CN206507946U - 一种基于声卡的便携式听觉诱发电位检测设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于声卡的便携式听觉诱发电位检测设备，其包括处理器、声卡、耳机以及电极，所述处理器与声卡通讯连接，所述声卡的音频输出端与耳机的输入端连接，所述电极与声卡的音频输入端连接。本实用新型采用声卡来实现听觉诱发电位检测设备，这样则无需采用两个分别独立工作的子设备来实现，从而达到减少体积、节省摆放空间、便于携带且降低成本等优点。本实用新型作为一种基于声卡的便携式听觉诱发电位检测设备可广泛应用于听觉诱发电位检测领域中。
Description
技术领域
本实用新型涉及医疗器械技术，尤其涉及一种基于声卡的便携式听觉诱发电位检测设备。
背景技术
听觉诱发电位(auditory evoked potential, AEP)是人耳接受一定强度的声音刺激后，会产生源于耳蜗、听觉神经通路直至大脑皮层的电生理反应，其是由一系列的特征波组成，能客观敏感地反映听觉系统各个组成器官的功能状况，并且按潜伏期通常可分为听觉脑干反应(auditory brainstem response, ABR)，中潜伏期反应(middle latencyresponse，MLR)和晚潜伏期反应。而目前，MLR在听觉功能评定测试中的应用仍处于研究阶段，需要进一步的探索，因此，方便可靠低成本的听觉诱发电位检测设备对于AEP的基础研究和临床推广有着重要的意义。但是，传统的听觉诱发电位检测系统所包括的脑电信号采集和刺激声播放两个部分，通常采用商业化脑电放大器和高精度声音刺激器这两大独立设备来实现，因此，传统的听觉诱发电位检测系统具有体积庞大且笨重、不便于携带使用、价格十分昂贵等缺点，这样则明显限制了听觉诱发电位在临床的应用，阻碍了新检测方法的应用推广。
实用新型内容
为了解决上述技术问题，本实用新型的目的是提供一种体积小、成本低的基于声卡的便携式听觉诱发电位检测设备。
本实用新型所采用的技术方案是：一种基于声卡的便携式听觉诱发电位检测设备，其包括处理器、声卡、耳机以及电极，所述处理器与声卡通讯连接，所述声卡的音频输出端与耳机的输入端连接，所述电极与声卡的音频输入端连接。
进一步，其还包括前置放大电路，所述电极与前置放大电路的输入端连接，所述前置放大电路的输出端与声卡的音频输入端连接。
进一步，所述前置放大电路包括初级放大电路和后级放大电路，所述初级放大电路的输出端通过后级放大电路与声卡的音频输入端连接，所述电极与初级放大电路的信号输入端连接。
进一步，所述前置放大电路还包括右腿驱动电路，所述右腿驱动电路与初级放大电路连接。
进一步，所述电极包括记录电极和参考电极；
所述初级放大电路包括第一放大器芯片和一屏蔽圈，所述记录电极与第一放大器芯片的正输入端连接，所述参考电极与第一放大器芯片的负输入端连接，所述第一放大器芯片的输出端通过后级放大电路与声卡的音频输入端连接；
所述右腿驱动电路包括接地电极、第四放大器芯片、共模信号引出端、第五电阻、第六电阻、第七电阻以及第八电阻，所述第五电阻的一端和第六电阻的一端分别与第一放大器芯片的两个增益设定引脚连接，所述第五电阻的另一端分别与第六电阻的另一端、共模信号引出端、第七电阻的一端以及第四放大器芯片的负输入端连接，所述第四放大器芯片的正输入端接地，所述第七电阻的另一端和第四放大器芯片的输出端均与第八电阻的一端连接，所述第八电阻的另一端与接地电极连接；
所述记录电极与第一放大器芯片的正输入端之间的连接导线、所述参考电极与第一放大器芯片的负输入端之间的连接导线以及所述接地电极与第八电阻的另一端之间的连接导线均穿过所述屏蔽圈，所述共模信号引出端与屏蔽圈连接。
进一步，所述前置放大电路还包括用于为初级放大电路和后级放大电路供电的电源电路。
进一步，所述耳机为耳罩式双声道耳机。
进一步，所述电极为银-氯化银圆盘电极。
本实用新型的有益效果是：本实用新型采用声卡来实现听觉诱发电位检测设备，这样则无需采用两个分别独立工作的子设备来实现，从而能大大减少检测设备的体积，节省摆放空间，便于检测人员随身携带操作使用，而且也能降低成本价格。
附图说明
下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明：
图1是本实用新型一种基于声卡的便携式听觉诱发电位检测设备的结构框图；
图2是本实用新型一种基于声卡的便携式听觉诱发电位检测设备的一具体实施例结构框图；
图3是本实用新型一种基于声卡的便携式听觉诱发电位检测设备中所述前置放大电路的一具体实施例电路示意图；
图4是本实用新型一种基于声卡的便携式听觉诱发电位检测设备中所述电源电路的一具体实施例电路示意图。
