专利名称:一种心功能自动多项检测仪的制作方法
技术领域:
本实用新型属于医疗检测仪器。
目前,无创伤心功能检测技术由于它对人体无创伤、重复性好、便于鉴测等优点,国内外广泛开展基础理论与临床应用研究,特别是信号放大器部分的精度和稳定性,是这种测试技术能广泛应用的前提,而仪器的价格,又是人们关心的问题。近年来,美国、日本及我国一些单位已研制出单项或多项心功能检测仪,但有如下缺点,满足不了需要。
(1)、高质量的检测仪器价格昂贵。
(2)、由于仪器惰性、阻尼、走低速度不均,造成较大误差。
(3)、检测人员的操作水平及方法不同造成误差。
(4)、检测中由于公式繁多,检测时间长,使临床应用受到影响。
(5)、检测指标多,医生难以迅速掌握。
(6)、检测项目少,最多只有四项。
本实用新型的目的在于克服上述缺点,采用多路放大器,进行计算机自动处理,使检测速度、精度,项目大大提高,实现检测自动化。
本实用新型包括心电放大器、颈动脉/心尖搏动放大器、心音放大器、阻抗/导纳放大器,功能转换器、模数转换器、计算机组成。各种放大器的元件基本上由集成运算放大器、电容、电感组成,这些均在市场可以买到。在心电放大器、颈动脉/心尖搏动放大器和心音放大器中,对输入信号进行隔直处理,前置放大器采用ICL7650,放大后的信号进行滤波,用50Hz陷波器。在阻抗/导纳放大器中,对输入信号首先到增益调节电路,其增益受直流放大器输出电压控制,并用调谐回路输出。采用微分电路,对阻抗/导纳信号进行处理,得出阻抗变化率/导纳变化率,后再滤波和放大处理。通过功能转换器把七种信号转换成六种功能分别输出,应用计算机进行处理,并显示打印。
本实用新型与现有技术产品相比具有如下特点和优点1、本实用新型所采用的元件均可在市场上购到,放大器主要采用电阻,电容和集成运算放大器,计算机用国产或进口的微处理机,因此,此检测仪价格便宜。
2、本实用新型的放大器在输入信号间有一隔直电容,前置放大器采用集成运算放大器ICL7650,且有低失调、低温漂、高增益和抗干扰能力。同时,在心电放大器、颈动脉/心尖搏动放大器、心音放大器的输出端加有50Hz陷波器,基本上克服了50Hz的干扰,保证了信号的精度。
3、在心音放大器的前置放大器后连接一驱动放大器,使有足够的功率进行三路输出。
4、阻抗/导纳放大器的增益调节电路其增益受直流放大器输出电压控制,保证输出电压的恒定,为了减小导通角小造成的输出失真,采用调谐回路输出。
5、功能转换器能把七道生理信号转换成六种功能分别输出。
6、本实用新型采用计算机处理,速度快,它避免了人们操作误差,加之放大器失真小,所以精度高;它所测试的项目多,因此能明确诊断。
附图
(1)是本实用新型的原理方框图。心电放大器由前置放大器〔1〕、放大器〔2〕、低通滤波器〔3〕和50Hz陷波器〔4〕组成;颈动脉/心尖搏动放大器与心电放大器相仿,分别由前置放大器〔5〕、放大器〔6〕、低通滤波器〔7〕和50Hz陷波器〔8〕组成,心音放大器由前置放大器〔9〕、驱动放大器〔10〕和三路放大器,即高频放大器由放大器〔11〕、带通滤波器〔12〕和50Hz陷波器组成,中频放大器由放大器〔14〕、带通滤波器〔15〕和50Hz陷波器〔16〕组成,低频放大器由放大器〔17〕、带通滤波器〔18〕和50Hz陷波器〔19〕组成;阻抗/导纳放大器由人体电极〔20〕,恒压交流放大器〔21〕、整流器〔22〕、直流放大器〔23〕、增益调节器〔24〕、恒压输出器〔25〕、交流放大器〔26〕、检波器〔27〕、放大器〔28〕、〔29〕、〔30〕、低通滤波器〔31〕、微分电路〔32〕、放大器〔33〕、50KHz振荡器〔34〕、三角波发生器〔35〕组成。各放大器输出信号输入功能转换器〔36〕,经模数转换器〔37〕后到计算机〔38〕自动处理并显示打印结果。
