專利名稱：Ct冠狀動(dòng)脈成像用心臟ct同步器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種醫(yī)療儀器，具體是一種用于CT冠狀動(dòng)脈成像的食管-心房調(diào)搏的心臟CT同步器。
背景技術(shù)：
多排螺旋CT能成功的對低心率病人進(jìn)行無創(chuàng)性心臟冠狀動(dòng)脈造影，但對心率不齊病人卻無對策。CT商家為了提高時(shí)間分辨率，推出(2，3，4，5)扇區(qū)重建技術(shù)，即用2— 5次心跳，每次心跳采集一定位置的心臟解剖數(shù)據(jù)形成一個(gè)扇區(qū)，把幾次心跳的扇區(qū)組合形成整個(gè)心臟的解剖圖像。多扇區(qū)重建技術(shù)的前提是參與重建的幾次心跳必須有相同的R-R間期，而心率不齊卻導(dǎo)致R— R間期不同，引起多扇區(qū)重建圖像出現(xiàn)錯(cuò)位，臺(tái)階，模糊等心臟 運(yùn)動(dòng)偽影，導(dǎo)致圖像質(zhì)量差而無法疹斷(1’2’3)。我們記錄了 3個(gè)星期接受CT冠狀動(dòng)脈造影檢查的病人316人，心率波動(dòng)范圍為3. 9+_4 bpm,其中心率波動(dòng)在15bpm—50bpm者16人，占受檢人數(shù)的5. 06%,這些人常被拒絕做CT冠狀動(dòng)脈造影檢查。
發(fā)明內(nèi)容為了使心率不齊的病人能夠進(jìn)行CT冠狀動(dòng)脈造影檢查，提出使用食管-心房調(diào)搏的方法，但是常規(guī)使用的食管-心房調(diào)搏器不能實(shí)現(xiàn)與CT同步，需要對常規(guī)使用的食管-心房調(diào)搏器進(jìn)行改進(jìn)。本實(shí)用新型提供一種CT冠狀動(dòng)脈成像用心臟CT同步器，與食管-心房調(diào)搏器配合，實(shí)現(xiàn)對心率不齊的患者進(jìn)行CT冠狀動(dòng)脈造影檢查。本實(shí)用新型是通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種CT冠狀動(dòng)脈成像用心臟CT同步器，心臟CT同步器包括單片機(jī)最小系統(tǒng)和與單片機(jī)最小系統(tǒng)連接的調(diào)整設(shè)置按鍵，單片機(jī)最小系統(tǒng)通過對調(diào)整設(shè)置按鍵掃描監(jiān)控，獲取人的命令；并能夠按照人設(shè)置的命令輸出不同頻率的脈沖信號;與單片機(jī)最小系統(tǒng)連接的液晶屏，命令的參數(shù)和實(shí)際狀態(tài)的參數(shù)都顯示在液晶屏上；與單片機(jī)最小系統(tǒng)連接的脈沖放大器，用于將單片機(jī)輸出不同頻率的脈沖信號進(jìn)行放大到30V ；與脈沖放大器連接的步進(jìn)衰減器，將放大過的脈沖信號送入步進(jìn)衰減器，用以選擇合適的脈沖幅度；與衰減器連接的輸出驅(qū)動(dòng)器，經(jīng)過步進(jìn)衰減器選擇后的脈沖信號經(jīng)輸出驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行電流驅(qū)動(dòng)放大，脈沖幅度不變；輸出脈沖信號至雙極電極；與單片機(jī)最小系統(tǒng)和輸出驅(qū)動(dòng)器輸出端連接的輸出幅度檢測電路，用于對輸出信號幅度等參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，一旦出現(xiàn)意外波形，立即停止脈沖輸出；與單片機(jī)最小系統(tǒng)連接的心電信號選通電路，用于對來自人體的心電信號進(jìn)行放大，并由最小系統(tǒng)發(fā)出屏蔽脈沖控制電子開關(guān)對P波信號進(jìn)行屏蔽[0012]相上述電路由12V電池唯一供電，電路所用的其他電源如+5V、_5V、+30V電源分別由12V電源經(jīng)對應(yīng)的電源電路實(shí)現(xiàn)。上述心臟CT同步器主要功能是將3根心電導(dǎo)聯(lián)的心電信號引到調(diào)搏器內(nèi)，進(jìn)行前置放大，然后屏蔽由刺激心房脈沖引起的P波信號，保留正常的心電信號并將其分壓輸出到心電信號記錄系統(tǒng).。本實(shí)用新型的有益效果是心臟CT同步器適合CT冠脈成像的要求，起搏頻率準(zhǔn)確率高，起搏脈沖幅度穩(wěn)定可調(diào)，帶負(fù)載能力強(qiáng)，進(jìn)行CT冠狀動(dòng)脈造影，能獲得理想的結(jié)果O

