[发明专利]群浮地生物电测量技术

说明书

本发明涉及一种生物电测量技术，特别是指一种可进行多通道生物电浮地测量的群浮地生物电测量技术。

在已有的浮地测量技术中，生物电的浮地测量均为单通道浮地测量。当进行多通道浮地测量时，多采用多个单通道浮地的设计方案。如日本2101型心电图仪即采用多个单通道浮地的设计方案。这样的设计方案，当生物电测量的通道数增加时，不仅增加设备的复杂度，而且由于浮地电阻的并联效应，严重影响仪器抗共模干扰的能力。脑电测量有比心电测量更高的抗共模干扰的要求。（参考文献：Huhta    J.C.and    Webster，60-Hzinterfenence    ine    lectrocardiography，IEEE    Trans.Biomed.Eng.Vol    BME-20，PP99-101，1973）。

因此，本发明的目的在于提出一种群浮地测量技术，它能进行多路生物电的同时浮地测量，同时保证仪器的抗共模干扰能力，解决多路生物电测量中存在的浮地阻抗的并联效应问题。

本发明的目的是这样实现的。本发明由生物电放大器，编码调制器，编码解调器浮地电源和用于实现人体和大地浮地隔离以及浮地侧和非浮地侧信号传送的光电耦合器组成。多路生物电信号由生物电放大器放大，放大的生物电信号输入到多路编码调制器，多路编码调制器将输入的多路生物电信号编码调制成串行生物电数字编码信号，生物电放大器和多路编码调制器由浮地电源供电。多路编码调制器输出的多路生物电信号由用于浮地隔离的光电耦合器耦合传送到非浮地侧，并输入到非浮地侧的多路编码解调器。光电耦合器实现了浮地侧和非浮地侧的电隔离，即两侧不存在共地，并将浮地侧的数据传送到非浮地侧进行处理，从而完成和实现了本发明的任务和目的。

本发明的优点在于，第一，解决了多路生物电测量中存在的浮地阻抗的并联效应问题，在进行多路生物电同时浮地测量时，保证仪器的抗共模干扰能力。第二，本发明中各通道生物电信号均由同一个编码器编码，因此，它克服了普通生物电浮地测量在多路使用时，由于各路电特性的不同而产生的各路不一致性。第三，本发明中利用光电耦合器实现浮地耦合，由于通过光电耦合器的串行生物电数字编码信号的编码值不受光电耦合器的非线性失真影响，因此，本发明克服了原有浮地技术中信号输出通路浮地耦合存在的非线性失真问题。

图1示出了本发明的系统结构框图。

图2示出了本发明用于8道脑电群浮地测量的实施例结构原理图。

图3示出了本发明用于飞行中生物电测量的实施例的结构原理图。

参见图1，本发明的系统包括浮地侧和非浮地侧。在浮地一侧，从被测对象收集来的多路生物电信号FS由多路生物电放大器1放大，送入多路编码调制器2形成串行数字编码信号FCS输出，由浮地电源4为浮地侧电器件供电。光电耦合器3的光器件受多路编码调制器2输出的浮地串行数字编码信号FCS控制发光，光电耦合器3中的光敏器件受由浮地串行数字编码信号FCS控制的发光信号感应而产生相应的信号，形成非浮地的串行数字编码信号NFCS，该串行数字编码信号NFCS通过多路编码解调器6的处理，还原成多通道生物电信号NFS。非浮地数字编码信号信号NFCS如不需作实时处理，也可由磁记录器5记录保存，由于在本发明中使用了光耦合器件3和浮地电源4，通过光学介质实现浮地侧和非浮地侧的通信，同时利用光学介质实现浮地侧和非浮地侧的电隔离，完全克服了普通浮地技术中存在的浮地阻抗的并联效应问题，以及多路电特性不一致性和浮地耦合的非线性失真问题。

参见图2，示出了本发明应用于8通道脑电群浮地测量的实施例。在本实施例中，多路编码调制器产生的串行数字编码信号是串行相位码信号或者是串行不归零码信号和对应时钟信号。编码信号由A/D变换器11和一块带EPROM或ROM的调制单片机12组成。由A/D变换器11变换的数字信号由数据线18送入单片机12，单片机12通过控制线19为A/D变换器11提供时钟信号CP1，通道控制信号CHANNEL，开始变换的信号START，单电机12将编码结果逐位地按相位码方式或不归零码方式从接口输出，从而产生浮地的串行相位码FBIφ和浮地串不归零码及对应时钟FNRZ，FCP。

在本实施例中，多路编码解调器6包括一个由一块带EPROM或ROM的变换单片机16组成BIφ/NRZ（相位码/不归零码）变换器和由一块带EPROM或ROM的解调单片机17组成的解调器。