附图(2)到附图(7)中,R为电阻,C为电容,W为可变电阻,T为电感式变压器,IC为运算放大器,D为二极管或稳压二极管。
附图(2)为心电放大器的电路图。I1、I2、I3为输入信号,电容C1、C2起隔直作用,前置放大器采用运算放大器IC1、IC1的型号为ICL7650,其特点是低失调、低温漂、高增益、抗干扰。运算放大器IC2、IC3构成二级放大线路。开关K1接到A是工作,接到A′是关。运算放大器IC4,电阻R15、R16,电容C7、C7′、C8、C8′构成低通二阶有源滤波器,开关K2、K3接到B、C为30Hz,接到B′、C′为60Hz。该滤波器可以满足以下衰减要求,若30Hz时,衰减3db,则120Hz时衰减25db,同样60Hz时衰减3db,则240Hz时衰减25db,其陡度系数为4。由运算放大器IC5构成的50Hz陷波器,采用双T形滤波线路,在50Hz陷波点可以得到40db的衰减,有效地控制50Hz的干扰。01为输出信号,接到功能转换器上。
颈动脉/心尖搏动放大器电路与附图(2)相仿。
附图(3)是心音放大器的前置放大器和驱动放大器线路图。I4为输入信号,C12是起隔直作用。运算放大器IC5构成的前置放大器,考虑到其输出功率不够,增加一级驱动放大,由运算放大器IC7组成,这才有可能变成三路同时输出信号,输出G接到附图(4)、附图(5)中的G。附图(4)为心音放大器的低频放大线路。由运算放大器IC8对输入信号G再进行放大,再经由运算放大器IC9、电容C17、C18,电阻R34、R35构成二阶高通滤波器,运算放大器IC10、IC11和电容C19、C21、C20、C22、C23,电阻R36、R37、R38、R39、R40构成五阶低通滤波器。滤波器频带为10Hz~100Hz。由运算放大器IC12和电阻R41、R42、R43,电容C24、C25、C26构成双T形50Hz陷波器。其功能与陷波器〔4〕一样。该线路可满足以下衰减要求二阶高通滤波器,10Hz时衰减3db,则3.3Hz时衰减20db,陡度系数为3,五阶低通滤波器,100Hz时衰减3db,则200Hz时衰减45db,陡度系数为2。
附图(5)为心音放大器的中频放大线路图。G为输入信号,由运算放大器IC13对输入信号G再发大。后经由运算放大器IC14、IC15,电阻R47、R48、R49、R50、R51,电容C27、C28、C29、C30、C31构成五阶高通滤波器,它在75Hz时衰减3db,则25Hz时衰减65db,陡度系数为3。由运算放大器IC16、IC17、电阻R52、R53、R54、R55、R56,电容C32、C33、C34、C35、C36构成五阶低通滤波器,200Hz时衰减3db,则400Hz时衰减45db,陡度系数为2。运算放大器IC18,电阻R57、R58、R59。电容C37、C38、C39构成50Hz陷波器,此电路频带为75Hz~200Hz。
心音放大器的高频放大器的电路图与附图5相仿。其频带为100Hz~400Hz。对于五阶高通滤波器,100Hz衰减3db,则33Hz时衰减65db陡度系数为3。五阶低通滤波器,400Hz时衰减3db,则800Hz时衰减45db,陡度系数为2。
附图〔6〕〔7〕为阻抗/导纳放大器电路。I5为输入端。增益调节线路由三极管BG1构成,其增益受直流放大器(由运算放大器IC19组成)输出控制电压的调节,使其输出电压保持恒定。为了减小由于导通角小造成的输出失真,本级采用调谐回路T1输出。三极管BG2构成恒压输出电路,采用强电流负反馈,使输出电路接触电阻变化的影响进一步减小。同时采用变压器T2输出,使病人与电源隔离,更有利于安全。由运算放大器IC20构成的恒压交流放大器,将恒压点的电压取样放大,变压器T3输出。由二极管D6,电阻R82、R79,电容C51、C50构成整流级,将恒压交流放大的交流信号整流滤波成直流。运算放大器IC19构成比较直流放大器,将整流后的直流电压与标准电压进行比较,得出差值,并进行放大,去控制增益调节器,以保证其输出为恒压值。微调W30可调节恒压值,G3为标准电压输入端。
