便攜式招飛腦電檢測箱的研制

陳勇勝，賈宏博

便攜式招飛腦電檢測箱的研制

陳勇勝，賈宏博

目的：研究一種便攜式招飛腦電檢測箱，提高招飛腦電選拔的效率。方法：設(shè)計改造腦電檢測系統(tǒng)的關(guān)鍵部件閃光燈，將原平板式外觀設(shè)計改造成半弧形板式外觀，以增強閃光的聚合效果；通過USB轉(zhuǎn)接器和信號線實現(xiàn)腦電放大器、閃光燈等檢測部件的可插拔式連接，并將各檢測部件集成于專用手提箱內(nèi)。結(jié)果：改進后的閃光燈大大地提高了腦電選拔效果；其關(guān)鍵部件連接的便攜化改造使腦電檢測工作展開、收納迅速，大大地提高了招飛的工作效率。結(jié)論：該便攜式腦電檢測箱設(shè)計合理、結(jié)構(gòu)簡單、攜帶方便，基本滿足了目前移動招飛的需求，對提高招飛選拔質(zhì)量有重要意義。

便攜式；腦電檢測箱；招飛；體檢

0 引言

腦電圖（electroencephalogram，EEG）檢查是空軍招飛體檢中的重要檢測項目[1-4]。雖然2005年對腦電檢測系統(tǒng)進行了全數(shù)字化升級改造（即由醫(yī)院常用的臺式機設(shè)備更新為以計算機為主的設(shè)備），但計算機仍為臺式機，關(guān)鍵部件，如EEG放大器、閃光燈的支架是為適應(yīng)臨床檢查而設(shè)計的落地式支架，整體記錄系統(tǒng)笨重，不便于攜帶，而且各部件之間的信號連接線也為固定式連接而非熱插拔式連接，給移動檢測帶來安裝、拆卸的困難。另外，各部件間固定式的導(dǎo)線連接復(fù)雜，既干擾腦電的記錄又不便于收納。尤其是腦電檢測的關(guān)鍵部件閃光燈也是為臨床檢測設(shè)計的（采用直平板式），聚焦差，而且亮度并沒有滿足招飛體檢的要求[5-7]。本研究對腦電記錄系統(tǒng)的關(guān)鍵部件進行設(shè)計并改進，同時對整體記錄系統(tǒng)進行便攜化改造，以提高腦電招飛選拔的效率。

1 腦電檢測系統(tǒng)便攜化設(shè)計

便攜式招飛腦電檢測箱的研制包括腦電招飛專用閃光燈和箱體設(shè)計2個部分。

1.1 招飛腦電專用閃光燈的設(shè)計

1.1.1 設(shè)計背景

《中國人民解放軍招收飛行學(xué)員體格檢查標準》規(guī)定，“閃光誘發(fā)”是飛行員招飛腦電選拔的一個重要環(huán)節(jié)，主要是提高光敏性異常腦功能的檢出率。與臨床所做腦電圖的情況不一樣，招飛檢查依據(jù)的是能否符合飛行的標準。在腦電圖的檢查過程中，雙眼閉合的考生會接受不同頻率的閃光刺激，以了解其大腦皮質(zhì)功能的穩(wěn)定性。“閃光誘發(fā)”通過腦電檢測系統(tǒng)的關(guān)鍵部件閃光燈來實現(xiàn)。據(jù)國外文獻報道，這種檢出率與閃光燈的閃光強度、閃光頻率、閃光聚焦程度、閃光燈與眼睛的距離有關(guān)[8-10]。目前使用的閃光燈外形為平板式，光線容易發(fā)散，聚焦性差，導(dǎo)致腦電檢測時的“閃光誘發(fā)”效果也較差。

近幾年，隨著空軍招飛體檢人數(shù)的增加和招飛區(qū)域的擴大，固定臺式的腦電檢測設(shè)備已不能滿足全國機動招飛體檢的需求，檢測設(shè)備小型化、便攜化的改造迫在眉睫。

