專利名稱：心電次響應(yīng)分析儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種分析儀，特別是一種心電次響應(yīng)分析儀。
自1903年Einthoven發(fā)現(xiàn)心臟電話動(dòng)后，心電圖的理論研究及臨床實(shí)踐發(fā)展迅速，心電圖發(fā)展成為臨床上最為普及的檢查項(xiàng)目之一。心電圖是所有心肌細(xì)胞電活動(dòng)的綜合反映，它包含著與心臟生理性或病理性活動(dòng)過程有關(guān)的大量信息。因此，進(jìn)一步發(fā)掘心電圖的潛在病理信息，是提高其診斷價(jià)值的一條有效途途徑。但心電圖機(jī)和心電監(jiān)護(hù)儀等僅可在病情嚴(yán)重、發(fā)作時(shí)有反應(yīng)，是一種被動(dòng)的方式。
在廣東省科技情報(bào)所進(jìn)行國際聯(lián)機(jī)檢索時(shí)，由于采用的檢索詞〔“心電圖”和“信號(hào)與系統(tǒng)”或“工程數(shù)學(xué)”〕覆蓋面較廣，故查出了三篇參下文獻(xiàn)，但均與本發(fā)明無相同之處。如美國專利(US4449536)中公開的是一種制作心電監(jiān)護(hù)儀時(shí)采用的一種數(shù)字信號(hào)壓縮技術(shù)。
本發(fā)明的目的在于避免上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處而提供一說可在心電路病理信息沒有顯性化之前檢出該病理信息，且對(duì)各種部位的心肌梗塞及潛在心律失常和冠心病具有早期診斷功能的心電次響應(yīng)分析儀。
本發(fā)明的目的可以通過以下措施來達(dá)到本發(fā)明包括威爾遜網(wǎng)絡(luò)電路、福蘭克網(wǎng)絡(luò)電路、前置放大電路、隔離放大器、濾波放大電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、中央處理機(jī)(CPU)、顯示器、打印機(jī)、緩沖輸入電路，其特征在于還有導(dǎo)聯(lián)選擇網(wǎng)絡(luò)電路、選擇控制電路，從人體檢測到的心電信號(hào)，經(jīng)緩沖輸入電路并由威爾遜網(wǎng)絡(luò)電路和福蘭克網(wǎng)絡(luò)電路組合后，送經(jīng)導(dǎo)聯(lián)選擇網(wǎng)絡(luò)電路進(jìn)行選通，選通出的三組信號(hào)送三個(gè)前置放大電路和隔離放大器同時(shí)進(jìn)行放大隔離，經(jīng)三個(gè)隔離放大器后的信號(hào)分別送到三個(gè)濾波放大電路，經(jīng)濾波后的三路信號(hào)都送到A/D轉(zhuǎn)換電路，A/D轉(zhuǎn)換電路輸出的數(shù)字信號(hào)送交中央處理機(jī)(CPU)進(jìn)行處理，處理后的選通信號(hào)經(jīng)選擇控制電路送回導(dǎo)聯(lián)選擇網(wǎng)絡(luò)電路。緩沖輸入電路中IC1的F1～F10的輸出分別通過威爾遜網(wǎng)絡(luò)電路和福蘭克網(wǎng)絡(luò)電路后接導(dǎo)聯(lián)選擇網(wǎng)絡(luò)電路中6個(gè)電子開關(guān)IC2的輸入端，6個(gè)IC2組成3組輸出，其中一組輸出分別通過R56、R57接前置放大電路中1/3IC3的A1的1、2端，1/3IC3的輸出3端通過電容C1接隔離放大電路中IC4的輸入1端，IC4的輸出8端通過電阻R58～R60接濾波放大電路中1/3IC5的U1的1腳，濾波放大電路6中IC6的D1、D2、D3的輸出端都接到A/D轉(zhuǎn)換電路中IC9的輸入1、2、3端，A/D轉(zhuǎn)換電路中IC11的9腳接中央處理機(jī)(CPU)，中央處理機(jī)的輸出接選擇控制電路中IC7的輸入1端，選擇控制電路7中IC8的2端通過電阻R71接BG1的基極，BG1的集電極與BG2、BG3的集電極相連并與導(dǎo)聯(lián)選擇網(wǎng)絡(luò)電路中IC2的9、10、11腳相接。隔離放大電路中IC2采用集成塊284J。
