown.

한편, 수술중 환자의 특정 사건에 관한 시각 및 내용을 저장하고자 한다면, 도 8b에 도시된 컨트롤 패널의 "EVT"(Event marker)를 마우스로 클릭하여 사건의 시각 및 내용을 기록한다. 컨트롤 패널에는 "EVT"이외에도 환자 뇌파의 전체 이득 및 각 채널 이득 조절기능이 구비되며, 환자 모니터링시 실시간 디지털 EEG 기록및 기록된 파일의 사후 검토기능이 마련된다.On the other hand, if you want to save the time and content of a particular event of the patient during surgery, click the "EVT" (Event marker) of the control panel shown in Figure 8b with a mouse to record the time and content of the event. In addition to the "EVT", the control panel includes the overall gain of the patient's EEG and gain adjustment for each channel, as well as real-time digital EEG recording and post review of the recorded files during patient monitoring.

그리고 CSA,DSA 파형 비교를 위한 기준 파형을 동시에 3개까지 포착 및 디스플레이하는 기능과 더불어, 모니터링 도중의 중요 기록사항의 표기 및 사후 검토시 기록 부분으로의 즉시 이동 기능, 파일 앞/뒤로의 점프이동 기능, 일시정지 및 완전정지 기능 등 뇌파 감시 및 분석에 있어서의 필수적인 기능을 부가하고 있다.In addition to capturing and displaying up to three reference waveforms at the same time for CSA and DSA waveform comparisons, the ability to mark important records during monitoring and to instantly move to the recording section during post-review, and to jump backward and forward through the file It adds essential functions in EEG monitoring and analysis such as function, pause and complete stop function.

이와 같은 데이터 관리와 더불어 상기 디스플레이(713)로는 다수의 뇌파신호를 표시토록 하는데, 먼저 순수 EEG신호를 살펴보면 다음과 같다.In addition to such data management, the display 713 displays a plurality of EEG signals. First, a pure EEG signal is as follows.

통상적으로 뇌파의 주파수 대역은 0㎐ - 60㎐에 주로 분포되며, 본 발명에서는 0 ㎐ - 3㎐ 를 델타파(δ), 4㎐ - 7㎐를 세타파(θ), 8㎐ - 13㎐를 알파파(α) 및 14㎐ - 28㎐를 베타파(β)로 분류한다. 그리고 상기 베타파(β)는 13㎐ - 20㎐의 대역인 제1베타파(β1), 20㎐ - 50㎐의 대역인 제2베타파(β2) 및 50㎐이상인 감마파 (γ)로 구성된다. 이와 같이 구성된 뇌파신호는 대략 95%의 뇌파신호로 할당되며, 상기 주증폭부(103)에서 출력되는 약 255㎐의 검출 주파수에서 추출되는 것이다.Typically, the frequency band of EEG is mainly distributed in the range of 0㎐-60㎐, and in the present invention, 0㎐-3 0 is known as delta wave (δ), 4㎐-7㎐ is known as theta wave (θ), and 8㎐-13㎐. Papa (α) and 14 Hz-28 Hz are classified as beta waves (β). The beta wave (β) is composed of a first beta wave (β1) having a band of 13 Hz-20 Hz, a second beta wave (β2) having a band of 20 Hz-50 Hz, and a gamma wave (γ) having 50 Hz or more. do. The EEG signal configured as described above is allocated to an EEG signal of approximately 95%, and is extracted at a detection frequency of about 255 kHz output from the main amplifier 103.

물론, 상기 주증폭부(103)에서는 간질의 검출을 위해 높은 주파수(255㎐)를 검출하지만, 수술도중 환자의 치명상태 여부를 판단하기 위해서는 상기 델타파, 세타파, 알파파 및 베타파에 해당하는 28㎐이하의 신호만을 갖고 상태를 판단하게 된다. 따라서 제어부(105)에서는 주증폭부(103)에서 출력된 신호중 28㎐ 이하의 신호만을 선택하며, 선택된 신호는 상기 A/D변환기(701)를 통해 디지털화된 신호로 변환시킨다.Of course, the main amplifier 103 detects a high frequency (255 kHz) for the detection of epilepsy, but in order to determine whether the patient's fatal state during surgery corresponding to the delta wave, theta wave, alpha wave and beta wave The state is judged using only signals below 28. Therefore, the controller 105 selects only signals of 28 kHz or less among the signals output from the main amplifier 103, and converts the selected signals into digitized signals through the A / D converter 701.

