專利名稱:生物電信號(hào)檢測處理裝置和方法
本發(fā)明涉及一種對生物電信號(hào)進(jìn)行檢測和處理的裝置和方法。具體地說，利用本發(fā)明的裝置和方法通過多個(gè)檢測電極對人或其它動(dòng)物的特定器官(如心臟、大腦或類似器官)的電生理運(yùn)動(dòng)過程同步測取多路電信號(hào)，并對測取的電信號(hào)進(jìn)行時(shí)域、頻域和空間域的分析，獲取與該器官的狀況相關(guān)的多種生命信息，以此進(jìn)行疾病的診斷和健康狀況的判別。
根據(jù)對人或其它動(dòng)物的電生理研究成果，在已有技術(shù)中發(fā)展出多種生物電檢測和處理的技術(shù)，其中包括腦電圖、心電圖、心電向量圖等等。這些技術(shù)與現(xiàn)代電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合，取得了顯著進(jìn)展。
美國麥克公司近年推出了MAC-12型十二導(dǎo)聯(lián)自動(dòng)報(bào)告多用心電圖機(jī)，該心電圖機(jī)實(shí)現(xiàn)了對威爾遜導(dǎo)聯(lián)體系的十二導(dǎo)聯(lián)同時(shí)檢測，并在同一頁紙帶上同時(shí)輸出十二導(dǎo)聯(lián)的心電圖波形。該心電圖機(jī)利用信息處理技術(shù)和相應(yīng)的軟件實(shí)現(xiàn)了對心電圖的自動(dòng)時(shí)域分析，包括圖形測量，形態(tài)譯釋和心律分析，還可進(jìn)行心臟起搏器測定，打出動(dòng)態(tài)心電圖全報(bào)告，并進(jìn)行活動(dòng)平板監(jiān)察。該心電圖機(jī)還可通過液晶顯示系統(tǒng)報(bào)告分析數(shù)據(jù)，和通過磁盤存儲(chǔ)器存儲(chǔ)心電圖數(shù)據(jù)。
日本福田公司近年推出了VA-3GR型三導(dǎo)心電向量圖儀，該裝置實(shí)現(xiàn)了福蘭克導(dǎo)聯(lián)體系多路信號(hào)同時(shí)檢測并將檢測到的信號(hào)進(jìn)行模-數(shù)轉(zhuǎn)換，然后存入存儲(chǔ)器，所存儲(chǔ)的心電向量數(shù)據(jù)再通過數(shù)-模轉(zhuǎn)換恢復(fù)為波形信號(hào)，該信號(hào)可在X-Y繪圖儀上輸出，繪出心電向量環(huán)的圖形，也可通過示波器顯示其圖形。
除此之外，腦電圖的檢測技術(shù)也不斷取得進(jìn)展。
由于已有技術(shù)中的所有這些心電圖、心電向量圖、腦電圖的檢測和處理技術(shù)均只局限于對一個(gè)器官(心臟或大腦)的某一導(dǎo)聯(lián)體系(如威爾遜導(dǎo)聯(lián)體系、福蘭克導(dǎo)聯(lián)體系或腦電導(dǎo)聯(lián)體系)進(jìn)行檢測和信號(hào)處理，因而在實(shí)際應(yīng)用中存在著很多難于解決的問題。
首先，在已有技術(shù)中對心電圖、心電向量圖和腦電圖的識(shí)別和診斷，無論是人工目測、人工診斷，還是以此為基礎(chǔ)發(fā)展的自動(dòng)識(shí)別和自動(dòng)診斷，都僅能對信號(hào)進(jìn)行單獨(dú)的時(shí)域分析或空間域分析，用這種單域工作方法擺脫不掉該檢測方法本身的固有弱點(diǎn)(如心電圖敏感度不高，心電向量圖對心律紊亂等癥狀難于診斷，等等)，因此，難于提高心、腦疾病的診斷率。
其次，若要采用通過不同檢測方式對同一檢測對象的情況進(jìn)行檢測，再將檢查結(jié)果對照分析的辦法，則受到現(xiàn)有檢測手段的限制，對心電圖、心電向量圖、腦電圖的檢測一般只能在不同時(shí)間、不同地點(diǎn)、用不同的設(shè)備分別完成。這就使檢查程序復(fù)雜，增加了病人的負(fù)擔(dān)，特別是對于心、腦疾病的危重病人常常需要在短時(shí)間內(nèi)迅速作出診斷以便及時(shí)確定治療方案，這時(shí)，已有技術(shù)在檢測和分析手段上的局限性就更為突出。
需要強(qiáng)調(diào)指出的是，按上述方法分離檢查時(shí)，分別采樣的信息相關(guān)性差。由于心電和腦電的異常信號(hào)具有不規(guī)則性，特別是某些具有重要病理意義的異常信號(hào)(例如心電的室性早搏信號(hào))的捕捉常常具有很大的隨機(jī)性，因此用現(xiàn)有設(shè)備進(jìn)行分離檢測時(shí)，很難在不同時(shí)間、不同導(dǎo)聯(lián)體系上重復(fù)測到同樣的異常信號(hào)?？v使不是這種異常信號(hào)，在不同時(shí)間分離檢測時(shí)，受測器官的狀況也往往不盡相同，這就使所測取的不同導(dǎo)聯(lián)體系的信息缺乏相關(guān)性、可比性，給綜合診斷帶來困難。
另外，在用單域分析的結(jié)果進(jìn)行疾病診斷時(shí)，由于對不同個(gè)體檢測出的生物電信號(hào)存在著個(gè)體差異，同一個(gè)體在不同狀態(tài)下測出的信號(hào)也存在差異，檢測裝置本身還存在儀器誤差和計(jì)算誤差，因而不可避免地對很多檢測值處于臨界范圍內(nèi)的疾病難以作出可靠診斷，因此限制了這些技術(shù)的診斷效果。
總之，在已有技術(shù)中，由于測試手段和處理方法上的局限性，使心電圖、心電向量圖、腦電圖等無法形成一個(gè)生物電檢測和處理技術(shù)的有機(jī)整體，因而不能實(shí)現(xiàn)對多器官生物電信號(hào)的多域動(dòng)態(tài)過程綜合分析。
根據(jù)控制論、信息論和系統(tǒng)工程學(xué)的理論，人體是一個(gè)完整的大系統(tǒng)，它通過各種途徑與外界環(huán)境發(fā)生生理的和心理的多方面聯(lián)系，這就使人體健康狀況受到體內(nèi)和體外的多種因素的影響。在人體內(nèi)部，心臟和大腦是兩個(gè)相互間聯(lián)系密切又相對獨(dú)立的子系統(tǒng)，它們的健康狀況同樣取決于體內(nèi)和體外多種因素的作用。內(nèi)外環(huán)境多種因素的復(fù)雜作用決定了心腦疾病檢測和診斷上的多元性和復(fù)雜性，任何單一的檢測和處理手段都難以全面揭示心腦疾病的復(fù)雜規(guī)律。利用人體不同部位上的多個(gè)電極檢測心腦電信號(hào)，可以獲得反映這兩個(gè)子系統(tǒng)內(nèi)部特征的多種信息。在信息源相對穩(wěn)定的一段時(shí)間內(nèi)，用任何一種單一手段來檢測并分析這些生物電信號(hào)，無論它是從哪一導(dǎo)聯(lián)體系上取得的信號(hào)，也無論對它是按時(shí)域、頻域、空間域，或任何其它域來進(jìn)行單域分析，都只能從一個(gè)側(cè)面揭示該信號(hào)源的部分特征。只有同時(shí)通過多個(gè)導(dǎo)聯(lián)體系對多個(gè)器官測取信號(hào)，并對所測信號(hào)進(jìn)行多域分析、動(dòng)態(tài)過程研究和綜合評價(jià)，才有可能獲得反映該信息源特征的更全面的信息。為了保證在這一綜合性的檢測和分析過程中信息源的同一性，也就是說，為了保證各種信號(hào)間的動(dòng)態(tài)相關(guān)性和可比性，對不同導(dǎo)聯(lián)體系和不同器官進(jìn)行同步檢測是這一信息提取過程獲得成功的關(guān)鍵。在此基礎(chǔ)上的多域分析要涉及到一套多域綜合分析病理指標(biāo)，該指標(biāo)的形成是根據(jù)醫(yī)學(xué)統(tǒng)計(jì)學(xué)的方法，大量采集經(jīng)醫(yī)學(xué)專家確診的心腦疾病患者的多域電信息并求出各域識(shí)別參數(shù)，然后依靠統(tǒng)計(jì)學(xué)的方法進(jìn)行比較、分析、歸納，總結(jié)出多域分析的病理指標(biāo)、各指標(biāo)的臨界區(qū)范圍及其相關(guān)意義，以此為基礎(chǔ)進(jìn)行疾病的自動(dòng)診斷。
