Устройство для электроэнцефалографических исследований

чем усилители биопотенциалов, блок преобразования ийформации, передатчик электромагнитного сигнала и автономный источник питания располагаются на пациенте, например, устанавливаются в шлеме, при этом выходы усилителей соединены с входами преобразователя информации, выход которого соединен с входом передатчика электромагнитного сигнала, а выход приемника соединен с входом блока обработки информации,В свою очередь, блок преобразования информации состоит из коммутатора, АЦП, устройства управления и кодирующего устройства, причем выходы усилителей соединены с сигнальными входами коммутатора, управляющие входы коммутатора соединены с первым выходом устройства управления, а выход коммутатора соединен с измерительным входом АЦП, управляющий вход которого соединен с вторым выходом устройства управления, выходы АЦП соединены с шестым входом кодирующего устройства, выход которого соединен с входом передатчика электромагнитного сигнала.Кодирующее устройство, входящее в состав блока преобразования информации, состоит из регистра сдвига, схемы ИЛИ и сумматора по модулю 2, при этом вход с регистра сдвига соединен с четвертым наружным входом кодирующего устройства, вход Е/ая - с пятым наружным входом, входы 01.О - с шестым наружным входом, а входы Р 1+1 О+, - с первым наружным входом кодирующего устройства, выход регистра сдвига соединен с первым входом сумматора по модулю 2, первый вход схемы ИЛИ соединен с вторым наружным входом кодирующего устройства, второй вход - с третьим наружным входом., а третий вход. - с четвертым наружным входом кодирующего устройства, выход схемы совпадения соединен с вторым входом сумматора по модулю 2, выход которого соединен с наружным выходом кодирующего устройства.Устройство управления, входящее в состав блока преобразования информации, состоит из генератора тактовых импульсов, двух счетчиков и дешифратора, причем выход генератора тактовых импульсов соединен с четвертым выходом устройства управления и со счетным входом первого счетчика, разрядныь выходы которого соединены с соответствующими входами дешифратора, а выход переполнения - со счетным входом второго счетчика, разрядные выходы которого соединены с первым наружным выходом устройства управления, нулевой выход дешифратора соединен с вторым выходом устройства управления, второй выход - с третьим наружным выходом, а последний - с пятым наружным выходом устройства управления. Для уменьшения влияния внешних электромагнитных полей корпус шлема выполнен из экранирующего материала, а усилители биопотенциалов конструктивно совмещены с основными электродами.Применение в электроэнцефалографии усилителей биопотенциалов, коммутаторов, а также аналого-цифровых преобразователей известно. Известны также и системы передачи биосигналов с помощью электромагнитного излучения, однако все эти сис 10 15 темы предназначенные для передачи кардиосигналов, используют принцип амплитудной (или частотной). модуляции несущей частоты кардиосигналом и способны передавать на одной несущей частоте толь 20 ко одно значение кардиосигнала В электроэнцефалографии такой способ телеметрической передачи информации неприменим; так как здесь необходимо одновременно передавать большое количество сигналов(до 64-х), а зто требует применения многоканальной телеметрии.Применение телеметрии и, в частности, многоканальной телеметрии в электроэнцефалографии неизвестно. 30 В предлагаемом устройстве возможность одновременной передачи большого количества сигналов обеспечивается путем последовательного опроса всех каналов, преобразованием замеренных при опросе потенциалов в цифровой код и модуляции несущей частоты этим цифровым кодом, Таким образом, введение в состав предлагаемого устройства передатчика и приемника электромагнитного сигнала, а также размещение усилителей биопотенциалов, блока преобразования информации, передатчика электромагнитного сигнала и автономного источника питания на пациенте, например, в шлеме, э также введение новых связей 40 50 проводов, а также уменьшение влияния внешних электромагнитных полей, что позволяет отказаться от экранировки помещений, где проводятся исследования, и работать в обычных помещениях со стан 55 дартным уровнем помех.Кроме того, предлагаемое техническое решение придает свободу перемещения пациенту при проведении ЭЭГ-исследований, . что особенно важно для изучения функций 45 между блоками, придает устройству дляЗЭГ-исследований новое, неизвестное ранее свойство, в частности: уменьшение влияния внешних артефактов за счет исключения подвижности соединительныхмозга, обеспечивающих управление двигательными органами.