그리고 이와 같은 디지털 신호는 뇌파의 원신호(Raw EEG : Raw Electroence- -phalogram)로서 모니터상의 일측부에 디스플레이된다. 즉, 1채널에서 출력되는 좌측 뇌파신호와 2채널에서 출력되는 우측 뇌파신호를 시간변화에 따른 프레임단위로 디지털화된 데이터 자체를 디스플레이하는 것으로, 상기 순수 EEG신호를 도 9a에 도시하고 있다.The digital signal is displayed on one side of the monitor as a raw signal of raw brain waves (raw electron-phalogram). In other words, the left EEG signal output from one channel and the right EEG signal output from two channels are displayed by digitizing the data itself in units of frames over time. The pure EEG signal is illustrated in FIG. 9A.

한편, 상기 순수 EEG신호의 데이터를 상기 연산부(711)를 통해 FFT(Fast Fourier Transform) 및 평균연산(Averaging)을 수행한 후 이로부터 추출된 스펙트럼을 가상적으로 3차원 처리하여, CSA(Compressed spectral array)를 디스플레이하므로서, 뇌혈류의 변화상태를 쉽게 관찰할 수 있도록 한다. 그리고 상기 CSA는 주파수 밴드별 색상을 지정하여 뇌파 성분의 δ, θ, α, β파를 시각적으로 표시될 수 있도록 함에 따라, 전문의가 아니더라도 관찰이 용이하도록 하고 있다.Meanwhile, after performing FFT (Fast Fourier Transform) and Averaging on the data of the pure EEG signal, the extracted spectra are virtually three-dimensionally processed and then compressed spectral array is processed. ) Makes it easy to observe the state of change in cerebral blood flow. In addition, the CSA designates colors for each frequency band so that δ, θ, α, and β waves of EEG components can be visually displayed.

상기한 CSA 신호는 환자의 혼수상태(COMA) 또는 저혈압 등의 관찰이 가능하며, 2채널의 CSA 신호와 순수 EEG신호를 이용할 경우에는 경동맥 내막절제술 (Carotid Endarterectomy)에서 뇌허혈 현상의 검출이 용이하게 된다.The CSA signal can be observed in a patient's coma or hypotension, and when the two-channel CSA signal and pure EEG signal are used, it is easy to detect cerebral ischemia in carotid endarterectomy. .

이와 같은 CSA 신호는 도 9b에 도시된 바와 같으며, 상기 도면상에 도시되는 스펙트럼에는 스펙트럼 모서리 주파수(Spectral Edge Frequency : SEF)를 표시토록 하는데, 이는 상기 EEG신호의 파워를 1㎐에서부터 누적하여 합을 구할 때 전체 파워가 집중된 구간의 경계 부분에서의 모서리 주파수로서, EEG 신호의 파워 분포를 알 수 있도록 한 파라미터로 사용된다.Such a CSA signal is as shown in FIG. 9B, and the spectrum shown in the figure causes a spectral edge frequency (SEF) to be displayed, which is a cumulative sum of the power of the EEG signal from 1 Hz. In Equation 2, the edge frequency at the boundary of the section where the total power is concentrated is used as a parameter to know the power distribution of the EEG signal.

또한 본 발명에서는 상기 CSA 신호를 디스플레이함에 있어, 시간별 디스플레이와 컬러별 디스플레이가 가능토록 하고 있으며, 상기 시간별 디스플레이는 일실시예로 2초 간격으로 수 십시간 분량동안 이루어지도록 하고 있다. 이와 같은 기능은 환자 모니터링시 환자 상태의 종합적인 관찰과 환자의 뇌파 검출 데이터를 재검토할 수 있게 된다.In addition, in the present invention, in displaying the CSA signal, the hourly display and the color-specific display are enabled, and the hourly display is performed for several ten hours at an interval of two seconds in one embodiment. This feature allows for comprehensive observation of the patient's condition and review of the EEG detection data of the patient during patient monitoring.

그리고 상기 EEG 신호를 A/D 변환하여 FFT 연산한 후, 이를 상기 CSA 신호로 변환시킴과 더불어 DSA(Density Spectral Array)로 변환시키는데, DSA 또한 CSA와 같은 테크닉의 가상 3차원 디스프레이가 되도록 하고 있다. 이와 같은 DSA는 스펙트럼 파워의 최대값과 최소값을 다수 등급으로 분할하여 해당 등급별 컬러를 부여하는 것으로, 전체 14등급으로 분할함과 최대 파워의 주파수 영역을 적색으로 하고 최소 파워의 주파수 영역을 군청색으로 함을 실시예로 하고 있다.In addition, the EEG signal is converted into an A / D FFT, and then converted into the CSA signal, and then converted into a DSA (Density Spectral Array). The DSA also becomes a virtual three-dimensional display of a technique such as CSA. The DSA divides the maximum and minimum values of the spectral power into a plurality of grades to give colors for each grade.The DSA is divided into all 14 grades, the frequency range of maximum power is red, and the frequency range of minimum power is ultra blue. In the example.

