用于磁共振系統(tǒng)的心電呼吸外周門控系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供一種用于磁共振系統(tǒng)的心電呼吸外周門控系統(tǒng)。所述心電呼吸外周門控系統(tǒng)包括連接到人體胸部的心電傳感器、呼吸腹帶、連接到人體脈搏的外周傳感器、門控處理單元、計算機和譜儀。心電傳感器、呼吸腹帶和外周傳感器分別連接到門控處理單元，門控處理單元連接到計算機和譜儀。門控處理單元、計算機和譜儀設置在與磁共振系統(tǒng)隔離的空間內(nèi)，心電傳感器具有屏蔽外殼。門控系統(tǒng)還包括碳纖維導聯(lián)線和與人體胸部接觸的碳纖維電極片，碳纖維導聯(lián)線的輸入端以三導聯(lián)方式連接到碳纖維電極片，碳纖維導聯(lián)線的輸出端連接到心電傳感器。根據(jù)本實用新型的門控系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)心電、呼吸和外周的采集設備和磁共振系統(tǒng)很好的兼容，從而提高成像的清晰度。
【專利說明】用于磁共振系統(tǒng)的心電呼吸外周門控系統(tǒng)
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及醫(yī)療設備領域，更具體地，涉及一種用于磁共振系統(tǒng)的心電呼吸外周門控系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]通常所檢測到的人體氫核磁共振(MR)信號是一種極其微弱的信號。在磁共振成像(MRI)掃描儀的掃描過程中，發(fā)射一次射頻脈沖序列，所得到的人體氫核MRI信號的信噪比極低，無法重建清晰的圖像。為了克服這一缺點，運用圖像迭加原理，在較長的掃描時間內(nèi)，掃描儀重復發(fā)射一系列射頻脈沖序列，并重復采MR信號，經(jīng)疊加重建一幅圖像。這樣雖改善了圖像質(zhì)量，但又帶來了新的問題:(1)延長了掃描時間；(2)在掃描過程中要求成像對象始終保持靜止狀態(tài)。因此，對心臟進行掃描成像時，各次掃描的射頻脈沖序列隨機地出現(xiàn)在心動周期的不同時刻，所得到的MR信號來自心動過程中的不同狀態(tài)，這樣由多次非同態(tài)信號疊加而獲得的心臟圖像將出現(xiàn)嚴重的運動偽影。
[0003]排除圖像運動偽影的有效方法是使射頻脈沖序列的發(fā)射及MR信號的采集均同步于心臟的運動。雖然這樣要延長成像時間，但能實現(xiàn)在心動過程的同一相位點重復采集MR信號，從而獲得清晰的心臟圖像。
[0004]心電采集技術已經(jīng)廣泛應用到心電診斷、心電監(jiān)護、家庭健康等醫(yī)療場合。目前，心電信號采集通常通過導聯(lián)線將心電信號傳輸?shù)叫碾姴杉O備，經(jīng)過放大濾波電路，濾除直流偏移、工頻干擾、高頻等噪聲，再經(jīng)過AD采樣，得到數(shù)字信號，進而對信號進行處理。通過差分閾值、模板匹配、小波變換等方法對磁共振血管造影(QRS)波群進行檢測。傳統(tǒng)的心電采集技術已經(jīng)很成熟，在一般場合能夠提供完美的解決方案。但是應用在磁共振系統(tǒng)中，卻遇到新的挑戰(zhàn)。由于磁共振很強的主磁場以及梯度磁場帶來的干擾，使得一般的心電、呼吸采集設備在磁共振環(huán)境下很難提取出比較潔凈的心電、呼吸信號，并且普通的心電、呼吸采集設備會影響磁共振的正常成像。
實用新型內(nèi)容
