專利名稱：微機腫瘤定性診斷儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于醫(yī)療儀器，特別涉及利用微型電子計算機技術(shù)實現(xiàn)對腫瘤疾病采集信息，自動區(qū)分其性質(zhì)的醫(yī)用儀器。
目前微機技術(shù)與中醫(yī)學診斷方法相結(jié)合產(chǎn)生的醫(yī)療診斷儀器，已用于臨床實踐中，這類儀器不僅具有操作簡便、無痛苦、無副作用的特點，又克服醫(yī)生分析病情時人為因素的影響，提高了準確率。因而受到普遍的重視。1989年獲中國專利權(quán)的“腫瘤電腦定性診斷儀”(專利號892101156)就是其中較為成功的儀器。該儀器有兩個探測頭，探測人體特定部位溫度，經(jīng)放大器IC064、多路轉(zhuǎn)換開關(guān)IC7135組成的數(shù)據(jù)采集單元，再由模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器IC7135與單片機IC8039連接，單片機做為數(shù)據(jù)處理單元，軟件存放在程序貯存器IC2732中，單片機發(fā)出指令經(jīng)譯碼器IC138譯碼，由片選驅(qū)動器IC7407和段線驅(qū)動器IC224，對數(shù)碼管LTS547片選和段選，使數(shù)碼管顯示出溫差值，打印機與接口電路連結(jié)，打印出溫值及溫差值，同時利用示波器觀察波形，最后醫(yī)生可根據(jù)溫差值對腫瘤做出定性診斷。該儀器還存在以下不足之處1.采用通用運算放大器，被放大信號的穩(wěn)定性尚不夠高;
2.由于儀器沒有單獨的和足夠存儲容量的隨機存儲器(RAM)，使隨機數(shù)據(jù)的存取受到限制，因而，不能對被采數(shù)據(jù)進行軟件濾波;
3.采用示波器只能顯示最終結(jié)果，或?qū)Ψ至?shù)據(jù)顯示，不能精確顯示數(shù)據(jù)波形，即不能用波形直觀確定病情;
4.沒有最終的判斷功能，不能自動提示結(jié)果。
本發(fā)明旨在于對上述儀器進行改進，達到提高儀器的精度，增加儀器的信息儲存量以及實現(xiàn)儀器自動定性的目的。
本發(fā)明由兩組傳感器(1)、數(shù)據(jù)采集及轉(zhuǎn)換單元(2)、(3)、(4)數(shù)據(jù)處理單元(5)及電源(6)所組成，其總體結(jié)構(gòu)如

圖1所示，其特征在于數(shù)據(jù)采集及轉(zhuǎn)換單元包括二個可編程測量運算放大器(2)、多路轉(zhuǎn)換開關(guān)(3)、A/D轉(zhuǎn)換器(4)及二次穩(wěn)壓電源(7)、三次穩(wěn)壓電源(8)所組成的數(shù)據(jù)采集板，所說的數(shù)據(jù)處理單元(5)由微型電子計算機(PC機)組成，包括帶有專用診斷軟件的主機及外設(shè)(顯示器、通用鍵盤、打印機)等部分，所說的數(shù)據(jù)采集板插在所說的主機擴展槽之中，通過I/O接口電路經(jīng)總線與中心處理單元(CPU)相連，所說的兩組傳感器(1A)、(1B)與所說的數(shù)據(jù)采集板中的二個運算放大器(2A)、(2B)相連，各運算放大器的輸出端分別與多路轉(zhuǎn)換開關(guān)(3)的各輸入端相連，多路轉(zhuǎn)換開關(guān)的輸出端與A/D轉(zhuǎn)換器(4)的輸入端相連，A/D轉(zhuǎn)換器與所說微型電子計算機(5)的接口電路相連。該微型計算機對經(jīng)傳感器采集、運算放大器放大、多路轉(zhuǎn)換開關(guān)選通、A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換后的信號進行運算、處理，并通過CRT顯示、打印機打印，還可以通過磁盤將結(jié)果存儲起來，根據(jù)程序設(shè)計的情況，系統(tǒng)中的可編程定時器可為蜂鳴提供信號源。
