陳勇勝，賈宏博

便攜式招飛腦電檢測(cè)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(cè)箱，提高招飛腦電選拔的效率。方法：設(shè)計(jì)改造腦電檢測(cè)系統(tǒng)的關(guān)鍵部件閃光燈，將原平板式外觀設(shè)計(jì)改造成半弧形板式外觀，以增強(qiáng)閃光的聚合效果；通過(guò)USB轉(zhuǎn)接器和信號(hào)線實(shí)現(xiàn)腦電放大器、閃光燈等檢測(cè)部件的可插拔式連接，并將各檢測(cè)部件集成于專(zhuān)用手提箱內(nèi)。結(jié)果：改進(jìn)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(cè)工作展開(kāi)、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(cè)箱設(shè)計(jì)合理、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、攜帶方便，基本滿(mǎn)足了目前移動(dòng)招飛的需求，對(duì)提高招飛選拔質(zhì)量有重要意義。

便攜式；腦電檢測(cè)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(cè)項(xiàng)目[1-4]。雖然2005年對(duì)腦電檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行了全數(shù)字化升級(jí)改造（即由醫(yī)院常用的臺(tái)式機(jī)設(shè)備更新為以計(jì)算機(jī)為主的設(shè)備），但計(jì)算機(jī)仍為臺(tái)式機(jī)，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(jì)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(hào)連接線也為固定式連接而非熱插拔式連接，給移動(dòng)檢測(cè)帶來(lái)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(cè)的關(guān)鍵部件閃光燈也是為臨床檢測(cè)設(shè)計(jì)的（采用直平板式），聚焦差，而且亮度并沒(méi)有滿(mǎn)足招飛體檢的要求[5-7]。本研究對(duì)腦電記錄系統(tǒng)的關(guān)鍵部件進(jìn)行設(shè)計(jì)并改進(jìn)，同時(shí)對(duì)整體記錄系統(tǒng)進(jìn)行便攜化改造，以提高腦電招飛選拔的效率。

1 腦電檢測(cè)系統(tǒng)便攜化設(shè)計(jì)

便攜式招飛腦電檢測(cè)箱的研制包括腦電招飛專(zhuān)用閃光燈和箱體設(shè)計(jì)2個(gè)部分。

1.1 招飛腦電專(zhuān)用閃光燈的設(shè)計(jì)

1.1.1 設(shè)計(jì)背景

《中國(guó)人民解放軍招收飛行學(xué)員體格檢查標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定，“閃光誘發(fā)”是飛行員招飛腦電選拔的一個(gè)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(biāo)準(zhǔn)。在腦電圖的檢查過(guò)程中，雙眼閉合的考生會(huì)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(guò)腦電檢測(cè)系統(tǒng)的關(guān)鍵部件閃光燈來(lái)實(shí)現(xiàn)。據(jù)國(guó)外文獻(xiàn)報(bào)道，這種檢出率與閃光燈的閃光強(qiáng)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(cè)時(shí)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(kuò)大，固定臺(tái)式的腦電檢測(cè)設(shè)備已不能滿(mǎn)足全國(guó)機(jī)動(dòng)招飛體檢的需求，檢測(cè)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(jué)器官（眼睛），我們針對(duì)目前閃光燈聚焦差的問(wèn)題設(shè)計(jì)了半弧形板式閃光燈，外觀尺寸如圖1所示，實(shí)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(shí)物圖

閃光燈透光面（弧形內(nèi)側(cè)面）為有機(jī)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(gè)LED發(fā)光體。閃光燈尺寸：弧長(zhǎng)（周長(zhǎng)）50 cm，高度7 cm，厚度2 cm，半弧形夾角120°。當(dāng)該型閃光燈置于眼前20～30 cm時(shí)，基本能覆蓋眼睛的大部分視野（80%），實(shí)現(xiàn)全方位（近似180°）的刺激。

1.2 便攜式檢測(cè)箱的設(shè)計(jì)

根據(jù)腦電檢測(cè)系統(tǒng)關(guān)鍵部件的尺寸，設(shè)計(jì)便攜式手提箱，長(zhǎng)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(guò)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(hào)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(hào)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(cè)系統(tǒng)關(guān)鍵部件之間的連接均改造為USB可插拔式信號(hào)線連接方式，可將腦電閃光燈、放大器、USB插件及信號(hào)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(cè)部件的外形大小挖槽，使部件可緊密鑲嵌于其中，無(wú)松動(dòng)。便攜箱蓋的內(nèi)側(cè)面也覆有波狀棉，當(dāng)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(wú)論便攜箱以何種方式放置（倒放或立放），均不會(huì)使箱內(nèi)部件發(fā)生移動(dòng)、碰撞而損壞。移動(dòng)檢測(cè)時(shí)只需攜帶手提箱和便攜式計(jì)算機(jī)包（安裝有腦電檢測(cè)程序）即可完成工作。使用時(shí)，從手提箱中取出各部件，將閃光燈通過(guò)伸縮折疊式支架固定于工作臺(tái)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(guò)USB轉(zhuǎn)接器和信號(hào)線連接各部件，見(jiàn)圖5。

3 應(yīng)用效果分析

便攜式招飛腦電檢測(cè)箱的研制滿(mǎn)足招飛體檢移動(dòng)檢測(cè)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(cè)箱的應(yīng)用效果主要體現(xiàn)在以下3個(gè)方面：

（1）閃光燈的設(shè)計(jì)。將閃光燈設(shè)計(jì)成半弧形，增加了閃光燈的聚光效果。設(shè)計(jì)中的實(shí)驗(yàn)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(huì)增加閃光燈的長(zhǎng)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(qiáng)度，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)原平板式閃光燈的8 cd/m2，滿(mǎn)足了招飛選拔的要求。折疊臂式支架設(shè)計(jì)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(cè)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(shí)現(xiàn)了便攜化，而且使原有部件之間的信號(hào)線連接簡(jiǎn)易化，大大減少了互相干擾；實(shí)際檢測(cè)中的效果也表明，記錄信號(hào)較改造前更穩(wěn)定。

（3）便攜式箱體。在招飛體檢實(shí)際應(yīng)用中表明，與固定臺(tái)式機(jī)系統(tǒng)比較，便攜式檢測(cè)箱省去了以往笨重的固定支架，具有使用便捷、展開(kāi)收放迅速、攜帶方便等特點(diǎn)。尤其是在國(guó)內(nèi)各招飛體檢站（中心）轉(zhuǎn)場(chǎng)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(méi)有改變系統(tǒng)總的檢測(cè)程序及標(biāo)準(zhǔn)的前提下，因便攜系統(tǒng)通過(guò)對(duì)閃光燈外形、亮度的設(shè)計(jì)改進(jìn)，不僅增強(qiáng)了“閃光誘發(fā)”效果，而且提高了招飛腦電的整體檢測(cè)效率。便攜式招飛腦電檢測(cè)箱實(shí)用情況如圖6所示。

圖6 便攜式招飛腦電檢測(cè)箱現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

4 結(jié)語(yǔ)

便攜式腦電檢測(cè)箱（含閃光燈）設(shè)計(jì)合理、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、攜帶方便，基本滿(mǎn)足了目前因招飛體檢人數(shù)增加，需全國(guó)范圍內(nèi)移動(dòng)招飛的需求，同時(shí)也提高了招飛腦電選拔的效率，對(duì)提高招飛選拔質(zhì)量有重要意義。

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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(xiàng)目科研課題（AKJ11J003）

專(zhuān) 利：國(guó)家實(shí)用新型專(zhuān)利（201520308442.2）；國(guó)家實(shí)用外觀專(zhuān)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