CN104757971B - 一种信号检测装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种信号检测装置及方法，该装置包括：固定带和差分放大电路，其中，所述固定带内侧设置有若干个电极片；所述若干个电极片中至少有一个电极片作为发射电极片，所述若干个电极片中至少有两个电极片作为两个接收电极片，且所述两个接收电极片分别与所述差分放大电路的两个输入端相连；所有所述电极片都设置在所述固定带的内侧面，且所述固定带上的电极片的分布形状与被测对象的颅骨上的至少一条颅骨缝的形状相匹配。当该装置用于检测颅脑内情况时，当固定带内侧的电极片位置与颅脑一条颅骨缝的位置匹配时，接收到的电磁波信号更清晰，再通过差分放大电路处理，消除了加载到电极片上的干扰信号，进而能更准确地反应颅内的情况。

Description

一种信号检测装置及方法

技术领域

本发明涉及信号检测技术领域，尤其是涉及一种信号检测装置及方法。

背景技术

电磁波信号能够在介质中以波的形式传播能量，并且相同频率的电磁波信号在不同的介质中传播时具有不同的波形，因此，可利用电磁波信号区分不同的介质。通常，利用电磁波信号区分不同介质的方法主要包括以下步骤：首先，对每一类待测介质发射一个相同频率的电磁波信号，使电磁波信号在待测物质中传播；然后，在电磁波信号穿过待测物质之后将其接收；最后，比较各个被接收的电磁波信号之间的异同，由此区分不同类别的介质。

按照上述方法，可利用电磁波信号检测某物质中的杂质，例如，检测生物组织中的积水或血块等。首先获取某频率电磁波信号在无杂质的生物组织内传播后的波形数据，并将该波形数据作为标准数据，然后在生物组织外部粘贴多个电极片，每个电极片具有特定属性，其中包括向外发射某频率电磁波信号的发射电极片、接收电磁波信号的接收电极片以及接地电极片。在生物组织内某处存在积水或血块时，由于相同频率的电磁波信号在生物组织、积水或血块中传播之后的波形数据不同，因此，若接收电极片所接收到的电磁波信号的波形数据与上述标准数据不同，可推断生物组织内在电磁波信号的传播路径上存在积水或血块。

在利用电磁波信号对生物组织进行检测时，需要医护人员将电极片粘贴至被测对象的预设位置，由于不同医护人员粘贴电极片的技术水平不同。例如，在粘贴时粘贴的电极片位置不同，或者粘贴后电极片不牢固，发生松动或脱落，都会导致接收的电磁波信号受到干扰，进而无法准确真实地反映生物组织内病变的情况。

发明内容

本发明实施例中提供了一种信号检测装置及方法。

为了解决上述技术问题，本发明实施例公开了如下技术方案：

一种信号检测装置，所述装置包括：固定带和差分放大电路，其中，所述固定带内侧设置有若干个电极片；所述若干个电极片中至少有一个电极片作为发射电极片，所述若干个电极片中至少有两个电极片作为两个接收电极片，且所述这两个接收电极片分别与所述差分放大电路的两个输入端相连；所有所述电极片都设置在所述固定带的内侧面，且所述固定带上的电极片的分布形状与被测对象的颅骨上的至少一条颅骨缝的形状相匹配。

优选的，所述电极片通过粘贴或缝合的方式固定在所述固定带上。

优选的，所述固定带为一条，所述固定带形成一个闭合、且可套设在所述被测对象颅骨上的环状。

优选的，所述固定带为多条，多条所述固定带之间相连接，形成一个可容纳所述被测对象的颅骨的空间。

优选的，每条固定带上的电极片的分布形状分别与所述被测对象的颅骨上的不同的颅骨缝的形状相匹配。

优选的，所述固定带为弹性带。

优选的，所述差分放大电路包括差分放大器，用于对从所述两个接收电极片接收的电磁波信号进行差分放大处理，并得到目标信号。

一种信号检测方法，应用于上述的信号检测装置中，所述方法包括：

控制电磁波信号发射装置向发射极发射电磁波；

获取从至少两个接收电极片上接收的电磁波信号；

对所述至少两个接收电极片上接收的电磁波信号进行差分放大处理，并得到目标信号。

由以上技术方案可见，本发明实施例提供的一种信号检测装置的有益效果包括：

在上述信号检测装置用于检测颅脑内情况时，当固定带内侧的电极片位置与人脑一条颅骨缝的位置重合时，电极片作为接收电极片时，接收到的电磁波信号更清晰，再将此电磁波信号通过差分放大电路处理，消除了加载到接收电极片上的干扰信号，进而使获得的目标信号与被测部位的实际信号之间的误差减小，使测量结果的准确度提高，进而更能准确地反应颅内的情况。