本發(fā)明利用首次提出的“心電映象”分析學(xué)說，分析人體心電活動(dòng)的特征函數(shù)和次響應(yīng)信號(hào)，此理論把體表心電圖理解為由源始發(fā)的，經(jīng)過具有時(shí)間不變性的映象系統(tǒng)所成的象。在此映象學(xué)說的理論指導(dǎo)下，通過對(duì)源和象之間映象系統(tǒng)的分析，為心電活動(dòng)建立一套完整的數(shù)學(xué)模型，可以達(dá)到使體心電圖潛在信息顯性化的目的。其中次響應(yīng)信號(hào)可反映心電活動(dòng)的不穩(wěn)定性，此概念在學(xué)術(shù)上屬首次提出，本分析儀第一次實(shí)現(xiàn)了對(duì)該信號(hào)的檢測與識(shí)別。以前曾有人進(jìn)行過心電單一導(dǎo)聯(lián)的功率譜分析以及導(dǎo)聯(lián)間的互相關(guān)分析等，在雙導(dǎo)聯(lián)對(duì)應(yīng)分析時(shí)有關(guān)雙導(dǎo)聯(lián)的配對(duì)并無一定的要求。本發(fā)明定義的心電活動(dòng)的特征征函數(shù)亦與多個(gè)導(dǎo)聯(lián)有關(guān)，但不是任意兩個(gè)導(dǎo)聯(lián)配對(duì)都可得到真正符合定義的特征函數(shù)。因此，與以往分析的主要不同之一就是在獲取心電活動(dòng)特征函數(shù)之前還需要對(duì)所分析的導(dǎo)聯(lián)加以識(shí)別與選擇，這就需要通過CPU對(duì)信號(hào)識(shí)別優(yōu)化后從新給出選通信號(hào)，并送到選擇控制電路，由其選通導(dǎo)聯(lián)選擇網(wǎng)絡(luò)電路，這樣做的目的是為了得到最佳導(dǎo)聯(lián)配對(duì)，以便準(zhǔn)確分析心電活動(dòng)的特征函數(shù)，使得檢出次響應(yīng)假陰性的機(jī)會(huì)較低。本分析儀的作用是按照福蘭克(Frank)導(dǎo)聯(lián)在額面、橫面以及左側(cè)面的向量投影順序選取心電信號(hào)，這樣得出的心電活特征函數(shù)具有反映心電邊界電流及交界電流的作用。
從人體采集到的心電信號(hào)，按CPU所給指令，對(duì)導(dǎo)聯(lián)進(jìn)行選擇輸入后，經(jīng)放大器放大(其中采用隔離放大器的目的是使電信號(hào)與人體隔離，同時(shí)減少噪聲)、并濾波后再進(jìn)行放大，然后送A/D變換器進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，并將所得數(shù)據(jù)送CPU處理，CPU將處理結(jié)果輸出到顯示器和打印機(jī)上(即心電活動(dòng)的特征函數(shù)波形數(shù)據(jù)以及次響應(yīng)信號(hào)的波形及數(shù)據(jù))。


圖1為本發(fā)明的原理方框圖。
圖2為本發(fā)明的電原理圖。
本發(fā)明下面將結(jié)合附圖(實(shí)施例)作進(jìn)一步詳述參照?qǐng)D1，本發(fā)明由威爾遜(Wilson)網(wǎng)絡(luò)電路1、福蘭克(Frank)網(wǎng)絡(luò)電路2、導(dǎo)聯(lián)選擇網(wǎng)絡(luò)電路3、前置放大電路4、隔離放大器5、濾波放大電路6、選擇控制電路7、A/D轉(zhuǎn)換電路8、中央處理機(jī)(CPU)9、顯示器10、打印機(jī)11、緩沖輸入電路12等組成。
