一种多输入体表生物信号采集系统技术方案

本发明专利技术涉及医疗检测装置技术领域，尤其是一种多输入体表生物信号采集系统。它包括顺序连接的多输入前级放大电路、高通滤波器、低通滤波器和工频陷波电路；多输入前级放大电路包括第一测量电极、第二测量电极、第三测量电极、第一人体保护电路、第二人体保护电路、臂肢驱动电路和仪表运放电路，第三测量电极通过臂肢驱动电路与仪表运放电路的输入端连接，第一测量电极通过第一人体保护电路连接仪表运放电路的输入端，第二测量电极通过第二人体保护电路连接仪表运放电路的输入端，仪表运放电路的输出端与高通滤波器的输入端连接。本发明专利技术通过对放大电路的结构改进，使得整个系统能够适用于心电信号和表面肌电信号两种体表生物信号的检测和采集。

A multi input body surface biological signal acquisition system

The invention relates to the technical field of medical detection device, in particular a multi input body surface biological signal acquisition system. It includes sequentially connected multi input amplifier circuit, high pass filter, low-pass filter and frequency notch circuit; multi input amplifier circuit includes a first measuring electrode, second measuring electrodes, third measuring electrodes, the first human body second protection circuit, protection circuit, limbs drive circuit and instrument amplifier circuit, third the measuring electrode driving circuit and the instrumentation amplifier circuit through the arm leg is connected with the input terminal of the input, the first measuring electrode connected to instrument amplifier circuit through the first body protection circuit, the input end of the second measuring electrodes connected to instrumentation amplifier circuit through the second human protection circuit, the output circuit of the instrument amplifier and high pass filter is connected with the input terminal. By improving the structure of the amplifying circuit, the whole system can be applied to the detection and collection of two kinds of body surface biological signals, ECG and surface electromyography.