由于固定带上的电极片的分布形状与被测对象的颅骨上的至少一条颅骨缝的形状相匹配，并且颅骨缝对电磁波阻碍程度小于颅骨对电磁波的阻碍的程度，因此，固定带内侧的电极片无论作为发射极还是接收极，都能发射或接收较强的电磁波信号。

此外，差分放大电路有抑制干扰的作用，因此接收到的电磁波信号通过差分放大电路后，能够消除由于电极片粘贴松动或脱落而加载到接收端的干扰信号，使经差分放大电路输出的电磁波信号更干净。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种信号检测装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的另一种信号检测装置的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种信号检测装置的固定带内电极片的分布形状与颅骨上任意一条颅骨缝的形状相匹配的示意图；

图4为本发明实施例提供的一种信号检测装置的固定带内电极片的分布形状与颅骨上任意一条颅骨缝的形状不相匹配的示意图；

图5为本发明实施例提供的一种信号检测处理方法的流程图；

图6为本发明实施例提供的一种信号检测装置的差分放大电路的电路图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明实施例中的技术方案，并使本发明实施例的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明实施例中技术方案作进一步详细的说明。

本发明实施例提供一种信号检测装置，尤其用于对被测对象的颅骨进行检测，如图1所示，该信号检测装置包括：固定带1和差分放大电路3，其中，固定带1的内侧设置有若干个电极片2；若干个电极片中至少有一个电极片作为发射电极片，且这个发射电极片与发射极相连。

在该装置中若干个电极片2中至少有两个电极片作为两个接收电极片，所述两个电极片分别设置为接收极A和接收极B，且接收极A与接收极B分别与差分放大电路3的两个输入端相连。

在该装置上所有电极片2都设置在固定带1的内侧面，且固定带上的电极片2的分布形状与被测对象的颅骨上的至少一条颅骨缝的形状相匹配。

在本公开实施例中，电极片的分布形状是指多个电极片的中心点的连线的形状。

脑颅骨由成对的顶骨,颞骨及不成对的额骨,筛骨,蝶骨,枕骨共8块骨组成，8块脑颅骨之间通过颅骨缝相连接则共同组成颅腔。颅骨缝是指颅骨之间的缝隙，成人颅盖各骨之间以锯齿形的颅缝相结合，颅骨缝的位置是相对稳定的。胶原纤维是颅骨缝的主要承力单位。其中额骨与两侧顶骨的连接处为冠状缝，两侧顶骨的连接处为矢状缝，两侧顶骨与枕骨的连接处为人字缝，颞骨与顶骨,蝶骨的连接处为鳞状缝。

上述固定带上的电极片的分布形状与被测对象的颅骨上的至少一条颅骨缝的形状相匹配是指：多个电极片的中心点的连线的形状与被测对象的颅骨上的至少一条颅骨缝的形状相重合，或者部分形状重合，或者电极片中心点的连线与颅骨上至少一条颅骨缝的距离小于电极片的中心点的连线到其上一边的宽度，即被测对象的颅骨上至少一条颅骨缝的形状被包含在固定带的多个电极片组成的形状区域内，或者颅骨缝的一半或一半以上的形状部分均包含在多个电极片组成的形状区域内。

如图1所示，在本申请实施例中，该装置示出的一个固定带为第一固定带1，并且当该装置仅包括一条固定带时，固定带可以形成一个闭合、且可套设在所述被测对象颅骨上的环状。如图1所示，第一固定带1为圆环状，这样当该检测装置用于对人的颅骨进行检测时，第一固定带1可以套在所述人颅骨上。

如图1所示，在第一固定带1上设置有多个电极片2，其中，多个电极片2分作两部分，从图1中来看，左侧两个电极片2可以为一组，右侧两个电极片2可以为一组，并且每组电极片的分布形状均可以与被测对象的一条颅骨缝的形状的相匹配。

如图1所示的实施例中，该装置至少需要四个电极对被测目标进行检测，所述四个电极分别与电极片相连接，这四个电极分别为：

发射电极片，与发射极相连接，用于向被测目标发射电磁波信号；

两个接收电极片，即接收极A和接收极B，用于接收经过被测目标的电磁波信号，并且两个接收的电极片通过接收极A和接收极B，与差分放大电路的两个输入端相连接；

接地电极片，即参考接地极。

上述四个电极片粘贴的位置如图1所示，其中发射极与接收极A一组；接地极与接收极B一组，且对称分布在固定带1的内侧面上。优选的，在其它实施例中，信号检测装置可以设置多个接收电极片，且所述多个接收极电极片的位置不限于接收极A和接收极B的位置。