參照?qǐng)D2，緩沖輸入電路12由10片IC1、D1～D9、R1～R19等組成，IC1采用LF442;導(dǎo)聯(lián)選擇網(wǎng)絡(luò)電路3由6片IC2組成，IC2采用CD4051;威爾遜網(wǎng)絡(luò)電路1由R24、R35等組成;福蘭克網(wǎng)絡(luò)電路2由R36～R51等組成;前置放大電路4由IC3及外圍元件等組成;隔離放大電路5由IC4等組成，IC4采用284J，濾波放大電路6由IC5、IC6及外圍等組成，IC5采用LF347，IC6采用LF398;選擇控制電路7由IC7、IC8、BG1～BG3、電阻等組成，IC7用74LS174，IC8采用4N30;A/D轉(zhuǎn)換電路8由IC9、IC10、IC11、邏輯電路GAL、外圍元件等組成。
人體心電信號(hào)(10路)從IN1～I(xiàn)N10同時(shí)輸入，經(jīng)采樣輸入電路后送到福蘭克(Frank)和威爾遜(Wilson)網(wǎng)絡(luò)，經(jīng)福蘭克和威爾遜兩種導(dǎo)聯(lián)組合網(wǎng)絡(luò)組合后，送經(jīng)6個(gè)電子開關(guān)(IC2)進(jìn)行選通，選通的開關(guān)信號(hào)由選擇控制電路7中BG1的集電極輸出，并接到IC2的9、10、11腳。選通開關(guān)同時(shí)選通三組信號(hào)送三個(gè)放大電路同時(shí)放大，每路信號(hào)，經(jīng)前置放大電路IC3后送到隔離放大器IC4，IC4可實(shí)現(xiàn)人體與電信號(hào)的隔離和對(duì)噪聲的限制。經(jīng)隔離放大后的信號(hào)送到濾波放大電路中的IC5，主要目的是消減高頻噪聲和對(duì)50HZ電流的濾波，以保證分析信號(hào)的質(zhì)量，經(jīng)IC5、IC6等濾波放大后的三路信號(hào)送到A/D轉(zhuǎn)換電路8中的IC9再行選通，并依次被IC10放大保持，IC11實(shí)現(xiàn)對(duì)所送信號(hào)的模數(shù)轉(zhuǎn)換，GAL為一邏輯電路，主要提供模數(shù)轉(zhuǎn)換的控制量。IC11輸出的數(shù)字信號(hào)送交中央處理機(jī)(CPU)進(jìn)行處理，處理后的選通信號(hào)由CPU返回選擇控制電路中IC7的輸入1端，而選擇控制電路中BG1～BG3的輸出又送回IC2，形成選通回路。其中IC8起光電隔離作用，以防止較高電低返流人體。結(jié)果(心電活動(dòng)特征函數(shù)數(shù)據(jù)及波形、次響應(yīng)信號(hào)數(shù)據(jù)及波形)送打印機(jī)11和顯示器10。
中央處理機(jī)所用程序的主要功能是1.對(duì)所送數(shù)據(jù)(不同導(dǎo)聯(lián))進(jìn)行自動(dòng)測量、識(shí)別，然后返回選通信號(hào)，以供采樣輸入電路采得所需信號(hào)。2.對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并識(shí)別R型和C型次響應(yīng)信號(hào)的存在與否及大小。3.把心電特征函數(shù)及次響應(yīng)信號(hào)送打印機(jī)和顯示器輸出。
本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)具有如下優(yōu)點(diǎn)
1.可在心電路病理信息沒有顯性化之前檢出該病理信息，對(duì)各種部位的心肌梗塞及潛在心律失常和冠心病具有早期診斷價(jià)值。
2.給出了以往儀器根本不能提供的心電特征函數(shù)數(shù)據(jù)及波形，其中次響應(yīng)信號(hào)可反映心電活動(dòng)的不穩(wěn)定性，本分析儀第一次實(shí)現(xiàn)了對(duì)該信號(hào)的檢測與識(shí)別。
3.線路合理，功能齊全，對(duì)人體無觸電危險(xiǎn)，且檢測快速安全，是一種新穎的心電分析儀器。
權(quán)利要求