1、屏蔽圈。
具体实施方式
如图1所示，一种基于声卡的便携式听觉诱发电位检测设备，其包括处理器、声卡、耳机以及电极，所述处理器与声卡通讯连接，所述声卡的音频输出端与耳机的输入端连接，所述电极与声卡的音频输入端连接。所述的声卡集成了声音播放和录制功能，因此利用声卡来实现听觉诱发电位检测设备，便能达到脑电放大器和声音刺激器一体化的目的，这样则能大大减少检测设备的体积，节省摆放空间，便于检测人员随身携带操作使用，便利性极高，而且无需采用商业化的专业设备，因此，本实用新型的听觉诱发电位检测设备也具有成本低的优点。
进一步作为优选的实施方式，其还包括前置放大电路，所述电极与前置放大电路的输入端连接，所述前置放大电路的输出端与声卡的音频输入端连接。所述前置放大电路用于将从电极上采集到的AEP信号进行放大处理后通过声卡传输至处理器中进行相应的处理。
进一步作为优选的实施方式，所述耳机为耳罩式双声道耳机，用于屏蔽外界声干扰，以及根据声卡输出的刺激声信号进而播放多种相对应的刺激声。
进一步作为优选的实施方式，所述电极为银-氯化银圆盘电极，用于与头皮接触作为采集诱发脑电信号的传感器，并且将采集到的脑电信号，即AEP信号，传输至前置放大电路或直接传输至声卡。
本实用新型听觉诱发电位检测设备一具体实施例
如图2所示，一种基于声卡的便携式听觉诱发电位检测设备，其具体包括处理器、声卡、耳机、前置放大电路以及电极，所述处理器与声卡通讯连接，所述声卡的音频输出端与耳机的输入端连接，所述电极与前置放大电路的输入端连接，所述前置放大电路的输出端与声卡的音频输入端连接；
所述的声卡优选采用具有两个音频输入端和两个音频输入端的多通道声卡来实现；具体地，所述多通道声卡的第一音频输出端LineOut1与耳机的输入端连接，用于实现刺激声的播放，所述多通道声卡的第一音频输入端LineIn1与前置放大电路的输出端连接，用于实现AEP信号的采集，而对于第二音频输出端LineOut2和第二音频输入端LineIn2，则利用屏蔽线将两者连接，用于实现信号的同步。
如图3所示，对于所述的前置放大电路，其包括初级放大电路和后级放大电路，所述初级放大电路的输出端通过后级放大电路与声卡的第一音频输入端LineIn1连接，所述电极与初级放大电路的信号输入端连接。优选地，为了达到减少人体上的共模信号，从而提高前置放大电路的共模抑制比的效果，所述的前置放大电路中还设有右腿驱动电路，所述右腿驱动电路与初级放大电路连接。
进一步作为优选的实施方式，所述电极包括记录电极ACT和参考电极REF；
所述初级放大电路包括第一放大器芯片U1A和一屏蔽圈1，所述记录电极ACT与第一放大器芯片U1A的正输入端连接，所述参考电极REF与第一放大器芯片U1A的负输入端连接，所述第一放大器芯片U1A的输出端通过后级放大电路与声卡的第一音频输入端LineIn1连接；
所述右腿驱动电路包括接地电极GND、第四放大器芯片U1B、共模信号引出端A、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7以及第八电阻R8，所述第五电阻R5的一端和第六电阻R6的一端分别与第一放大器芯片U1A的两个增益设定引脚Rg连接，所述第五电阻R5的另一端分别与第六电阻R6的另一端、共模信号引出端A、第七电阻R7的一端以及第四放大器芯片U1B的负输入端连接，所述第四放大器芯片U1B的正输入端接地，所述第七电阻R7的另一端和第四放大器芯片U1B的输出端均与第八电阻R8的一端连接，所述第八电阻R8的另一端与接地电极GND连接；
所述记录电极ACT与第一放大器芯片U1A的正输入端之间的连接导线、所述参考电极REF与第一放大器芯片U1A的负输入端之间的连接导线以及所述接地电极GND与第八电阻R8的另一端之间的连接导线均穿过所述屏蔽圈1，所述共模信号引出端A与屏蔽圈1连接；
对于所述的后级放大电路，其为一两级放大电路，主要采用第二放大器芯片U2A和第三放大器芯片U2B来实现的。
针对上述前置放大电路中的初级放大电路、右腿驱动电路以及后级放大电路，它们进一步具体描述如下：
1、所述的第一放大器芯片U1A优选采用精密低功耗仪表放大器芯片INA128来实现，这样能实现10GΩ高输入阻抗、120dB(minus)高共模抑制比（common mode rejectratio，CMRR）和8nV低噪声，其放大增益根据公式G=1+50kΩ/Rg来计算，其中Rg为第五电阻R5和第六电阻R6串联后的值，当第五电阻R5和第六电阻R6均为1kΩ电阻时，该增益则约为26倍；
