CN108539850A - 基于电池自动切换提高csm模块抗干扰的方法及*** - Google Patents

基于电池自动切换提高csm模块抗干扰的方法及*** Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于电池自动切换提高CSM模块抗干扰的方法及***，属于麻醉监护技术领域，CSM模块的供电方式选用交流电和电池两种供电模式，开启工作时，采用交流电供电模式，当出现信号质量持续降低或者CSM模块产生伪信号告警的时候表明外界有干扰，将供电模式切换到电池供电模式。本发明通过设置供电切换模式，增加光耦通讯，能够有效的杜绝因为网电源的传导干扰而造成的影响，从而提高CSM模块的抗干扰能力。

Description

基于电池自动切换提高CSM模块抗干扰的方法及***
技术领域
本发明属于麻醉监护技术领域，涉及信号抗干扰方向，具体涉及一种基于电池自动切换提高CSM模块抗干扰的方法及***。
背景技术
麻醉深度监护对于指导麻醉用药，减少手术风险和病人痛苦具有重要意义。传统监护方法主要基于病人的自主反应和心率变化、自发性表皮肌电等生理参数，靠麻醉师的经验来估计，缺乏清晰量化指标。近年来，基于头皮脑电信号(Electroencephalogram,EEG)的麻醉深度监测技术得到了广泛的重视，并有多款EEG麻醉深度监护产品出现如基于CSM(英文全称：Cerebral State Monitor，脑意识状态监测)模块的麻醉深度监护仪。麻醉深度监护仪使用的场合是在手术室内，手术室内会有各种各样大电流的电气设备，这样在空间上会产生各种电磁辐射的干扰，与其对接的网电源上也会被传导很多干扰信号。EEG脑电信号非常的微弱，一般都是uv级别的，其有效信号也是在70hz以内的信号，通过网电源传导进来的信号都是以50或者60hz为基频的信号，都是在其有效的信号范围内，这样就造成了信噪比非常低，从而无法正常工作。
发明内容
根据以上现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是提出一种基于电池自动切换提高CSM模块抗干扰的方法及***，通过设置供电切换模式，增加光耦通讯，能够有效的杜绝因为网电源的传导干扰而造成的影响，从而提高CSM模块的抗干扰能力。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种基于电池自动切换提高CSM模块抗干扰的方法，CSM模块的供电方式选用交流电和电池两种供电模式，开启工作时，采用交流电供电模式，当出现信号质量持续降低或者CSM模块产生伪信号告警的时候表明外界有干扰，将供电模式切换到电池供电模式。
上述方法中，CSM模块和主控***的通讯使用光信号进行信息传递。供电模式的切换由DC-DC隔离模块完成。供电模式的切换的具体步骤为：
步骤一、主控***读取CSM模块发送的数据，对数据进行解析，获取伪信号的状态值及信号质量指数；判断是否是电池供电模式；如果是电池供电模式则进行步骤二，如果不是电池供电模式则进行步骤五；
步骤二、电池供电模式下，判断主控***是否为运行模式，如果是运行模式则继续判断传感器是否脱落，如果不是运行模式则进行步骤四；
步骤三、如果检测到传感器脱落，则进行步骤四；如果未检测到传感器脱落，表示传感器在正常工作，则继续判断电池模式下的工作持续时长是否达到30分钟，如果已经持续30分钟，则进行步骤四；如果持续时长不足30分钟，则返回步骤一；
步骤四、切换到交流电供电模式，重复步骤一的操作；
步骤五、如果步骤一中判断得出主控***的供电模式不是电池供电模式，则主控***找出CSM模块的状态位，并判断状态位是否为伪信号告警；
步骤六、如果状态位是伪信号告警时则进行步骤八；如果不是伪信号告警，则读取信号质量指数；并同上次信号质量指数进行对比，判断质量指数是否是下降模式，如果发现是下降模式，则进行步骤七；如果不是下降模式则进行步骤八；
步骤七、信号质量指数处于下降模式的情况下，判断下降时间是否持续有3分钟，如果是一直下降，则判断为受干扰，切换到步骤八；如果没有持续3分钟，则返回步骤一，重复读取数据工作；
步骤八、切换到电池供电模式，然后返回步骤一，重复读取数据工作。