[0005]為了解決上述問題，本實用新型提供一種用于磁共振系統(tǒng)的心電呼吸外周門控系統(tǒng)。
[0006]根據(jù)本實用新型的心電呼吸外周門控系統(tǒng)包括連接到人體胸部的心電傳感器(ECGS)、連接到人體腹部的呼吸腹帶、連接到人體脈搏的外周傳感器、門控處理單元(GPU)、計算機和譜儀，心電傳感器、呼吸腹帶和外周傳感器分別連接到門控處理單元，門控處理單元連接到計算機和譜儀。門控處理單元、計算機和譜儀設置在與磁共振系統(tǒng)隔離的空間內(nèi)，心電傳感器具有屏蔽外殼。門控系統(tǒng)還包括碳纖維導聯(lián)線和與人體胸部接觸的碳纖維電極片，碳纖維導聯(lián)線的輸入端以三導聯(lián)方式連接到碳纖維電極片，碳纖維導聯(lián)線的輸出端連接到心電傳感器。
[0007]根據(jù)本實用新型的一個方面，心電傳感器包括:穿心電容，穿心電容通過心電信號輸入接口與碳纖維導聯(lián)線相連；差分放大模塊，所述差分放大模塊連接到穿心電容；導聯(lián)組合模塊，所述導聯(lián)組合模塊連接到差分放大模塊；心電信號放大濾波模塊，所述心電信號放大濾波模塊連接到導聯(lián)組合模塊；脈寬調(diào)制模塊，所述脈寬調(diào)制模塊連接到心電信號放大濾波模塊；和ECGS光信號發(fā)送模塊和ECGS光信號接收模塊，ECGS光信號發(fā)送模塊具有用于將電信號轉(zhuǎn)換成光信號的ECGS電轉(zhuǎn)光信號模塊，ECGS光信號接收模塊具有用于將光信號轉(zhuǎn)換成電信號的ECGS光轉(zhuǎn)電信號模塊，ECGS光信號發(fā)送模塊的輸入端連接到所述脈寬調(diào)制模塊，ECGS光信號發(fā)送模塊的輸出端和ECGS光信號接收模塊的輸入端分別連接到門控處理單元，從而使心電傳感器與門控處理單元雙向通信。
[0008]電池可以設置在屏蔽外殼內(nèi)以給心電傳感器提供電力。
[0009]可選地，心電傳感器還可以包括電源控制模塊。電源控制模塊的輸入端連接到ECGS光信號接收模塊，電源控制模塊的輸出端連接到導聯(lián)組合模塊。
[0010]電轉(zhuǎn)光信號模塊可以為光纖發(fā)射器。
[0011]根據(jù)本實用新型的另一個方面，門控處理單元包括GPU光信號接收模塊、GPU光信號發(fā)送模塊、脈寬解調(diào)模塊、心電信號放大濾波模塊、可編程心電信號增益放大電路模塊、模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)、譜儀電平轉(zhuǎn)換模塊、串行通信驅(qū)動模塊和處理器。GPU光信號接收模塊具有用于將光信號轉(zhuǎn)換成電信號的光轉(zhuǎn)電信號模塊，GPU光信號發(fā)送模塊具有用于將電信號轉(zhuǎn)換成光信號的電轉(zhuǎn)光信號模塊。GPU光信號接收模塊在門控處理單元的外部連接到心電傳感器，在門控處理單元的內(nèi)部通過傳輸線路依次與脈寬解調(diào)模塊、心電信號放大濾波模塊、可編程心電信號增益放大電路模塊、模數(shù)轉(zhuǎn)換器和處理器連接。處理器通過串行通信驅(qū)動模塊連接到計算機，并且通過譜儀電平轉(zhuǎn)換模塊連接到譜儀。
[0012]門控處理單元還包括傳感器和呼吸信號放大濾波模塊。傳感器的輸入端通過氣管連接到呼吸腹帶，傳感器的輸出端連接到呼吸信號放大濾波模塊，呼吸信號放大濾波模塊連接到模數(shù)轉(zhuǎn)換器。
