一種脈搏波傳播速率檢測裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及人體生理檢測領(lǐng)域，尤其是涉及一種脈搏波傳播速率檢測裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 脈搏波傳輸速度（Pulse Wave Velocity，簡稱PWV)是指脈搏波在動脈壁傳播，由 一個(gè)特定位置（在時(shí)間傳播至另一特定位置（在時(shí)間^的平均速率。PWV是一個(gè)用 來測量動脈彈性及可擴(kuò)張性的指標(biāo)，動脈硬度增高會使PWV數(shù)值上升，而動脈彈性減弱會 使PWV數(shù)值下降，所以通過測量PWV數(shù)值，我們可以估計(jì)動脈的彈性及可擴(kuò)張性。PWV數(shù)值 還是一個(gè)極有用的非侵入性指標(biāo)，使得動脈硬化癥、高血壓、高脂血癥、糖尿病及腎病等多 種血管類疾病的早期發(fā)現(xiàn)及診斷成為可能。
[0003] 動脈硬化的檢測越來越受到醫(yī)學(xué)界的重視，其檢測結(jié)果可以提醒患者自己動脈硬 化的狀況，及時(shí)治療或增加相應(yīng)的鍛煉，改變飲食結(jié)構(gòu)。
[0004] 人體相應(yīng)的信號帶有很大的噪聲，如何在帶有嚴(yán)重噪聲的信號中提取真實(shí)信號是 醫(yī)療檢測儀器共同面臨的問題。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005] 本實(shí)用新型的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在檢測結(jié)果不夠精確的缺陷而 提供一種使用方便、穩(wěn)定性好的脈搏波傳播速率檢測裝置。
[0006] 本實(shí)用新型的目的可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：
[0007] 一種脈搏波傳播速率檢測裝置，包括心電圖電極、脈動傳感器、心電信號調(diào)理電 路、脈搏波信號調(diào)理電路、數(shù)據(jù)采集卡和含有虛擬儀器的上位機(jī)，所述心電圖電極的輸出端 連接心電信號調(diào)理電路的輸入端，所述脈動傳感器的輸出端連接脈搏波信號調(diào)理電路的輸 入端，所述心電信號調(diào)理電路的輸出端和脈搏波信號調(diào)理電路的輸出端均分別連接數(shù)據(jù)采 集卡的輸入端，所述數(shù)據(jù)采集卡的輸出端連接上位機(jī)的輸入端。
[0008] 所述脈動傳感器包括PVDF壓電薄膜。
[0009] 所述心電信號調(diào)理電路包括依次連接的一級差分放大電路、低通濾波電路、高通 濾波電路和二級放大電路，所述一級差分放大電路的輸入端連接心電圖電極的輸出端，所 述二級放大電路的輸出端連接數(shù)據(jù)采集卡的輸入端。
[0010] 所述脈搏波信號調(diào)理電路包括依次連接的一級差分放大電路、低通濾波電路、高 通濾波電路和二級放大電路，所述一級差分放大電路的輸入端連接脈動傳感器的輸出端， 所述二級放大電路的輸出端連接數(shù)據(jù)采集卡的輸入端。
[0011] 所述一級差分放大電路包括AD620差分放大器。
[0012] 所述低通濾波電路、高通濾波電路和二級放大電路均分別包括0PA2277芯片。
[0013] 所述數(shù)據(jù)采集卡為USB-6008數(shù)據(jù)采集卡。
[0014] 所述數(shù)據(jù)采集卡的輸出端通過USB數(shù)據(jù)線連接上位機(jī)的USB接口。
[0015] 所述上位機(jī)連接有顯示屏和打印機(jī)。
[0016] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)：
[0017] 1)通過對心電信號和脈搏波信號調(diào)理、采集，再通過含有虛擬儀器的上位機(jī)進(jìn)行 脈搏波傳輸速率的測量，成本低，檢測速度快，穩(wěn)定性高。
[0018] 2)選用PVDF壓電薄膜作為脈搏傳感器的敏感元件，提取的脈搏波信號更真實(shí)， 所測的人體脈搏波信號為毫伏級信號，同時(shí)心電信號和脈搏波信號需經(jīng)過一級差分放大電 路、低通濾波電路、高通濾波電路和二級放大電路的調(diào)理后再由數(shù)據(jù)采集卡進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換， 且USB-6008數(shù)據(jù)采集卡是基于USB2. 0串行口的多功能數(shù)據(jù)采集卡，有8個(gè)模擬輸入端子 可用于接收心電信號和脈搏波信號，從而可有效克服噪聲的影響，提高PWV檢測精度，檢測 結(jié)果精確可靠。