一种基于电池自动切换提高CSM模块抗干扰的***，***中设有连接主控***的CSM模块，主控***外接交流电的供电***，***还包括DC-DC隔离模块、电池和光耦隔离模块，光耦隔离模块连接在主控***和CSM模块之间，交流电的供电***和电池通过DC-DC隔离模块给CSM模块供电。所述交流电通过开关电源模块输出DC+、DC-到主控***，给主控***供电，***中设有继电器，DC+、DC-接到继电器的常闭触点，电池的输出信号B+、B-接到继电器的公共端，同时也接到DC-DC隔离模块的输入端。
本发明有益效果是:1.当遇到干扰的时候，切换到电池模式下，使CSM模块跟外界彻底隔绝，提高模块的抗干扰能力；2.麻醉深度监护仪在手术室使用过程中，对电源插头的位置没有严格的要求，方便用户更好的使用。
附图说明
下面对本说明书附图所表达的内容及图中的标记作简要说明：
图1是本发明的具体实施方式的***工作框图。
图2是本发明的具体实施方式的方法原理示意图。
具体实施方式
下面对照附图，通过对实施例的描述，本发明的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理、制造工艺及操作使用方法等，作进一步详细的说明，以帮助本领域技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。
麻醉深度监护仪主要是应用在手术室中，手术室中有大量的大功耗强干扰的手术设备。麻醉深度监护仪中的CSM模块是通过取样人体的脑电信号来判断评估麻醉深度状况的，取样的人体脑电信号非常微弱，而且频段是在0～70hz以内的信号。正常的干扰主要分为空间的辐射干扰、电源及信号线的传导干扰。空间的辐射干扰主要是通过电磁波形式来的，其频率一般是在KHZ以上的信号，一般可以通过屏蔽和滤波器的方式可以有效的抑制；另一种是通过线缆的传导干扰进来的，特别是电源线的传导干扰，会引起电源***的不干净造成所有的电路都不干净，而且其频段是以50或者60HZ为基波的，也是信号的有效范围内，从而引起CSM模块的信噪比太低而无法工作。
所以本发明提供一种基于电池自动切换提高CSM模块抗干扰的***，原***中只有连接主控***的CSM模块，主控***外接交流电的供电***，本发明中增设DC-DC隔离模块、电池和光耦隔离模块，如图1所示。主控***的供电***是通过交流电输入进来，通过一个开关电源模块输出DC+、DC-到主控***，给主控***供电；DC+、DC-接到继电器的常闭触点，电池的B+、B-接到继电器的公共端，同时也接到DC-DC隔离模块的输入端。在正常情况下DC-DC隔离模块的电源端通过继电器的常闭触点跟电池的B端连接在一起，DC-DC隔离模块的电源端是通过交流电进行供电，同时给电池进行充电；当发生切换时继电器的常闭端断开，将电池B+-端和DC+-端断开，DC-DC隔离模块的电源输入端切换为电池，切换成全电池供电。另外主控***的通讯接口是通过光耦隔离模块进行隔离，这样使CSM模块完全工作在电池模式下，从而杜绝外界电源对其的干扰，提高抗干扰性能。
DC-DC隔离模块的电源有两种输入模式，一种是交流电通过一个开关电源模块之后的输入，一种是通过锂电池直接输入。正常情况下，通过交流电给DC-DC隔离模块进行供电，同时电池也是被充电的状态，当出现信号质量持续降低或者CSM模块产生伪信号告警的时候说明外界有干扰，将供电模式切换到电池供电模式。当在电池供电模式下工作半小时切回到交流电供电模式，监测CSM模块是否正常，仍旧受到干扰，切回电池供电模式。当模块的传感器处于脱落状态，则切到交流电供电状态，给电池充电。
硬件DC-DC隔离及控制***如图1所示，判断CSM模块是否异常同时使其恢复正常的流程图如图2所示。***上电后的工作中，电池切换的控制工作过程如下：
步骤一：主控***读取CSM模块发送的数据，对数据进行解析，获取相关的指数：伪信号的状态值及信号质量指数；判断是否是电池供电模式；如果是电池供电模式则进行步骤二，如果不是电池供电模式则进行步骤五。
如果已经在电池模式下，***运行的方式是不一样的，在电池模式下将会按照二到四的步骤进行运行；如果是交流电供电模式将会按照五到八的步骤进行，其是两种不同的运行方式。
步骤二、电池供电模式下，判断主控***是否为运行模式，如果是运行模式则继续判断传感器是否脱落，如果不是运行模式则进行步骤四。
步骤三、如果检测到传感器脱落，则进行步骤四；如果未检测到传感器脱落，表示传感器在正常工作，则继续判断电池模式下的工作持续时长是否达到30分钟，如果已经持续30分钟，则进行步骤四；如果持续时长不足30分钟，则返回步骤一。