圖I是本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)的電原理框圖；圖2是單片機(jī)最小系統(tǒng)電路圖；圖3是調(diào)整設(shè)置按鍵電路圖；圖4是液晶屏及其連接方法電路圖；圖5脈沖放大器電路圖；圖6是步進(jìn)衰減器電路圖；圖7是輸出驅(qū)動(dòng)器電路圖；圖8是輸出幅度檢測電路圖；圖9是心電信號控制通道電路圖；圖10是+5V電源電路圖；圖11是-5V電源電路圖；圖12是+30V電源電路圖。圖中1、單片機(jī)最小系統(tǒng)，2、顯示器，3、調(diào)整設(shè)置按鍵，4、12V供電電源，5、電壓變換器，6、電池電量檢測，7、脈沖放大器，8、步進(jìn)衰減器，9、輸出驅(qū)動(dòng)器，10、輸出幅度檢測電路，11、心電圖信號通道。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型經(jīng)一步說明。如圖I所示，一種CT冠狀動(dòng)脈成像用心臟CT同步器，由以下幾部分組成單片機(jī)最小系統(tǒng)I和與單片機(jī)最小系統(tǒng)連接的調(diào)整設(shè)置按鍵3，單片機(jī)最小系統(tǒng)I通過對調(diào)整設(shè)置按鍵3掃描監(jiān)控，獲取人的命令；并能夠按照人設(shè)置的命令輸出不同頻率的脈沖信號；如圖2所示實(shí)施例，單片機(jī)最小系統(tǒng)I其核心是一片單片機(jī)，一片單片機(jī)與晶體振蕩器、復(fù)位電路組成單片機(jī)最小系統(tǒng)I。單片機(jī)U4采用了 MEGA16。如圖3所示，調(diào)整設(shè)置按鍵3的所有按鍵一端接地，另外一端接單片機(jī)的I/O 口，每個(gè)按鍵都設(shè)有上拉電阻。單片機(jī)最小系統(tǒng)通過對調(diào)整設(shè)置按鍵3掃描監(jiān)控，獲取人的命令。與單片機(jī)最小系統(tǒng)連接的顯示器2，顯示命令的參數(shù)和實(shí)際狀態(tài)的參數(shù)；如圖4所示，命令的參數(shù)和實(shí)際狀態(tài)的參數(shù)都顯示在液晶屏2上，液晶屏的型號為LCM1602，是2行*16字符的液晶顯示模塊。液晶屏的每個(gè)控制管腳都接在單片機(jī)的I/O 口上。與單片機(jī)最小系統(tǒng)連接的脈沖放大器7，用于將單片機(jī)輸出不同頻率的脈沖信號進(jìn)行放大到30V ;如圖5所示，脈沖放大器7是由Ql和Q2組成的直接耦合兩級三極管放大電路，信號由Ql基極輸入，由Q2集電極輸出。單片機(jī)按照人設(shè)置的命令輸出不同頻率的脈沖信號，該信號的幅度為5V，該信號被送到脈沖放大器7進(jìn)行放大，放大到30V，由Q2集電極輸出。與脈沖放大器連接的步進(jìn)衰減器8，將放大過的脈沖信號送入步進(jìn)衰減器8，用以選擇合適的脈沖幅度；如圖6所示，步進(jìn)衰減器8共設(shè)置有6擋選擇位置，分別輸出6種不同的脈沖幅度，步進(jìn)衰減器由限流電阻R9和5個(gè)穩(wěn)壓二極管、5個(gè)開關(guān)組成。放大過的脈沖信號幅度達(dá)到30V，被送入步進(jìn)衰減器8用以選擇合適的脈沖幅度，步進(jìn)衰減器8共設(shè)置有6擋選擇位置，分別輸出6種不同的脈沖幅度，哪個(gè)開關(guān)閉合，就選用了那個(gè)開關(guān)到地線之間的所有穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓值，5個(gè)開關(guān)全部斷開，處于最大30V輸出狀態(tài)。與步進(jìn)衰減器8連接的輸出驅(qū)動(dòng)器9，如圖7所示，經(jīng)過步進(jìn)衰減器選擇后的脈沖信號經(jīng)輸出驅(qū)動(dòng)器9進(jìn)行電流驅(qū)動(dòng)放大，脈沖幅度不變；輸出脈沖信號輸出至治療用雙極電極； 與單片機(jī)最小系統(tǒng)I和輸出驅(qū)動(dòng)器輸出端連接的輸出幅度檢測電路10,用于對輸出信號幅度等參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，一旦出現(xiàn)意外波形，立即停止脈沖輸出；如圖8所示，輸出幅度檢測電路10由一個(gè)運(yùn)算放大器和幾個(gè)電阻組成。輸出脈沖信號經(jīng)輸出幅度檢測電路10送到單片機(jī)，對輸出信號幅度等參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，一旦出現(xiàn)意外波形，立即停止脈沖輸出，并通過液晶顯示器2報(bào)警。