探头脉冲驱动电路

    脑血氧探头部分的前置放大电路需要系统提供+5V和-5V电源,同时灯泡需要提供电压大约为9V、周期为4s、占空比为1／3的脉冲方波,以实现760nm和850nm两个光源轮流发光和检测到响应的背景噪声。脉冲方波可以由LPC2210的PWM实现,可是其输出电压为3.3V,不足以驱动探头灯泡发光,因此采用了开关模式电压转换器MAX1848,它产生最高至13V的输出电压,足以驱动小灯泡。通过灯泡的正向电流与加在CTRL引脚的电压成正比,将LPC2210的P0.9和P0.8定义成PWM状态,通过软件使其产生上述的脉冲方波,接在CTRL上。当加载在CTRL上的电压小于100mV时,MAX1848会进入关断模式,这样可以实现PWM调光功能。探头与系统电路之间采用了标准的9针接口,方便组装和拆卸。放大电路如图6所示。

    
 
    滤波放大电路

    脑电数据采集系统一般处于含有大量电器设备的环境,通过脑电检测装置导联线及人体自身的分布电容,电磁干扰尤其是50Hz工频干扰极易引人人体。低通滤波是一种常用除工频干扰的方法,这种处理方法使电路得到简化,滤波后的截止频率约为33Hz。集成运算放大器LM324将滤波后的信号进行放大,通过LPC2210的P0.27和P0.28进行A／D转换得到数字信号,如图6所示。再根据Lambert-Beer定律,利用软件进行相关运算,得到脑组织的血氧参数,通过显示屏输出,实现双探头检测双侧脑组织局部血氧参数的功能。

    系统软件

    系统软件应用ADS1.2集成开发环境编写和调试,它是ARM公司推出的ARM核微处理器集成开发工具。在μC／OS-II操作系统上,应用C语言编写源程序,使用ADS1.2中的CodeWarriorIDE进行操作系统移植、软件的编译、连接生成二进制代码。通过AXD调试器和JTAG进行调试,最后固化到系统的FLASH上。

    结语

    本文介绍了嵌入式脑血氧监护仪的系统电路设计,用于实现双路双侧脑组织血氧的参数监测,可通过串口通讯的方式将监测参数和病人的信息传输到PC机进行储存和管理,也可使用以太网接口将信息发送至远程终端便于进行远程监控和诊断。在家庭、野外或者战场监护中有比较广泛的实用前景。