专利名称：遥测型便携式无创伤循环功能检测仪的制作方法
技术领域：
本发明遥测型便携式无创伤循环功能检测仪，采用动脉搏动信息，检测循功能属于一种生物信息自动识别，加工处理的无创伤性循环功能检测仪。
近二十年来国内外学者对人体循环动力学虽然作了大量的研究，但在理论上都是孤立的研究循环系统，某一个部分或单元，并把血液和它流经的固体结构看成是物理的结构，忽略生命功能的特点，很简化假设条件，其结果与活体实况相差太远。在我国根据血液动力学理论，检测仪器研制方面，北京、南昌、安徽、上海等地研制了一些仪器，少部分还是对脉图形态定性检测，另一部分对脉图定量分析过程中自动测量，但精度不够，同时体积过大，造价较贵，操作繁琐。
本发明的目的是针对上述方法检测仪存在的不足之处采用优选法的生物信息自动识别，加工处理装置，并匹配有遥测发射接收装置，在远近距离对人体循环功能进行检测，取得循环功能的压力、流量、容量阻抗冠脉供血心肌力能等方面参数。具有体积小，重量轻，携带方便，快速准确无创伤，安全可靠，操作简单等特点。
遥测型便携式无创伤循环功能检测仪是采取以下方案实现的便携式无创伤循环功能检测仪主要由检测仪专家智能主机，遥测发射机装置，传感器构成。检测仪主机主要包括外壳、前后面板，外壳内装有计算机、数模转换装置、打印机、遥测主机接收机、自动识别处理装置以及电子线路、元器件。
遥测型便携式无创伤循环功能检测仪的发射装置由发射机和对讲机组成。发射装置电子线路主要由发射装置的电源部分、传感器、发射装置的放大器、传感器电路、锁相环电路、蜂鸣电路构成。
发射装置的电源是由二只9V电池和一只6V电池、滤波电容C1、C2、C3、电源开关K1-1、K1-2、K1-3、指示灯D1构成(见图五)，电容C1、C2、C3是为了减少电源对整机影响而设置的滤波电容，发射装置的放大器分三级放大而完成的，放大倍数很高。电源有轻度波动就会影响信息的正确性，因此采用直流电源，9V电池是为放大器提供偏置，6V电池是为传感器检取脉动信号提供的电源。传感器电路中，传感器PT-6是一个电桥连接有偏置电阻R2、R3、R4，电位器W1，传感器输出端连接有双耦合隔直流电容C4、C5。将电源开关K1-1、K1-2、K1-3闭合，D1指示灯亮，这时放大器开始工作。6V电源通过R2、R3、W1、R4为PT-6传感器提供偏置。当传感器放在脉动信号检测部位，电桥的两侧便产生一个动脉信号。W1电位器是调整电桥偏置而设置，为阻止传感器的直流偏置对放大器的影响，在电桥输出端增加了C4、C5双耦合隔直流电容。发射装置的放大器由集成块IC1、IC2、IC3及电阻R5、R14、R16、电容C4-C6、电位器W2-W4构成三级集成运算放大器。第一级放大器IC1是集成运放0P-07，连接有电阻R8、电容C6、深度负反馈网络使放大器工作在线性区域内，提高放大的精度。动脉搏动信号是低频讯号，甚频约为7HZ多次谐波分量集中在20HZ以下，所以以下各放大器之间都采用直接耦合方式。第二级放大器IC2采用同相集成运放714，增加了可调深度负反馈电位器W2，使放大器工作在线性局域内，同时增设了调零电位器W3。第三级放大器IC3用反相集成运放714，除了深度负反馈外同时增设了一个基线调整电位器W4。动脉脉动信号经过三级放大以后，脉动动信号会叠加入一些较高频率杂波信号，因此在第三级放大后，利用RC网络滤波装置，滤掉不必要的信号，而把脉动信号不失真的接入锁相环又联接对讲机上，经过调制发射出去。锁相环电路主要由集成芯片IC4、电容C8、电阻R17构成，集成芯片IC4为4046。
实时接收脉搏信息并转化为图象的发射过程，传感器放置的位置，压力是检取信息的关键，所以要严格按照操作规程放置，合格的脉图信号才能不失真的发射和接收，因此在发射之前必须进行监视，判断发射信号是否具备合格信号的特征。本发射装置采用蜂鸣电路，其电路简单使用方便，在发射前将发射机开关K2拨至2端监听位置，可以进行监听脉动信号，根据声调的特征可以判断传感器位置、压力是否适当。蜂鸣器电路由两只三极管T1、T2构成，一级蜂鸣片推动电路，主要由三极管T1、T2、电阻R18、R19、R20、R21、二极管D2、电容C9构成。这个电路所需的电源和信号均是脉动信号本身，根据三极管的性能，只有脉动信号在一定幅值内，三极管才能起动达到工作状态，不失真地反映信号变量。当监听到合格信号时，将开关K2推至1端发射位置，脉搏信息就会通过对讲机发射出去。
