專利名稱：用于檢測(cè)動(dòng)脈硬化的電子裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于檢測(cè)動(dòng)脈硬化的電子裝置，尤其是涉及一種體積小，使用方便的檢測(cè)動(dòng)脈硬化的電子裝置。
背景技術(shù)：
動(dòng)脈硬化是一種常見(jiàn)的緩慢隱性發(fā)展的疾病，是指一組織有動(dòng)脈壁增厚、變硬及彈性降低等等表現(xiàn)的原發(fā)性非炎性動(dòng)脈疾病的總稱，多數(shù)長(zhǎng)期無(wú)任何癥狀。
據(jù)資料介紹，一般20歲左右即可能出現(xiàn)腦動(dòng)脈彈性減退的趨勢(shì)，40歲起逐漸明顯，50歲以后出現(xiàn)動(dòng)脈硬化的癥狀。如今，動(dòng)脈硬化的危害更是人所共知，動(dòng)脈硬化是冠心病、高血壓、腦中風(fēng)的基礎(chǔ)病因，是許多心血管疾病、糖尿病、癡呆等老年疾患的直接或間接高危因素。隨著動(dòng)脈硬化的惡化發(fā)展，血管壁逐漸喪失其自然的彈性，動(dòng)脈血管內(nèi)徑明顯減小。而這兩個(gè)變化又會(huì)導(dǎo)致人體自身血壓調(diào)節(jié)失衡及人體器官供血不足。因此及時(shí)發(fā)現(xiàn)動(dòng)脈硬化以便及時(shí)治療便顯得非常重要。
目前國(guó)際上主要有以下幾種檢測(cè)動(dòng)脈硬化的儀器日本名為“Cardiovision MS-2000”無(wú)創(chuàng)傷式動(dòng)脈硬化檢測(cè)設(shè)備，其通過(guò)脈波振幅來(lái)顯示當(dāng)前心血管系統(tǒng)的狀態(tài)，并通過(guò)特有的ASI指數(shù)分析，提供動(dòng)脈彈性及硬化的信息，并通過(guò)計(jì)算機(jī)軟件生成動(dòng)脈脈搏波譜圖型分析，使臨床醫(yī)生能夠直觀、快速、有效地了解被檢查人的動(dòng)脈硬化程度。這種儀器需要計(jì)算機(jī)軟件來(lái)分析數(shù)據(jù)，需要醫(yī)生的專業(yè)知識(shí)，而且設(shè)備價(jià)格昂貴，使用不夠簡(jiǎn)便，不適合家庭使用。
日本福田公司一種名為“Vasera VS1000”的動(dòng)脈硬化檢測(cè)裝置，適合醫(yī)務(wù)人員進(jìn)行上門(mén)檢查。使用時(shí)在兩手和兩腳腕處裹上像繃帶一樣的測(cè)量裝置，通過(guò)測(cè)定心臟至右上腕以及兩上腕至兩腳腕的脈搏到達(dá)速度，就可以測(cè)出動(dòng)脈硬化的程度。由于動(dòng)脈硬化加劇，速度就會(huì)加快，因此一旦超過(guò)了警戒標(biāo)準(zhǔn)，就可以診斷帶有了動(dòng)脈硬化的癥狀。此裝置重量為7.2千克，與常用的血壓計(jì)相比，攜帶還是不夠方便。價(jià)格也比較貴，不適合家庭使用。并且本裝置測(cè)量心臟至右上腕以及兩上腕至兩腳腕的脈搏到達(dá)速度，即需要測(cè)5個(gè)速度，結(jié)構(gòu)上比較復(fù)雜。
中國(guó)專利申請(qǐng)03106808.1中揭示的動(dòng)脈硬化檢查設(shè)備根據(jù)獲得的脈波速度相關(guān)信息、測(cè)得的血壓、測(cè)得的心搏率、測(cè)得的預(yù)排出時(shí)期和測(cè)得的排出時(shí)間，按照脈波速度相關(guān)信息、血壓、心搏率、心臟開(kāi)始排出血液的時(shí)期、心臟開(kāi)始排出血液的排出時(shí)間和動(dòng)脈硬化檢查相關(guān)增加量指數(shù)之間的預(yù)定的相互關(guān)系，來(lái)測(cè)定生命體的動(dòng)脈硬化檢查相關(guān)增加量指數(shù)，該設(shè)備相當(dāng)?shù)膹?fù)雜。