1.1.2 原理與結(jié)構(gòu)

為使閃光燈發(fā)出的光線更能聚焦于視覺器官（眼睛），我們針對目前閃光燈聚焦差的問題設(shè)計了半弧形板式閃光燈，外觀尺寸如圖1所示，實物如圖2所示。

圖1 半弧形板式閃光燈外觀尺寸圖

圖2 半弧形板式閃光燈實物圖

閃光燈透光面（弧形內(nèi)側(cè)面）為有機玻璃或玻璃材質(zhì)，其余面（弧形外側(cè)面、上下面、左右側(cè)面）為非透光面，材質(zhì)為硬質(zhì)塑料或鋁合金。體內(nèi)的發(fā)光元件為發(fā)光二極管（light emitting diode，LED），分上下3排，每排27個LED發(fā)光體。閃光燈尺寸：弧長（周長）50 cm，高度7 cm，厚度2 cm，半弧形夾角120°。當該型閃光燈置于眼前20～30 cm時，基本能覆蓋眼睛的大部分視野（80%），實現(xiàn)全方位（近似180°）的刺激。

1.2 便攜式檢測箱的設(shè)計

根據(jù)腦電檢測系統(tǒng)關(guān)鍵部件的尺寸，設(shè)計便攜式手提箱，長60 cm、寬46 cm、厚14 cm。手提箱外觀如圖3所示，內(nèi)部構(gòu)造如圖4所示。

圖3 手提箱外觀圖

圖4 手提箱內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖

（1）手提箱外觀及內(nèi)部構(gòu)造。通過將泡沫棉按所攜帶部件外形尺寸挖空的形式將各部件（放大器、閃光燈、USB信號線、折疊支架等）固定于箱中的固定位置，如圖4所示。

（2）關(guān)鍵部件組合。放大器、閃光燈、USB信號線、折疊支架等部件的組合方法如圖5所示。

圖5 手提箱關(guān)鍵部件組合示意圖

2 使用方法

因腦電檢測系統(tǒng)關(guān)鍵部件之間的連接均改造為USB可插拔式信號線連接方式，可將腦電閃光燈、放大器、USB插件及信號線、閃光燈折疊式支架等部件拆分后分別放置在手提箱內(nèi)的固定位置。箱內(nèi)的泡沫固定棉已事先按腦電檢測部件的外形大小挖槽，使部件可緊密鑲嵌于其中，無松動。便攜箱蓋的內(nèi)側(cè)面也覆有波狀棉，當箱蓋關(guān)合后，可全面覆蓋在箱內(nèi)各部件的上面，使各部件固定更牢固，無論便攜箱以何種方式放置（倒放或立放），均不會使箱內(nèi)部件發(fā)生移動、碰撞而損壞。移動檢測時只需攜帶手提箱和便攜式計算機包（安裝有腦電檢測程序）即可完成工作。使用時，從手提箱中取出各部件，將閃光燈通過伸縮折疊式支架固定于工作臺面邊緣，調(diào)節(jié)伸縮臂，使閃光燈與眼睛的距離符合招飛要求。通過USB轉(zhuǎn)接器和信號線連接各部件，見圖5。

3 應(yīng)用效果分析

便攜式招飛腦電檢測箱的研制滿足招飛體檢移動檢測的工作需求，在多次招飛體檢任務(wù)中發(fā)揮了積極作用。便攜式招飛腦電檢測箱的應(yīng)用效果主要體現(xiàn)在以下3個方面：

（1）閃光燈的設(shè)計。將閃光燈設(shè)計成半弧形，增加了閃光燈的聚光效果。設(shè)計中的實驗表明，若弧度夾角小于120°，則視野覆蓋效果較差；若大于120°，不僅會增加閃光燈的長度和體積，聚焦效果的提高幅度也不大；而120°夾角為合適角度。與平板式閃光燈的“誘發(fā)效果”比較，半弧形板式閃光燈可提高光敏性異常腦功能檢出率5%～10%。內(nèi)部設(shè)置的3排LED發(fā)光體有效增加了閃光強度，遠遠超過原平板式閃光燈的8 cd/m2，滿足了招飛選拔的要求。折疊臂式支架設(shè)計可靈活調(diào)節(jié)燈與眼睛的距離，且攜帶方便。