상기 DSA 신호를 모니터상에 디스플레이함에 있어 세로축을 시간축으로 하고, 가로축을 주파수 대역으로 하며 대략 수 십시간 이상의 분량을 동시에 디스플레이 한다. 이는 도 9c의 명암부로 도시된다.In displaying the DSA signal on a monitor, the vertical axis is used as the time axis, the horizontal axis is used as the frequency band, and approximately tens of hours or more are simultaneously displayed. This is illustrated by the contrast in FIG. 9C.

한편, 상기 CSA 및 DSA 데이터에 의해 다수의 파라미터를 추출할 수 있는데, 여기에는 환자의 대뇌 활동 상태를 검출하기 위한 전체 파워(Total Power : TP)와, 알파파, 세타파 및 델타파의 파워비를 검출하여 환자의 정신적 안정상태 여부를 판단하기 위한 알파비(Alpha ratio), 델타파의 파워와 전체 주파수 대역의 파워비를 통해 무의식 상태 환자의 뇌손상 가능성을 판단하기 위한 퍼센트 델타 (Percent delta) 및 좌우 뇌파의 활동성을 검출하기 위한 전체 파워의 차 (Difference in Total Power : DTP) 등을 그래픽처리토록 하고 있다.On the other hand, a number of parameters can be extracted by the CSA and DSA data, including the total power (TP) for detecting the cerebral activity state of the patient, and the power ratio of alpha wave, theta wave and delta wave. The alpha ratio for detecting and determining the patient's mental stability, the percentage delta for determining the likelihood of brain damage in an unconscious patient through the power of the delta wave and the power of the entire frequency band, and Difference in Total Power (DTP) is used to detect the activity of left and right brain waves.

여기서 상기 전체 파워(TP)는 직류 성분인 0㎐의 신호를 제외하고, 1㎐ - 28㎐에서의 신호 파워의 합을 계산하는 것이다. 즉, 상기 제어부(105)로 유입되는 좌우측 뇌파 신호의 푸리에(Fourier) 적분량을 각각으로 산출한 디지털화된 정보를 디스플레이하는 것으로, 도 9c와 같은 그래프로 표시되며, 본 발명에서는 상기 DSA에 중첩하여 흰색의 굵은 선으로 표시한다. 그리고 상기 전체 파워(TP)는 아래의 식으로 표현된다.Here, the total power TP calculates the sum of the signal powers at 1 kHz to 28 kHz, except for the 0 kHz signal, which is a direct current component. That is, the digitalized information obtained by calculating Fourier integrals of the left and right EEG signals flowing into the control unit 105 is displayed on a graph as shown in FIG. 9C. It is indicated by a thick white line. The total power TP is expressed by the following equation.

TP = 전체 파워TP = full power

X(f) = 주파수별 에너지의 스펙트럼 밀도X (f) = spectral density of energy by frequency

한편, 상기 알파비는 알파파의 주파수 대역 파워와 알파파 주파수 미만의 주파수 대역비를 연산하는 것으로, 뇌파를 통해 환자의 정신적 안정상태를 검출하는 것이다. 즉, 안정상태의 알파파가 비안정상태인 세타파 및 델타파와의 파워비를 나타내는 것으로, 이는 수술상태의 환자가 수술중 뇌의 안정상태를 파악하기 위한 정보로 활용된다. 상기 알파비의 연산은 알파파인 8㎐ - 13㎐의 주파수를 델타 및 세타파인 1㎐ - 7㎐로 나눈것으로 아래의 식으로 표현되며, 도 9d와 같은 신호파형을 디스플레이한다.On the other hand, the alpha ratio is to calculate the frequency band power of the alpha wave and the frequency band ratio less than the alpha wave frequency, it is to detect the mental state of the patient through the brain waves. In other words, the stable alpha wave represents the power ratio with the unstable theta wave and the delta wave, which is used as information for the patient in the operating state to determine the stable state of the brain during surgery. The alpha ratio is calculated by dividing the frequency of the alpha fine 8 kHz-13 kHz by the delta and theta fine 1 kHz-7 kHz, and is expressed by the following equation, and displays a signal waveform as shown in FIG. 9D.