中國(guó)專利申請(qǐng)02801327.1中揭示的動(dòng)脈硬化度測(cè)定裝置提供一種可以簡(jiǎn)單地而且非侵襲地測(cè)定血液粘度和血管的擴(kuò)張反應(yīng)，容易地測(cè)定動(dòng)脈硬化度的動(dòng)脈硬化度測(cè)定裝置。此裝置采用空氣壓壓迫、閉塞供給毛細(xì)血管血液的動(dòng)脈部位的袖帶，同時(shí)測(cè)量由上述血流狀態(tài)檢測(cè)裝置得到的血流回復(fù)時(shí)間并計(jì)算血液粘度，據(jù)此測(cè)定動(dòng)脈硬化度，使用上非常不便。
目前國(guó)內(nèi)外醫(yī)療市場(chǎng)上還沒(méi)有用于動(dòng)脈硬化的便攜的測(cè)試裝置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供一種結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單且便于攜帶的用于檢測(cè)動(dòng)脈硬化的電子裝置。
本發(fā)明的又一目的在于提供一種成本低廉，適于家庭使用的用于檢測(cè)動(dòng)脈硬化的電子裝置。
在本發(fā)明的用于檢測(cè)動(dòng)脈硬化的電子裝置中，包括心電傳感器，其采集心電信號(hào)；心電放大器，其與該心電傳感器相連接，該心電放大器放大所采集到的心電信號(hào)；電壓比較器，其與該心電放大器相連接，該電壓比較器將放大后的心電信號(hào)轉(zhuǎn)換成心電脈沖信號(hào)；脈搏傳感器，其采集脈搏信號(hào)；脈搏放大器，其與該脈搏傳感器相連接，該脈搏放大器放大所采集到的脈搏信號(hào)，并輸出脈搏脈沖信號(hào)；微處理器，其分別與該電壓比較器和該脈搏放大器相連接，以使所述心電脈沖信號(hào)和脈搏脈沖信號(hào)進(jìn)入到該微處理器中，該微處理器計(jì)算所述心電脈沖信號(hào)和所述脈搏脈沖信號(hào)之間的時(shí)間差，并判斷動(dòng)脈硬化程度。
上述的電子裝置中，該電壓比較器和該微處理器之間還連接有光電隔離器。
上述的電子裝置中，該脈搏放大器和該微處理器之間還連接有光電隔離器。
上述的電子裝置中，該裝置中還包括輸出裝置，其與該微處理器相連接，以輸出微處理器的處理結(jié)果。
上述的電子裝置中，該電子裝置還包括發(fā)光二級(jí)管，其連接于該心電放大器和該微處理器之間。
上述的電子裝置中，該電子裝置還包括發(fā)光二級(jí)管，其連接于該脈搏放大器和該微處理器之間。
上述的電子裝置中，該心電傳感器包括三個(gè)電極，分別為置于使用者左手和右手的兩個(gè)電極和置于使用者腳踝的一個(gè)電極。
上述的電子裝置中，該輸出裝置為顯示器和/或揚(yáng)聲器。
上述的電子裝置中，該微處理器包括定時(shí)器，所述心電脈沖信號(hào)進(jìn)入到該微處理器時(shí)，定時(shí)器開(kāi)始計(jì)時(shí)，所述脈搏脈沖信號(hào)進(jìn)入到該微處理器時(shí)，定時(shí)器停止計(jì)時(shí)，由此計(jì)算出所述心電脈沖信號(hào)和所述脈搏脈沖信號(hào)的時(shí)間差；輸入端口，通過(guò)該輸入端口輸入用戶的身體參數(shù)；存儲(chǔ)器，其中存儲(chǔ)有標(biāo)準(zhǔn)身體參數(shù)、標(biāo)準(zhǔn)心電脈沖信號(hào)和脈搏脈沖信號(hào)之間的時(shí)間差、以及動(dòng)脈硬化程度三者之間關(guān)系的關(guān)系數(shù)據(jù)。該微處理器結(jié)合所述計(jì)算出的時(shí)間差和輸入的身體參數(shù)并與所述關(guān)系數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)，以判斷用戶的動(dòng)脈硬化程度。
