基于虚拟仪器技术的胃电检测分析系统的研制

　　1　概述

　　我们研制的“胃电检测分析系统”是一种采用了现代检测技术和先进的计算机技术的微机化、自动化、柔性化的虚拟仪器式医疗检测仪器系统。它由通用PC机、模块化功能硬件　　和测控分析软件构成。信号采集硬件模块接插在PC机的I/O插槽上,与PC机构成测试仪器系统。操作人员通过操作PC机显示器上的虚拟仪器软面板控制仪器的运行,完成测试分析任务。本仪器系统充分利用了通用计算机软硬件资源,以先进的计算机技术实现了传统的昂贵设备所具有的功能,系统测试精度高、功能完善、使用方便、一机多用、造价低廉。

　　该“胃电检测分析系统”由体表电极、EGG放大模块、信号采集控制电路、一台通用PC机、一台通用打印机及一套软件构成, PC机系统平台为Windows9X。该PC机同时仍可作为普通电脑正常使用,不受其作为仪器系统的影响,做到一机多用。该“胃电检测分析系统”能完成体表胃电信号的检测、实时示波、瞬态记录、波形存储、波形分析、频谱分析等多种功能,可应用于临床检测分析、医学科研和教学。

　　2　硬件系统

　　2·1　系统要求

　　人体表面的胃电(EGG: Electro-gastrogram)信号幅度小、变化范围大(约30 ~600μv),而其正常频率范围为0·0466~0·0533Hz,异常频率范围为0·066~0·1Hz和0·0366~0·0433Hz。可见,从体表检出的EGG信号是一种超低频的微弱信号,而且淹没在心电、肠电等其他生物电信号中。根据EGG信号的这种特点,前端信号检测电路要求具有几千至几万倍的增益,电路带宽应设计为0·03~0·095Hz范围。从功能上看,本系统有下述设计要求:

　　(1)能对双通道EGG信号进行连续不断的同步实时采集,并能将信号波形实时连续不断地显示在PC机显示器上。

　　(2)能对EGG信号进行单次设定样本长度的实时采集、转储、回显。样本长度可以由用户在使用中设定。

　　(3)在对EGG信号进行连续不断地实时采集及连续不断地实时显示中,能对任意感兴趣的波形进行冻结、回显及存储。

　　(4)在数据采集时,可程控设定精确的采样定时间隔。采样定时间隔精度要保证对0·03~0·095Hz范围的信号作波形及频谱分析能达到较高的分析精度。

　　(5)在设计中还要考虑本系统是基于PC机Windows9X的多任务环境的特点,应尽量减少对系统工作的影响。

　　2·2　系统结构

　　根据上述系统要求,硬件系统由体表电极、EGG放大模块、信号采集控制电路组成。体表电极采用Ag-AgCl皮肤表面电极作为传感器,其极化电压小而且能很快稳定,有利于EGG信号的检测。EGG放大模块设计为放大倍数5000,输入阻抗大于1GΩ,带宽0·03~0·095Hz。