本發(fā)明正是基于以上的認(rèn)識(shí)，實(shí)現(xiàn)了一種能在已有技術(shù)的不同導(dǎo)聯(lián)體系上對心腦電信號(hào)進(jìn)行同步檢測和綜合分析的裝置和方法。根據(jù)本發(fā)明的裝置和方法，利用多個(gè)檢測電極在人或其它動(dòng)物體表不同部位上同步地采集與心、腦和其它生命器官的電生理過程相關(guān)的多路電信號(hào)，并對各路電信號(hào)進(jìn)行時(shí)域、頻域、空間域、幅值域、時(shí)差域動(dòng)態(tài)過程的綜合性分析，利用各路信號(hào)之間的相關(guān)性和不同域的分析方法的互補(bǔ)作用進(jìn)行多因素的比較、印證和動(dòng)態(tài)跟蹤，以此提高診斷的準(zhǔn)確性和鑒別診斷的可靠性。利用本發(fā)明的裝置，可將檢測和處理結(jié)果通過監(jiān)視器和繪圖打印裝置輸出，以供醫(yī)務(wù)人員臨床使用，這就極大地簡化了檢測過程，方便了醫(yī)生和患者，并為危重病人的搶救爭取了寶貴的時(shí)間。最后，將處理結(jié)果與前述經(jīng)過臨床醫(yī)學(xué)統(tǒng)計(jì)而獲得的各種疾病的多域綜合病理指標(biāo)進(jìn)行比較，可以對多種疾病作出自動(dòng)診斷，對危重病人還可根據(jù)診斷結(jié)果啟動(dòng)相應(yīng)報(bào)警程序和裝置，向操作者發(fā)出警報(bào)和提示。
本發(fā)明的一個(gè)目的就是要提供一種能夠?qū)Σ煌鞴佟⒉煌瑢?dǎo)聯(lián)體系同步檢測多路生物電信號(hào)的檢測裝置。
本發(fā)明的另一個(gè)目的就是要提供一種能對多路同步生物電信號(hào)進(jìn)行包括時(shí)域、頻域和空間域在內(nèi)的多域處理的裝置。
本發(fā)明的再一個(gè)目的就是要提供一種能對多域處理后的信號(hào)波形進(jìn)行多種參數(shù)的自動(dòng)波形識(shí)別的裝置。
本發(fā)明的再一個(gè)目的就是要提供一種能夠?qū)Χ喾N參數(shù)進(jìn)行比較和判別，以進(jìn)行疾病自動(dòng)診斷的裝置。
本發(fā)明的再一個(gè)目的就是要提供一種能將同步多路信號(hào)的波形、識(shí)別參數(shù)、判定結(jié)果分別或同時(shí)進(jìn)行輸出的裝置。
本發(fā)明的再一個(gè)目的就是提供與上述各種裝置相關(guān)的檢測和處理的方法。
根據(jù)本發(fā)明的生物電信號(hào)檢測處理裝置的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案，該裝置包括
多個(gè)檢測電極，這可以是已有技術(shù)中任何常規(guī)的腦電和心電檢測電極以及其它身體部位的檢測電極，它們用于在人或其它動(dòng)物的不同部位上同時(shí)測取多路電信號(hào);
一個(gè)電信號(hào)采集裝置，該裝置與上述多個(gè)檢測電極連接，用于對各電極檢測到的電信號(hào)進(jìn)行編組，放大，模-數(shù)轉(zhuǎn)換，然后在一段時(shí)間內(nèi)對這些處于動(dòng)態(tài)變化過程中的信號(hào)進(jìn)行同步采樣和數(shù)據(jù)儲(chǔ)存;
一個(gè)信號(hào)處理裝置，該裝置用于對信號(hào)采集裝置中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)進(jìn)行多域處理，圖形識(shí)別，病癥診斷和病情分級(jí);和一個(gè)信號(hào)輸出裝置，該裝置可將上述信號(hào)處理裝置處理的數(shù)據(jù)分別按被測信號(hào)的波形曲線、曲線的特征參數(shù)和所測參數(shù)的診斷結(jié)果的形式分別或同時(shí)進(jìn)行輸出。
此外，本發(fā)明的生物電信號(hào)檢測處理裝置還進(jìn)一步包括一個(gè)外部存儲(chǔ)裝置，該裝置用于存儲(chǔ)各路處理過的信號(hào)和由鍵盤輸入的有關(guān)病人狀況的信息(如姓名、性別、年齡等)，以便進(jìn)行病情的動(dòng)態(tài)跟蹤和統(tǒng)計(jì)處理;
一個(gè)鍵盤，用于向上述信號(hào)處理裝置輸入與病人有關(guān)的信息和各種操作指令，并可對檢測處理過程中的信號(hào)波形識(shí)別進(jìn)行人工干預(yù);和一個(gè)報(bào)警裝置，該裝置用于根據(jù)信號(hào)處理后的病情分級(jí)針對危重病癥向操作者發(fā)出報(bào)警信號(hào)或提示信號(hào)。
根據(jù)本發(fā)明的生物電信號(hào)檢測處理方法的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案，該方法包括以下步驟a.通過多個(gè)檢測電極對人或其它動(dòng)物的不同器官和不同導(dǎo)聯(lián)體系的多個(gè)檢測部位同時(shí)進(jìn)行信號(hào)檢測;
b.通過一個(gè)多通道放大電路對檢測到的多路信號(hào)進(jìn)行放大和并行輸出;
c.通過一個(gè)多路模-數(shù)轉(zhuǎn)換電路將多路并行輸出的放大信號(hào)轉(zhuǎn)換為多路并行數(shù)字信號(hào);
d.通過一個(gè)采樣電路以固定頻率對多路并行數(shù)字信號(hào)進(jìn)行同步采樣;
e.將采樣數(shù)據(jù)存入一個(gè)緩沖寄存器;
f.通過一個(gè)信號(hào)處理裝置從緩沖寄存器內(nèi)取出采樣數(shù)據(jù)，并分別對相應(yīng)各路數(shù)據(jù)進(jìn)行時(shí)域處理，對任意兩路數(shù)據(jù)進(jìn)行頻域處理，并對特定的三路數(shù)據(jù)進(jìn)行空間域處理，以此獲得相應(yīng)的時(shí)域、頻域和空間域波形曲線;和g.通過一個(gè)輸出裝置將上述曲線輸出。
此外，本發(fā)明的生物電信號(hào)檢測處理方法還進(jìn)一步包括以下步驟h.通過信號(hào)處理裝置對各曲線分別進(jìn)行波形識(shí)別，對于疑難波形，可通過軟件程序?qū)υ撟R(shí)別過程進(jìn)行人工干預(yù)，以此求出各曲線的參數(shù)表，并經(jīng)輸出裝置輸出;
i.通過信號(hào)處理裝置將各參數(shù)表的參數(shù)值與多域綜合病理指標(biāo)進(jìn)行比較判別，以此判定其病種，并通過輸出裝置輸出判別結(jié)果;
j.通過信號(hào)處理裝置將判別結(jié)果按病情輕重進(jìn)行分級(jí)，并根據(jù)危重病癥的判別結(jié)果啟動(dòng)報(bào)警程序;
k.通過報(bào)警裝置向操作者發(fā)出病重報(bào)警和提示信號(hào)。
通過本發(fā)明的生物電信號(hào)檢測處理裝置和方法，使已有技術(shù)中互相獨(dú)立的腦電圖、心電圖、心電向量圖，以及其它生物電檢測技術(shù)成為一個(gè)統(tǒng)一的生物電信號(hào)綜合檢測處理技術(shù)，這種檢測和處理的統(tǒng)一手段使獲取信息的數(shù)量和質(zhì)量都大大提高。例如，測量心電圖時(shí)可同時(shí)測量腦電圖，并將二者進(jìn)行綜合分析，這就有利于排除心理因素對心電測量的干擾;反之，測量腦電圖時(shí)亦可同時(shí)測量心電圖并對二者進(jìn)行綜合分析，這就有助于克服心電和腦血管搏動(dòng)對腦電信號(hào)造成的偽差。利用統(tǒng)一手段檢測多個(gè)器官的電生理過程，能夠使我們更深入地理解各器官之間的相互聯(lián)系和影響，使診斷更加可靠。
由于本發(fā)明的生物電信號(hào)檢測處理裝置和方法的實(shí)現(xiàn)，醫(yī)務(wù)人員和研究人員由此可以獲取很多已有技術(shù)中無法提供的檢測結(jié)果，如提供心電和腦電的自功率譜，自相關(guān)函數(shù)，互相關(guān)函數(shù)，相干函數(shù)，傳遞函數(shù)，脈沖應(yīng)響函數(shù)等各種函數(shù)曲線，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)和發(fā)展了心腦電信息的頻域(即多相)檢測技術(shù)，首次實(shí)現(xiàn)了心腦電信號(hào)的頻域自動(dòng)識(shí)別和自動(dòng)診斷，使該技術(shù)由試驗(yàn)研究階段發(fā)展到了廣泛的臨床應(yīng)用的階段。