為保證測量的精確性和穩(wěn)定性，一次穩(wěn)壓后的電源(6)只提供給微型電子計算機(5)，運算放大器(2)、多路轉(zhuǎn)換開關(guān)(3)、A/D轉(zhuǎn)換器(4)采用二次穩(wěn)壓供電(7)，傳感器(1)在二次穩(wěn)壓電源基礎(chǔ)上采用恒流源(9)供電，A/D轉(zhuǎn)換器的參考電源采用三次穩(wěn)壓電源(8)。
其工作原理如下
本裝置通電后，立即進入監(jiān)控狀態(tài)，并調(diào)用測試程序，同時根據(jù)鍵盤上的命令開始檢測。檢測過程將傳感器放置在人體特定的部位上，由傳感器采集到的模擬信號經(jīng)過高精度運算放大器放大后，送入多路轉(zhuǎn)換開關(guān)的輸入端，多路轉(zhuǎn)換開關(guān)根據(jù)CPU發(fā)出的命令把各路輸入信號分時地送入A/D轉(zhuǎn)換器，模擬信號通過A/D轉(zhuǎn)換器后變?yōu)閿?shù)字信號，再經(jīng)過接口電路送入計算機基本系統(tǒng)進行運算、處理、顯示，并根據(jù)鍵盤1的命令對測試結(jié)果進行打印、記錄，從而完成全部測試過程。
本發(fā)明由于采用微型電子計算機、二次穩(wěn)壓電路、三次穩(wěn)壓電路等新的技術(shù)措施，使該儀器提高了穩(wěn)定性、精確性，增加了儀器的功能，達到儀器對腫瘤疾病自動診斷，并區(qū)分腫瘤性質(zhì)(軟件定性)的目的。
附圖簡要說明圖1為本發(fā)明總體結(jié)構(gòu)框2為本發(fā)明的一種實施例總體電路3為上述實施例采用的二次、三次穩(wěn)壓電路4a為本實施例采用的片選電路及接口b為一般通用的片選電路圖5為測試流程框6為A/D采樣子流程框7為初始化流程框8為曲線波形定性流程框圖本發(fā)明提供一種最佳實施例，其總體結(jié)構(gòu)及各部分組成如圖2～7所示，下面結(jié)合各附圖進行詳細描述。
圖2為本實施例總體結(jié)構(gòu)圖。圖中詳細給出了數(shù)據(jù)采集部分的電路圖，其中一對傳感器1A和1B分別與兩個高精度、低漂移運算放大器(OP-07)(2A、2B)的反相輸入端相連。兩個恒流源分別為兩個傳感器1A和1B提供偏置電流。兩個精密基準電源ICL8069和電阻構(gòu)成分壓電路，為兩個運算放大器2A、2B的同相端提供差分偏置電壓，精密電位器和電阻跨接在運算放大器的反相輸入端和輸出端，構(gòu)成負反饋回路，運算放大器和外圍元件構(gòu)成差分放大器，兩個差分放大器的輸出端經(jīng)RC濾波后送入多路轉(zhuǎn)換開關(guān)CD4051的兩個輸入端。CD4051的三個控制端中的兩個(A、B)置零，一個(C)接受來自計算機基本系統(tǒng)的信號控制，以分時選通兩個輸入信號。CD4051的輸出端與A/D轉(zhuǎn)換器ICL7135的正輸入端相連，負輸入端接地。由ICL8069、精密電位器、電阻構(gòu)成的分壓電路為ICL7135提供1V基準電壓。ICL7135是4 1/2 位雙斜率積分式A/D轉(zhuǎn)換器，全量程20000字，誤差小于±1字。ICL7135的輸出端和控制端與接口電路M8255相連。M8255與計算機基本系統(tǒng)相連，M8255、片選電路等組成計算機基本系統(tǒng)的I/O通道。