【技术实现步骤摘要】
一种多输入体表生物信号采集系统
本专利技术涉及医疗检测装置
，尤其是一种多输入体表生物信号采集系统。
技术介绍
目前，对人体体表生物电信号无创检测的集成系统已逐渐成为研究热点，但受限于不同的生物信号的幅频特性和产生机制的差异性，往往需要有针对性地设计不同的采集放大电路或选用不同模块，如此便不利于系统集成度的提高和小型化的实现，或造成系统的使用不便。因此，在现有的集成系统的基础上，对其系统的采集放大电路提出改进方案，以解决目前系统存在的问题。
技术实现思路
针对现有技术中存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种系统结构简单、抗干扰性强、可适用于检测心电信号和表面肌电信号两种体表生物电信号的多输入体表生物信号采集系统。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种多输入体表生物信号采集系统，它包括用于采集体表生物电信号的多输入前级放大电路、用于消除信号中夹杂的低频干扰信号的高通滤波器、用于滤除信号中的高频噪音的低通滤波器和用于抑制信号中的工频噪音的工频陷波电路，所述多输入前级放大电路、高通滤波器、低通滤波器和工频陷波电路顺序连接；所述多输入前级放大电路包括第一测量电极、第二测量电极、第三测量电极、第一人体保护电路、第二人体保护电路、臂肢驱动电路和仪表运放电路，所述第三测量电极通过臂肢驱动电路与仪表运放电路的输入端连接，所述第一测量电极通过第一人体保护电路连接仪表运放电路的输入端，第二测量电极通过第二人体保护电路连接仪表运放电路的输入端，所述仪表运放电路的输出端与高通滤波器的输入端连接。优选地，所述臂肢驱动电路包括第一运算放大器和第二运算放大器，所述仪表运放电路包括一AD8220型仪表运算放大器，第一人体保护电路包括第一电阻组，所述第二人体保护电路包括第二电阻组；所述第三测量电极通过第三电阻组连接于第一运算放大器的输出端，所述第一运算放大器的反相端与输出端之间连接有第一电阻，所述第一电阻的两端并联有第一电容，所述第二运算放大器的输出端通过第二电阻连接于第一运算放大器的反相端，所述第二运算放大器的同相端通过第五电阻连接仪表运算放大器的1号引脚、通过第三电阻连接仪表运算放大器的8号引脚；所述第一测量电极通过第一电阻组与仪表运算放大器的3号引脚连接，所述第二测量电极通过第二电阻组与仪表运算放大器的2号引脚连接，所述仪表运算放大器的5号引脚接地、6号引脚连接高通滤波器的输入端、8号引脚与1号引脚之间还连接有第四电阻。优选地，所述工频陷波电路包括一F42N50型工频陷波器，所述工频陷波器的1号引脚通过第六电阻连接低通滤波器的输出端、6号引脚和7号引脚之间增益调节电阻、3号引脚通过第七电阻接地。优选地，所述多输入前级放大电路设置于铝材质的盒体内。由于采用了上述方案，本专利技术通过对放大电路的结构改进，使得整个系统能够适用于心电信号和表面肌电信号两种体表生物信号的检测和采集；其系统结构简单、抗干扰性强，具有很强的实用价值。附图说明图1是本专利技术实施例的系统原理框图；图2是本专利技术实施例的多输入前级放大电路的电路结构图；图3是本专利技术实施例的工频陷波电路的电路结构图。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的实施例进行详细说明，但是本专利技术可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。如图1至图3所示，本实施例的多输入体表生物信号采集系统，它包括用于采集体表生物电信号（如心电信号、表面肌电信号）的多输入前级放大电路10、用于消除信号中夹杂的低频干扰信号的高通滤波器20、用于滤除信号中的高频噪音的低通滤波器30和用于抑制信号中的工频噪音的工频陷波电路40，多输入前级放大电路10、高通滤波器20、低通滤波器30和工频陷波电路40顺序连接；其中，多输入前级放大电路10包括第一测量电极11、第二测量电极12、第三测量电极13、第一人体保护电路14、第二人体保护电路15、臂肢驱动电路16和仪表运放电路17，第三测量电极13通过臂肢驱动电路16与仪表运放电路17的输入端连接，第一测量电极11通过第一人体保护电路14连接仪表运放电路17的输入端，第二测量电极12通过第二人体保护电路15连接仪表运放电路17的输入端，仪表运放电路17的输出端与高通滤波器20的输入端连接。如此，通过对多输入前级放大电路10的设置可使得系统能够适用于心电信号和表面肌电信号两种信号的采集，并利用仪表运放电路17进行信号的统一输出，利于对信号进行后续处理；如在采集心电信号中，将第一测量电极11和第二测量电极12分别接在人体右胸和左胸附近，将第三测量电极13接在人体右下腹位置，即可进行心电信号的采集；在采集表面肌电信号时，将第一测量电极11和第二测量电极12分别接在小臂靠近肘关节的伸指总肌和尺侧腕伸肌的肌腹附近，如此即可保证采集到的表面肌电信号的质量和幅度。为优化整个系统的电路结构，本实施例的臂肢驱动电路16包括OP4177型的第一运算放大器U1和OP4177型的第二运算放大器U2，仪表运放电路17则包括一AD8220型仪表运算放大器A，第一人体保护电路14包括第一电阻组（其可由电阻R16和R17串联构成），所述第二人体保护电路15包括第二电阻组（其可由电阻R21和R22串联构成）；第三测量电极13通过第三电阻组（其可由电阻R10和R11串联构成）连接于第一运算放大器U1的输出端，第一运算放大器U1的反相端与输出端之间连接有第一电阻R1，第一电阻R1的两端并联有第一电容C1，第二运算放大器U2的输出端通过第二电阻R2连接于第一运算放大器U1的反相端，第二运算放大器U2的同相端通过第五电阻R5连接仪表运算放大器A的1号引脚、通过第三电阻R3连接仪表运算放大器A的8号引脚；第一测量电极11通过第一电阻组与仪表运算放大器A的3号引脚连接，第二测量电极12通过第二电阻组与仪表运算放大器A的2号引脚连接，仪表运算放大器A的5号引脚接地、6号引脚连接高通滤波器20的输入端、8号引脚与1号引脚之间还连接有第四电阻R4。如此，可利用仪表运算放大器A的5号引脚接地的结构形式，保证表面肌电信号的采集效果。进一步地，本实施例的工频陷波电路40则包括一F42N50型工频陷波器K，工频陷波器K的1号引脚通过第六电阻R6连接低通滤波器30的输出端、6号引脚和7号引脚之间增益调节电阻Rg、3号引脚通过第七电阻R7接地。以此，通过对工频陷波电路40的结构改进使得其具有中心陷波频率免调试、频率和增益受影响小等特点，保证了采集信号的输出效果。另外，为增强整个系统的抗干扰性，本实施例的多输入前级放大电路10设置于铝材质的盒体内，以利用金属盒体实现对系统的屏蔽。以上所述仅为本专利技术的优选实施例，并非因此限制本专利技术的专利范围，凡是利用本专利技术说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的
，均同理包括在本专利技术的专利保护范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多输入体表生物信号采集系统，其特征在于：它包括用于采集体表生物电信号的多输入前级放大电路、用于消除信号中夹杂的低频干扰信号的高通滤波器、用于滤除信号中的高频噪音的低通滤波器和用于抑制信号中的工频噪音的工频陷波电路，所述多输入前级放大电路、高通滤波器、低通滤波器和工频陷波电路顺序连接；所述多输入前级放大电路包括第一测量电极、第二测量电极、第三测量电极、第一人体保护电路、第二人体保护电路、臂肢驱动电路和仪表运放电路，所述第三测量电极通过臂肢驱动电路与仪表运放电路的输入端连接，所述第一测量电极通过第一人体保护电路连接仪表运放电路的输入端，所述第二测量电极通过第二人体保护电路连接仪表运放电路的输入端，所述仪表运放电路的输出端与高通滤波器的输入端连接。

【技术特征摘要】
1.一种多输入体表生物信号采集系统，其特征在于：它包括用于采集体表生物电信号的多输入前级放大电路、用于消除信号中夹杂的低频干扰信号的高通滤波器、用于滤除信号中的高频噪音的低通滤波器和用于抑制信号中的工频噪音的工频陷波电路，所述多输入前级放大电路、高通滤波器、低通滤波器和工频陷波电路顺序连接；所述多输入前级放大电路包括第一测量电极、第二测量电极、第三测量电极、第一人体保护电路、第二人体保护电路、臂肢驱动电路和仪表运放电路，所述第三测量电极通过臂肢驱动电路与仪表运放电路的输入端连接，所述第一测量电极通过第一人体保护电路连接仪表运放电路的输入端，所述第二测量电极通过第二人体保护电路连接仪表运放电路的输入端，所述仪表运放电路的输出端与高通滤波器的输入端连接。2.如权利要求1所述的一种多输入体表生物信号采集系统，其特征在于：所述臂肢驱动电路包括第一运算放大器和第二运算放大器，所述仪表运放电路包括一AD8220型仪表运算放大器，第一人体保护电路包括第一电阻组，所述第二人体保护电路包括第二电阻组；所述第三...

【专利技术属性】
技术研发人员：高伟，
申请(专利权)人：淄博齐鼎立专利信息咨询有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37