與單片機(jī)最小系統(tǒng)連接的心電信號選通電路11，用于對來自人體的心電信號進(jìn)行放大，并把心電信號中的P波信號清除，保證正常心電信號直通。如圖9所示，為了配合心臟的CT掃描，設(shè)置了心電信號選通電路11，它由心電前置放大器和對刺激脈沖引起的P波信號進(jìn)行屏蔽的裝置，P波信號屏蔽裝置采用⑶4066電子開關(guān)AD4066電子開關(guān)控制端經(jīng)電阻R7連到單片機(jī)的I/O 口上。心電前置放大器對來自人體的心電信號進(jìn)行放大，P波信號屏蔽裝置把心電信號中的P波信號清除，使正常心電信號直通。當(dāng)調(diào)搏器發(fā)放心房刺激脈沖前15ms開始發(fā)放70ms左右的屏蔽脈沖。屏蔽脈沖作用期間正是起搏脈沖(約6ms寬度)刺激心房的過程，產(chǎn)生的P波比R波大得多，必須使P波信號在體表心電圖上消失，屏蔽脈沖通過CD4066電子開關(guān)完全封閉P波信號,使其輸出信號為O,屏蔽脈沖以后,心電信號仍然會(huì)正常顯示，這對心電前門控控制掃描劑量非常重要。如圖10、圖11和圖12所示，本電路由12V電池唯一供電，電路所用的其他電源如+5V、-5V、+30V電源分別由12V電源經(jīng)對應(yīng)的電源電路實(shí)現(xiàn)+5V用的是78M05穩(wěn)壓塊，如圖11所示。-5V用的是ICL7660直流轉(zhuǎn)換器電路，如圖12所示。+30V用的是NCP3063直流轉(zhuǎn)換器電路，如圖13所示。利用本實(shí)用新型進(jìn)行CT冠狀動(dòng)脈成像的原理和具體操作方法是1，把食道-心房調(diào)搏器三根心電導(dǎo)聯(lián)連結(jié)到患者左右肩和左肋下緣，把心電記錄系統(tǒng)導(dǎo)聯(lián)連結(jié)到心電前置放大器的輸出端的0UT1，0UT2, 0UT3。2，將雙極起搏電極通過病人鼻孔插入到食道遠(yuǎn)端靠近心房位置。同時(shí)將起搏電極聯(lián)結(jié)到心電圖機(jī)的胸前導(dǎo)聯(lián)線上，調(diào)整起搏電極位置，直到心電圖出現(xiàn)高大P波或雙向P波，然后將起搏電極插入到食道-心房調(diào)搏器輸出端，調(diào)整調(diào)搏器起搏頻率，高于病人自主心率最高值10-15次/分左右，逐步調(diào)整起搏幅度，直到起搏頻率能完全替代病人的自主心率，起搏電壓16-25v，脈沖寬度6ms。將起搏電極用醫(yī)用膠布固定鼻翼兩側(cè)，讓病人屏氣，連續(xù)起搏10秒，確認(rèn)起搏穩(wěn)定后關(guān)斷調(diào)搏器。根據(jù)病人起搏心率，確定最合理的CT球管旋轉(zhuǎn)速度和圖像重建扇區(qū)數(shù)，選擇原則見表I。
表I食道"調(diào)搏參數(shù)選擇表(球管轉(zhuǎn)速重建扇區(qū)數(shù)、調(diào)搏心率)
球管轉(zhuǎn)速 "Ilir*!重建扇區(qū)數(shù)I麗辨率I建數(shù)據(jù)窗占
酸次份msR-R·聞期比％
982S7.514.3 103358.310 it 95.25355.3 100.85335.9 107353563 91.529414.3 96362.510 375 12353S7,8 10053S6,3 12936714.4 4Γιιι 112.436712.5 1155407,7 __1255_ 40_8.權(quán)利要求1.一種CT冠狀動(dòng)脈成像用心臟CT同步器，其特征在于，心臟CT同步器包括 單片機(jī)最小系統(tǒng)(I)和與單片機(jī)最小系統(tǒng)(I)連接的調(diào)整設(shè)置按鍵(3)，單片機(jī)最小系統(tǒng)通過對調(diào)整設(shè)置按鍵(3)掃描監(jiān)控，獲取人的命令；并能夠按照人設(shè)置的命令輸出不同頻率的脈沖信號； 與單片機(jī)最小系統(tǒng)(I)連接的液晶屏(2 )，命令的參數(shù)和實(shí)際狀態(tài)的參數(shù)都顯示在液晶屏(2)上； 與單片機(jī)最小系統(tǒng)(I)連接的脈沖放大器(7)，用于將單片機(jī)輸出不同頻率的脈沖信號進(jìn)行放大到30V ； 與脈沖放大器(7)連接的步進(jìn)衰減器(8)，將放大過的脈沖信號送入步進(jìn)衰減器(8)，用以選擇合適的脈沖幅度； 與步進(jìn)衰減器(8)連接的輸出驅(qū)動(dòng)器(9)，經(jīng)過步進(jìn)衰減器選擇后的脈沖信號經(jīng)輸出驅(qū)動(dòng)器(9)進(jìn)行電流驅(qū)動(dòng)放大，脈沖幅度不變；輸出脈沖信號至雙極電極； 