圖3為本實施例采用的二次、三次穩(wěn)壓電路圖。由220V交流電輸入整流和一次穩(wěn)壓(6)后，一部分供系統(tǒng)數(shù)字部分，另一部分經(jīng)由集成穩(wěn)壓電路78L05和79L05穩(wěn)壓網(wǎng)絡(luò)組成的二次穩(wěn)壓電路(7)后作為模擬部分正負電源;在二次穩(wěn)壓的基礎(chǔ)上再經(jīng)過由精密穩(wěn)壓二極管ICL8069和電阻網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成三次穩(wěn)壓電路(8)為A/D提供參考電源;另一組由一對相同的基極相連的三極管、精密穩(wěn)壓二極管以及電阻構(gòu)成的恒流源電路(9)為傳感器提供恒流。
本實施例設(shè)計了新的片選電路與接口，如圖4(a)所示，一般計算機系統(tǒng)中數(shù)字信號和模擬信號由接口電路分開，而接口電路工作與否由片選信號控制，其片選電路通常由三塊集成電路構(gòu)成，如圖4(b)所示。這種結(jié)構(gòu)較為復雜，而且延遲時間長，不利穩(wěn)定工作。本實施例選用一塊集成電路(74LS688)實現(xiàn)片選功能，其輸出端與M8255相連構(gòu)成片選電路及I/O接口，具有選址編程方便，工作穩(wěn)定性好等特點。
本實施例的微型電子計算機可選用帶軟磁盤驅(qū)動器的IBM PC機及其他兼容機，本儀器全部程序可用匯編語言編制并固化在主機的ROM中，也可貯存在軟磁盤中，使儀器的性能更靈活，功能多，實現(xiàn)對病歷的存儲。采用通用鍵盤提高了人機對話的能力，采用計算機通用的顯示器提高分辨的精度，能直接觀察到患者病情的變化趨勢，具有波形定性功能。
本儀器采用的程序主要包括測試程序、A/D采樣子程序、初始化程序以及曲線波形定性(軟件定性)程序，其流程框圖如圖5～8所示。圖5為測試流程框圖，系統(tǒng)接通電源后，計算機系統(tǒng)首先進入DOS狀態(tài)，并調(diào)用測試程序，I/O初始化，然后，屏幕顯示文字信息，并等待，判斷有無鍵值輸入，如沒有則繼續(xù)等待，如有則進入屏幕編輯狀態(tài)，操作者在用鍵盤輸入“年齡”、“性別”等，編輯后進入測試狀態(tài)，A/D開始采集數(shù)據(jù)，并顯示曲線和數(shù)據(jù)，在測試同時還判斷鍵值，功能鍵有打印鍵P、蜂鳴鍵G、清零鍵E、記錄鍵A或B。由此完成一個測試周期，之后循環(huán)進行測試。圖6為A/D采樣子流程框圖，啟動A/D，首先判斷A/D忙線是否為O，若不為O則說明A/D正在采集數(shù)據(jù)，則等待，若為0，開始讀數(shù)據(jù)，首先判斷最高位D5＝1否，若為1則表示最高位數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換完成，可以讀取，否則等待。讀取D5數(shù)據(jù)后，判斷D4位數(shù)據(jù)，以此類推，當最后一位數(shù)據(jù)D1讀完后，給出采集結(jié)束標志，完成一次數(shù)據(jù)的采集。圖7為初始化程序框圖，首先清除屏幕，定義屏幕為圖形顯示方式。然后定義數(shù)組和函數(shù)。之后對I/O(接口電路)M8255的工作方式進行設(shè)定。此即完成初始化。圖8為曲線波形定性流程框圖，本設(shè)計，在屏幕顯示中，每屏可連續(xù)畫出由400個數(shù)據(jù)構(gòu)成的完整曲線。