附图(7)中的输入信号G1、G2连结附图(6)的G1、G2,采用变压器输入。由运算放大器IC21构成交流放大器,电容C57起隔直作用。运算放大器IC27、二极管D9、D10构成检波电路,因此,交流放大器〔26〕输出的随人体阻抗/导纳变化而变化的交流信号,经本级后,转换成电压信号,由运算放大器IC22组成的检波电路,保证了检波线性。为了使输出信号光滑,减小高频杂波,检波信号经由电阻R104、R105电容C59、C60组成的低通滤波线路,再到运算放大器IC23进行放大。G4为标准三角波输入点。人体阻抗/导纳经电容C61到运算放大器IC24、IC25进行放大器后,即为最后输出。由运算放大器IC24输出的另一路经电容C64、C65电阻R113、R114、R115和运算放大器IC26组成的低通滤波器,再到由电容C67、C68、C69,电阻R118、R119、R120和运算放大器IC27组成微分电路,把阻抗/导纳信号微分后输出,得到阻抗/导纳的对时间的变化率,由运算放大器IC28构成的微分放大电路再放大,得最终输出。O4、O5为输出信号。
50KHz振荡器〔34〕和三角波发生器〔35〕,采用标准信号发生器,使其振幅可调。
各路放大器共输出七道生理信号,由功能转换器转换成以下六种功能。
七道生理信号为心电信号、颈动脉/心尖博动信号、心音高频信号、心音中频信号、心音低频信号、阻抗/导纳信号,阻抗变化率/导纳变化率信号。
六种功能为
各种信号经模数转换器,后接计算机,并显示打印。
权利要求1.一种心功能自动多项检测仪,其特征在于由心电放大器、颈动脉/心尖博动放大器、心音放大器、阻抗/导纳放大器、功能转换器[36]、模数转换器[37]和计算机组成[38]。
2.按权利要求1所述的心功能自动多项检测仪,其特征是心电放大器和颈动脉/心尖搏动放大器由前置放大器〔1〕〔5〕,放大器〔2〕〔6〕,低通滤波器〔3〕〔7〕和50Hz陷波器〔4〕〔8〕组成。
3.按权利要求1所述的心功能自动多项检测仪,其特征是心音放大器由前置放大器〔9〕,驱动放大器〔10〕,放大器〔11〕〔14〕〔17〕,带通滤波器〔12〕〔15〕〔18〕,50Hz陷波器〔13〕〔16〕〔19〕组成。
4.按权利要求2和3所述的心功能自动多项检测仪,其特征是输入信号间有一隔直电容,前置放大器采用运算放大器TCL7650,50Hz陷波器采用双T形滤波线路。
5.按权利要求1所述的心功能自动多项检测仪,其特征在于阻抗/导纳放大器由人体电极〔20〕、恒压交流放大器〔21〕、整流器〔22〕、直流放大器〔23〕、增益调节器〔24〕、恒压输出器〔25〕、交流放大器〔26〕、检波器〔27〕、放大器〔28〕、〔29〕、〔30〕,低通滤波器〔31〕、微分电路〔32〕、放大器〔33〕、50KHz振荡器〔34〕、三角波发生器〔35〕组成。
6.按权利要求5所述的心功能自动多项检测仪,其特征在于增益调节器〔24〕的增益受直流放大器〔23〕输出电压的控制,并采用调谐回路输出。
7.按权利要求1所述的心功能自动多项检测仪,其特征在于功能转换器〔36〕把七道生理信号转换成六种功能分别输出。
专利摘要本实用新型属于一种心功能自动多项检测仪器,由心电放大器、颈动脉/心尖博动放大器、心音放大器、阻抗/导纳放大器、功能转换器、模数转换器和计算机组成。本实用新型具有测量项目多、速度快、成本低的优点。
文档编号A61B5/02GK2033248SQ88205368
公开日1989年3月1日 申请日期1988年5月7日 优先权日1988年5月7日
发明者李志明, 马流通, 栾傲发 申请人:解放军第三十五医院