本發(fā)明的裝置和方法實(shí)現(xiàn)了對多路信號(hào)的同步或分組同步采樣，所采集到的信息相關(guān)性、一致性強(qiáng)，便于相互印證，對應(yīng)分析，此外，對不同器官的動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)過程進(jìn)行同步檢測有利于觀察病情的發(fā)展變化，因而使其臨床價(jià)值大大增高。
本發(fā)明的裝置和方法實(shí)現(xiàn)了多域綜合分析，大大提高了心腦疾病的診斷率。特別是對處于臨界區(qū)范圍內(nèi)的檢測值，通過多域的臨界區(qū)綜合分析，可對處于早期狀態(tài)的疾病做出明確的診斷。臨床試驗(yàn)結(jié)果表明，多域綜合分析使診斷的敏感性提高，其診斷率和診斷的準(zhǔn)確性均明顯優(yōu)于任何單域分析。
本發(fā)明的特殊硬件和軟件設(shè)計(jì)，使得在各域波形識(shí)別中除可自動(dòng)實(shí)現(xiàn)外，還可根據(jù)需要由操作者對疑難波形的識(shí)別進(jìn)行人工干預(yù)，這樣對提高疑難病例的診斷可靠性極為有利。
本發(fā)明的裝置和方法實(shí)現(xiàn)了多域信息的同步采集、快速處理、自動(dòng)分析，和繪圖、報(bào)表、計(jì)時(shí)等多項(xiàng)輸出，使整個(gè)檢測和診斷過程(從開始工作到輸出全部結(jié)果的全過程)都將在十至十五分鐘之內(nèi)實(shí)現(xiàn)。這對于危重病人的搶救是十分有利的。
由于本發(fā)明的裝置大量采用微電子技術(shù)，使其很容易實(shí)現(xiàn)整個(gè)裝置的體積小，重量輕，能夠在各種環(huán)境下工作。通過采用車臺(tái)或便攜兩用結(jié)構(gòu)來配置該裝置的各個(gè)部件，可使該裝置移動(dòng)方便，操作靈活，并便于醫(yī)生攜帶出診，通過采用常規(guī)的交直流兩用技術(shù)，還可使該裝置用于各種不同場合的搶救，普查，和野外的各種研究工作。
本發(fā)明的裝置和方法不僅可以用于心電、腦電的檢測，亦可通過更換不同的生物電極和放大器插件及處理程序，進(jìn)行肌電，體表電位及一系列人體或其它動(dòng)物體的多域檢測，共享較為昂貴的軟、硬件資源。
總之，本發(fā)明的裝置和方法在吸收已有技術(shù)的經(jīng)驗(yàn)和成果的基礎(chǔ)上，為疾病的診斷、鑒別診斷、治療效果觀察和危重病人監(jiān)護(hù)以及生物學(xué)研究提供了一個(gè)可靠的和高度自動(dòng)化的新手段，通過臨床驗(yàn)證和試驗(yàn)研究已表明其突出的效果。
本發(fā)明所要達(dá)到的上述目的和其它目的及特征和優(yōu)點(diǎn)將在以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案的說明中更清楚地表現(xiàn)出來。
在附圖中圖1是本發(fā)明的生物電信號(hào)檢測處理裝置的示意性結(jié)構(gòu)框圖;
圖2是圖1中電信號(hào)采集裝置2的一個(gè)實(shí)施方案的示意性結(jié)構(gòu)框圖;
圖3是圖1中電信號(hào)采集裝置2的另一個(gè)實(shí)施方案的示意性結(jié)構(gòu)框圖;
圖4是圖1中電信號(hào)采集裝置2的第三個(gè)實(shí)施方案的示意性結(jié)構(gòu)框圖;
圖5是圖1中信號(hào)處理裝置3的一個(gè)實(shí)施方案的示意性結(jié)構(gòu)框圖;
圖6是圖1中信號(hào)處理裝置3的另一個(gè)實(shí)施方案的示意性結(jié)構(gòu)框圖;
圖7是心電時(shí)域處理信號(hào)的波形圖;
圖8是心電頻域處理信號(hào)的波形圖;
圖9是心電空間域處理信號(hào)的波形圖;
圖10是腦電時(shí)域處理信號(hào)的波形圖;
圖11是腦電頻域處理信號(hào)的波形圖;
圖12是根據(jù)本發(fā)明的生物電信號(hào)檢測處理裝置的工作流程圖;
圖13是圖12中多域綜合分析步驟160的詳細(xì)說明流程圖;
圖14是圖12中以步驟134為例給出的人工干預(yù)程序的流程圖;
圖15是以心電圖為例說明人工干預(yù)程序中所用標(biāo)志的示意圖;
圖16是圖13中臨界區(qū)分析掃描步驟167、168的詳細(xì)說明流程圖;和圖17是本發(fā)明裝置的一個(gè)具體實(shí)施例的車臺(tái)式配置的外觀示意圖。
參見圖1，所示為本發(fā)明的生物電信號(hào)檢測處理裝置的示意性結(jié)構(gòu)框圖。圖1中，標(biāo)號(hào)101-10n表示n個(gè)檢測電極，其中數(shù)字n可根據(jù)臨床需要任意選擇。標(biāo)號(hào)2表示一個(gè)電信號(hào)采集裝置，其詳細(xì)結(jié)構(gòu)參見圖2到圖4中給出的三個(gè)不同的實(shí)施方案。標(biāo)號(hào)3表示一個(gè)信號(hào)處理裝置，其詳細(xì)結(jié)構(gòu)參見圖5和圖6中給出的兩個(gè)不同的實(shí)施方案。標(biāo)號(hào)4表示一個(gè)信號(hào)輸出裝置，標(biāo)號(hào)5表示一個(gè)報(bào)警裝置，它可以是任何音響、燈光或它們的組合，也可以結(jié)合在信號(hào)輸出裝置4上做為它的一部分以提示符號(hào)的形式輸出。標(biāo)號(hào)6表示一個(gè)鍵盤，操作者可通過該鍵盤控制整個(gè)裝置的運(yùn)行，輸入與受測試者有關(guān)的各種信息(姓名，性別，年齡，病歷號(hào)，測量開始時(shí)間)，還可對信號(hào)處理裝置3的波形識(shí)別程序通過鍵盤6進(jìn)行人工干預(yù)。顯而易見，鍵盤6可以由其它指令輸入裝置代替。標(biāo)號(hào)7表示一個(gè)外部存儲(chǔ)裝置，它可采用任何常規(guī)的外存設(shè)備，用于存儲(chǔ)經(jīng)過處理的各路信號(hào)以及與受檢測者有關(guān)的信息，以便進(jìn)行病歷的積累跟蹤，數(shù)據(jù)的延期處理和以后的醫(yī)學(xué)統(tǒng)計(jì)。
參見圖2，所示為圖1中電信號(hào)采集裝置2的一個(gè)實(shí)施方案的示意性結(jié)構(gòu)框圖。圖2中，組合網(wǎng)絡(luò)201的輸入端與多個(gè)檢測電極101到10n連接，以便從人或其它動(dòng)物體不同部位同時(shí)測取電信號(hào)，組合網(wǎng)絡(luò)201的多路并行輸出與多通道放大電路202連接。組合網(wǎng)絡(luò)201可采用任何心電、腦電檢測用的常規(guī)組合網(wǎng)絡(luò)，也可以是多個(gè)常規(guī)組合網(wǎng)絡(luò)的結(jié)合，以此產(chǎn)生符合國際標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)聯(lián)體系(如福蘭克導(dǎo)聯(lián)體系，威爾遜導(dǎo)聯(lián)體系，等等)的輸出信號(hào)。多通道放大電路202的每一放大通道與組合網(wǎng)絡(luò)201的一路輸出連接，各通道的增益可根據(jù)不同的需要而確定。各通道的輸出分別與多路模-數(shù)轉(zhuǎn)換電路203的輸入對應(yīng)連接。采樣電路204對模-數(shù)轉(zhuǎn)換電路的多路并行輸出進(jìn)行同步采樣。然后將采樣數(shù)據(jù)存入緩沖寄存器205，以供給信號(hào)處理裝置3進(jìn)行處理。由圖2所示的電信號(hào)采集裝置2的具體實(shí)施方案可知，通過采樣電路204的同步采樣，保證了從電極101到10n上檢測到的生物電信號(hào)是以同步方式并行存入緩沖寄存器。由此為以后的多域處理和各種信號(hào)間的綜合分析提供了可靠的保證，并使所測取的各路信號(hào)能夠充分反映各生命器官電生理信號(hào)的動(dòng)態(tài)變化過程。