通過(guò)上述的用于檢測(cè)動(dòng)脈硬化的電子裝置，使用者可以方便地自行進(jìn)行動(dòng)脈硬化的檢測(cè)。并且由于該裝置的大小同許多家用血壓計(jì)類似，具有體積小、操作簡(jiǎn)單、使用方便等優(yōu)點(diǎn)，非常適合家庭使用。


圖1a示出了依照本實(shí)用新型一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的用于檢測(cè)動(dòng)脈硬化的電子裝置的結(jié)構(gòu)框架圖；
圖1b示出了依照本實(shí)用新型另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的用于檢測(cè)動(dòng)脈硬化的電子裝置的結(jié)構(gòu)框架圖；圖2示出了依照本實(shí)用新型的用于檢測(cè)動(dòng)脈硬化的電子裝置的電路圖；以及圖3示出了依照本實(shí)用新型的用于檢測(cè)動(dòng)脈硬化的電子裝置的微處理器的處理流程圖。
具體實(shí)施方式
從理論上說(shuō)，動(dòng)脈硬化會(huì)改變血液從心臟到達(dá)指尖的時(shí)間，通過(guò)該時(shí)間可以判斷個(gè)體的動(dòng)脈硬化程度。但是由于人的手臂長(zhǎng)度不同，因此血液從心臟流到指尖的時(shí)間也會(huì)有所差別，同時(shí)從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)上可以看出年齡的大小對(duì)動(dòng)脈硬化的影響也非常明顯。
因此本實(shí)用新型通過(guò)測(cè)量使用者的血液從心臟流經(jīng)手臂的時(shí)間，并結(jié)合使用者的身高和年齡來(lái)判斷使用者的動(dòng)脈硬化程度。
敬請(qǐng)參考圖1a，其示出了依照本實(shí)用新型一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的用于檢測(cè)動(dòng)脈硬化的電子裝置的結(jié)構(gòu)框架圖。
在該優(yōu)選實(shí)施例中包括有心電傳感器，用以采集心電信號(hào)。心電信號(hào)是人類最早研究并應(yīng)用于醫(yī)學(xué)臨床的生物電信號(hào)之一，與其他生物電信號(hào)相比，它更易于檢測(cè)并具有較直觀的規(guī)律性。人體心電信號(hào)的主要頻率范圍為0.05～100Hz，幅度約為0～4mV，信號(hào)十分微弱。由于心電信號(hào)中通?；祀s有其它生物電信號(hào)，加之體外以50Hz工頻干擾為主的電磁場(chǎng)的干擾，使得心電噪聲背景較強(qiáng)，測(cè)量條件比較復(fù)雜。因此采用有低噪聲、高阻抗，高共模抑制比的放大器，比較容易采集到穩(wěn)定的心電信號(hào)。
在該優(yōu)選實(shí)施例中還包括有脈搏傳感器，用以采集脈搏信號(hào)。該脈搏傳感器可以采集手臂任何部位的脈搏信號(hào)，然而為了盡可能提高測(cè)試的準(zhǔn)確性，優(yōu)選為采集指尖的脈搏信號(hào)。這樣，可以通過(guò)采集到的心臟的心電信號(hào)和指尖處的脈搏信號(hào)來(lái)準(zhǔn)確測(cè)定血液從心臟流至指尖所需的時(shí)間。