通過曲線的變化情況可以直觀判斷出結(jié)果，并由計算機自動顯示結(jié)果，由于起始數(shù)據(jù)易受環(huán)境和操作方法的影響，因此在程序設(shè)計上，對前100個數(shù)據(jù)只顯示，不作為判斷依據(jù)，而只用后300個數(shù)據(jù)作判斷。判據(jù)為小于臨界值為陰性，大于臨界值為陽性。如果300個點都落在哪個判據(jù)區(qū)內(nèi)，則定為哪種情況。
本實施例的分辨率為1%，精度0.05，穩(wěn)定性＜±0.05/1hr，線性度0.05/20變化范圍，連續(xù)工作可大于6小時。
權(quán)利要求
1.微機腫瘤定性診斷儀，由兩組傳感器(1)、數(shù)據(jù)采集及轉(zhuǎn)換單元數(shù)據(jù)處理單元(5)及電源所組成，其特征在于數(shù)據(jù)采集及轉(zhuǎn)換單元包括二個可編程測量運算放大器(2)、多路轉(zhuǎn)換開關(guān)(3)、A/D轉(zhuǎn)換器(4)及二次穩(wěn)壓電源(7)、三次穩(wěn)壓電源(8)所組成的數(shù)據(jù)采集板，所說的數(shù)據(jù)處理單元(5)由微型電子計算機(PC機)組成，包括帶有專用診斷軟件的主機及外設(shè)(顯示器、通用鍵盤、打印機)等部分，所說的數(shù)據(jù)采集板插在所說的主機擴展槽之中，通過I/O接口電路經(jīng)總線與中心處理單元(CPU)相連，所說的兩組傳感器(1A)、(1B)與所說的數(shù)據(jù)采集板中的二個運算放大器(2A)、(2B)相連，各運算放大器的輸出端分別與多路轉(zhuǎn)換開關(guān)(3)的各輸入端相連，多路轉(zhuǎn)換開關(guān)的輸出端與A/D轉(zhuǎn)換器(4)的輸入端相連，A/D轉(zhuǎn)換器與所說微型電子計算機(5)的接口電路相連。
2.如權(quán)利要求1所述的診斷儀，其特征在于所說的二次穩(wěn)壓電路由集成穩(wěn)壓電路和穩(wěn)壓網(wǎng)絡(luò)組成，所說的三次穩(wěn)壓電路分別由穩(wěn)壓二極管和電阻網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成一組，另一組由一對相同的基極相連的三極管、精密穩(wěn)壓二極管以及電阻構(gòu)成。
3.如權(quán)利要求1所述的診斷儀，其特征在于所說的片選電路與接口選用一塊集成電路(74LS688)實現(xiàn)片選功能，其輸出端與所說的接口電路M8255相連構(gòu)成片選電路及I/O接口。
全文摘要
一種微機腫瘤定性診斷儀，屬于醫(yī)療儀器，特別涉及利用微型電子計算機技術(shù)實現(xiàn)對腫瘤疾病的自動定性。本發(fā)明由兩個傳感器、數(shù)據(jù)采集及轉(zhuǎn)換單元、數(shù)據(jù)處理單元及電源所組成。其特點采用了微型電子計算機作為數(shù)據(jù)處理單元，設(shè)置了二次、三次穩(wěn)壓電源，采用一塊集成電路構(gòu)成片選電路，提高了儀器的精度，增加了儀器的信息儲存量，實現(xiàn)了儀器對腫瘤的自動定性的目的。
文檔編號A61B5/00GK1073347SQ91111619
公開日1993年6月23日 申請日期1991年12月19日 優(yōu)先權(quán)日1991年12月19日
發(fā)明者胡毓蘭, 陳繼勤, 高貴, 師延進, 周自清, 王恒林 申請人:胡毓蘭, 高貴, 陳繼勤