P(α) = 알파비P (α) = alpha ratio

상기 알파비는 각 채널별로 컬러를 달리하여 모니터상에 디스플레이하도록 하며, 상기 퍼센트 델타는 델타파와 전체 주파수 대역의 파워 비로서, 뇌손상시 발생할 수 있는 델타파가 전체 주파수 대역에서 상대적으로 차지하는 파워의 비를 나타낸다. 퍼센트 델타 또한 각 채널별로 컬러를 달리하여 식별이 용이하도록 하고 있으며, 상기 퍼센트 델타는 아래의 식으로 표현된다.The alpha ratio is displayed on the monitor with different colors for each channel, and the percentage delta is a ratio of delta wave and power of the entire frequency band, and the delta wave that may occur during brain injury occupies relatively power in the entire frequency band. Indicates a ratio. Percent delta is also easy to identify by different colors for each channel, the percentage delta is expressed by the following equation.

P(δ) = 퍼센트 델타P (δ) = percent delta

상기 식에 의거한 그래프는 도 9e에 각 채널별로 도시된다. 그리고 상기 DSA 및 TP가 채널별로 디스플레이될 때, 각 채널별 스펙트럼 파워의 차(Difference in Total Power : DTP)를 동시에 디스플레이하도록 하여, 뇌파의 활동성을 검출할 수 있도록 하고 있다. 이는 좌측 뇌파 전체 파워에서 우측 뇌파의 전체 파워를 감한 파워차이를 연산한다. 이와 같은 연산 결과는 도 9c에 도시한 두 DSA 사이에 수평막대 그래프 형태로 그래픽 처리되며, 상기 DTP의 연산과정은 아래의 식에 의거한다.The graph based on the above equation is shown for each channel in FIG. 9E. When the DSA and the TP are displayed for each channel, the difference in spectral power for each channel (Difference in Total Power: DTP) is simultaneously displayed so that the activity of the brain waves can be detected. This calculates a power difference obtained by subtracting the total power of the right brain wave from the total power of the left brain wave. The calculation result is graphically processed in the form of a horizontal bar graph between the two DSAs shown in FIG. 9C, and the calculation process of the DTP is based on the following equation.

LTP = 좌측 뇌의 전체 파워LTP = total power of the left brain

RTP = 우측 뇌의 전체 파워RTP = total power of the right brain

DTP = 전체 파워차DTP = total power difference

이상 설명된 바와 같이 환자의 뇌파신호를 순수하게 디스플레이하거나, 상기 뇌파신호를 가공하여 모니터상에 도 10과 같이 디스플레이하여 수술중 환자의 뇌활동 상태에 대한 즉각적인 비교 및 판단이 용이하도록 하는 것이다.As described above, the EEG signal of the patient can be displayed purely, or the EEG signal can be processed and displayed on a monitor as shown in FIG. 10 to facilitate immediate comparison and determination of the brain activity state of the patient during surgery.

본 발명은 뇌파 감시를 위한 뇌파 증폭기의 하드웨어 설계와 더불어, 상기 뇌파 증폭기로부터 얻어지는 뇌파신호를 순수하게 디스플레이하거나 가공하여 수술시의 환자 관찰이 종합적이고 객관적으로 이루어질 수 있도록 함에 따라, 다음과 같은 효과를 얻는다.According to the present invention, in addition to the hardware design of the EEG amplifier for monitoring EEG, the EEG signal obtained from the EEG amplifier can be displayed or processed purely to enable comprehensive and objective patient observation during surgery. Get

첫 째, 뇌파 관련 주요 파라미터들을 한 화면에 디스플레이시켜 환자 모니터링시에 종합적인 관찰이 정확하게 이루어짐과 동시에 사후에 EEG 데이터를 재검토할 수 있어 임상의사들의 환자 관리 및 대처에 편의성을 제공하며, 둘 째 뇌파의 특성 주파수별로 다수의 컬러를 부여하여 뇌파의 변화감지가 용이하고, 셋 째 다수의 뇌파 파라미터를 디스플레이함에 따라 좌.우측 뇌활동 상태에 대한 즉각적인 비교 및 판단이 가능하며, 넷 째 수술시 환자 모니터링 중에 특정 순간의 CSA,DSA, TP, SEF등을 저장하여 수술후 상태와 비교하고자 할 때 화면 상단에 다수의 정보를 디스플레이하므로서, 정보 데이터의 비교가 용이하고, 다섯 째 환자의 응급처치 등에 대한 기록사항을 입력할 수 있는 파일관리 기능이 구비되어 시스템의 사용 편의성을 향상시키는 효과가 있다.First, EEG data can be reviewed after monitoring by displaying key parameters related to EEG on one screen, and the EEG data can be reviewed afterwards. Easily detect changes in EEG by assigning multiple colors for each frequency of characteristics, and by instantly displaying a number of EEG parameters, it is possible to instantly compare and judge left and right brain activity status and monitor patient during fourth operation. When you want to save CSA, DSA, TP, SEF at a certain moment and compare it with the postoperative state, it displays a lot of information at the top of the screen, making it easy to compare the information data and record the fifth patient's first aid. Equipped with a file management function that can enter the effect of improving the usability of the system have.