如图1所示，接收极A和接收极B接收的电磁波信号经过差分放大电路3进行差分处理，获得目标信号r(t)。上述差分放大电路包括差分放大器，该差分放大器对接收的电磁波信号进行差分放大处理。

如图6所示，为本实施例提供的一差分放大电路的电路图，包括差分放大器U1和由U2、U3组成的共模输出电路，其中接收极A与差分放大电路的输入端D_IN+相连接，并经过电阻R3和电容C3后，作为差分放大器U1的一个输入端+IN；接收极B与差分放大电路的另一输入端D_IN-相连接，并经过电阻R4和电容C4后，作为差分放大器U1的另一个输入端-IN；接收的电磁波信号经过差分放大器U1后，获得输出信号VOUT,该输出信号VOUT再经过电阻R20输出目标信号r(t)。

如图2所示，在本申请其它实施例中，该检测装置可以包括：第一固定带11和第二固定带12，其中，第一固定带11的描述详细可参见前一段中的描述，第二固定带12为半环状，并且第二固定带12的两端均固定在第一固定带11上，且第二固定带12的两端的固定位置分别位于第一固定带11上相对的两侧。

在本申请实施例中，第二固定带12上可以设置有电极片，也可以不设置有电极片，具体是否设置，可以根据实际需要自由选择。当第二固定带12上设置有电极片时，第二固定带12上的电极片的分布形状与第一固定带11上的电极片的分布形状不相同，即每条固定带上的电极片的分布形状分别与所述被测对象的颅骨上的不同的颅骨缝的形状相匹配。

如图3所示，举例示出，固定带上的电极片的分布形状与被测对象的颅骨上的至少一条颅骨缝的形状相匹配的三种情况，其中，实线表示4个电极片的中心点的连线，虚线表示颅骨上的一条颅骨缝。以上图3仅示出电极片中心线的形状一条颅骨缝的形状相匹配的三种情况，其它与图3相似或相近的情况也属于，所述固定带上的电极片的分布形状与被测对象的颅骨上的至少一条颅骨缝的形状相匹配的范围内。

如图4所示，固定带上的电极片的分布形状与被测对象的颅骨上的至少一条颅骨缝的形状不相匹配的情况，其中，实线表示4个电极片的中心点的连线，虚线表示颅骨上的一条颅骨缝。以上图4仅示出电极片中心线的形状一条颅骨缝的形状不相匹配的两种情况，其它与图4相似或相近的，例如多个电极片组成的形状区域未包含颅脑上任意一条颅骨缝一半或一半以上的形状的情况等均属于，所述固定带上的电极片的分布形状与被测对象的颅骨上的至少一条颅骨缝的形状不相匹配的范围内。

在本公开其它实施例中，根据实际需要，该信号检测装置还可以包括更多的固定带，但多条所述固定带之间相连接，形成一个可容纳所述被测对象的颅骨的空间。

另外，为了提高在佩戴时的舒适性，前述所有固定带均可以为弹性带，这样在使用时，可以使得位于固定带内侧的电极片与被测对象的皮肤紧密接触。

在本公开实施例中，电极片2可以选择粘贴的方式与固定带相固定，也可以选择缝合的方式将电极片2缝合在固定带上。

本公开实施例提供的该该信号检测装置在使用时，可以将固定带固定到被测对象的颅骨上，且使得固定带上的若干个电极片与颅骨缝相贴合，并且固定带11上的两组电极片的位置可以分别与人的鳞状缝相贴合。

当固定带上的某一个电极片作为发射极使用时，可以通过颅骨缝向颅骨内发射电磁波信号，当固定带上的某一个电极片作为接收极使用时，可以通过颅骨缝接收颅骨内传输的电磁波信号。

由于颅骨缝的主要承力单位为胶原纤维，相比颅骨的骨质结构，颅骨缝对电磁波阻碍程度小于颅骨对电磁波阻碍的程度。所以，当固定带上的某一个电极片作为发射极使用时，发射后进入颅腔内的电磁波信号强度较大；当固定带上的某一个电极片作为接收极使用时，接收到从颅腔内发出的电磁波信号强度较大。因此当该检测装置用于对脑水肿或脑积水进行检测时，检测到的电磁波信号较强，进而使得根据电磁波信号进行测量的结果准确。