На чертеже приведена блок-схема устройства для ЭЭ Г-исследований. Электродыдля снятия биопотенциалов 1.-1,1 - п, конструктивно совмещенные с усилителями 21, 2-п, устанавливаются на головепациента с помощью стандартных средств,например резиновых лент, прикрепляемыхк шлему 3. Референтный электрод 1-р устанавливается на подбородке или на мочкахушей.Внутри шлема 3 установлен блок преобразования информации 4, передатчик электромагнитного сигнала 5 с излучателем(антенной).6 и автономный источник питания 7,Выходы основных электродов 1 - 1,1 - и, а также выход референтного электрода1-р соединены с соответствующими входами усилителей 2 - 1,. 2-п, выходы которыхсоединены с входами блока преобразования информации 4, а выход блока преобразования информации соединен спередатчиком электромагнитного сигнала5, имеющим антенну 6, В качестве электромагнитного сигнала могут быть использованы как радиоволны, так и световые сигналы,например, в инфракрасном диапазоне.Приемник электромагнитного сигнала 8с приемной антенной (или фотоприемником) 9 и блок обработки и регистрации информации 10 располагаются на удалении отпациента в зоне действия канала связи между передатчиком и приемником.Блок преобразования информации 4включает в себя коммутатор 11, устройствоуправления 12, АЦП 13 и кодирующее устройство 14. Сигнальные входы О 1 Окоммутатора 11 соединены с выходами усилителей 2 - 1,2 - и, управляющие входыкоммутатора 11 соединены магистральнойшиной с входом 1 устройства управления12, а выход - с входом АЦП 13.Управляющий вход с АЦП 13 соединенс выходом 2 устройства управления 12, аразрядные выходы АЦП 13 соединены шиной с входом 6 кодирующего устройства 14.Выход кодирующего устройства 14 соединен с входом передатчика электромагнитного сигнала 5.Устройство управления 12, входящее всостав блока преобразования информации4, состоит из,генератора тактовых импульсов 15, двух счетчиков 16 и 17 и дешифратора 18. Выход генератора тактовыхиспульсов 15 соединен со счетным входомпервого счетчика 16 и с наружным. выходом4 устройства управления 12. Раэряднце выходы первого счетчика 16 соединены с раз 40 45 50 этот же код подается на вход 1 кодирующего устройства 14 для записи номера канала в передаваемом слове. Передача информации проводится в последовательном двоичном коде "Манчестер", Для кодирования может быть использован стан 51015 202530 рядными входами дешифраторв 18, а выход переполнения - со счетным входом второго счетчика 17, разрядные выходы которого соединены шиной с внешним выходом 1 устройства управления 12. Нулевой, второй и последний выходы дешифратора 18 соединены соответственно с вторым, третьим и пятым внешними выходами устройства управления 12. Кодирующее устройство 14, также входящее в состав блока преобраэования информации 4, состоит из регистра сдвига 19, схемы ИЛИ 20 и сумматора 21 по модулю 2 (ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ). Вход с регистра сдвига 19 соединен с наружным входом 4 кодирующего устройства 14, а вход Е/ав - с наружным входом 5. Информационные входы 01;, О регистра сдвига 19 соединены шиной с наружным входом 6 кодирующего устройства.14, а информационные входы 0+1 01+к - с наружным входом 1. На информационный вход О регистра сдвига 19 постоянно подается логический нуль, а на информационные входы Ои О- логическая единица (в - общее числоразрядов регистра сдвига,- число разрядов АЦП), Входы 1, 2 и 3 схемы ИЛИ 20 соединены соответственно с наружными входами 2, 3 и 4 кодирующего устройства 14. Вход 1 сумматора 21 по модулю 2 соединенс наружным выходом регистра сдвига 19, авход 2 - с выходом схемы ИЛИ 20. Выход сумматора 21 по модулю 2 соединен с наружным выходом кодирующего устройства 14.Работа устройства для ЭЭГ-исследований происходит следующим образом.С помощью электродов 1-1 1-п, установленных на голове пациента, измеряются. биопотенциалы в каждой точке относительно рефврентного электрода 1-р и усиливаются усилителями 2 - 12 - и. Конструктивное совмещение усилителей с основными электродами обеспечивает существенное уменьшение влияния внешних электромагнитных полей, Вых ды усилителей 2-1, 2 - и с помощью коммутатора 11 поочередно подключаются к входу АЦП 13, который преобразует значение потенциала в параллельный двоичный код, передаваемый далее на вход б кодирующего устройства 14. Выбор соответствующего канала проводится путем подачи на входы Е 1, Е, параллельного двоичного кода с выхода 1 устройства управления 12. Одновременнодартный кодер, либо упрощенное кодирующее устройство 14,Запись информации в регистр сдвига 19проводится по команде устройства управления 12, подаваемой на вход Е./ав регистра сдвига 19. Эта команда формируется вконце периода измерения каждого канала,В режиме считывания