參見圖3，所示為圖1中電信號(hào)采集裝置2的另一個(gè)實(shí)施方案。在該方案中，組合網(wǎng)絡(luò)201被劃分為具體用于心、腦電檢測的不同導(dǎo)聯(lián)體系的三個(gè)組合網(wǎng)絡(luò)201a，201b和201c，它們分別對應(yīng)于威爾遜導(dǎo)聯(lián)體系，福蘭克導(dǎo)聯(lián)體系，和腦電導(dǎo)聯(lián)體系，三個(gè)網(wǎng)絡(luò)分別與10個(gè)，8個(gè)和8個(gè)檢測電極連接(它們分別為常規(guī)的心電和腦電檢測電極)。與三個(gè)組合網(wǎng)絡(luò)201a，201b和201c相對應(yīng)連接著三個(gè)多通道放大電路202a，202b和202c，分別按各導(dǎo)聯(lián)體系的需求確定其增益，其中多路放大電路202a和202b的標(biāo)尺電壓為1mV，放大電路202c的標(biāo)尺電壓為50μV。在圖3中，多路模-數(shù)轉(zhuǎn)換電路203，采樣電路204和緩沖寄存器205的結(jié)構(gòu)和功能均與圖2所示相應(yīng)電路類似，這里不再重復(fù)描述。圖3中的切換電路206受采樣電路204的控制，進(jìn)而由其分別控制多通道放大電路202a，202b和202c。電信號(hào)采集裝置2開始工作時(shí)，切換電路206選通多通道放大電路202a，使其開始工作。由采樣電路204經(jīng)過120秒的時(shí)間完成整個(gè)采樣過程，然后向切換電路206發(fā)出控制信號(hào)，使其選通多通道放大電路202b，再經(jīng)過5秒鐘的采樣之后，由切換電路206選通多通道放大電路202c，其采樣時(shí)間也為120秒，按照這種方式，采樣電路204即以分組同步的方式分別完成了對組合網(wǎng)絡(luò)201a，201b和201c的同步采樣。顯而易見，組合網(wǎng)絡(luò)和各通道放大電路的個(gè)數(shù)并非僅限定為三個(gè)，每個(gè)組合網(wǎng)絡(luò)也并不僅限定于特定的導(dǎo)聯(lián)體系，它們可以按臨床或研究工作的實(shí)際需要而重新進(jìn)行組合、擴(kuò)展。在重新組合和擴(kuò)展的放大電路以及采樣電路中，可根據(jù)實(shí)際要求決定其相應(yīng)的放大增益和采樣持續(xù)時(shí)間，以便更好地觀察電信號(hào)的動(dòng)態(tài)變化過程，這樣可以有效地?cái)U(kuò)展本發(fā)明的裝置的功能和用途，并可共享較為昂貴的軟，硬件資源。
參見圖4，所示為圖1中電信號(hào)采集裝置2的另一實(shí)施方案。其中，標(biāo)號(hào)202表示一個(gè)多通道前置放大電路，它的輸入端直接與多個(gè)檢測電極相連，其輸出端與多路模-數(shù)轉(zhuǎn)換電路203對應(yīng)連接，模-數(shù)轉(zhuǎn)換電路203的輸出通過一個(gè)數(shù)字網(wǎng)絡(luò)207與采樣電路204相連。該數(shù)字網(wǎng)絡(luò)207的輸出與其輸入信號(hào)之間形成一定的組合關(guān)系，如下文所述，這一功能也可由信號(hào)處理裝置3中的程序來實(shí)現(xiàn)。這樣，操作者即可通過程序控制任意改變其輸入與輸出之間的組合關(guān)系，用這種方式，同樣可以按臨床和科研工作中的實(shí)際需要而任意擴(kuò)展電信號(hào)采集裝置2的功能，使其適應(yīng)對不同導(dǎo)聯(lián)體系或不同器官進(jìn)行同步采樣的具體要求。
參見圖5，所示為圖1中信號(hào)處理裝置3的一個(gè)具體實(shí)施方案。如圖5所示，信號(hào)處理裝置3包括一個(gè)時(shí)域處理單元301，一個(gè)頻域處理單元302，一個(gè)空間域處理單元303，一個(gè)波形識(shí)別單元304，一個(gè)指標(biāo)比較判定單元305和一個(gè)控制單元306。當(dāng)信號(hào)處理裝置3工作時(shí)，上述三個(gè)處理單元301，302，303分別從信號(hào)采集裝置2的緩沖寄存器205中提取數(shù)據(jù)。時(shí)域處理單元301按所需的頻率取數(shù)(如心電圖的采樣頻率為250Hz)經(jīng)過數(shù)字濾波和壓縮處理分別送入輸出裝置4繪圖以及送入外部存儲(chǔ)器7進(jìn)行記錄。頻域處理單元302為進(jìn)行快速付里葉變換，需要分段提取數(shù)據(jù)，每段數(shù)據(jù)為2n點(diǎn)，其頻率可隨需要而定，(對心電頻譜圖或腦電頻譜圖，通常在50-500Hz之間)將采集到的相應(yīng)兩路信號(hào)分別作為函數(shù)X(t)和Y(t)進(jìn)行快速付里葉變換，進(jìn)而計(jì)算它們的功率譜、自相關(guān)、互相關(guān)、傳遞函數(shù)、脈沖響應(yīng)、相干函數(shù)等，各函數(shù)的曲線及數(shù)字推導(dǎo)可參見圖8和圖11，及其有關(guān)說明，更詳細(xì)的說明請見本發(fā)明的發(fā)明人之一封根泉所著《心腦電圖電子計(jì)算機(jī)分析的原理和應(yīng)用》一書(科學(xué)出版社1986年10月出版)。該書內(nèi)容結(jié)合在此作為參考。上述函數(shù)的運(yùn)算結(jié)果，分別送入輸出裝置4繪圖以及輸入外存儲(chǔ)器7進(jìn)行記錄?？臻g域處理單元303的數(shù)據(jù)提取頻率亦可隨要求而定(對心電向量圖為250-1000Hz之間)，它可對相應(yīng)的X、Y、Z三路信號(hào)進(jìn)行數(shù)字濾波，通過截取這三路信號(hào)的有關(guān)段落(如心電向量圖中的P、QRS、T波)構(gòu)成額面(X、Y)、橫面(X、Z)、側(cè)面(Y、Z)以及相應(yīng)的三維立體模型，分別送入輸出裝置4繪圖和送入外存儲(chǔ)器7進(jìn)行記錄。為了滿足上述三個(gè)處理單元所要求的不同取數(shù)頻率，信號(hào)采樣裝置2中的采樣電路204設(shè)置了一個(gè)為三者倍頻的基本采樣頻率(對心電各域來說，通常為500-2500Hz)。這樣，三個(gè)處理單元均可按自己的采樣頻率以跳躍方式從緩沖寄存器中取數(shù)。信號(hào)處理裝置3中的波形識(shí)別單元304包括與處理單元301、302、303相對應(yīng)的三個(gè)部分，可分別對三個(gè)處理單元的輸出進(jìn)行波形識(shí)別、定位計(jì)算，并可根據(jù)需要進(jìn)行人工干預(yù)，以此生成三個(gè)相應(yīng)的參數(shù)表(有關(guān)參數(shù)表內(nèi)容請參見曲線圖7-11和流程圖12及其描述)。信號(hào)處理裝置3的指標(biāo)比較判定單元305用于將上述波形識(shí)別單元304輸出的三個(gè)參數(shù)表與預(yù)先設(shè)置的多域綜合病理指標(biāo)相比較，并以此為依據(jù)對檢測結(jié)果作出判定，并將最后報(bào)告送入輸出裝置4打印，此外，還可根據(jù)判定結(jié)果向報(bào)警裝置5發(fā)出指令進(jìn)行報(bào)警，詳細(xì)說明可參見圖13及有關(guān)描述。信號(hào)處理裝置3的控制單元可由一個(gè)中央處理器組成，它可控制整個(gè)信號(hào)處理裝置3中各單元按一定的時(shí)鐘頻率和一定的時(shí)間順序工作。它與鍵盤6聯(lián)接，可接收操作者輸入的有關(guān)病人的各種信息(姓名、性別、年齡等)以及各種命令，啟動(dòng)和停止各種操作過程，并可由操作者對波形識(shí)別過程進(jìn)行人工干預(yù)。有關(guān)人工干預(yù)的詳盡描述請參見圖14及其相應(yīng)說明。此外，外部存儲(chǔ)器7還可將以往存儲(chǔ)的患者數(shù)據(jù)提供給本裝置3進(jìn)行識(shí)別和處理。
