专利名称：动脉硬化检测仪的制作方法
技术领域：
本实用新型属于用于诊断目的的医用测量仪器技术领域，具体的涉及一种 用于动脉疾病的早期检查和检测的动脉硬化检测仪。
背景技术：
随着生活水平的提高， 一些与生活方式密切相关的疾病，如高血压、肥胖、 糖尿病、高血脂等的发病率也逐步增加。人们已知，动脉硬化是与这些疾病联 系在一起的重要并发症，它能导致心血管疾病和中风等。其后果是，在发达国 家中心血管疾病和中风成为死亡率和发病率主要因素。他们正以惊人的速度增 加。越来越清楚的研究和治疗表明，动脉硬化需要早诊断和早治疗。历来医务 人员的主要精力用于治疗已出现症状的病人。为了使早期检査和早期干预获得 成功，就需识别出"无症状"但"有风险"的病人。筛査和评估动脉硬化不仅 可以减少发病几率和医疗费用，也可以改善生活质量。动脉硬化检测仪设备可以提供用于动脉疾病的早期检查和早期治疗的临床信息。该仪器使用PWV (脉搏波传导速度评估动脉僵硬度的指数)和ABI (踝臂指数评估动脉阻塞的指数)对动脉硬化。两个指数是在进行心电图和心音 图检测的同时，同步测量同一个心动周期四肢的血压和波形而获得的。目前开 发动脉硬化检测仪的公司除申请人外，主要有曰本科林和北京福田，这两家公 司的产品均采用专用的嵌入式操作系统为开发平台，其主要存在功能单一、稳 定性差、价格偏高、使用灵活性差的缺点。例如对于血压的测量一直以来是多数血压测量仪器的一个难题，其采用模拟电路，经过模拟的IIR高通和IIR低通滤波之后的信号相位会产生变形，而变形量是和信号频率等多种因素都有关， 由于固有的误差使得滤波后的两个信号无法准确对应，也就难以准确的测量出 最终的结果，其电路实现的一致性难以保证，许多血压测量中复杂的信号处理算法难以实现；其次，在测量血压的时候，由于需要对袖带进行充气，使得在 采集过程中，被测者四肢有压迫感，而这种挤压对于一些动脉硬化患者来讲是危险的，再次，心电和心音测量设备测定的模拟信号夹杂有呼吸、 心动等低频信号及仪器本身的高频噪声，致使处理器接收信号不灵敏、波形质 量差。另外处理器对接收到的模拟信号进行处理的模块开发非常复杂，操作系 统繁琐。实用新型内容本实用新型的目的是提供一种采用数字信号处理方式得到动脉硬化检测数 据、操作简单，采用计算机处理，处理模块开发简单，检测结果准确，控制系 统运行稳定，使用寿命长，能够真实的、定量的反映被测者动脉硬化状况的动 脉硬化检测仪。为实现上述发明目的，本实用新型采用的技术方案如下-一种动脉硬化检测仪，其特征在于所述动脉硬化检测仪包括心音传感器，用于采集人体的心音信号；心电电极，用于采集人体的心电信号；血压袖带核气体压力传感器，用于测量血压和脉搏信号；所述心音传感器和心电电极分别连接心音模拟放大滤波模块和心电模拟放 大滤波模块后将采集信号输出至一 A/D转换器，所述血压袖带核气体压力传感 器连接放大电路并输出采集信号至所述A/D转换器；所述A/D转换器将转换后的数字信号连接输出至一处理装置。具体地讲，所述血压袖带核气体压力传感器连接A/D转换器后，经由一FIR 滤波器连接处理装置，并由处理器处理产生静压值和脉搏波。所述血压袖带核气体压力传感器连接一血压充气气泵和电磁阀，血压充气 气泵和电磁阀由一驱动电路模块连接控制。所述处理装置为配置有显示器和内置信号处理模块的计算机，计算机通过 USB接口连接一现场可编程门阵列进行A/D转换器控制，所述A/D转换器由复数 个12位AD转换器组成。