[0013]門控處理單元還包括外周光電轉(zhuǎn)換電路模塊、外周信號放大濾波模塊和可編程外周信號增益放大電路模塊。外周光電轉(zhuǎn)換電路模塊經(jīng)由外周模塊接口在門控處理單元的外部與外周傳感器連接且雙向通信，在門控處理單元的內(nèi)部通過傳輸線路依次與外周信號放大濾波模塊、可編程外周信號增益放大電路模塊、模數(shù)轉(zhuǎn)換器和處理器連接。
[0014]處理器可以通過外周光電轉(zhuǎn)換電路模塊連接到外周傳感器。
[0015]可選地，門控單兀設有模擬心電信號輸出接口。模擬心電信號輸出接口的輸入端連接到脈寬解調(diào)模塊，模擬心電信號輸出接口的輸出端連接到設置在門控單元外部的監(jiān)控器。
[0016]門控系統(tǒng)還可以包括系統(tǒng)接口單元(SIU)。門控處理單元還包括SIU電平轉(zhuǎn)換模塊，SIU電平轉(zhuǎn)換模塊的輸入端連接到系統(tǒng)接口單元，SIU電平轉(zhuǎn)換模塊的輸出端連接到處理器。
[0017]優(yōu)選地，模數(shù)轉(zhuǎn)換器通過串行外設接口總線(SPI)連接到所述處理器。
[0018]處理器可以為微控制器。
[0019]優(yōu)選地，心電傳感器和外周傳感器分別通過光纖連接到門控處理單元。
[0020]根據(jù)本實用新型的門控系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)心電、呼吸和外周的采集設備和磁共振系統(tǒng)很好的兼容，將采集的心電、呼吸和外周信號經(jīng)過處理，發(fā)送到計算機。操作人員可通過計算機對門控系統(tǒng)進行參數(shù)設定，門控系統(tǒng)根據(jù)設定的參數(shù)及心電、呼吸和外周信號，配合成像序列控制譜儀精確地實時采集磁共振信號，從而提高成像的清晰度。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]本實用新型的上述及其它方面和特征將從以下結合附圖對實施例的說明清楚呈現(xiàn)，其中:
[0022]圖1是示意性地顯示根據(jù)本實用新型實施例的心電呼吸外周門控系統(tǒng)的方框圖；以及
[0023]圖2是示意性地顯示心電傳感器及其導聯(lián)關系的方框圖。
【具體實施方式】
[0024]下面參照附圖詳細描述本實用新型的說明性、非限制性實施例，對根據(jù)本實用新型的心電呼吸外周門控系統(tǒng)進行進一步說明。
[0025]根據(jù)本實用新型的心電呼吸外周門控系統(tǒng)用于磁共振檢測環(huán)境。為了避免門控系統(tǒng)與在強電、磁場條件下工作的醫(yī)學影像設備(例如，MRI系統(tǒng))相互干擾，本實用新型將門控系統(tǒng)的采集處理部分放置在與磁共振系統(tǒng)的強電及磁場環(huán)境隔離的一個開放空間中。
[0026]具體地，圖1顯示了根據(jù)本實用新型實施例的心電呼吸外周門控系統(tǒng)。根據(jù)本實用新型的心電呼吸外周門控系統(tǒng)包括連接到人體胸部的心電傳感器1、連接到人體腹部的呼吸腹帶14、連接到人體脈搏的外周傳感器15、門控處理單元31、計算機32和譜儀34。ECGSl、呼吸腹帶14和外周傳感器15分別連接到GPU31，GPU31連接到計算機32和譜儀34。GPU31、計算機32和譜儀34設置在與磁共振系統(tǒng)隔離的空間內(nèi)，以避免門控系統(tǒng)與磁共振系統(tǒng)相互干擾。優(yōu)選地，ECGS和外周傳感器分別通過光纖連接到GPU，光纖可以減輕電磁干擾。