（2）USB轉(zhuǎn)接器。腦電檢測系統(tǒng)各部件之間的熱插拔式連接大大方便了部件的拆卸和組裝，不僅實現(xiàn)了便攜化，而且使原有部件之間的信號線連接簡易化，大大減少了互相干擾；實際檢測中的效果也表明，記錄信號較改造前更穩(wěn)定。

（3）便攜式箱體。在招飛體檢實際應(yīng)用中表明，與固定臺式機系統(tǒng)比較，便攜式檢測箱省去了以往笨重的固定支架，具有使用便捷、展開收放迅速、攜帶方便等特點。尤其是在國內(nèi)各招飛體檢站（中心）轉(zhuǎn)場體檢期間，更體現(xiàn)出其輕便、便攜的優(yōu)越性，可節(jié)省人力物力。在沒有改變系統(tǒng)總的檢測程序及標準的前提下，因便攜系統(tǒng)通過對閃光燈外形、亮度的設(shè)計改進，不僅增強了“閃光誘發(fā)”效果，而且提高了招飛腦電的整體檢測效率。便攜式招飛腦電檢測箱實用情況如圖6所示。

圖6 便攜式招飛腦電檢測箱現(xiàn)場應(yīng)用

4 結(jié)語

便攜式腦電檢測箱（含閃光燈）設(shè)計合理、結(jié)構(gòu)簡單、攜帶方便，基本滿足了目前因招飛體檢人數(shù)增加，需全國范圍內(nèi)移動招飛的需求，同時也提高了招飛腦電選拔的效率，對提高招飛選拔質(zhì)量有重要意義。

[1]趙國忠.腦電圖在檢查和鑒定飛行員癲癇中的應(yīng)用[J].航空軍醫(yī)，1980（4）：18-20.

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[3]Ades H W.Electroencephalogram findings in relation to episodes of altered consciousness in aviators[J].Aerospace Med，1962，33（3）：263-274.

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[5]黃遠桂，吳聲伶.臨床腦電圖學(xué)[M].西安：陜西科學(xué)技術(shù)出版社，1984：98-110.

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（收稿：2015-06-08 修回：2015-09-12）

Development of portable EEG examination case for pilot student selection

CHEN Yong-sheng,JIA Hong-bo
（Institute of Aviation Medicine,Air Force,Beijing 100142,China）

Objective To develop a portable EEG examination case for pilot student selection.Methods The flashlamp was formed into a shape of semi-bracket plate to enhance light concentration.ECG amplifier,flashlamp and etc had pluggable interfaces realized with USB adapter and signal lines,and then were integrated into a specific suitcase.Results Improved flashlamp enhanced EEG examination,and high portability made the case easy to deploy,so that the efficiency of pilot student selection was heightened greatly.Conclusion The portable EEG examination case has simple structure and high portability,and can meet the requirements of pilot student selection for mobility.[Chinese Medical Equipment Journal，2015，36（12）：43-45]

portable;EEG detection case;pilot selection

R318.6；TH772

A

1003-8868（2015）12-0043-03

10.7687/J.ISSN1003-8868.2015.12.043

總后勤部重大項目科研課題（AKJ11J003）

專 利：國家實用新型專利（201520308442.2）；國家實用外觀專利（ZL 201530137334.9）

陳勇勝（1965—），男，碩士研究生導(dǎo)師，副研究員，主要從事空軍飛行員腦功能選拔、醫(yī)學(xué)鑒定、飛行能力與招飛選拔關(guān)系方面的研究工作，E-mail：chenyongsheng65@sina.com。

100142北京，解放軍空軍航空醫(yī)學(xué)研究所（陳勇勝，賈宏博）

賈宏博，E-mail：Hongbo_jia@163.com