參見圖6，所示為圖1中信號(hào)處理裝置3的另一個(gè)具體實(shí)施方案。如圖6中所示，信號(hào)處理裝置3包括一個(gè)中央處理器311，它可由任何準(zhǔn)16倍以上的中央處理器來實(shí)現(xiàn)，一個(gè)內(nèi)存儲(chǔ)器312，其內(nèi)存容量為512K以上;一個(gè)輸入-輸出接口電路313;一個(gè)時(shí)鐘電路314;和一個(gè)電源315。利用圖6所示的實(shí)施方案，可通過相應(yīng)軟件由中央處理器311完成圖5所示實(shí)施方案中單元301到306的功能。應(yīng)當(dāng)指出，圖6所示實(shí)施方案中，電信號(hào)采集裝置2中的采樣電路204，緩沖寄存器205，以及數(shù)字網(wǎng)絡(luò)207的功能也可分別由中央處理器311和內(nèi)存儲(chǔ)器312通過軟件來實(shí)現(xiàn)，其相應(yīng)的工作原理程序流程圖和說明可參見圖12到圖16，及有關(guān)敘述。
參見圖7，所示為圖5中時(shí)域處理單元301輸出的時(shí)域處理波形圖，圖中給出的曲線是十二導(dǎo)聯(lián)常規(guī)心電圖。
參見圖8，所示為圖5中頻域處理單元302輸出的波形圖。圖中給出的各曲線是以圖7所示曲線V5作為函數(shù)X(t)，曲線Ⅱ作為函數(shù)Y(t)，通過付里葉變換，即可將時(shí)域信號(hào)變換為頻域信號(hào)，而本發(fā)明正是在頻域處理過程中首先利用公式F(ω)＝∫∞-∞f(t)e-jωtdt ……(1)對圖7中所示曲線V5和曲線Ⅱ，即X(t)和Y(t)分別進(jìn)行快速付里葉變換得到頻域信號(hào)Fx(ω)和Fy(ω)，然后，根據(jù)功率譜的計(jì)算公式Gxx(ω)＝Fx(ω)·F＊x(ω)……(2)Gyy(ω)＝Fy(ω)·F＊y(ω)……(3)便可得出圖7中曲線V5的功率譜Gxx(圖8所示)，和圖7中曲線Ⅱ的功率譜Gyy(圖8所示)。
互功率譜的計(jì)算公式為Gxy(ω)＝Fx(ω)·F＊y(ω) ……(4)進(jìn)而由頻域處理單元302又可得到圖7中曲線V5和Ⅱ的互功率譜Gxy(圖8所示)。
利用相干函數(shù)計(jì)算公式V2xy(ω )=｜ Gxy( ω ) ｜2Gxx (ω ) · Gyy (ω )…………(5)]]>從而得到如圖8曲線RF所示的相干函數(shù)曲線圖。
經(jīng)過公式Hxy (ω )=Y( ω )X( ω )=Y( ω ) · X*(ω )X( ω ) · X*(ω )=Gxy( ω )Gxx( ω )……(6)]]>的變換，由頻域處理單元302還可輸出圖8所示的傳遞函數(shù)曲線Hxy和Qxy。
其中Hxy為Hxy(ω)的模，Qxy為Hxy(ω)的幅角，即
Hxy＝｜Hxy(ω)｜＝ (｜Gxy(ω)｜)/(Gxx(ω)) ……(7)Qxy＝tan-1(IMAGX)/(REALX) ……(8)其中X＝ (Gxy(ω))/(Gxx(ω)) ……(9)圖8中所示的曲線PIH是經(jīng)過頻域處理單元302對圖7中的曲線V5和Ⅱ處理后輸出的二者的脈沖響應(yīng)曲線圖，該脈沖響應(yīng)是傳遞函數(shù)的付里葉反變換，即利用公式h(t)＝F-1[H(ω)]……(10)借助于頻域處理單元302進(jìn)行下面的變換Rx(τ)＝∫∞-∞X(t)·X＊(t-τ)dt ……(11)即可得Rx(τ)＝F-1[Gxx(ω)]……(12)Ry(τ)＝F-1[Gyy(ω)]……(13)Rx(τ)和Ry(τ)即為圖8中的自相關(guān)曲線Vxx和Vyy，它們分別表示圖7中曲線V5和Ⅱ的自相關(guān)函數(shù)曲線圖。
圖8中的Vxy為互相關(guān)函數(shù)曲線圖，它由頻率處理單元302進(jìn)行互相關(guān)函數(shù)運(yùn)算求出，其運(yùn)算公式如下Rxy(τ)＝∫∞-∞X(t)·Y＊(t-τ)dt……(14)由此可知Rxy(τ)＝F-1[Gxy(ω)]……(15)此Rxy(τ)就相當(dāng)于圖8中的Vxy。
參見圖9，所示為圖5中空間域處理單元303輸出的空間域處理波形圖，圖中給出的是X、Y、Z心電圖及其額面、橫面和側(cè)面的向量環(huán)圖。
參見圖10，所示為圖5中時(shí)域處理單元301輸出的時(shí)域處理波形圖，圖中給出的曲線是常規(guī)腦電圖。
參見圖11，所示為圖5中頻域處理單元302輸出的波形圖，圖中給出的各曲線是以圖10所示曲線FPX和FPY分別作為X(t)和Y(t)，進(jìn)行相應(yīng)頻域處理后輸出的腦電頻域處理波形圖，各圖含義及計(jì)算公式與圖8各相應(yīng)曲線及其敘述相同。
參見圖12，所示為根據(jù)本發(fā)明的生物電信號(hào)檢測處理裝置的工作流程圖。首先在步驟110啟動(dòng)該裝置并通過鍵盤輸入與受測者相關(guān)的信息(如姓名、性別、年齡、檢測時(shí)間等)，然后在步驟120利用多個(gè)檢測電極對生物體的不同部位進(jìn)行信號(hào)檢測，然后在步驟130將經(jīng)過采樣的數(shù)字信號(hào)存儲(chǔ)起來，以供步驟131，141和151進(jìn)行時(shí)域、空間域和頻域處理之用。通過上述處理之后，即可在步驟132，142和152處分別產(chǎn)生可供外存記錄的時(shí)域處理數(shù)據(jù)、空間域處理數(shù)據(jù)和頻域處理數(shù)據(jù)。并且，根據(jù)時(shí)域處理數(shù)據(jù)和頻域處理數(shù)據(jù)可做出生物電信號(hào)的時(shí)域圖和頻域圖，如步驟133和153所示。經(jīng)過上述三域處理的數(shù)據(jù)分別在步驟134，143，154處進(jìn)行波形識(shí)別。根據(jù)本發(fā)明的設(shè)計(jì)，上述步驟可自動(dòng)執(zhí)行，也可在必要時(shí)加入人工干預(yù)，以便對疑難波形進(jìn)行人工輔助識(shí)別，詳細(xì)步驟請參見圖14、15及其說明。由此產(chǎn)生出C.V.F.三個(gè)參數(shù)表，其中C參數(shù)主要有時(shí)域圖形的各波形幅值和時(shí)間寬度，如心電圖中的P波、Q波、R波、S波和T波的幅值和時(shí)間寬度及心率等參數(shù)值;V參數(shù)表主要包括空間域圖形的軌跡運(yùn)動(dòng)方向，夾角和面積參數(shù)，如心電向量圖各象限面積比，向量夾角，起始和終末向量，向量環(huán)的旋轉(zhuǎn)方向等參數(shù)值;F參數(shù)主要包括頻域圖形的形態(tài)和位置，如圖8所示心電頻域圖中功率譜曲線Gxx的前四峰g1-g4的峰值和對應(yīng)的頻率位置;脈沖響應(yīng)曲線PIH的主峰和負(fù)向峰的峰值及位置;自相關(guān)和互相關(guān)曲線Vxx，Vyy，Vxy的r1，r2和r3的高度和位置;相干函數(shù)曲線RF中與功率譜曲線第一峰g1的頻率位置相對應(yīng)點(diǎn)的相干值f1;傳遞函數(shù)幅值曲線Hxy最高值h的幅值和頻率位置等參數(shù)。根據(jù)上述C、V、F三個(gè)參數(shù)表，分別在步驟135，145和155處進(jìn)行時(shí)域分析，空間域分析和頻域分析，并分別給出時(shí)域、空間域和頻域的分析報(bào)告，如步驟136，146，156所示，進(jìn)而在步驟160處進(jìn)行多域綜合分析，其具體分析步驟可參見圖13-16及其有關(guān)說明，根據(jù)多域分析結(jié)果，在步驟190處進(jìn)行病情分級(jí)并輸出分析報(bào)告。根據(jù)病情分級(jí)結(jié)果可決定是否進(jìn)入報(bào)警步驟220，最后是在步驟200打印結(jié)果。此外，根據(jù)V參數(shù)表中的參數(shù)，還可描繪出生物電信號(hào)的向量圖，如步驟144所示。上述各種曲線、參數(shù)表、判別結(jié)果、提示符號(hào)、以及檢測開始時(shí)間、持續(xù)時(shí)間和與受測者有關(guān)的信息均可采用高速打印裝置，如熱敏繪圖儀等，打印在同一紙帶上，以供醫(yī)務(wù)人員使用。