[0019] 3)結(jié)構(gòu)簡單，操作簡便，實(shí)用性強(qiáng)：由上位機(jī)接收數(shù)據(jù)采集卡傳輸?shù)男碾娦盘?、脈 搏波信號，進(jìn)行脈搏波分析處理和存儲，并通過高分辨率顯示屏和打印機(jī)，對測量的PWV結(jié) 果進(jìn)行及時(shí)顯示和打印。
【附圖說明】
[0020] 圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021] 圖2為本實(shí)用新型中脈搏波信號調(diào)理電路示意圖。
[0022] 圖中：1、心電圖電極，2、脈動傳感器，3、心電信號調(diào)理電路，4、脈搏波信號調(diào)理電 路，5、數(shù)據(jù)采集卡，6、上位機(jī)，7、顯示屏，8、打印機(jī)，9、一級差分放大電路，10、低通濾波電 路，11、高通濾波電路，12、二級放大電路。
【具體實(shí)施方式】
[0023] 下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說明。本實(shí)施例以本實(shí)用新型 技術(shù)方案為前提進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過程，但本實(shí)用新型的保 護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。
[0024] 如圖1所示，一種脈搏波傳播速率檢測裝置包括心電圖電極1、脈動傳感器2、心電 信號調(diào)理電路3、脈搏波信號調(diào)理電路4、數(shù)據(jù)采集卡5和含有虛擬儀器的上位機(jī)6,心電圖 電極1的輸出端連接心電信號調(diào)理電路3的輸入端，脈動傳感器2的輸出端連接脈搏波信 號調(diào)理電路4的輸入端，心電信號調(diào)理電路3的輸出端和脈搏波信號調(diào)理電路4的輸出端 均分別連接數(shù)據(jù)采集卡5的輸入端，數(shù)據(jù)采集卡5的輸出端連接上位機(jī)6的輸入端。上位 機(jī)6連接有用于顯示和打印脈搏波測量結(jié)果的顯示屏7和打印機(jī)8。
[0025] 其中，脈動傳感器2包括PVDF壓電薄膜，測量范圍0~50g，精度誤差彡5%F.S， 靈敏度多20mV/F.S，提取的脈搏波信號更真實(shí)，所測的人體脈搏波信號為毫伏級信號。
[0026] 心電信號調(diào)理電路3和脈搏波信號調(diào)理電路4均分別包括依次連接的一級差分放 大電路9、低通濾波電路10、高通濾波電路11和二級放大電路12，一級差分放大電路9的輸 入端對應(yīng)連接心電圖電極1和脈動傳感器2的輸出端，二級放大電路12的輸出端連接數(shù)據(jù) 采集卡5的輸入端。圖2為脈搏波信號調(diào)理電路4的示意圖，一級差分放大電路9包括AD620 差分放大器及其周圍電路（包括電阻Rl和電容C1、C2)。低通濾波電路10包括OPA2277芯 片及其周圍電路（包括電阻R2、R3、R4、R5和電容C3)，高通濾波電路11包括OPA2277芯片 及其周圍電路（包括電阻R6、R7、R8和電容C4、C5)，二級放大電路12包括OPA2277芯片及 其周圍電路（包括電阻1?9、1?10、1?11、1?12和電容06、07)。其中，0?42277芯片是雙運(yùn)放電 路，U2A和U2B是同一個(gè)芯片中的不同部分。兩個(gè)信號調(diào)理電路將心電圖電極1、脈動傳感 器2的采集信號通過差動放大器前置放大輸出信號，提高信噪比，再通過低通濾波電路10 去除信號中的高頻噪聲，再通過高通濾波電路11去除信號中的直流分量，再通過二級放大 電路12得到滿足AD采樣條件的模擬信號。
[0027] 數(shù)據(jù)采集卡5為NI公司生產(chǎn)的USB-6008數(shù)據(jù)采集卡。該卡是基于USB2. 0串行 口的多功能數(shù)據(jù)采集卡，有8個(gè)模擬輸入端子可用于接收心電信號和脈搏波信號，每路輸 入范圍為±10V，10Ks/s，12位分辨率。它將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號并通過USB數(shù)據(jù)線送 入上位機(jī)6的USB接口，進(jìn)一步處理。
[0028] 上位機(jī)6是集成了基于虛擬儀器圖像編程的LabVIEW軟件平臺的計(jì)算機(jī)，實(shí)現(xiàn)對 信號處理、分析、顯示、存儲、波形回放、信號平滑濾波、周期識別、基線調(diào)整、特征點(diǎn)識別等 功能，充分利用含有虛擬儀器的上位機(jī)6在信號測試和分析上的強(qiáng)大優(yōu)勢，使得檢測裝置 開發(fā)周期短、靈活高效。從單周期的心電信號和脈搏波信號的波形圖中得到相應(yīng)特征點(diǎn)的
PWV0
[0029] 工作原理：
