便携式模块化生理信号采集系统:USB接口ECG刺激器与全隔离设计

便携式模块化生理信号采集系统:USB接口ECG刺激器与全隔离设计

医学信号(人体生理)实验系统采用小巧薄型的外置式结构。即适用于笔记本电脑,也适用于台式电脑。与计算机接口:USB2.0。由于系统内部A/D采集部分采用了独立的电路板(在外置机箱内),因此以后无论计算机的接口技术如何发展,仪器均可通过更换A/D采集器模块和相应软件适应计算机的发展,仪器升级十分方便。刺激器采用了光耦合全隔离系统、ECG具有12种导联模式。

1. 外置式结构设计

  • 采用小巧薄型的外置式结构,适配笔记本电脑和台式电脑,便于移动使用和空间受限的实验室环境。
  • 抗干扰电源一体化设计,无需外接变压器或地线即可保证生物电信号的清晰度和准确性。

2. 硬件可升级性

  • 独立的A/D采集模块(位于外置机箱内),支持通过更换A/D模块及软件适配未来计算机接口技术升级(如USB3.0、Thunderbolt等),延长设备使用寿命。
  • 采用16位高精度A/D转换芯片,单通道采样率达1000kHz,四通道连续采样时可达200kHz,支持实时调整采样率。

3. 多通道多种功能放大器

  • 4或8个独立通道,每个通道均可作为生物电放大器、血压放大器、桥式放大器等使用,支持肺量计、温度计等多种传感器接入。
  • 通道间物理隔离设计,降低信号干扰,便于维护。

4. 刺激器与ECG技术

  • 光耦合全隔离刺激器:支持单刺激、连续刺激、递增刺激等模式,输出电压≤50V,确保实验准确性。
  • 12导联ECG模式:覆盖标准导联(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)、加压肢体导联(aVR、aVL、aVF)及胸导联(V1-V6),满足复杂心电图分析需求。

5. 软件与扩展功能

  • 支持自定义实验参数和量纲转换,内置超过50个预设实验项目(如心电、血压、神经放电等),并可扩展。
  • 数据兼容性强:导出格式适配Matlab、SPSS等分析软件,支持二次开发接口。
  • 集成网络化教学功能,可同步视频信号和生理信号,支持实验室协同教学。

6. 抗干扰

  • 共模抑制比≥100dB,输入电阻≥100MΩ(双端),噪音≤±1μV,确保微弱生物电信号的高保真采集。
  • 刺激器输出采用光隔离技术,符合用电标准,避免误操作导致电击风险。

应用场景

该系统广泛用于生理学研究(如心电/脑电分析)、病理机制探索(如高血压动态监测)、医学实验教学(如人体生理实验与临床诊断结合)等领域。

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