Claims (10)

뇌기능 감시장치에 있어서,In the brain function monitoring device, 전기응고기의 인위잡음을 입력의 초단에서 제거하기 위해 벨런스 필터 (balanced filter)로 구성된 인위잡음 제거필터(201); 상기 인위잡음 제거필터 (201)로부터 유입되는 신호가 고임피던스를 갖기 위한 버퍼(203); 상기 전기응고기로부터 발생하는 고주파에서도 공통모드 제거비를 갖도록 CMRR이 높은 OP 앰프로 차동 증폭시켜 공통 모드 신호를 제거하기 위한 차동 증폭기(205); 상기 차동증폭기 (205)에서 출력되는 신호로부터 직류 옵셋을 제거하기 위한 저주파 차단 필터 (207); 상기 저주파 차단 필터(207)를 거쳐 유입되는 신호중 250㎐ 이상의 고주파 잡음을 제거하기 위한 고주파 차단 필터(209); 상기 고주파 차단필터(209)를 통한 뇌파 측정용 주파수를 소정 이득으로 증폭시키기 위한 증폭기(211); 및 상기 증폭기(211)의 증폭신호를 주증폭부(103)로 전송함에 있어 상기 전치증폭부(101)와 주증폭기(103)의 전원선과 접지간에 포함된 고주파 디지털 스위칭 잡음을 제거하기 위한 분리증폭기(213)로 이루어져 좌.우측 전극(LAE,LRE. RAE,RRE)을 통해 뇌허혈 현상을 감시하기 위한 전치증폭부(101);An artificial noise removing filter 201 configured as a balanced filter to remove the artificial noise of the electric meat at the first stage of the input; A buffer 203 for the signal flowing from the artificial noise removing filter 201 to have a high impedance; A differential amplifier 205 for differentially amplifying the OPRR with a high CMRR to have a common mode rejection ratio even at a high frequency generated from the electric meat to remove the common mode signal; A low frequency cut filter (207) for removing direct current offset from the signal output from the differential amplifier (205); A high frequency cut filter 209 for removing high frequency noise of 250 kHz or more from a signal flowing through the low frequency cut filter 207; An amplifier 211 for amplifying the EEG measurement frequency through the high frequency cutoff filter 209 with a predetermined gain; And a separation amplifier for removing the high frequency digital switching noise included between the power supply line of the preamplifier 101 and the main amplifier 103 and the ground in transmitting the amplified signal of the amplifier 211 to the main amplifier 103. An amplification unit 101 for monitoring cerebral ischemia through left and right electrodes LAE, LRE, RAE, and RRE; 상기 전치증폭부(101)를 통해 유입되는 상용전원 60㎐의 인위잡음을 제거하기 위한 노치필터(407); 상기 전치증폭부(101)에서 주증폭부(103)로 신호전송함에 있어 신호전송 라인에 의해 발생하는 2.15㎑ 이상의 잡음을 제거하기 위한 저역통과 필터(401); 상기 저역통과 필터(401)를 거쳐 인가되는 뇌파신호중 직류신호를 제거하기 위한 직류 옵셋 제거 필터(403); 상기 직류 옵셋 제거 필터(403) 및 노치필터(407)에서 출력되는 신호중 일측을 선택하기 위한 멀티플렉서(409); 뇌파 증폭신호를 상기 제어부(105)와 인터페이싱하기 위해 컴퓨터의 샘플링 대역에 따라 신호대역을 가변 제한하기 위한 가변 저역통과 필터(411); 상기 가변 저역통과 필터(411)를 통과한 신호의 직류신호를 단자(CN4)를 통해 가변적으로 제한하기 위한 가변 고역통과 필터(HP); 및 상기 가변 고역통과 필터(HP)에 의해 출력되는 가변적 신호를 단자(CN5)를 통한 제어신호로부터 일정 레벨로 증폭하기 위한 가변 이득 콘트롤러(413)로 이루어져 미세 잡음을 제거하기 위한 주증폭부(103); 및A notch filter 407 for removing artificial noise of commercial power 60 kHz introduced through the preamplifier 101; A low pass filter 401 for removing noise of 2.15 kHz or more generated by the signal transmission line in transmitting the signal from the preamplifier 101 to the main amplifier 103; A DC offset removing filter (403) for removing a DC signal among the EEG signals applied through the low pass filter (401); A multiplexer 409 for selecting one side of signals output from the DC offset elimination filter 403 and the notch filter 407; A variable low pass filter 411 for variably limiting a signal band according to a sampling band of a computer to interface an EEG amplified