與單片機(jī)最小系統(tǒng)(I)和輸出驅(qū)動(dòng)器(9)輸出端連接的輸出幅度檢測電路(10)，用于對輸出信號幅度參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，一旦出現(xiàn)意外波形，立即停止脈沖輸出； 與單片機(jī)最小系統(tǒng)(I)連接的心電信號選通電路(11)，用于對來自人體的心電信號進(jìn)行放大，并能把心電信號中的P波信號清除，保證正常心電信號直通； 上述電路由12V電池唯一供電，電路所用的其他+5V、-5V、+30V電源分別由12V電源經(jīng)對應(yīng)的電源電路實(shí)現(xiàn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的CT冠狀動(dòng)脈成像用心臟CT同步器，其特征在于所述單片機(jī)最小系統(tǒng)(I)包括一片單片機(jī)，一片單片機(jī)與晶體振蕩器、復(fù)位電路組成單片機(jī)最小系統(tǒng)(I)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的CT冠狀動(dòng)脈成像用心臟CT同步器，其特征在于所述調(diào)整設(shè)置按鍵(3)的按鍵一端接地，另外一端接單片機(jī)的I/O 口，每個(gè)按鍵都設(shè)有上拉電阻。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的CT冠狀動(dòng)脈成像用心臟CT同步器，其特征在于所述的脈沖放大器是由Ql和Q2組成的直接耦合兩級三極管放大電路，信號由Ql基極輸入，由Q2集電極輸出。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的CT冠狀動(dòng)脈成像用心臟CT同步器，其特征在于所述的步進(jìn)衰減器(8)共設(shè)置有6擋選擇位置，分別輸出6種不同的脈沖幅度，步進(jìn)衰減器由限流電阻R9和5個(gè)穩(wěn)壓二極管、5個(gè)開關(guān)組成，哪個(gè)開關(guān)閉合，就選用了那個(gè)開關(guān)到地線之間的所有穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓值，5個(gè)開關(guān)全部打開,處于最大30V輸出狀態(tài)。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的CT冠狀動(dòng)脈成像用心臟CT同步器，其特征在于所述的心電信號選通電路包括心電前置放大器和對刺激脈沖引起的P波信號進(jìn)行屏蔽的裝置，P波信號屏蔽裝置采用⑶4066電子開關(guān)KD4066電子開關(guān)控制端經(jīng)電阻R7連到單片機(jī)的I/O 口上；心電前置放大器對來自人體的心電信號進(jìn)行放大，P波信號屏蔽裝置把心電信號中的P波信號清除，使正常心電信號直通。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種CT冠狀動(dòng)脈成像用心臟CT同步器。屬醫(yī)療儀器。包括單片機(jī)最小系統(tǒng)，分別與單片機(jī)最小系統(tǒng)連接的調(diào)整設(shè)置按鍵；液晶屏；脈沖放大器；脈沖放大器；與脈沖放大器連接的步進(jìn)衰減器；與衰減器連接的輸出驅(qū)動(dòng)器，與輸出驅(qū)動(dòng)器輸出端連接的輸出幅度檢測電路；與單片機(jī)最小系統(tǒng)連接的心電信號選通電路，上述電路由12V電池唯一供電。原理是將3根心電導(dǎo)聯(lián)的心電信號引到調(diào)搏器內(nèi),進(jìn)行前置放大,然后屏蔽由刺激心房脈沖引起的P波信號，保留正常的心電信號并將其分壓輸出到心電信號記錄系統(tǒng)。優(yōu)點(diǎn)是適合CT冠脈成像的要求,起搏頻率準(zhǔn)確率高,起搏脈沖幅度穩(wěn)定可調(diào),帶負(fù)載能力強(qiáng),進(jìn)行CT冠狀動(dòng)脈造影，能獲得理想的結(jié)果。
文檔編號A61N1/368GK202637721SQ20122019803
公開日2013年1月2日 申請日期2012年5月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月6日
發(fā)明者徐青松, 夏平, 胡春艾, 徐惠友 申請人:徐州市中心醫(yī)院