圖13是圖12中多域綜合分析步驟160所代表的各處理步驟的詳細(xì)流程圖。如圖13所示，當(dāng)產(chǎn)生了C、V、F參數(shù)表之后，在步驟161處提示單域分析已告結(jié)束，從而轉(zhuǎn)入步驟162，對各域的參數(shù)進(jìn)行掃描，并在步驟163處對掃描結(jié)果與給定的多域綜合病理指標(biāo)進(jìn)行比較判別，如果符合上述指標(biāo)，即可在步驟164處給出分析報(bào)告，表明掃描結(jié)果在多域綜合病理指標(biāo)的范圍之內(nèi)。如果判明不在此范圍之內(nèi)，則在步驟165處分別對各個(gè)域的分析結(jié)果進(jìn)行檢查，當(dāng)檢查結(jié)果沒有陽性值時(shí)，轉(zhuǎn)入步驟167進(jìn)行臨界區(qū)分析掃描，其具體處理過程可參見圖16及其說明。通過臨界區(qū)指標(biāo)的綜合判別，如果符合臨界區(qū)判別指標(biāo)，則給出正常報(bào)告，如步驟169所示。如果不屬于正常情況，則在步驟170處給出異常報(bào)告或提示說明。若步驟166判定各單域分析結(jié)果中有陽性情況時(shí)則執(zhí)行步驟172，確定是否有兩域以上(含兩域)的分析結(jié)果為陽性，如果是這樣，便在步驟173處輸出分析報(bào)告。如果不是這樣，則繼續(xù)執(zhí)行步驟175，確定是否可根據(jù)現(xiàn)有的單域陽性指標(biāo)給出確切的分析報(bào)告，如果可以，則在步驟176處給出分析報(bào)告，否則執(zhí)行步驟178，確定這一單域分析陽性結(jié)果是否在其它兩域中存在對應(yīng)關(guān)系，如果存在這種關(guān)系，則在步驟179給出確切的分析報(bào)告，否則將在步驟181處判定該域陽性結(jié)果是否為假陽性，判定結(jié)果若表明為真陽性，則給出提示說明，否則將認(rèn)為該陽性結(jié)果為假陽性而予以否決，如步驟184所示。最后在步驟190根據(jù)以上判別結(jié)果進(jìn)行病情分級(jí)，再進(jìn)入后續(xù)步驟。
參見圖14，所示為圖12中步驟134，143，154的詳細(xì)過程，圖中僅以步驟134為例，針對心電圖的波形識(shí)別予以說明。在步驟1341開始波形識(shí)別，在步驟1342確定是否需要人工干預(yù)，對常規(guī)波形無需人工干預(yù)，直接進(jìn)入步驟1346進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別，產(chǎn)生C參數(shù)表。對于疑難波形，進(jìn)入步驟1343在監(jiān)視器上顯示出需要進(jìn)行人工干預(yù)的波形及標(biāo)志線，如圖15中所示。在步驟1344由操作者給出標(biāo)志線代號(hào)(如圖15中的Pb)及其位移量，使其達(dá)到所需位置。在步驟1345確定是否完成了人工干預(yù)，如未完成就進(jìn)入步驟1344移動(dòng)另一標(biāo)志線。直至完成人工干預(yù)后進(jìn)入步驟1346，對識(shí)別后的波形產(chǎn)生C參數(shù)表。應(yīng)當(dāng)指出，由于多路信號(hào)是同步采集，因此僅對其中一路進(jìn)行人工識(shí)別，即可相應(yīng)地確定所有其它各路信號(hào)的各波形位置，所以在監(jiān)視器上只需對操作者選定的某一路信號(hào)單獨(dú)顯示，并可通過程序?qū)⒉ㄐ芜M(jìn)行局部放大。通過這種方式可以極大地提高對疑難波形識(shí)別的準(zhǔn)確性。
參見圖15，所示為對心電圖波形通過標(biāo)志線Pb，Pe，Qb，Se，Tx，Te所確定的相應(yīng)P波、QRS波和T波的起始和終止位置。虛線Pb′表示了標(biāo)志線Pb的位移過程。
參見圖16，所示為圖13中臨界區(qū)分析掃描步驟167和判別步驟168的詳細(xì)流程圖。當(dāng)步驟166的單域分析結(jié)果的判別均為陰性時(shí)，程序進(jìn)入步驟167，對C，F(xiàn)，V三個(gè)參數(shù)表中各有關(guān)參數(shù)進(jìn)行掃描判別哪些參數(shù)處于預(yù)先設(shè)置的臨界區(qū)之內(nèi)。應(yīng)當(dāng)指出，本發(fā)明的裝置中各域的判別結(jié)果可分為陽性，陰性和二者之間的一個(gè)臨界區(qū)，該臨界區(qū)是根據(jù)大量臨床病例統(tǒng)計(jì)結(jié)果及專家的經(jīng)驗(yàn)而確定，主要是指介于陽性指標(biāo)和陰性指標(biāo)之間的一段取值范圍，在該范圍內(nèi)很難將正常情況與輕度異常情況相區(qū)別。例如，若異常指標(biāo)為2.50mv以上，正常指標(biāo)為2.40mv以下，則2.41到2.49之間即為臨界區(qū)。以上步驟166判定的全陰性包括了陰性和處于臨界區(qū)之內(nèi)兩種情況。在步驟1682，如果上述三個(gè)參數(shù)表中沒有臨界區(qū)范圍內(nèi)的參數(shù)，則在步驟169輸出正常報(bào)告。如果有臨界區(qū)參數(shù)，則在步驟1683進(jìn)行模糊處理，其方法是對臨界區(qū)內(nèi)的參數(shù)作歐氏距離計(jì)算，并在步驟1684對上述結(jié)果進(jìn)行多域比較判別，如果它的空間分布點(diǎn)不在預(yù)定的異常區(qū)內(nèi)，則返回步驟169輸出正常報(bào)告，否則在步驟170輸出異常報(bào)告或有關(guān)提示說明。
參見圖17，所示為本發(fā)明裝置的一個(gè)具體實(shí)施例的車臺(tái)式配置外觀示意圖。其中標(biāo)號(hào)2，3為主機(jī)，包括本發(fā)明裝置的電信號(hào)采集裝置2、信號(hào)處理裝置3和報(bào)警裝置5，標(biāo)號(hào)6為鍵盤，7為外部存儲(chǔ)裝置，401為監(jiān)視器，該外部存儲(chǔ)裝置和監(jiān)視器均與主機(jī)作為一個(gè)整體。標(biāo)號(hào)402為高速熱敏繪圖打印機(jī)，9為導(dǎo)聯(lián)線支架，10為導(dǎo)聯(lián)線插座，標(biāo)號(hào)8為車臺(tái)，圖中所示為車臺(tái)式配置，便于在醫(yī)院內(nèi)使用和各病房之間移動(dòng)。當(dāng)需要緊急出診時(shí)，可以很方便地從車臺(tái)8上取下主機(jī)和鍵盤，合為一體，并由其嚙合結(jié)構(gòu)固定，形成一只提箱，主機(jī)背部有一提手便于攜帶。出診時(shí)只需攜帶上述主機(jī)鍵盤和附件箱(內(nèi)裝導(dǎo)聯(lián)線和電極等)就可進(jìn)行檢測，診斷，結(jié)果在監(jiān)視器401上顯示，并在外部存儲(chǔ)裝置7之中存儲(chǔ)，用于事后的分析和病歷積累。
以上所述C、F、V參數(shù)表及綜合診斷報(bào)告的具體實(shí)例，可分別參見附表1至4。
以上所述為本發(fā)明的具體實(shí)施方案，對于那些本領(lǐng)域內(nèi)的熟練人員，無須背離本發(fā)明的實(shí)質(zhì)，即可對其做出多種形式的修改和替換，本發(fā)明的保護(hù)范圍并不限于以上的描述，只取決于所附的權(quán)利要求
。