所述现场可编程门阵列将A/D转换器的转换结果通过USB接口输送至计算 机，所述动脉硬化检测仪还包括一驱动电路模块，该驱动电路模块将计算机通 过USB接口送到所述现场可编程门阵列的开关信号进行电流放大，实现对血压 袖带核气体压力传感器连接设置的血压充气气泵和电磁阀的驱动和控制。所述心音模拟放大滤波模块由一心音模拟放大器和带通滤波电路组成；所述心电模拟放大滤波模块由 一心电模拟放大器、带通滤波电路及增益和电平调 整模块组成。所述处理装置为配置有显示器和内置信号处理模块的计算机，计算机内设 存储器，外部连接有打印设备。该动脉硬化检测仪通过心音传感器、心电电极和血压袖带核气体压力传感 器测量心音、心电和血压三个部分，采用基于计算机处理的设计思路，将复杂 的算法及用户接口采用计算机来处理，这样就使该检测仪具有开发简便，操作 简单灵活的特点。血压袖带核气体压力传感器测定的模拟信号直接放大，然后再通过AD转换器直接转换成数字信号，最后进行计算机信号处理，在调试和输 出中都充分发挥计算机的优势，尽可能的得到结果准确。同时数字信号可以通 过采用相位可控的FIR滤波器(有限长脉冲响应滤波器)很容易的避开模拟信 号滤波后相位变形、滤波后得的两信号无法准确对应等问题。数字转换和传输系统可采用复数个高精度的12位AD转换器进行AD转换， 多个外围核心控制器件采用大规模集成电路高容量的FPGA控制AD转换，并且 将结果通过USB接口传送到计算机。现场可编程门阵列FPGA是专用集成电路 (ASIC)中集成度最高的一种，用户可对FPGA内部的逻辑模块和I/O模块重新 配置，以实现用户的逻辑。处理装置一计算机接收包括心音、心电和血压在内 的外围的数据接收并且进行对应的信号处理，得到最终的ABI及PWV，并可通过 存储器和打印设备将病例管理、显示及打印等。并且可以在测量的过程中和外 设实现对应的数据通讯，出错保护等。在该动脉硬化检测仪中还可设置驱动电路模块，该模块负责将计算机通过 USB接口传送到FPGA的开关信号进行电流放大，驱动和控制血压充气气泵、电 磁阀等。用于采集心音、心电和血压的三个信号采集元件均为现有的稳定性和精度 较高的传感器采集设备。三个信号采集元件的采集信号分别经过心音放大器、 心电放大器和血压袖带核气体压力传感器放大电路进行放大，放大的心音信号 经过原有心音放大器的处理后，经过进一步的带通滤波，去除了信号中夹杂的 呼吸，心动等低频信号及仪器本身的高频噪声。放大的心电信号经过带通滤波 及增益和电平调整后连接到AD转换器的输入。血压袖带核气体压力传感器的采 集信号进行高增益放大后直接送到AD转换器，其静压值和脉搏波波形都通过计 算机处理来实现。本实用新型的有益效果在于，该动脉硬化检测仪能够真实、准确、定量的 反映被测者的动脉硬化状况，解决了现有动脉氧化检测仪存在的处理复杂化、 准确度地的缺陷，采用数字信号处理方式得到动脉硬化检测数据、操作简单， 采用计算机处理，处理模块开发简单，控制系统运行稳定，使用寿命长。
图1是本实用新型具体实施方式
的组成框架图。
具体实施方式