在电池供电模式下，以下三种情况中任意一种情况都要返回到步骤一：进行计时，如果已经连续超过30分钟，则切换到交流电供电模式，检测干扰是否消失。如果一直用电池供电，可能会出现电池亏空的情况，所以本发明选择30分钟时长切换到交流供电模式下，切换后在交流电工作的情况下继续检测干扰是否消失，此外给电池充电避免电池亏空的情况。
在电池供电模式下监测主控***中是否有停止采集按键按下，如果有则切换到交流电模式，给电池充电，停止采集键按下，表明数据采集工作暂停，可以更换到交流电供电模式下，给电池充电；在电池供电模式下如果发现传感器处于脱落状态，说明机器不是在监护模式下，没有必要耗电池的电，切模到交流电供电模式下，同时可以给电池充电。
步骤四、切换到交流电供电模式，重复步骤一的操作。通过解析CSM模块的数据，判断模块的状态，重复监控工作。
步骤五、如果步骤一中判断得出主控***的供电模式不是电池供电模式，则主控***找出CSM模块的状态位，并判断状态位是否为伪信号告警。伪信号是非真实的信号值，是CSM模块解析过来的值。
步骤六、如果状态位是伪信号告警时则进行步骤八；如果不是伪信号告警，则读取信号质量指数；并同上次信号质量指数进行对比(信号质量指数是由CSM模块的数据解析出来的)，判断质量指数是否是下降模式，如果发现是下降模式，则进行步骤七；如果不是下降模式则进行步骤八。
步骤七、信号质量指数处于下降模式的情况下，判断下降时间是否持续有3分钟，如果是一直下降，则判断为受干扰，切换到步骤八；如果没有持续3分钟，则返回步骤一，重复读取数据工作。
步骤八、切换到电池供电模式，然后返回步骤一，重复读取数据工作。
上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种基于电池自动切换提高CSM模块抗干扰的方法，其特征在于，CSM模块的供电方式选用交流电和电池两种供电模式，开启工作时，采用交流电供电模式，当出现信号质量持续降低或者CSM模块产生伪信号告警的时候表明外界有干扰，将供电模式切换到电池供电模式。
2.根据权利要求1所述的基于电池自动切换提高CSM模块抗干扰的方法，其特征在于，CSM模块和主控***的通讯使用光信号进行信息传递。
3.根据权利要求1所述的基于电池自动切换提高CSM模块抗干扰的方法，其特征在于，供电模式的切换由DC-DC隔离模块完成。
4.根据权利要求1所述的基于电池自动切换提高CSM模块抗干扰的方法，其特征在于，供电模式的切换的具体步骤为：
步骤一、主控***读取CSM模块发送的数据，对数据进行解析，获取伪信号的状态值及信号质量指数；判断是否是电池供电模式；如果是电池供电模式则进行步骤二，如果不是电池供电模式则进行步骤五；
步骤二、电池供电模式下，判断主控***是否为运行模式，如果是运行模式则继续判断传感器是否脱落，如果不是运行模式则进行步骤四；
步骤三、如果检测到传感器脱落，则进行步骤四；如果未检测到传感器脱落，表示传感器在正常工作，则继续判断电池模式下的工作持续时长是否达到30分钟，如果已经持续30分钟，则进行步骤四；如果持续时长不足30分钟，则返回步骤一；
步骤四、切换到交流电供电模式，重复步骤一的操作；
步骤五、如果步骤一中判断得出主控***的供电模式不是电池供电模式，则主控***找出CSM模块的状态位，并判断状态位是否为伪信号告警；
步骤六、如果状态位是伪信号告警时则进行步骤八；如果不是伪信号告警，则读取信号质量指数；并同上次信号质量指数进行对比，判断质量指数是否是下降模式，如果发现是下降模式，则进行步骤七；如果不是下降模式则进行步骤八；
步骤七、信号质量指数处于下降模式的情况下，判断下降时间是否持续有3分钟，如果是一直下降，则判断为受干扰，切换到步骤八；如果没有持续3分钟，则返回步骤一，重复读取数据工作；
步骤八、切换到电池供电模式，然后返回步骤一，重复读取数据工作。
5.一种基于电池自动切换提高CSM模块抗干扰的***，***中设有连接主控***的CSM模块，主控***外接交流电的供电***，其特征在于，***还包括DC-DC隔离模块、电池和光耦隔离模块，光耦隔离模块连接在主控***和CSM模块之间，交流电的供电***和电池通过DC-DC隔离模块给CSM模块供电。
6.根据权利要求5所述的基于电池自动切换提高CSM模块抗干扰的***，其特征在于，所述交流电通过开关电源模块输出DC+、DC-到主控***，给主控***供电，***中设有继电器，DC+、DC-接到继电器的常闭触点，电池的输出信号B+、B-接到继电器的公共端，同时也接到DC-DC隔离模块的输入端。
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