此外，当发射极或接地极的电极片粘贴发生松动时，将导致接收极A和接收极B上可能产生一些干扰信号，包括干扰噪声，且干扰噪声一般会等值，同时地加载到两个接收极上，当经过差分放大电路3时，由于差分放大电路3对共模信号具有很强的抑制能力，因此,接收极A和接收极B上的干扰信号被抑制，即输出的目标信号r(t)是接收极A和接收极B接收的电磁波的差值，由于上述两个信号上加载的干扰噪声等值，所以其差值为零。因此，经过差分放大电路3后，干扰噪声被抑制了，获得干净的目标信号，进而克服了电极片粘贴松动而产生的干扰噪声对测量结果的影响，提高了测量结果的准确性，能够真实的反应颅内水肿的状况。

在上述装置实施例的基础上，本公开实施例还提供了一种信号检测方法。如图5所示，该方法包括以下步骤：

步骤S101：控制电磁波信号发射装置向发射极发射电磁波。

电磁波信号发射装置将预设的电磁波信号通过发射极向被测目标发射电磁波信号，上述电磁波信号发射装置可以为信号发生器，该信号发生器可以选择一定频率的电磁波信号。在进行发射电磁波信号前，固定带上发射电极片与电磁波信号发射装置通过控制开关相连接，进而在该步骤中，可以通过控制开关将至少一个电极片与电磁波信号发射装置相连接。

步骤S102：获取从至少两个接收电极片上接收的电磁波信号；

如图5所示，当有多个接收的电极片时，可将与发射极一组的若干个电极片连接于接收极A，将与接地极一组的若干个电极片连接于接收极B，并且接收极A和接收极B作为差分放大电路的两个输入端。在执行步骤S102前，可以将所有接收的电极片与接收极通过控制开关相连接，进而在该步骤中，可以通过控制开关将固定带上的至少两个接收电极片与电磁波信号接收装置相连接。

步骤S103：对所述至少两个接收电极片上接收的电磁波信号进行差分放大处理，并得到目标信号r(t)。

从至少两个接收电极片上接收的电磁波信号进行差分放大处理，进而消除由于粘贴误差或者电极片松动导致的干扰信号，由于差分放大电路有抑制电磁干扰的作用，因此经过差分放大电路处理的电磁波信号更清晰，去除了干扰信号，使接收的信号更干净。再将获得的目标信号r(t)进行数模转换，正交化处理等分析，计算来评估被测对象颅内的情况。

此外，由于固定带上的电极片的分布形状与所述被测对象的颅骨上的一条颅骨缝的形状相匹配，所以当将检测装置佩戴在被测对象的头颅上时，可以通过调整检测装置的位置使得发射电极片的位置与被测对象的颅骨上的一条颅骨缝的位置相对应，即可使得多个电极片的中心点的连线的位置位于颅骨缝上，进而使得电极片沿着颅骨缝贴合在被测对象的皮肤上。

由于颅骨缝的主要承力单位为胶原纤维，相比颅骨的骨质结构，颅骨缝对电磁波阻碍程度小于颅骨对电磁波阻碍的程度。所以，当发射的电极片被当做发射极使用时，发射后进入颅腔内的电磁波信号强度较大。

同理，当接收的电极片被当做接收极使用时，接收到从颅腔内发出的电磁波信号强度较大。

因此，当利用该方法对脑水肿或脑积水进行检测时，检测到的电磁波信号较强，进而使得根据电磁波信号进行测量的结果准确，能够真实的反应颅内水肿的状况。

以上所述仅是本发明的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种信号检测装置，其特征在于，所述装置包括：固定带和差分放大电路，其中，

所述固定带内侧设置有若干个电极片；

所述若干个电极片中至少有一个电极片作为发射电极片，

所述若干个电极片中至少有两个电极片作为两个接收电极片，且所述两个接收电极片分别与所述差分放大电路的两个输入端相连；

所有所述电极片都设置在所述固定带的内侧面，且所述固定带上的电极片的分布形状与被测对象的颅骨上的至少一条颅骨缝的形状相匹配。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电极片通过粘贴或缝合的方式固定在所述固定带上。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述固定带为一条；

所述固定带形成一个闭合、且可套设在所述被测对象颅骨上的环状。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述固定带为多条；

多条所述固定带之间相连接，形成一个可容纳所述被测对象的颅骨的空间。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，每条固定带上的电极片的分布形状分别与所述被测对象的颅骨上的不同的颅骨缝的形状相匹配。

6.根据权利要求1-5任一项所述的装置，其特征在于，所述固定带为弹性带。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，

所述差分放大电路包括差分放大器，用于对从所述两个接收电极片接收的电磁波信号进行差分放大处理，并得到目标信号。

8.一种信号检测方法，其特征在于，应用于权利要求1-7所述的信号检测装置，所述方法包括：

控制电磁波信号发射装置向发射极发射电磁波；

获取从至少两个接收电极片上接收的电磁波信号；

对所述至少两个接收电极片上接收的电磁波信号进行差分放大处理，并得到目标信号。