在該優(yōu)選實(shí)施例中還包括心電放大器，其與心電傳感器相連接，以放大由心電傳感器所采集到的心電信號(hào)；以及脈搏放大器，其與脈搏傳感器相連接，以放大由脈搏傳感器所采集到的脈搏信號(hào)，并輸出脈搏脈沖信號(hào)。由于心電信號(hào)的強(qiáng)度比較微弱，通常只有幾毫伏，噪音背景較大，所以直接測(cè)量是不容易的，通常使用放大器使心電信號(hào)達(dá)到較高的電壓，以便于測(cè)量。同時(shí)由于心電信號(hào)的特性，要求心電放大器必須具有低噪聲、高阻抗，高共模抑制比，因此可以采用多極放大器。由于脈搏信號(hào)的強(qiáng)度也比較微弱，為便于測(cè)量，也需通過(guò)脈搏放大器對(duì)脈搏信號(hào)進(jìn)行放大，使之達(dá)到較高的電壓。
在該優(yōu)選實(shí)施例中還包括電壓比較器，其與心電放大器相連接，該電壓比較器將放大后的心電信號(hào)轉(zhuǎn)換成心電脈沖信號(hào)，以便于和脈搏脈沖信號(hào)進(jìn)行比較。在經(jīng)過(guò)電壓比較器后的心電脈沖信號(hào)中，主要包括心電信號(hào)中的電壓峰值最高的心電R波信號(hào)。
在該優(yōu)選實(shí)施例中還包括微處理器，其分別與該電壓比較器和該脈搏放大器相連接，以使心電脈沖信號(hào)和脈搏脈沖信號(hào)進(jìn)入到該微處理器中。該微處理器計(jì)算所述心電脈沖信號(hào)和所述脈搏脈沖信號(hào)的時(shí)間差，并結(jié)合身高和年齡等參數(shù)判斷動(dòng)脈硬化程度。
最后，經(jīng)微處理器處理的結(jié)果可通過(guò)諸如顯示器或揚(yáng)聲器之類的輸出裝置輸出。
本實(shí)用新型的另一優(yōu)選實(shí)施例參考圖1b所示。該實(shí)施例的用于檢測(cè)動(dòng)脈硬化的電子裝置的結(jié)構(gòu)與上述實(shí)施例中所描述的結(jié)構(gòu)基本相同，其區(qū)別在于，在本實(shí)施例中還包括有光電隔離器。在圖1b中，電壓比較器和微處理器之間以及脈搏放大器和微處理器之間分別設(shè)置有光電隔離器，用以進(jìn)一步減小所采集到的心電信號(hào)和脈搏信號(hào)受到的干擾。
本實(shí)用新型的具體實(shí)現(xiàn)形式可參照?qǐng)D2，圖2示出了依照本實(shí)用新型的用于檢測(cè)動(dòng)脈硬化的電子裝置的電路圖。如圖2所示，在使用中可將電極1和電極3分別貼到使用者的左右手，將電極2貼到使用者的腳踝，例如右腳踝，并將這些電極分別通過(guò)引線接入心電放大器。圖中，心電放大器為三級(jí)放大器，第一級(jí)放大器A0、A1具有高阻抗、高共模抑制比，其放大倍數(shù)較低；第二級(jí)放大器A2、第三級(jí)放大器A3的放大倍數(shù)較高，其中第三級(jí)放大器A3可以采用AD620放大器，該放大器將信號(hào)放大至電壓比較器的閥值范圍內(nèi)。采集出的心電信號(hào)經(jīng)過(guò)放大后再通過(guò)電壓比較器轉(zhuǎn)換成心電脈沖信號(hào)。在該電路圖中，電壓比較器后設(shè)置有光電隔離器，這樣由心電信號(hào)轉(zhuǎn)換成的心電脈沖信號(hào)經(jīng)過(guò)光電隔離器后再進(jìn)入到微處理器C中，以進(jìn)一步排除干擾。上述部分的電路圖反映在圖2的部分A中。并且在該部分A中，還包括有發(fā)光二級(jí)管，當(dāng)采集到的心電信號(hào)經(jīng)過(guò)該發(fā)光二級(jí)管時(shí)，該發(fā)光二級(jí)管發(fā)光。因此該發(fā)光二級(jí)管能夠指示是否采集到了心電信號(hào)。