1.一種心電次響應(yīng)分析儀，包括威爾遜網(wǎng)絡(luò)電路1、福蘭克網(wǎng)絡(luò)電路2、前置放大電路4、隔離放大器5、濾波放大電路6、A/D轉(zhuǎn)換電路8、中央處理機(jī)9(CPU)、顯示器10、打印機(jī)11、緩沖輸入電路12，其特征在于還有導(dǎo)聯(lián)選擇網(wǎng)絡(luò)電路3、選擇控制電路7，從人體檢測到的心電信號(hào)，經(jīng)緩沖輸入電路12并由威爾遜網(wǎng)絡(luò)電路1和福蘭克網(wǎng)絡(luò)電路2組合后，送經(jīng)導(dǎo)聯(lián)選擇網(wǎng)絡(luò)電路3進(jìn)行選通，選通出的三組信號(hào)送三個(gè)前置放大電路4和隔離放大器5同時(shí)進(jìn)行放大隔離，經(jīng)三個(gè)隔離放大器5后的信號(hào)分別送到三個(gè)濾波放大電路6，經(jīng)濾波后的三路信號(hào)都送到A/D轉(zhuǎn)換電路8，A/D轉(zhuǎn)換電路8輸出的數(shù)字信號(hào)送交中央處理機(jī)9(CPU)進(jìn)行處理，處理后的選通信號(hào)經(jīng)選擇控制電路7送回導(dǎo)聯(lián)選擇網(wǎng)絡(luò)電路3。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分析儀，其特征在于緩沖輸入電路12中IC1的F1～F10的輸出分別通過威爾遜網(wǎng)絡(luò)電路和福蘭克網(wǎng)絡(luò)電路后接導(dǎo)聯(lián)選擇網(wǎng)絡(luò)電路3中6個(gè)電子開關(guān)IC2的輸入端，6個(gè)IC2組成3組輸出，其中一組輸出分別通過R56、R57接前置放大電路4中1/3IC3的A1的1、2端，1/3IC3的輸出3端通過電容C1接隔離放大電路5中IC4的輸入1端，IC4的輸出8端通過電阻R58～R60接濾波放大電路6中1/3IC5的U1的1腳，濾波放大電路6中IC6的D1、D2、D3的輸出端都接到A/D轉(zhuǎn)換電路中IC9的輸入1、2、3端，A/D轉(zhuǎn)換電路中IC11的9腳接中央處理機(jī)(CPU)，中央處理機(jī)的輸出接選擇控制電路7中IC7的輸入端，選擇控制電路7中IC8的2端通過電阻R71接BG1的基極，BG1的集電極與BG2、BG3的集電極相連并與導(dǎo)聯(lián)選擇網(wǎng)絡(luò)電路3中IC2的9、10、11腳相接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分析儀，其特征在于隔離放大電路5中IC2采用集成塊284J。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種心電次響應(yīng)分析儀，它包括采樣輸入電路、威爾遜網(wǎng)絡(luò)電路、福蘭克網(wǎng)絡(luò)電路、導(dǎo)聯(lián)選擇網(wǎng)絡(luò)電路、前置放大電路、隔離放大電路、濾波放大電路、選擇控制電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、中央處理機(jī)(CPU)、顯示器、打印機(jī)等。本發(fā)明利用首次提出的“心電映象”分析理論，得到了可以準(zhǔn)確評(píng)價(jià)心電活動(dòng)穩(wěn)定性的特征函數(shù)。選通裝置，由中央處理機(jī)給出的選通信號(hào)進(jìn)行選通。本發(fā)明可在心電路病理信息沒有顯性化之前檢出該病理信息，對(duì)各種部位的心肌梗塞及潛在心律失常和冠心病具有早期診斷價(jià)值。
文檔編號(hào)A61B5/0402GK1059093SQ9010715
公開日1992年3月4日 申請(qǐng)日期1990年8月18日 優(yōu)先權(quán)日1990年8月18日
發(fā)明者劉海祥, 杜曉東 申請(qǐng)人:劉海祥, 杜曉東, 苗傳中, 黃志榮