регистр сдвига 19 работает по тактовым импульсамподаваемым йа вход с,В последнем разряде О регистра сдвига 19 постоянно формируется логическийноль, а в двух предпоследних разрядах О и О- логическая единица, В сочетании сподачей на вход 2 сумматора 21 по модулю2 двух дополнительных импульсов, зто позволяет сформировать импульс нестандартной длительности, что однозначно: идентифицирует начало каждого слова, Далее формируется стандартный код "Манчестер" путем суммирования по модулю 2последовательного двоичного числа с выхода регистра сдвига 19 с тактовыми импульсами, при этом на выходе сумматора 21образуется последовательный двоичныйкод "Манчестер"; единице соответствуетсигнал в первой боловине такта, а нулю -сигнал во второй половине такта, Этими импульсами, подаваемыми с выхода кодирующего устройства 14 на вход передатчикаэлектромагнитного сигнала 5, модулируетсяпо ампли уде или частоте излучаемый электромагнитный сигнал.В приемном такте 8 этот сигнал принимается приемной антенной (фототранзистором) 9, усиливается, декодируется иподается на вход обрабатывающего и регистрирующего устройства 10, в качестве которого может быть использована какстандартная ЭВМ, так и обыкновенныйЦАП, который преобразует цифровой сигнал в аналоговую форму, Далее этот аналоговый сигнал может быть выведен настандартный самописец,По сравнению с прототипом предлагаемое устройство для ЭЭГ-исследований позволяет избавиться от влияния внешнихартефактов, вызванных перемещением проводов, соединяющих электроды с усилителями (здесь зти провода фактическиотсутствуют), уменьшить влияние внешнихэлектромагнитных полей, а также обеспечить проведение исследований мыслительных процессов в естественных условиях, несвязывая свободу перемещения пациента.Формула изобретения1. Устройство для злектрознцефалографических исследований, содержащее электро. ды для снятия биопотенцьалов,устанавливаемые в шлеме, усилители био 10 ции.20 2. Устройство по и, 1, о т л и ч а ю щ е е 40 50 вого счетчика через второй счетчик соеди нен с первым выходом устройствауправления, второй, третий и пятый выходы которого подключены к выходам дешифра 25 30 потенциалов, входы которых соединены с выходами электродов, блок преобразования информации, блок обработки и регистрации информации и источник питания, о тл ич а ю щеес я тем, что, сцельюуменьщения влияния артефактов, в состав устройства введены передатчик и приемник электромагнитного сигнала, причем усилители биопотенциалов, блок преобразования информации, передатчик электромагнитного сигнала и автономный источник питания устанавливаются в шлеме, при этом выходы усилителей соединены с входами блока преобразования информации, выход которого соединен с входом передатчика злектромагнитного сигнала, а выход приемника электромагнитного сигнала соединен с входом блока обработки и регистрации информас я тем, что блок преобразования информации включает в себя коммутатор, выход которого через, аналого-цифровой преобразователь соединен с информационным входом кодирующего устройства, первый, второй, третий,.четвертый и пятый входы которого соединены с соответствующими выходами устройства управления. первый выход которого, кроме того, подключен к Е-группе входов коммутатора, О-группа входов которого соединена с входной шиной блока преобразования информации, а управляющий вход аналого-цифрового преобразователя подключен к второму выходу устройства управления,3, Устройство по пп, 1 и 2, о т л и ч а ющ е е с я тем, что кодирующее устройство включает в себя сумматор по модулю два, выход которого соединен с выходной шиной блока преобразования информации, а один. из входов соединен с выходом схемы ИЛИ, входы которой подключены к второму,третьему и четвертому входам кодирующего устройства, а второй вход соединен с выходом регистра сдвига, у которого группы входов С, Е/иа, О подключены соответственно к четвертому, пятому, информационному и первому входам кодирующего устройства.4. Устройство но пп 1 и 2, о т л и ч а ю.- щ е е с я тем, что устройство управления включает в себя последовательно соединенные генератор тактовых импульсов, первый счетчик и дешифратор, причем К-выход пертора, а четвертый выход - к выходу генератора тактовых импульсов.аэ О 60 Тирэж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитете по изобретениям и открытиям при ГКН113035, Москва, Ж, Раушскэя нэб., 4/5 о-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина, 101 5, Устройство по и. 1, о т л и ч э ю щ е ес я тем, что, с целью повышения помехозащищенности, корпус шлема выполнен из экранирующего материала. 6. Устройство по пп. 1 и 2,от лича ющ е е с я тем, что усилители биопотенциалов конструктивно совмещены с электродами.