在將電極連接到使用者身體的相應(yīng)部位以采集心電信號(hào)的同時(shí)，將帶有壓力傳感器的綁帶4綁到食指，將其接入脈搏放大器。采集到的脈搏信號(hào)經(jīng)過(guò)放大后產(chǎn)生脈搏脈沖信號(hào)并輸入到微處理器C中。同樣地，在該電路圖中，脈搏放大器后設(shè)置有光電隔離器，這樣脈搏信號(hào)經(jīng)過(guò)光電隔離器后再進(jìn)入到微處理器C中，以進(jìn)一步排除干擾。上述部分的電路圖反映在圖2的部分B中。
下面將結(jié)合圖2和圖3描述微處理器對(duì)輸入的心電脈沖信號(hào)和脈搏脈沖信號(hào)的處理。當(dāng)由心電信號(hào)轉(zhuǎn)換的心電脈沖信號(hào)由微處理器的外部引腳INT1送入時(shí)，心電脈沖中斷，此時(shí)定時(shí)器開(kāi)始計(jì)時(shí)。當(dāng)脈搏脈沖信號(hào)由微處理器的外部引腳INT0送入時(shí)，脈搏脈沖中斷，此時(shí)定時(shí)器停止計(jì)時(shí)。計(jì)算心電脈沖信號(hào)與脈搏脈沖信號(hào)的時(shí)間差，并即時(shí)顯示心電脈沖信號(hào)與脈搏脈沖信號(hào)的時(shí)間差。當(dāng)該時(shí)間差超過(guò)額定數(shù)值時(shí)，則同時(shí)啟動(dòng)報(bào)警，提醒使用者注意。這里額定數(shù)值是根據(jù)使用者的身高和年齡等身體參數(shù)來(lái)確定的。該過(guò)程可以反復(fù)執(zhí)行，直到液晶顯示器上顯示時(shí)間差的數(shù)據(jù)穩(wěn)定后，就可以看到顯示在液晶顯示器上的用戶動(dòng)脈硬化的數(shù)據(jù)。
用戶的身體參數(shù)可以通過(guò)微處理器的輸入端口進(jìn)行輸入。示出標(biāo)準(zhǔn)身體參數(shù)、標(biāo)準(zhǔn)心電脈沖信號(hào)和脈搏脈沖信號(hào)之間的時(shí)間差、以及動(dòng)脈硬化程度三者之間關(guān)系的關(guān)系數(shù)據(jù)可以存儲(chǔ)在微處理器的存儲(chǔ)器中。該微處理器結(jié)合所述計(jì)算出的時(shí)間差和輸入的身體參數(shù)并與所述關(guān)系數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)，以判斷用戶的動(dòng)脈硬化程度。
在本用于檢測(cè)動(dòng)脈硬化的電子裝置中，所采集的心電信號(hào)是磁場(chǎng)效應(yīng)，建立的時(shí)間非?？?，與光速等同。而硬化的血管壁失去原有的彈性，導(dǎo)致了血液的流動(dòng)速度加快。因此血管壁的彈性不同，則從心臟流出來(lái)的血液流到手臂(指尖)的時(shí)間也不同，從而可以方便地根據(jù)該時(shí)間并結(jié)合使用者的身高和年齡等參數(shù)來(lái)判斷動(dòng)脈硬化程度。該裝置的大小同許多家用血壓計(jì)類似，具有體積小，操作簡(jiǎn)單，使用方便的優(yōu)點(diǎn)，非常適合家庭使用。
權(quán)利要求1.一種用于檢測(cè)動(dòng)脈硬化的電子裝置，其特征在于包括心電傳感器，其采集心電信號(hào)；心電放大器，其與該心電傳感器相連接，該心電放大器放大所采集到的心電信號(hào)；電壓比較器，其與該心電放大器相連接，該電壓比較器將放大后的心電信號(hào)轉(zhuǎn)換成心電脈沖信號(hào)；脈搏傳感器，其采集脈搏信號(hào)；脈搏放大器，其與該脈搏傳感器相連接，該脈搏放大器放大所采集到的脈搏信號(hào)，并輸出脈搏脈沖信號(hào)；微處理器，其分別與該電壓比較器和該脈搏放大器相連接，以使所述心電脈沖信號(hào)和脈搏脈沖信號(hào)進(jìn)入到該微處理器中，該微處理器計(jì)算所述心電脈沖信號(hào)和所述脈搏脈沖信號(hào)之間的時(shí)間差，并判斷動(dòng)脈硬化程度。