signal with the controller 105; A variable high pass filter (HP) for variably restricting the DC signal of the signal passing through the variable low pass filter (411) through the terminal (CN4); And a variable gain controller 413 for amplifying the variable signal output by the variable high pass filter HP to a predetermined level from the control signal through the terminal CN5. ); And 상기 전치증폭부(101)의 증폭 신호를 읽어 들여 입력신호의 증폭이득을 조절하므로서, 다양한 뇌파 파라미터를 추출하여 다각적 디스플레이가 이루어지도록 하기 위한 제어부(105)로 이루어진 것을 특징으로 하는 디지털 뇌파를 이용한 뇌기능 감시장치.Brain by using the digital EEG, characterized in that the control unit 105 to read the amplified signal of the preamplifier 101 to adjust the amplification gain of the input signal, to extract a variety of EEG parameters to achieve a multi-dimensional display Function monitor. 제 1 항에 있어서, 상기 전치증폭부(101)에는 내부 회로에 의해 기준치 이상의 높은 전압이 흐를 경우 증폭부의 손상을 방지함과 동시에 증폭부에 의한 전원이 환자로 노출되지 않도록하기 위한 전류제한 회로부(301)가 더 포함된 것을 특징으로 하는 디지털 뇌파를 이용한 뇌기능 감시장치.According to claim 1, wherein the preamplifier 101 is a current limiting circuit for preventing damage to the amplifier and damage to the amplifier when the high voltage above the reference value flows by an internal circuit ( Brain function monitoring device using a digital brain wave, characterized in that it further comprises 301). 삭제delete 삭제delete 제 1 항에 있어서, 상기 가변 저역통과 필터(411)의 입출력 측에 각각으로 715.7㎐ 이상의 주파수를 차단하기 위한 저역통과 필터(LP1) 및 255.6㎐ 이상의 주파수를 차단하기 위한 저역통과 필터(LP2)가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 디지털 뇌파를 이용한 뇌기능 감시장치.The low pass filter LP1 for blocking a frequency of 715.7 Hz or more and the low pass filter LP2 for blocking a frequency of 255.6 Hz or more are respectively provided on an input and output side of the variable low pass filter 411. Brain function monitoring device using a digital brain wave, characterized in that it further comprises. 제 1 항에 있어서, 상기 인위잡음 제거필터(201)는 각각의 전극에 동일 저항(R1)이 접속되고, 상기 저항(R1)간에 캐패시터(C1)가 구비되고;2. The artificial noise canceling filter (201) according to claim 1, wherein the artificial noise removing filter (201) is connected with the same resistor (R1) to each electrode, and a capacitor (C1) is provided between the resistors (R1); 상기 버퍼(203)는 상기 저항(R1)을 단위 이득 증폭기로 구현된 오피앰프 (OP1,OP2)의 비반전 단자에 접속되며;The buffer (203) is connected to the non-inverting terminal of the op amps (OP1, OP2) implemented with the resistor R1 as a unit gain amplifier; 상기한 차동증폭기(205)는 버퍼(203)로부터 유입되는 신호를 저항(R2) 및 오피앰프(OP3)를 통해 차동증폭시키되, 저항(R3)에 의거 증폭 이득을 설정토록 접속되며;The differential amplifier 205 differentially amplifies the signal flowing from the buffer 203 through the resistor R2 and the op amp OP3, and is connected to set an amplification gain based on the resistor R3; 상기 직류 옵셋 제거필터(207)는 캐패시터(C2)와 저항(R4)에 의한 직류신호 차단필터로 접속되고;The DC offset elimination filter 207 is connected to a DC signal blocking filter by a capacitor C2 and a resistor R4; 상기 고주파 차단필터(209)는 뇌파측정에 알맞은 주파수 대역만을 추출하기 위해 특정 주파수 이하만을 차단하기 위해 오피앰프(OP4)와, 상기 오피앰프(OP4)의 입력 및 궤환측에 접속되는 저항(R6,R7), 캐패시터(C3,C5)로 이루어진 버터 워스 (Butter Worth)회로 및 오피앰프(OP4)의 출력단에 접속된 저항(R8)과 캐패시터(C4)로 이루어진 저역통과 필터회로로 구성되며;The high frequency cut-off filter 209 is connected to the op amp (OP4) and the input and feedback side