[0027]根據(jù)本實用新型，ECGSl具有屏蔽外殼33，屏蔽外殼可以屏蔽外界的高頻輻射干擾，使得磁共振系統(tǒng)的強梯度電磁場及射頻電磁場不會干擾心電傳感器，從而提取清晰的心電信號。例如，屏蔽外殼可以由金屬制成。但屏蔽外殼的材料不限于此，而可以采用能夠屏蔽電磁場及射頻電磁場的本領域常用的任何材料。本實用新型的門控系統(tǒng)還包括與人體胸部接觸的碳纖維電極片21和碳纖維導聯(lián)線22，如圖2所示。碳纖維導聯(lián)線22的輸入端以導聯(lián)方式連接到碳纖維電極片21，而輸出端通過心電信號輸入接口連接到ECGS1。由于ECGS采用碳纖維導聯(lián)線和碳纖維電極片與人體胸部相連，消除了金屬偽影。
[0028]ECGSl包括穿心電容23、差分放大模塊24、導聯(lián)組合模塊25、心電信號放大濾波模塊26、脈寬調(diào)制模塊27、ECGS光信號發(fā)送模塊28和ECGS光信號接收模塊30。ECGS光信號發(fā)送模塊28具有用于將電信號轉(zhuǎn)換成光信號的ECGS光轉(zhuǎn)電信號模塊，ECGS光信號接收模塊30具有用于將光信號轉(zhuǎn)換成電信號的ECGS光轉(zhuǎn)電信號模塊。穿心電容23通過設置在ECGS上的心電信號輸入接口與碳纖維導聯(lián)線22相連，以濾除導聯(lián)線上串進的高頻干擾。在ECGSl中，穿心電容23、差分放大模塊24、導聯(lián)組合模塊25、心電信號放大濾波模塊26、脈寬調(diào)制模塊27和ECGS光信號發(fā)送模塊28通過傳輸線路依此順序相連。如圖2所示，ECGS光信號發(fā)送模塊28的輸入端連接到脈寬調(diào)制模塊27，ECGS光信號發(fā)送模塊28的輸出端和ECGS光信號接收模塊30的輸入端分別通過ECGS光信號發(fā)送接口和ECGS光信號接收接口連接到GPU，從而使ECGS與GPU雙向通信。例如，電轉(zhuǎn)光信號模塊可以為光纖發(fā)射器，所述光纖發(fā)射器將電信號轉(zhuǎn)換為光信號，并將轉(zhuǎn)換的光信號從ECGSl發(fā)射出去。
[0029]ECGS的屏蔽外殼33內(nèi)設置電池(圖中未示)，以給ECGS提供電力。根據(jù)本實用新型，為了防止外部電源進入ECGS，采用電池供電并將電池屏蔽于屏蔽外殼內(nèi)。這樣，可防止使用外部電源時，干擾信號從電源線進入屏蔽外殼內(nèi)，進而干擾到整個電路。根據(jù)一個可選實施例，ECGS還包括電源控制模塊29。電源控制模塊29的輸入端連接到ECGS光信號接收模塊，而輸出端連接到導聯(lián)組合模塊25。
[0030]根據(jù)本實用新型的心電傳感器采用電池供電，通過GPU發(fā)送光脈沖的方式開啟電源。ECGS在不使用時，可以連接GPU以通過GPU關閉ECGS電源，也可以將ECGS與GPU斷開，使得ECGS自動關閉電源。此外，在ECGS中通過電池欠壓來改變調(diào)制信號的脈沖寬度。ECGS內(nèi)部芯片級相關元器件都采用低功耗的元器件。脈寬調(diào)制模塊27在靜態(tài)時并非工作在50%占空比模式下，而是在低電平時時間寬度比較窄，此時光纖發(fā)射器流過電流以節(jié)約電池電量，并因此提高續(xù)航能力。例如，IOOOmAh的電池在根據(jù)本實用新型的門控系統(tǒng)中使用可以使用3至5年，避免了頻繁充電或者更換電池。因此，根據(jù)本實用新型的ECGS具有低功耗的優(yōu)點。