表.1Ⅰ Ⅱ Ⅲ aVR aVL aVF V1 V2 V3 V4 V5 V6Pa1 .05 .08 .04 -.08 .03 .04 .02 .04 .04 .05 .06Pa2 .00 .00 .00 .00 .00 .00 -.09 .00 .00 .00 .00Pd1 .08 .09 .08 .09 .08 .08 .02 .08 .08 .08 .08 .08Pd2 .00 .00 .00 .00 .00 .00 .06 .00 .00 .00 .00 .00Qa .00 .00 -.27 -.71 .00 .00 -.74 .00 .00 .00 .00 .00Qd .00 .00 .04 .04 .00 .00 .10 .00 .00 .00 .00 .00Ra .85 .61 .34 .06 .55 .39 .00 .41 .78 1.40 1.42 .1.06Rd .04 .03 .07 .05 .04 .03 .00 .03 .03 .04 .04.04Sa -.22 .00 .00 .00 -.29 .00 -.74 -1.50 -1.44 -1.24-.56-.16Sd .06 .00 .00 .00 .07 .00 .10 .08 .07 .07 .07.05STD .00 .00 .00 .00 .00 .00 .00 .00 .00 .00 .00 .00STE .00 .00 .00 .00 .00 .00 .00 .00 .00 .00 .00 .00Ta1 .10 .12 .00-.10 .07 .08 .05 .24 .24 .19 .09.09Ta2 .00 .00 .03 .00 .00 .00 .00 .00 .00 .00 .00.00P-R .14 .15 .14 .14 .14 .16 .14 .14 .14 .14 .14.14Q-T .38 .37 .38 .37 .38 .36 .37 .39 .39 .39 .38.38QRS .10 .06 .11 .09 .11 .06 .20 .11 .10 .11 .11.09R1a .00 .14 .00 .00 .00 .25 .00 .00 .00 .00 .00.00R1d .00 .03 .00 .00 .00 .03 .00 .00 .00 .00 .00.00Tag .00 .00 .00 .00 .00 .00 73.0 .00 .04 .00 .00.00
表.2GXX GYY 1/2 HG HN 3/4N TU 5/10X + - - - - - -Y + - - - - - -PIH RF PV M1 M2 M3 CP CT- - - - - - -QXY VXY D W D+W RV RD APT+ - - - - -VXY VYY RH RL FPX FPY- - - -- PARAMETER TABLE -GXX GYY 1 2 3 4 5 6XA 1.2 6.1 8.7 5.0 14.2 12.1YA 1.2 2.3 3.6 4.0 3.1 4.1VXX VYY R1X R2X R3X R1Y R2Y R3YA 11.96 7.50 4.02 1.77 1.02 0.90PIH 1 2 3 4 5 6A -0.1 -6.78 19.03 1.50 4.20 -1.02
表.3- ROTATED DIRECTION -QRS T PF CLOCK COUNTER CLOCKH COUNTER COUNTER CLOCKLS COUNTER CLOCK COUNTER- MAGNITUD/ANGLE OF VECTORS ON QRS LOOP(STEP 10MS) -10ms 20ms 30ms 40msF (MV) .178 .684 1.222 .649(A) 358.87 8.34 20.00 45.00H (MV) .161 .690 1.204 .820(A) 33.89 7.58 350.87 305.98LS (MV) .148 .321 .961 .943(A) 150.43 75.48 42.70 30.17- AREA OF QRS LOOP(%) -S1/S S2/S S3/S S4/S R/L U/D PSF 78.92 19.21 .00 1.75 4.19 .02 .0001H 8.90 .00 22.77 68.30 3.39 10.23 .0409LS 82.33 11.76 5.88 .00 4.67 .06 .0001- PLANAR MAXIMUM VECTORS -T QRS QRS-T(MV) ANGLE (MV) ANGLE ANGLEF .158 60.030 1.222 13.251 46.779H .086 .000 1.206 345.987-345.987LS .139 79.254 .916 27.348 51.906- PROJECTIONS OF PLANAR MAXIMUM VECTORS -X Y ZF 1.19 .28 .00H 1.17 .00 -.29LS .00 .42 .81
表.4NO953 NAMEHUANG LAN MING SEXFEMALE AGE55HR73.00 AXSIS7.00 QRS0.10P-R0.15 FCGV8.0 VCC1.25mvCOMPREHESIVE DIAGNOSIS REPORTNORMAL SINUS RHYTHM.
MYOCARDIAL ISCHEMIA.
ECG ANALYSISSUSPECTED ABNORMAL Q WAVEV1LOW AMPLITUDE OF TV5，V6.Tv1.2＞Tv5.6.
FCG ANALYSISABNORMAL+MYOCARDIAL ISCHEMIA.
ABNORMAL TERM1/2X，1/2Y，D，F(xiàn)PT.
VCG ANALYSISPOSTERIOR DEVIATION OF THE QRSh LOOP.
A SMALL T LOOP AND QRS/T＞6 IN H PLANE.
A LARGE QRS-T ANGLE IN F PLANE.
權(quán)利要求
1.一種生物電信號(hào)檢測處理裝置，其特征在于該裝置包括多個(gè)檢測電極；一個(gè)電信號(hào)采集裝置，該裝置通過上述多個(gè)檢測電極從生物體不同部位同步測取多路電信號(hào)；一個(gè)信號(hào)處理裝置，該裝置對上述采集裝置輸出的多路信號(hào)分別進(jìn)行每路的時(shí)域處理和任意兩路信號(hào)間的同步頻域處理；和一個(gè)信號(hào)輸出裝置，用于輸出上述信號(hào)處理裝置的處理結(jié)果。
2.權(quán)利要求
1的生物電信號(hào)檢測處理裝置，其進(jìn)一步的特征在于，所述電信號(hào)采集裝置包括一個(gè)組合網(wǎng)絡(luò)，該網(wǎng)絡(luò)與所述多個(gè)檢測電極相連，并形成多路并行輸出;一個(gè)多通道放大電路，該電路與上述組合網(wǎng)絡(luò)的多路并行輸出相連;一個(gè)多路模-數(shù)轉(zhuǎn)換電路，該電路與上述多通道放大電路的輸出端相連，并將放大電路的輸出轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào);一個(gè)采樣電路，該電路以固定頻率對上述多路模-數(shù)轉(zhuǎn)換電路的輸出進(jìn)行同步采樣;和一個(gè)緩沖寄存器，用于存儲(chǔ)上述采樣電路的輸出值。
3.權(quán)利要求
1的生物電信號(hào)檢測處理裝置，其進(jìn)一步的特征在于，所述電信號(hào)采集裝置包括多個(gè)組合網(wǎng)絡(luò)，該網(wǎng)絡(luò)與相應(yīng)的多組檢測電極相連，并形成多組的多路并行輸出;多個(gè)多通道放大電路，該電路與上述相對應(yīng)的組合網(wǎng)絡(luò)的并行輸出相連并產(chǎn)生放大信號(hào);一個(gè)切換電路，該電路依次選通上述多個(gè)多通道放大電路中的一個(gè)進(jìn)行工作;一個(gè)多路模-數(shù)轉(zhuǎn)換電路，該電路與上述多個(gè)多通道放大電路中被選通工作的一個(gè)連接，并將該放大電路的輸出轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào);一個(gè)采樣電路，該電路以固定頻率對上述多路模-數(shù)轉(zhuǎn)換電路的輸出進(jìn)行同步采樣;一個(gè)緩沖寄存器，用于存儲(chǔ)上述采樣電路的輸出值。
4.權(quán)利要求
1的生物電信號(hào)檢測處理裝置，其進(jìn)一步的特征在于，所述電信號(hào)采集裝置包括一個(gè)前置多通道放大電路，該放大電路與上述檢測電極相連;一個(gè)多路模-數(shù)轉(zhuǎn)換電路，該電路與上述多通道放大電路的輸出端相連，并將放大電路的輸出轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào);一個(gè)數(shù)字網(wǎng)絡(luò)，該網(wǎng)絡(luò)與上述多路模-數(shù)轉(zhuǎn)換電路的輸出端相連，并按預(yù)定的組合關(guān)系對模-數(shù)轉(zhuǎn)換電路輸出的信號(hào)進(jìn)行變換，形成多路并行輸出;一個(gè)采樣電路，該電路以固定頻率對上述數(shù)字網(wǎng)絡(luò)的并行輸出進(jìn)行同步采樣，和一個(gè)緩沖寄存器，用于存儲(chǔ)上述采樣電路的輸出值。