of the op amp (OP4) in order to cut only below a specific frequency in order to extract only the frequency band suitable for EEG measurement. R7), a Butter Worth circuit composed of capacitors C3 and C5, and a low pass filter circuit composed of a resistor R8 and a capacitor C4 connected to the output terminal of the op amp OP4; 상기 증폭기(211)는 증폭소자 오피앰프(OP5) 및 상기 오피앰프(OP5)의 이득을 설정하기 위한 저항 (R9,R10)으로 이루어지고;The amplifier 211 comprises an amplifier op amp OP5 and resistors R9 and R10 for setting the gain of the op amp OP5; 상기 분리증폭기(213)는 전치증폭부(101)에서 상기 주증폭부(103)로의 신호전송함에 있어 신호잡음이 없도록 하기 위해 광결합 방식의 증폭소자인 아이씨(IC)로 이루어진 것을 특징으로 하는 디지털 뇌파를 이용한 뇌기능 감시장치.The separation amplifier 213 is digital, characterized in that the IC (IC), which is an optical coupling amplification element in order to avoid the signal noise in the signal transmission from the preamplifier 101 to the main amplifier 103 Brain function monitoring device using brain waves. 제 1 항에 있어서, 상기 저역통과 필터(401)는 저항(R11), 저항(R12) 및 캐패시터(C12)로 이루어진 로패스 회로가 오피앰프(OP11)의 비반전단자로 접속되고, 상기 저항(R11) 및 캐패시터(C11)로 이루어진 직렬회로는 오피앰프(OP11)의 반전단자로 접속되며;The low pass filter 401 of claim 1, wherein the low pass filter 401 includes a low pass circuit composed of a resistor R11, a resistor R12, and a capacitor C12, connected to a non-inverting terminal of the op amp OP11. A series circuit consisting of R11) and capacitor C11 is connected to the inverting terminal of op amp OP11; 상기 직류 옵셋 제거 필터(403)는 캐패시터(C13) 및 저항(R13)으로 구성되고;The DC offset elimination filter (403) is composed of a capacitor (C13) and a resistor (R13); 상기 노치필터(407)은 단자(CN1)을 통해 60㎐에 상응한 필터링 주파수를 설정하기 위한 아이씨(IC2)가 구비되며;The notch filter 407 is provided with an IC IC2 for setting a filtering frequency corresponding to 60 Hz through the terminal CN1; 상기 멀티플렉서(409)는 아이씨(IC6)를 통해 단자(CN2)로부터의 선택신호를 인가받도록 하고;The multiplexer 409 is configured to receive a selection signal from a terminal CN2 via an IC IC6; 상기 가변 저역통과 필터(411)는 단자(CN3)으로 인가되는 펄스신호로부터 필터링 주파수를 달리하는 아이씨(IC3)(IC3')로 이루어지며;The variable low pass filter 411 is composed of ICs IC3 (IC3 ') which vary the filtering frequency from the pulse signal applied to the terminal CN3; 상기 가변 고역통과 필터(HP)는 캐패시터(C18)를 중심으로 다수의 고정 저항(RR1)이 단자(CN4)에 의해 선택되도록 하는 아이씨(IC4)가 구비되고;The variable high pass filter HP is provided with an IC IC4 for allowing a plurality of fixed resistors RR1 to be selected by the terminal CN4 around the capacitor C18; 상기 가변 이득 콘트롤러(413)은 단자(CN5)을 통해 다수의 저항(RR2)중 일측 저항을 선택토록 하는 아이씨(IC5)(IC5')와, 상기 아이씨(IC5)(IC5')로부터 선택된 일측 저항 및 고정 저항(R24)에 의해 증폭 이득이 설정되는 오피앰프 (OP19) 및 상기 오피앰프(OP19)에서 증폭된 신호를 상기 제어부(105)로 출력하기 위해 버퍼링을 수행하는 오피앰프(OP20)로 구성된 것을 특징으로 하는 디지털 뇌파를 이용한 뇌기능 감시장치.The variable gain controller 413 selects one of the resistors RR2 through a terminal CN5 to select one of the resistors RR2 and one resistor selected from the IC IC5 and IC5 '. And an op amp OP19 having an amplification gain set by the fixed resistor R24, and an op amp OP20 that buffers the signal amplified by the op amp OP19 to the controller 105. Brain function monitoring device using a digital brain wave, characterized in that. 