如图，该动脉硬化检测仪采用市售心音传感器、心电电极和血压袖带核气 体压力传感器采集心音、心电和血压模拟信号，心音传感器连接心音模拟放大器和带通滤波电路后与A/D转换器输入连接，心电电极连接心电模拟放大器、 带通滤波电路及增益和电平调整模块后与A/D转换器输入连接。血压袖带核气 体压力传感器连接一高增益的放大电路后与A/D转换器输入连接，然后又通过 FIR滤波器连接计算机，由计算机生成静压值和脉搏波。计算机通过USB接口连 接一现场可编程门阵列FPGA进行A/D转换器控制，所述A/D转换器由复数个12 位AD转换器组成。气体传感器还连接设置有血压充气气泵和电磁阀，血压充气 气泵和电磁阀由一驱动电路模块连接控制，该驱动电路模块将计算机通过USB 接口送到所述现场可编程门阵列的开关信号进行电流放大，实现对血压袖带核 气体压力传感器连接设置的的驱动和控制。计算机端设置有显示器，并内置信 号处理模块，外配打印设备。
权利要求1.一种动脉硬化检测仪，其特征在于所述动脉硬化检测仪包括心音传感器，用于采集人体的心音信号；心电电极，用于采集人体的心电信号；血压袖带核气体压力传感器，用于测量血压和脉搏信号；所述心音传感器和心电电极分别连接心音模拟放大滤波模块和心电模拟放大滤波模块后将采集信号输出至一A/D转换器，所述血压袖带核气体压力传感器连接放大电路并输出采集信号至所述A/D转换器；所述A/D转换器将转换后的数字信号连接输出至一处理装置。
2. 根据权利要求1所述的动脉硬化检测仪，其特征在于所述血压袖带核气 体压力传感器连接A/D转换器后，经由一 FIR滤波器连接处理装置，并由处理 器处理产生静压值和脉搏波。
3. 根据权利要求1所述的动脉硬化检测仪，其特征在于所述血压袖带核气 体压力传感器连接一血压充气气泵和电磁阀，血压充气气泵和电磁阀由一驱动 电路模块连接控制。
4. 根据权利要求1所述的动脉硬化检测仪，其特征在于所述处理装置为配 置有显示器和内置信号处理模块的计算机，计算机通过USB接口连接一现场可 编程门阵列进行A/D转换器控制，所述A/D转换器由复数个12位AD转换器组 成。
5. 根据权利要求4所述的动脉硬化检测仪，其特征在于所述现场可编程门 阵列将A/D转换器的转换结果通过USB接口输送至计算机，所述动脉硬化检测 仪还包括一驱动电路模块，该驱动电路模块将计算机通过USB接口送到所述现 场可编程门阵列的开关信号进行电流放大，实现对血压袖带核气体压力传感器 连接设置的血压充气气泵和电磁阀的驱动和控制。
6. 根据权利要求1所述的动脉硬化检测仪，其特征在于所述心音模拟放大 滤波模块由一心音模拟放大器和带通滤波电路组成；所述心电模拟放大滤波模 块由 一心电模拟放大器、带通滤波电路及增益和电平调整模块组成。
7. 根据权利要求1所述的动脉硬化检测仪，其特征在于所述处理装置为配 置有显示器和内置信号处理模块的计算机，计算机内设存储器，外部连接有打 印设备。
专利摘要一种动脉硬化检测仪，包括心音传感器，用于采集人体的心音信号；心电电极，用于采集人体的心电信号；血压袖带核气体压力传感器，用于测量血压和脉搏信号；所述心音传感器和心电电极分别连接心音模拟放大滤波模块和心电模拟放大滤波模块后将采集信号输出至一A/D转换器，所述血压袖带核气体压力传感器连接放大电路并输出采集信号至所述A/D转换器；所述A/D转换器将转换后的数字信号连接输出至一处理装置。该检测仪能够真实、准确、定量的反映被测者的动脉硬化状况，解决了现有动脉氧化检测仪存在的处理复杂化、准确度地的缺陷，采用数字信号处理方式得到动脉硬化检测数据、操作简单，采用计算机处理，处理模块开发简单，控制系统运行稳定，使用寿命长。
文档编号G06Q50/00GK201088580SQ20072019554
公开日2008年7月23日 申请日期2007年11月2日 优先权日2007年11月2日
发明者唐中汉, 徐亮禹 申请人:北京鑫悦琦科贸有限责任公司