[0031]接下來，將說明ECGS測量心電信號及處理所測信號的過程。心電信號從人體胸部皮膚經(jīng)碳纖維電極片21和碳纖維導聯(lián)線22傳輸至穿心電容23。ECGSl通過光纖接收GPU發(fā)送過來的上電信號，打開電源，使得屏蔽外殼33內(nèi)部的電源控制模塊29開始供電，傳感器電路開始工作。心電信號被從穿心電容23發(fā)送到差分放大模塊24。由于ECGS采用三導聯(lián)方式，差分放大模塊24的電路可以對三點的心電信號進行任意兩點心電電勢差進行相減，得到三路的心電差分信號。一路信號為Sl(t)+Nl(t)，其中SI為有用信號，NI為噪聲信號；另一路信號為S2(t)+N2(t)，其中S2為有用信號，N2為噪聲信號。兩路信號的噪聲相關性比較強，而有用信號的相位由于電極片位置的原因，相位可以是相反的。因此，兩路信號差分后，有用信號的幅度是相加的關系，即|Sl(t) | + |S2(t) |。而由于噪聲的相關性較強，相減后，噪聲的幅度是|Nl(t) 1-1 N2(t) |，相關性越強，那么相減后，噪聲的幅度就會越小，從而得到較為干凈的心電信號。導聯(lián)組合模塊25接收GPU31發(fā)送過來的導聯(lián)設置信號，選通任意一路心電信號進入下一級的放大濾波模塊26。放大濾波模塊26將高頻及直流偏移等濾除后，得到較為干凈的心電信號送入下一級的脈寬調(diào)制模塊27。脈寬調(diào)制模塊采用脈寬調(diào)制技術，將模擬連續(xù)的心電信號調(diào)制成高低電平的脈寬信號進入下一級的ECGS光信號發(fā)送模塊28。ECGS光信號發(fā)送模塊28的光轉(zhuǎn)電信號模塊將電信號轉(zhuǎn)換為光信號，然后從ECGSl發(fā)射出去。至此，ECGS完成了心電信號的處理。
[0032]下面，將參照圖1詳細說明GPU的組成結構。GPU31設有GPU光信號接收接口、GPU光信號發(fā)送接口、呼吸信號輸入接口、外周模塊接口、門控輸出接口、串行通信接口、外部觸發(fā)輸入接口和模擬心電信號輸出接口。GPU31包括GPU光信號接收模塊2、GPU光信號發(fā)送模塊3、脈寬解調(diào)模塊4、心電信號放大濾波模塊5、可編程心電信號增益放大電路模塊6、ADC7、譜儀電平轉(zhuǎn)換模塊19、串行通信驅(qū)動模塊10和處理器9。GPU光信號接收模塊2具有用于將光信號轉(zhuǎn)換成電信號的光轉(zhuǎn)電信號模塊，GPU光信號發(fā)送模塊3具有用于將電信號轉(zhuǎn)換成光信號的電轉(zhuǎn)光信號模塊。GPU光信號接收模塊在門控處理單元的外部通過GPU光信號接收接口連接到ECGS，而在門控處理單元的內(nèi)部通過傳輸線路依次與脈寬解調(diào)模塊4、心電信號放大濾波模塊5、可編程心電信號增益放大電路模塊6、ADC7和處理器9連接。處理器9以雙向通信方式連接到串行通信驅(qū)動模塊10。例如，處理器9可以通過SPI與ADC7相連。串行通信驅(qū)動模塊10以雙向通信方式通過串行通信接口連接到計算機32。另外，處理器9通過譜儀電平轉(zhuǎn)換模塊19連接到譜儀34。處理器可以為微控制器，但不限于此，也可以采用本領域常用的任何處理器。
[0033]GPU通過ECGS光信號發(fā)送模塊3和光纖將控制信號發(fā)送給ECGS，同時ECGS通過ECGS光信號發(fā)送模塊28和光纖將調(diào)制后的心電信號發(fā)送給GPU。GPU通過GPU光信號接收模塊2中的GPU光轉(zhuǎn)電信號模塊將ECGS發(fā)送過來的調(diào)制后的心電光信號轉(zhuǎn)換為電信號，并將調(diào)制信號通過脈寬解調(diào)電路模塊4進行解調(diào)，還原成模擬連續(xù)的心電信號。還原后的心電信號經(jīng)心電信號放大濾波模塊5進入可編程心電信號增益放大電路6，進入ADC7，將模擬信號量化成數(shù)字信號而進入處理器9。數(shù)字信號的抗干擾能力強于模擬信號，而光信號對電磁輻射不敏感。因此，ECGS通過光纖與GPU連接，采用光纖代替電纜傳輸信號，解決了對外輻射以及被輻射的問題。由模擬信號到數(shù)字信號的轉(zhuǎn)換，采用了脈寬調(diào)制技術，使得電路布局簡單，從而有利于獲得低功耗。