5.權(quán)利要求
2、3或4的生物電信號(hào)檢測處理裝置，其進(jìn)一步的特征在于所述采樣電路以500-2500Hz固定頻率工作。
6.權(quán)利要求
1的生物電信號(hào)檢測處理裝置，其進(jìn)一步的特征在于，所述信號(hào)處理裝置包括一個(gè)時(shí)域處理單元，該單元對所述電信號(hào)采集裝置輸出的各路數(shù)字信號(hào)進(jìn)行時(shí)域處理，并通過所述輸出裝置給出各路信號(hào)的時(shí)域曲線;一個(gè)頻域處理單元，該單元對所述電信號(hào)采集裝置輸出的各路數(shù)字信號(hào)中任意兩路進(jìn)行頻域處理，包括實(shí)現(xiàn)快速付里葉變換，計(jì)算它們的功率譜函數(shù)，自相關(guān)函數(shù)，互相關(guān)函數(shù)，相干函數(shù)，傳遞函數(shù)，脈沖響應(yīng)函數(shù)，并通過所述輸出裝置輸出相應(yīng)函數(shù)曲線;和一個(gè)空間域處理單元，該單元對所述電信號(hào)采集裝置輸出的各路數(shù)字信號(hào)中相應(yīng)的三路進(jìn)行空間域處理，包括由X-Y組成額面，X-Z組成橫面，Y-Z組成側(cè)面以及三維立體的模型，并通過所述輸出裝置繪出相應(yīng)的軌跡曲線。
7.權(quán)利要求
6的生物電信號(hào)檢測處理裝置，其進(jìn)一步的特征在于，所述信號(hào)處理裝置包括一個(gè)時(shí)域波形識(shí)別單元，該單元對所述時(shí)域處理單元輸出曲線的每一波形的波幅和波寬進(jìn)行識(shí)別并求出相應(yīng)參數(shù);一個(gè)頻域波形識(shí)別單元，它對所述頻域處理單元輸出曲線的形態(tài)和位置進(jìn)行識(shí)別并求出相應(yīng)參數(shù);和一個(gè)空間域波形識(shí)別單元，該單元對所述空間域處理單元輸出曲線的面積，夾角和軌跡的走向進(jìn)行識(shí)別并求出相應(yīng)參數(shù)。經(jīng)過上述三個(gè)域處理從而產(chǎn)生參數(shù)表，該參數(shù)表可由所述輸出裝置輸出。
8.權(quán)利要求
7的生物電信號(hào)檢測處理裝置，其進(jìn)一步的特征在于，所述信號(hào)處理裝置包括一個(gè)多域綜合指標(biāo)比較判別單元，該單元將所述三個(gè)波形識(shí)別單元輸出的參數(shù)與預(yù)置的多域綜合病理指標(biāo)值相比較，根據(jù)比較結(jié)果做出判斷，并通過輸出裝置輸出判別結(jié)果。
9.權(quán)利要求
8的生物電信號(hào)檢測處理裝置，其進(jìn)一步的特征在于，所述信號(hào)處理裝置包括一個(gè)病情分級(jí)單元;該生物電信號(hào)檢測處理裝置還進(jìn)一步包括一個(gè)報(bào)警系統(tǒng);其中，所述病情分級(jí)單元對所述多域綜合指標(biāo)比較判別單元的判別結(jié)果進(jìn)行病情分級(jí)，并根據(jù)分級(jí)結(jié)果啟動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)向操作者發(fā)出病重報(bào)警信號(hào)。
10.權(quán)利要求
1的生物電信號(hào)檢測處理裝置，其進(jìn)一步的特征在于所述的信號(hào)處理裝置可由一計(jì)算機(jī)裝置構(gòu)成，用于對電信號(hào)采集裝置中經(jīng)模-數(shù)轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行采樣，并進(jìn)行時(shí)域、頻域和空間域的處理從而產(chǎn)生所述三個(gè)域的輸出結(jié)果。
11.權(quán)利要求
10的生物電信號(hào)檢測處理裝置，其進(jìn)一步的特征在于該檢測處理裝置進(jìn)一步包括一個(gè)鍵盤，供操作者對該裝置輸入操作指令、數(shù)據(jù)并對波形識(shí)別進(jìn)行人工干預(yù)。
12.權(quán)利要求
10的生物電信號(hào)檢測處理裝置，其進(jìn)一步的特征在于該檢測裝置進(jìn)一步包括一個(gè)外存儲(chǔ)裝置，用于存儲(chǔ)每一受試者的檢測信息。
13.權(quán)利要求
1的生物電信號(hào)檢測處理裝置，其進(jìn)一步的特征在于所述信號(hào)輸出裝置包括一個(gè)監(jiān)測器和一個(gè)繪圖打印機(jī)。
14.一種對生物電信號(hào)進(jìn)行檢測處理的方法，其特征在于包括以下步驟a.通過多個(gè)檢測電極對生物體不同部位的信號(hào)進(jìn)行檢測;b.用多通道放大電路對檢測到的信號(hào)進(jìn)行放大;c.用模-數(shù)轉(zhuǎn)換電路將多路放大信號(hào)轉(zhuǎn)換為多路數(shù)字信號(hào);d.用采樣電路以固定頻率對多路數(shù)字信號(hào)進(jìn)行同步采樣;e.將采樣數(shù)據(jù)存入緩沖寄存器;f.用信號(hào)處理裝置從緩沖寄存器中取出采樣數(shù)據(jù)并進(jìn)行時(shí)域和頻域處理，以獲得相應(yīng)的時(shí)域和頻域曲線;g.由輸出裝置將上述曲線輸出。
15.權(quán)利要求
14的生物電信號(hào)檢測處理方法，其特征在于所檢測的是心電信號(hào)并進(jìn)一步包括以下步驟f.用信號(hào)處理裝置從緩沖寄存器中取出采樣數(shù)據(jù)并進(jìn)行空間處理以獲得相應(yīng)的心電向量圖;g.由輸出裝置將該心電向量圖輸出。
16.權(quán)利要求
15的生物電信號(hào)檢測處理方法，其特征在于進(jìn)一步包括以下步驟h.用信號(hào)處理裝置對各曲線進(jìn)行波形識(shí)別以求出各曲線的參數(shù)表，并經(jīng)輸出裝置輸出。
17.權(quán)利要求
16的生物電信號(hào)檢測處理方法，其特征在于進(jìn)一步包括以下步驟i.用信號(hào)處理裝置將各參數(shù)表與預(yù)定的多域綜合病理指標(biāo)值進(jìn)行比較以判別其病種，并經(jīng)輸出裝置輸出判別結(jié)果。
18.權(quán)利要求
17的生物電信號(hào)檢測處理方法，其特征在于進(jìn)一步包括以下步驟j.用信號(hào)處理裝置將判別結(jié)果進(jìn)行病種分級(jí)，并對重病判別啟動(dòng)報(bào)警程序;k.通過報(bào)警裝置向操作者發(fā)出病重報(bào)警。
專利摘要
一種生物電信號(hào)檢測處理裝置和方法，包括可在人或其它動(dòng)物體表不同部位同時(shí)檢測電信號(hào)的多個(gè)檢測電極，通過該電極同步測取多路信號(hào)的電信號(hào)采集裝置，對采集的多路信號(hào)進(jìn)行時(shí)域、頻域和空間域處理的信號(hào)處理裝置，由監(jiān)視器和繪圖打印機(jī)構(gòu)成的信號(hào)輸出裝置，此外，還可包括外部存儲(chǔ)裝置、鍵盤和報(bào)警裝置。利用本發(fā)明的裝置和方法，可對心腦等不同器官同時(shí)進(jìn)行檢測，同步采樣，多域處理，然后進(jìn)行波形圖，參數(shù)表輸出和自動(dòng)綜合診斷。由此實(shí)現(xiàn)生物電信號(hào)的快速檢測和診斷。
文檔編號(hào)A61B5/0452GK87102381SQ87102381
公開日1988年10月12日 申請日期1987年3月30日
發(fā)明者沈希光, 封根泉, 連汝安, 王長清, 連晶, 劉池, 賴世忠, 楊繼麟, 游欽維, 張光啟, 馮培鑫, 夏業(yè)勛, 李?；? 蔡力軍, 蘇建平, 曾實(shí) 申請人:創(chuàng)建基立有限公司, 中國曉峰技術(shù)設(shè)備公司, 中國電子進(jìn)出口總公司華南分公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan