便携式招飞脑电检测箱的研制

陈勇胜，贾宏博

便携式招飞脑电检测箱的研制

陈勇胜，贾宏博

目的：研究一种便携式招飞脑电检测箱，提高招飞脑电选拔的效率。方法：设计改造脑电检测系统的关键部件闪光灯，将原平板式外观设计改造成半弧形板式外观，以增强闪光的聚合效果；通过USB转接器和信号线实现脑电放大器、闪光灯等检测部件的可插拔式连接，并将各检测部件集成于专用手提箱内。结果：改进后的闪光灯大大地提高了脑电选拔效果；其关键部件连接的便携化改造使脑电检测工作展开、收纳迅速，大大地提高了招飞的工作效率。结论：该便携式脑电检测箱设计合理、结构简单、携带方便，基本满足了目前移动招飞的需求，对提高招飞选拔质量有重要意义。

便携式；脑电检测箱；招飞；体检

0 引言

脑电图（electroencephalogram，EEG）检查是空军招飞体检中的重要检测项目[1-4]。虽然2005年对脑电检测系统进行了全数字化升级改造（即由医院常用的台式机设备更新为以计算机为主的设备），但计算机仍为台式机，关键部件，如EEG放大器、闪光灯的支架是为适应临床检查而设计的落地式支架，整体记录系统笨重，不便于携带，而且各部件之间的信号连接线也为固定式连接而非热插拔式连接，给移动检测带来安装、拆卸的困难。另外，各部件间固定式的导线连接复杂，既干扰脑电的记录又不便于收纳。尤其是脑电检测的关键部件闪光灯也是为临床检测设计的（采用直平板式），聚焦差，而且亮度并没有满足招飞体检的要求[5-7]。本研究对脑电记录系统的关键部件进行设计并改进，同时对整体记录系统进行便携化改造，以提高脑电招飞选拔的效率。

1 脑电检测系统便携化设计

便携式招飞脑电检测箱的研制包括脑电招飞专用闪光灯和箱体设计2个部分。

1.1 招飞脑电专用闪光灯的设计

1.1.1 设计背景

《中国人民解放军招收飞行学员体格检查标准》规定，“闪光诱发”是飞行员招飞脑电选拔的一个重要环节，主要是提高光敏性异常脑功能的检出率。与临床所做脑电图的情况不一样，招飞检查依据的是能否符合飞行的标准。在脑电图的检查过程中，双眼闭合的考生会接受不同频率的闪光刺激，以了解其大脑皮质功能的稳定性。“闪光诱发”通过脑电检测系统的关键部件闪光灯来实现。据国外文献报道，这种检出率与闪光灯的闪光强度、闪光频率、闪光聚焦程度、闪光灯与眼睛的距离有关[8-10]。目前使用的闪光灯外形为平板式，光线容易发散，聚焦性差，导致脑电检测时的“闪光诱发”效果也较差。

近几年，随着空军招飞体检人数的增加和招飞区域的扩大，固定台式的脑电检测设备已不能满足全国机动招飞体检的需求，检测设备小型化、便携化的改造迫在眉睫。

1.1.2 原理与结构

为使闪光灯发出的光线更能聚焦于视觉器官（眼睛），我们针对目前闪光灯聚焦差的问题设计了半弧形板式闪光灯，外观尺寸如图1所示，实物如图2所示。

图1 半弧形板式闪光灯外观尺寸图

图2 半弧形板式闪光灯实物图

闪光灯透光面（弧形内侧面）为有机玻璃或玻璃材质，其余面（弧形外侧面、上下面、左右侧面）为非透光面，材质为硬质塑料或铝合金。体内的发光元件为发光二极管（light emitting diode，LED），分上下3排，每排27个LED发光体。闪光灯尺寸：弧长（周长）50 cm，高度7 cm，厚度2 cm，半弧形夹角120°。当该型闪光灯置于眼前20～30 cm时，基本能覆盖眼睛的大部分视野（80%），实现全方位（近似180°）的刺激。

1.2 便携式检测箱的设计

根据脑电检测系统关键部件的尺寸，设计便携式手提箱，长60 cm、宽46 cm、厚14 cm。手提箱外观如图3所示，内部构造如图4所示。

图3 手提箱外观图

图4 手提箱内部结构图

（1）手提箱外观及内部构造。通过将泡沫棉按所携带部件外形尺寸挖空的形式将各部件（放大器、闪光灯、USB信号线、折叠支架等）固定于箱中的固定位置，如图4所示。

（2）关键部件组合。放大器、闪光灯、USB信号线、折叠支架等部件的组合方法如图5所示。

图5 手提箱关键部件组合示意图

2 使用方法

因脑电检测系统关键部件之间的连接均改造为USB可插拔式信号线连接方式，可将脑电闪光灯、放大器、USB插件及信号线、闪光灯折叠式支架等部件拆分后分别放置在手提箱内的固定位置。箱内的泡沫固定棉已事先按脑电检测部件的外形大小挖槽，使部件可紧密镶嵌于其中，无松动。便携箱盖的内侧面也覆有波状棉，当箱盖关合后，可全面覆盖在箱内各部件的上面，使各部件固定更牢固，无论便携箱以何种方式放置（倒放或立放），均不会使箱内部件发生移动、碰撞而损坏。移动检测时只需携带手提箱和便携式计算机包（安装有脑电检测程序）即可完成工作。使用时，从手提箱中取出各部件，将闪光灯通过伸缩折叠式支架固定于工作台面边缘，调节伸缩臂，使闪光灯与眼睛的距离符合招飞要求。通过USB转接器和信号线连接各部件，见图5。

3 应用效果分析

便携式招飞脑电检测箱的研制满足招飞体检移动检测的工作需求，在多次招飞体检任务中发挥了积极作用。便携式招飞脑电检测箱的应用效果主要体现在以下3个方面：

（1）闪光灯的设计。将闪光灯设计成半弧形，增加了闪光灯的聚光效果。设计中的实验表明，若弧度夹角小于120°，则视野覆盖效果较差；若大于120°，不仅会增加闪光灯的长度和体积，聚焦效果的提高幅度也不大；而120°夹角为合适角度。与平板式闪光灯的“诱发效果”比较，半弧形板式闪光灯可提高光敏性异常脑功能检出率5%～10%。内部设置的3排LED发光体有效增加了闪光强度，远远超过原平板式闪光灯的8 cd/m2，满足了招飞选拔的要求。折叠臂式支架设计可灵活调节灯与眼睛的距离，且携带方便。

（2）USB转接器。脑电检测系统各部件之间的热插拔式连接大大方便了部件的拆卸和组装，不仅实现了便携化，而且使原有部件之间的信号线连接简易化，大大减少了互相干扰；实际检测中的效果也表明，记录信号较改造前更稳定。

（3）便携式箱体。在招飞体检实际应用中表明，与固定台式机系统比较，便携式检测箱省去了以往笨重的固定支架，具有使用便捷、展开收放迅速、携带方便等特点。尤其是在国内各招飞体检站（中心）转场体检期间，更体现出其轻便、便携的优越性，可节省人力物力。在没有改变系统总的检测程序及标准的前提下，因便携系统通过对闪光灯外形、亮度的设计改进，不仅增强了“闪光诱发”效果，而且提高了招飞脑电的整体检测效率。便携式招飞脑电检测箱实用情况如图6所示。

图6 便携式招飞脑电检测箱现场应用

4 结语

便携式脑电检测箱（含闪光灯）设计合理、结构简单、携带方便，基本满足了目前因招飞体检人数增加，需全国范围内移动招飞的需求，同时也提高了招飞脑电选拔的效率，对提高招飞选拔质量有重要意义。

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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

总后勤部重大项目科研课题（AKJ11J003）

专 利：国家实用新型专利（201520308442.2）；国家实用外观专利（ZL 201530137334.9）

陈勇胜（1965—），男，硕士研究生导师，副研究员，主要从事空军飞行员脑功能选拔、医学鉴定、飞行能力与招飞选拔关系方面的研究工作，E-mail：chenyongsheng65@sina.com。

100142北京，解放军空军航空医学研究所（陈勇胜，贾宏博）

贾宏博，E-mail：Hongbo_jia@163.com