2.如權(quán)利要求1所述的電子裝置，其特征在于在該電壓比較器和該微處理器之間還連接有光電隔離器。
3.如權(quán)利要求1所述的電子裝置，其特征在于在該脈搏放大器和該微處理器之間還連接有光電隔離器。
4.如權(quán)利要求1所述的電子裝置，其特征在于該裝置中還包括輸出裝置，其與該微處理器相連接，以輸出微處理器的處理結(jié)果。
5.如權(quán)利要求1所述的電子裝置，其特征在于該電子裝置還包括發(fā)光二級(jí)管，其連接于該心電放大器和該微處理器之間。
6.如權(quán)利要求1所述的電子裝置，其特征在于該電子裝置還包括發(fā)光二級(jí)管，其連接于該脈搏放大器和該微處理器之間。
7.如權(quán)利要求1所述的電子裝置，其特征在于該心電傳感器包括三個(gè)電極，分別為置于使用者左手和右手的兩個(gè)電極和置于使用者腳踝的一個(gè)電極。
8.如權(quán)利要求4所述的電子裝置，其特征在于該輸出裝置為顯示器和/或揚(yáng)聲器。
9.如權(quán)利要求1所述的電子裝置，其特征在于該微處理器包括定時(shí)器，所述心電脈沖信號(hào)進(jìn)入到該微處理器時(shí)，定時(shí)器開(kāi)始計(jì)時(shí)，所述脈搏脈沖信號(hào)進(jìn)入到該微處理器時(shí)，定時(shí)器停止計(jì)時(shí)，由此計(jì)算出所述心電脈沖信號(hào)和所述脈搏脈沖信號(hào)的時(shí)間差；輸入端口，通過(guò)該輸入端口輸入用戶的身體參數(shù)；存儲(chǔ)器，其中存儲(chǔ)有標(biāo)準(zhǔn)身體參數(shù)、標(biāo)準(zhǔn)心電脈沖信號(hào)和脈搏脈沖信號(hào)之間的時(shí)間差、以及動(dòng)脈硬化程度三者之間關(guān)系的關(guān)系數(shù)據(jù)，該微處理器結(jié)合所述計(jì)算出的時(shí)間差和輸入的身體參數(shù)并與所述關(guān)系數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)，以判斷用戶的動(dòng)脈硬化程度。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種用于檢測(cè)動(dòng)脈硬化的電子裝置。該裝置包括心電傳感器，其采集心電信號(hào)；心電放大器，其與心電傳感器相連接，心電放大器放大所采集到的心電信號(hào)；電壓比較器，其與心電放大器相連接，電壓比較器將放大后的心電信號(hào)轉(zhuǎn)換成心電脈沖信號(hào)；脈搏傳感器，其采集脈搏信號(hào)；脈搏放大器，其與脈搏傳感器相連接，脈搏放大器放大所采集到的脈搏信號(hào)，并輸出脈搏脈沖信號(hào)；微處理器，其分別與電壓比較器和脈搏放大器相連接，以使心電脈沖信號(hào)和脈搏脈沖信號(hào)進(jìn)入到微處理器中，微處理器計(jì)算所述心電脈沖信號(hào)和所述脈搏脈沖信號(hào)之間的時(shí)間差，并判斷動(dòng)脈硬化程度。本裝置具有體積小，操作簡(jiǎn)單，適合家庭使用等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)A61B5/00GK2894609SQ20062011482
公開(kāi)日2007年5月2日 申請(qǐng)日期2006年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月28日
發(fā)明者賀菊方, 潘國(guó)華, 何俊峰, 許云影 申請(qǐng)人:香港理工大學(xué)