[0030] 心電圖電極1采集心電信號，脈動傳感器2采集脈搏波信號（例如橈動脈的脈搏 波信號），并將相應(yīng)采集到的信號發(fā)送給對應(yīng)的信號調(diào)理電路，由心電信號調(diào)理電路3和脈 搏波信號調(diào)理電路4進(jìn)行信號的放大、濾波、電位調(diào)整，再將調(diào)理后的信號發(fā)送給數(shù)據(jù)采集 卡5,數(shù)據(jù)采集卡5將模擬電壓信號進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換，再將AD轉(zhuǎn)換后的信號發(fā)送給上位機(jī)6,上 位機(jī)6利用集成的虛擬儀器對心電信號、脈搏波信號進(jìn)行處理和分析，并將處理分析后的 結(jié)果輸出，高分辨率的液晶型顯示屏7和打印機(jī)8打印的報(bào)告顯示測量結(jié)果。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種脈搏波傳播速率檢測裝置，其特征在于，包括心電圖電極、脈動傳感器、心電信 號調(diào)理電路、脈搏波信號調(diào)理電路、數(shù)據(jù)采集卡和含有虛擬儀器的上位機(jī)，所述心電圖電極 的輸出端連接心電信號調(diào)理電路的輸入端，所述脈動傳感器的輸出端連接脈搏波信號調(diào)理 電路的輸入端，所述心電信號調(diào)理電路的輸出端和脈搏波信號調(diào)理電路的輸出端均分別連 接數(shù)據(jù)采集卡的輸入端，所述數(shù)據(jù)采集卡的輸出端連接上位機(jī)的輸入端。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種脈搏波傳播速率檢測裝置，其特征在于，所述脈動傳感 器包括PVDF壓電薄膜。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種脈搏波傳播速率檢測裝置，其特征在于，所述心電信號 調(diào)理電路包括依次連接的一級差分放大電路、低通濾波電路、高通濾波電路和二級放大電 路，所述一級差分放大電路的輸入端連接心電圖電極的輸出端，所述二級放大電路的輸出 端連接數(shù)據(jù)采集卡的輸入端。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種脈搏波傳播速率檢測裝置，其特征在于，所述脈搏波信 號調(diào)理電路包括依次連接的一級差分放大電路、低通濾波電路、高通濾波電路和二級放大 電路，所述一級差分放大電路的輸入端連接脈動傳感器的輸出端，所述二級放大電路的輸 出端連接數(shù)據(jù)采集卡的輸入端。5. 根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的一種脈搏波傳播速率檢測裝置，其特征在于，所述一級差 分放大電路包括AD620差分放大器。6. 根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的一種脈搏波傳播速率檢測裝置，其特征在于，所述低通濾 波電路、高通濾波電路和二級放大電路均分別包括0PA2277芯片。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種脈搏波傳播速率檢測裝置，其特征在于，所述數(shù)據(jù)采集 卡為USB-6008數(shù)據(jù)采集卡。8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種脈搏波傳播速率檢測裝置，其特征在于，所述數(shù)據(jù)采集 卡的輸出端通過USB數(shù)據(jù)線連接上位機(jī)的USB接口。9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種脈搏波傳播速率檢測裝置，其特征在于，所述上位機(jī)連 接有顯示屏和打印機(jī)。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種脈搏波傳播速率檢測裝置，包括心電圖電極、脈動傳感器、心電信號調(diào)理電路、脈搏波信號調(diào)理電路、數(shù)據(jù)采集卡和含有虛擬儀器的上位機(jī)，所述心電圖電極的輸出端連接心電信號調(diào)理電路的輸入端，所述脈動傳感器的輸出端連接脈搏波信號調(diào)理電路的輸入端，所述心電信號調(diào)理電路的輸出端和脈搏波信號調(diào)理電路的輸出端均分別連接數(shù)據(jù)采集卡的輸入端，所述數(shù)據(jù)采集卡的輸出端連接上位機(jī)的輸入端。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有成本低、檢測速度快、精度高、穩(wěn)定性高等優(yōu)點(diǎn)。
【IPC分類】A61B5/0285, A61B5/0265
【公開號】CN204698543
【申請?zhí)枴緾N201520239751
【發(fā)明人】黃祖良, 鄧琛, 張琴舜, 費(fèi)冬冬
【申請人】上海工程技術(shù)大學(xué)
【公開日】2015年10月14日
【申請日】2015年4月20日