[0034]此外，GPU還可以設有模擬心電信號輸出接口 11。模擬心電信號輸出接口 11的輸入端連接到脈寬解調(diào)模塊4，而輸出端連接到設置在GPU外部的監(jiān)控器，例如但不限于示波器。另外，根據(jù)本實用新型的門控系統(tǒng)還可以包括SIU35。GPU包括SIU電平轉(zhuǎn)換模塊20。該SIU電平轉(zhuǎn)換模塊的輸入端連接到SIU35，而輸出端連接到處理器9。
[0035]GPU還包括傳感器12和呼吸信號放大濾波模塊13。傳感器12的輸入端通過呼吸信號輸入接口經(jīng)由氣管連接到呼吸腹帶14，以采集呼吸信號。傳感器12的輸出端連接到呼吸信號放大濾波模塊13，呼吸信號放大濾波模塊13接著連接到ADC7，進而連接到處理器
9。GPU將呼吸腹帶14采集的呼吸信號進行濾波放大和AD采集后，量化成數(shù)字信號進入處理器9。本實用新型的門控系統(tǒng)在采集呼吸信號時采用氣壓傳感方式，即通過在強電及磁場環(huán)境中一個封閉氣管內(nèi)氣壓的變化來實現(xiàn)對呼吸狀態(tài)的監(jiān)測。氣壓的采集處理部分放置在與強電及磁場環(huán)境隔離的一個開放空間內(nèi)，通過很細的導氣管連接呼吸腹帶和采集處理部分。這樣可以避免門控系統(tǒng)與強電及磁場條件下工作的磁共振設備(例如，MRI系統(tǒng))相互干擾，并且由于導氣管的長度最長可以達到幾十米，使本實用新型的適用范圍更加廣泛、靈活。
[0036]進一步地，GPU還可以包括外周光電轉(zhuǎn)換電路模塊16、外周信號放大濾波模塊17和可編程外周信號增益放大電路模塊18，從而采集外周(脈搏)信號。外周光電轉(zhuǎn)換電路模塊16經(jīng)由外周模塊接口在GPU的外部與外周傳感器15連接，而在GPU的內(nèi)部通過傳輸線路依次與外周信號放大濾波模塊17、可編程外周信號增益放大電路模塊18、ADC7和處理器9連接。處理器9通過外周光電轉(zhuǎn)換電路模塊16經(jīng)由外周模塊接口連接到外周傳感器15。因此，外周傳感器15可以與外周光電轉(zhuǎn)換電路模塊16雙向通信。
[0037]根據(jù)本實用新型的門控系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)心電、呼吸、外周的采集設備和磁共振系統(tǒng)很好的兼容，將采集的心電信號、呼吸信號和外周信號經(jīng)過處理發(fā)送到計算機。操作人員可通過計算機對門控系統(tǒng)進行參數(shù)設定，門控系統(tǒng)根據(jù)設定的參數(shù)及心電、呼吸和外周信號，配合成像序列控制譜儀精確地實時采集磁共振信號，從而提高成像的清晰度。具體地，心電、呼吸和外周信號經(jīng)過AD采集后，進入GPU的處理器。GPU處理器可以和計算機32進行雙向通信，既可以接收上位機發(fā)送來的序列參數(shù)設置相關信息，進而設置ECGS、改變處理程序中的相關參數(shù)，更合理、更靈活的處理信號，又可以將心電信號、呼吸信號、外周信號波形以及心率、呼吸速率、脈率、呼吸平緩區(qū)時間等參數(shù)上報給計算機32。GPU既可以任意選取心電、呼吸、外周信號的一路信號處理，也可以選取任意兩路或者三路信號同時處理。處理器根據(jù)相關參數(shù)的設置，可以輸出信號控制譜儀工作，根據(jù)上位機的設置，輸出的信號既可以是門控信號，也可以是觸發(fā)信號。