좌우측 두 채널을 통해 증폭처리된 환자의 뇌파신호를 디지털 처리한 후, 이로부터 생성된 순수 EEG를 모니터상에 디스플레이하는 단계;Digitally processing the EEG signal of the amplified patient through the left and right two channels, and displaying the pure EEG generated therefrom on a monitor; 상기 디지털화된 순수 EEG 신호를 FFT 및 평균연산을 통해 스펙트럼을 추출하여 가상적 3차원으로 디스플레이하는 단계;Displaying the digitized pure EEG signal in virtual three dimensions by extracting a spectrum through FFT and averaging; 상기 순수 EEG신호의 FFT 스펙트럼 파워를 가상 3차원 처리한 DSA신호를 화면상에 디스플레이하는 단계;Displaying a DSA signal obtained by virtually three-dimensional processing the FFT spectral power of the pure EEG signal; 상기 좌우측 각 뇌파신호중 1㎐에서 28㎐에 포함된 전체 주파수 파워(TP: Total Power)를 그래픽처리하여 디스플레이하는 단계;Displaying a total frequency power (TP: Total Power) included in 1 kHz to 28 kHz of the left and right respective EEG signals; 상기 순수 EEG신호의 파워를 1㎐에서부터 누적하여 전체 주파수 파워(TP)의 95%에 이르는 시점을 표시하는 스펙트럼 모서리 주파수(SEF: Spectral Edge Freque -ncy)를 디스플레이하는 단계;Displaying a spectral edge frequency (SEF) indicating a time point of accumulating the power of the pure EEG signal from 1 kHz to 95% of the total frequency power (TP); 상기 뇌파신호중 α파의 주파수 대역 파워와 θ 및 δ파의 주파수 대역 파워와의 비율을 그래픽 처리한 알파비(Alpha ratio)를 디스플레이하는 단계;Displaying an alpha ratio obtained by graphically processing the ratio of the frequency band power of α wave and the frequency band power of θ and δ wave of the EEG signal; 상기 δ파가 전체 주파수 대역에서 상대적으로 차지하는 파워의 비율을 그래픽 처리한 퍼센트 델타(Percent delta)를 디스플레이하는 단계; 및Displaying a percentage delta obtained by graphically processing the percentage of power occupied by the δ wave in the entire frequency band; And 상기 좌우측 뇌파로부터 각각으로 연산된 전체 파워의 차(DTP: Difference in Total Power)를 그래픽으로 처리하는 단계를 포함하여, 특정 순간의 환자 상태의 CSA, DSA, TP, SEF 등을 화면상에서 캡처하여 디스플레이하는 갖는 디지털 뇌파를 이용한 뇌기능 감시장치에 있어 디지털 뇌파의 디스플레이 방법.Graphically processing the difference in total power (DTP) calculated from each of the left and right brain waves, and capturing and displaying CSA, DSA, TP, SEF, etc. of the patient state at a specific moment on the screen. A method of displaying digital brain waves in a brain function monitoring apparatus using digital brain waves. 제 8 항에 있어서, 상기 순수 EEG 데이터에 헤더(Header)를 추가하므로서 환자 ID에 상응한 환자 정보 및 파일 정보를 포함한 EEG 파일을 생성하여 기록사항의 표기(Event marking) 및 검색(Search)이 가능토록 하고, 상기 환자 ID를 계층적 디렉토리 구조 형태로 관리하는 단계가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 디지털 뇌파를 이용한 뇌기능 감시장치에 있어 디지털 뇌파의 디스플레이 방법.The method of claim 8, wherein an EEG file including patient information and file information corresponding to a patient ID is generated by adding a header to the pure EEG data, thereby enabling event marking and searching of records. And managing the patient ID in the form of a hierarchical directory structure. 제 8 항에 있어서, 상기 가상적 3차원으로 디스플레이하는 단계는 CSA신호의 주파수 밴드별로 컬러를 부여하는 과정 및 상기 제3디스플레이 과정에서 DSA신호의 스펙트럼 파워별로 14등급의 컬러를 부여하는 과정이 부가되는 것을 특징으로 하는 디지털 뇌파를 이용한 뇌기능 감시장치에 있어 디지털 뇌파의 디스플레이 방법.The method of claim 8, wherein the displaying in the virtual three-dimensional image is performed by assigning colors to frequency bands of the CSA signal and assigning colors of grade 14 to the spectral power of the DSA signals in the third display process. A method for displaying digital brain waves in a brain function monitoring apparatus using digital brain waves.
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