2、所述右腿驱动电路中的第五电阻R5和第六电阻R6，它们的阻值相同组成平均分压网络，其电阻值优选为1kΩ，通过由所述第五电阻R5和第六电阻R6组成的平均分压网络将放置于前额正中发际处的记录电极ACT和放置于乳突处的参考电极REF的共模信号引出，输送至第四放大器芯片U1B中进行反相放大后,再通过放置于眉心处的接地电极GND连接到受试者，以此达到减少人体上共模信号，从而提高前置放大电路的共模抑制比，更好检出听觉诱发电位信号；
3、所述后级放大电路利用一颗高精度低噪声运算放大器OPA2227芯片来实现，其内部集成两个高共模抑制比、低噪声的精密运算放大器OPA2227a和OPA2227b，分别作为所述的第二放大器芯片U2A和第三放大器芯片U2B；另外，优选地，后级放大电路中的第一电阻R1的阻值为2kΩ，第二电阻R2的阻值为50kΩ，这样能使上述的第二放大器芯片U2A的正向放大增益为25倍，而当第三电阻R3和第四电阻R4的阻值分别为2kΩ和100kΩ，这样则使上述的第三放大器芯片U2B的正向放大增益为50倍。而通过采用上述的前置放大电路，能实现信号放大增益为32500倍，这样便能使幅度为µV级的AEP信号得到有效的放大。
进一步作为优选的实施方式，所述前置放大电路还包括用于为初级放大电路和后级放大电路供电的电源电路。如图4所示，所述电源电路采用浮置电源方式设计的DC/DC稳压隔离电路，通过隔离稳压DC/DC电源芯片DCR10505和TPS60403将计算机的USB接口的+5V输入电压转换为隔离的前置放大电路工作所需的±5V电压，这可实现前置放大电路和计算机的电源隔离，防止计算机的数字噪声对前置放大电路造成串扰。另外，所述的电源电路将计算机的USB接口的+5V作为输入电压，这样则能避免由使用电池供电引起的电池供电时间短、电压转换电路庞大和市网交流电的强工频干扰等问题。
以上是对本实用新型的较佳实施进行了具体说明，但本实用新型创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可做作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。
Claims (8)
1.一种基于声卡的便携式听觉诱发电位检测设备，其特征在于：其包括处理器、声卡、耳机以及电极，所述处理器与声卡通讯连接，所述声卡的音频输出端与耳机的输入端连接，所述电极与声卡的音频输入端连接。
2.根据权利要求1所述一种基于声卡的便携式听觉诱发电位检测设备，其特征在于：其还包括前置放大电路，所述电极与前置放大电路的输入端连接，所述前置放大电路的输出端与声卡的音频输入端连接。
3.根据权利要求2所述一种基于声卡的便携式听觉诱发电位检测设备，其特征在于：所述前置放大电路包括初级放大电路和后级放大电路，所述初级放大电路的输出端通过后级放大电路与声卡的音频输入端连接，所述电极与初级放大电路的信号输入端连接。
4.根据权利要求3所述一种基于声卡的便携式听觉诱发电位检测设备，其特征在于：所述前置放大电路还包括右腿驱动电路，所述右腿驱动电路与初级放大电路连接。
5.根据权利要求4所述一种基于声卡的便携式听觉诱发电位检测设备，其特征在于：所述电极包括记录电极和参考电极；
所述初级放大电路包括第一放大器芯片和一屏蔽圈，所述记录电极与第一放大器芯片的正输入端连接，所述参考电极与第一放大器芯片的负输入端连接，所述第一放大器芯片的输出端通过后级放大电路与声卡的音频输入端连接；
所述右腿驱动电路包括接地电极、第四放大器芯片、共模信号引出端、第五电阻、第六电阻、第七电阻以及第八电阻，所述第五电阻的一端和第六电阻的一端分别与第一放大器芯片的两个增益设定引脚连接，所述第五电阻的另一端分别与第六电阻的另一端、共模信号引出端、第七电阻的一端以及第四放大器芯片的负输入端连接，所述第四放大器芯片的正输入端接地，所述第七电阻的另一端和第四放大器芯片的输出端均与第八电阻的一端连接，所述第八电阻的另一端与接地电极连接；
所述记录电极与第一放大器芯片的正输入端之间的连接导线、所述参考电极与第一放大器芯片的负输入端之间的连接导线以及所述接地电极与第八电阻的另一端之间的连接导线均穿过所述屏蔽圈，所述共模信号引出端与屏蔽圈连接。
6.根据权利要求3或4所述一种基于声卡的便携式听觉诱发电位检测设备，其特征在于：所述前置放大电路还包括用于为初级放大电路和后级放大电路供电的电源电路。
7.根据权利要求1所述一种基于声卡的便携式听觉诱发电位检测设备，其特征在于：所述耳机为耳罩式双声道耳机。
8.根据权利要求1所述一种基于声卡的便携式听觉诱发电位检测设备，其特征在于：所述电极为银-氯化银圆盘电极。
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