[0038]盡管對本實用新型的典型實施例進行了說明，但是顯然本領域技術人員可以理解，在不背離本實用新型的精神和原理的情況下可以進行改變，其范圍在權利要求書以及其等同物中進行了限定。
【權利要求】
1.一種用于磁共振系統(tǒng)的心電呼吸外周門控系統(tǒng)，包括連接到人體胸部的心電傳感器(ECGS )、連接到人體腹部的呼吸腹帶、連接到人體脈搏的外周傳感器、門控處理單元(GPU)、計算機和譜儀，所述心電傳感器、所述呼吸腹帶和所述外周傳感器分別連接到所述門控處理單元，所述門控處理單元連接到所述計算機和所述譜儀，其特征在于: 所述門控處理單元、所述計算機和所述譜儀設置在與所述磁共振系統(tǒng)隔離的空間內(nèi)； 所述心電傳感器具有屏蔽外殼；以及 所述門控系統(tǒng)還包括碳纖維導聯(lián)線和與人體胸部接觸的碳纖維電極片，所述碳纖維導聯(lián)線的輸入端以三導聯(lián)方式連接到所述碳纖維電極片，所述碳纖維導聯(lián)線的輸出端連接到所述心電傳感器。
2.根據(jù)權利要求1所述的門控系統(tǒng)，其特征在于，所述心電傳感器包括: 穿心電容，所述穿心電容通過心電信號輸入接口與所述碳纖維導聯(lián)線相連； 差分放大模塊，所述差分放大模塊連接到所述穿心電容； 導聯(lián)組合模塊，所述導聯(lián)組合模塊連接到所述差分放大模塊； 心電信號放大濾波模塊，所述心電信號放大濾波模塊連接到所述導聯(lián)組合模塊；脈寬調(diào)制模塊，所述脈寬調(diào)制模塊連接到所述心電信號放大濾波模塊；和ECGS光信號發(fā)送模塊和ECGS光信號接收模塊，所述ECGS光信號發(fā)送模塊具有用于將電信號轉(zhuǎn)換成光信號的ECGS電轉(zhuǎn)光信號模塊，所述ECGS光信號接收模塊具有用于將光信號轉(zhuǎn)換成電信號的EC GS光轉(zhuǎn)電信號模塊，所述ECGS光信號發(fā)送模塊的輸入端連接到所述脈寬調(diào)制模塊，所述ECGS光信號發(fā)送模塊的輸出端和所述ECGS光信號接收模塊的輸入端分別連接到所述門控處理單元，從而使所述心電傳感器與所述門控處理單元雙向通信。
3.根據(jù)權利要求2所述的門控系統(tǒng)，其特征在于，電池設置在所述屏蔽外殼內(nèi)以給所述心電傳感器提供電力。
4.根據(jù)權利要求3所述的門控系統(tǒng)，其特征在于，所述心電傳感器還包括電源控制模±夾，所述電源控制模塊的輸入端連接到所述ECGS光信號接收模塊，所述電源控制模塊的輸出端連接到所述導聯(lián)組合模塊。
5.根據(jù)權利要求2所述的門控系統(tǒng)，其特征在于，所述電轉(zhuǎn)光信號模塊為光纖發(fā)射器。
6.根據(jù)權利要求1所述的門控系統(tǒng)，其特征在于: 所述門控處理單元包括GPU光信號接收模塊、GPU光信號發(fā)送模塊、脈寬解調(diào)模塊、心電信號放大濾波模塊、可編程心電信號增益放大電路模塊、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、譜儀電平轉(zhuǎn)換模塊、串行通信驅(qū)動模塊和處理器； 所述GPU光信號接收模塊具有用于將光信號轉(zhuǎn)換成電信號的光轉(zhuǎn)電信號模塊，所述GPU光信號發(fā)送模塊具有用于將電信號轉(zhuǎn)換成光信號的電轉(zhuǎn)光信號模塊； 所述GPU光信號接收模塊在所述門控處理單元的外部連接到所述心電傳感器，在所述門控處理單元的內(nèi)部通過傳輸線路依次與所述脈寬解調(diào)模塊、所述心電信號放大濾波模塊、所述可編程心電信號增益放大電路模塊、所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器和所述處理器連接；以及所述處理器通過所述串行通信驅(qū)動模塊連接到所述計算機，并且通過所述譜儀電平轉(zhuǎn)換模塊連接到所述譜儀。
7.根據(jù)權利要求6所述的門控系統(tǒng)，其特征在于，所述門控處理單元還包括傳感器和呼吸信號放大濾波模塊，所述傳感器的輸入端通過氣管連接到所述呼吸腹帶，所述傳感器的輸出端連接到所述呼吸信號放大濾波模塊，所述呼吸信號放大濾波模塊連接到所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器。
8.根據(jù)權利要求6所述的門控系統(tǒng)，其特征在于: 所述門控處理單元還包括外周光電轉(zhuǎn)換電路模塊、外周信號放大濾波模塊和可編程外周信號增益放大電路模塊；以及 所述外周光電轉(zhuǎn)換電路模塊經(jīng)由外周模塊接口在所述門控處理單元的外部與所述外周傳感器連接且雙向通信，在所述門控處理單元的內(nèi)部通過傳輸線路依次與所述外周信號放大濾波模塊、所述可編程外周信號增益放大電路模塊、所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器和所述處理器連接。
9.根據(jù)權利要求8所述的門控系統(tǒng)，其特征在于，所述處理器通過所述外周光電轉(zhuǎn)換電路模塊連接到所述外周傳感器。
10.根據(jù)權利要求6所述的門控系統(tǒng)，其特征在于，所述門控單元設有模擬心電信號輸出接口，所述模擬心電信號輸出接口的輸入端連接到所述脈寬解調(diào)模塊，所述模擬心電信號輸出接口的輸出端連接到設置在所述門控單元外部的監(jiān)控器。
11.根據(jù)權利要求6所述的門控系統(tǒng)，其特征在于，所述門控系統(tǒng)還包括系統(tǒng)接口單元(SIU)，所述門控處理單元還包括SIU電平轉(zhuǎn)換模塊，所述SIU電平轉(zhuǎn)換模塊的輸入端連接到所述系統(tǒng)接口單元，所述Siu電平轉(zhuǎn)換模塊的輸出端連接到所述處理器。
12.根據(jù)權利要求6所述的門控系統(tǒng)，其特征在于，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器通過串行外設接口總線連接到所述處理器。
13.根據(jù)權利要求6所述的門控系統(tǒng)，其特征在于，所述處理器為微控制器。
14.根據(jù)權利要求1所述的門控系統(tǒng)，其特征在于，所述心電傳感器和所述外周傳感器分別通過光纖連接到所述門控處理單元。
【文檔編號】A61B5/0402GK203789928SQ201420050601
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2014年1月26日 優(yōu)先權日:2014年1月26日
【發(fā)明者】董聰坤, 劉景順, 劉培植 申請人:包頭市稀寶博為醫(yī)療系統(tǒng)有限公司