遥测主机接收机由对讲机、接收电路构成。接收电路主要由放大器、整形电路、鉴频电路，放大器主要由集成块IC1、IC4、IC7、电阻R1、R2、R3、R12-R14、R25-R30、电容C1、C10、电位器W1、W5构成三级集成运算放大器。集成块IC1、IC4、IC7均为741反相集成运放。整形电路主要由集成芯片IC2、电容C2、电阻R4、R5构成一级施密特整形电路。集成芯片IC2为40106型。鉴频电路由集成芯片IC3及电阻R6-R11、电容C2-C5构成。集成芯片IC3采用331型。
遥测型便携式无创伤循环功能检测仪具有遥测和直接测量两种功能。所以主机也设有传感器偏置电路及放大电路(见图六)。主机传感电路主要由传感器PT-6、电阻R15、R16、R17、电位器W2构成。主机传感器放大电路主要由集成块IC5、IC6、IC7、电阻R18-R30、电位器W3-W5、电容C6-C10构成。集成块IC5采用PO-07，集成块IC6、IC7采用741型(IC7是遥测和主机直接使用的公共放大器)。
脉动调制信号从对讲机引出经电容C1耦合接到第一级放大器IC1上，这个放大器采用反相集成运放714，又经C2耦合接至施密特整形电路40104进行调制信号整形，经C3耦合接到鉴频器IC3进行调制信号解调，鉴频器采用331。复原的脉动信号接到第二级放大器IC4上，这个放大器为反相运放741，并且采用深反馈系统连接有W1。脉动信号经过这一段放大后，经过开关K3，将K3搬到1端信号接到主机的放大器IC7上，主机的放大器也采用741反相运放。
开关K3控制接收与本机使用，遥测型便携式无创伤循环功能检测仪，具有遥测和直接检测两种功能，遥测的作用如前述，直接检测法即把传感器直接与主机联接进行脉动信息的检测。
主机放大器前级传感器PT-6偏置和放大器IC5、IC6、IC7与发射机放大器前级IC1、IC2、IC3相同，在这里不进一步说明。在直接检测时，脉动信号经前几级放大后，经电容C9耦合连接主机开关K3上，将K3搬至2端，脉动信号就接至放大器IC7，经RC网络滤波，接STD总线进行显示、分析、打印报告。
自动识别处理装置遥测型循环功能检测仪与类同产品最大的优点是自动识别处理装置，采用了“选优法”对图形和数据进行自动处理，使其精确度大大提高。该装置由五个集成模块组成1、图形监视模块。用于监视被检者脉搏波，调节放大器增益和平衡以得到合格脉图。
2、图形数据采集模块。由于人体脉搏信号集中于低频，基频约为1HZ左右，20次谐波张量可忽略不计，故采样间隔4ms，由此采样频率F＝1000/4＝250HZ，采样模块随机采样，对每个被检测者采取数据，以便分析处理有充分的选择余地。
3、图形“选优法”识别处理模块。对采样后的脉图数据图形先进行四个中选一个最优图形，这样依据这些数据选优确定一个脉动周期向下一个脉动周期转变点，从这些数据中择优选中一个合格图形供分析处理。
4、循环功能参数模块。是依据优选点的流程所选心动周期各标志点，计算出初始数据。自动计算出28个循环功能参数。
5、结果输出模块。负责打印图形及心功能报告。
遥测型便携式无创伤循环功能检测仪具有体积小，重量轻，携带方便，快速准确，安全可靠，操作简单。可得到心导管、冠状动脉造影等技术可取得的参数。可提供循环功能的压力、流量、容量阻抗负荷、冠脉供血、心肌力能等方面28个参数。主要用于危重病人和手术中、后病人心血管功能状态的监护和循环系统疾病的诊治，急救指导用药，最大优点是可用于各种野外和野战环境中(院外、救诊、海战、潜水、船上、陆战、航海、运动)的伤病员监测救治，适用于平战，为军民服务。还可用于中医、药物、针灸、气功、妊娠等研究工作。临床已用于冠心病、高心病、肺心病、先心病、风心病、心肌梗塞、麻醉、高气压、潜水和航海中等40多种疾病的诊断、监护和治疗，随时随地提供瞬间的定量参数。例如在创伤、失血性休克的诊救中，提供血容量、流量、心泵力、阻抗和麻醉监护中的压力、流量等变化的早期发现。对心肌梗塞时监护心功能和指导救治用药，取得良好效果。
以下将结合附图对本发明型作用进一步说明。
图1是遥测型便携式无创伤循环功能检测仪主机示意图。
图2是遥测型便携式无创伤循环功能检测仪主机后视图。
图3是本发明遥测发射机示意图。
图4是本发明遥测发射机后视图。
图5是遥测型便携式无创伤循环功能检测仪发射装置电路原理图。
图6是遥测型便携式无创伤循环功能检测仪主机接收机电路原理图。
参照附图1、2遥测型便携式无创伤循环功能检测仪主机前后面板上主要装有键盘F、显示器B、电子血压计I、血压计袖袋插座J、血压计气球G、血压计电源开关H、频率旋钮N3、遥测接收开关K3、遥测控制旋钮N2、基线旋钮N1、打印机M、电源指示灯K4、遥测接收插座L、传感器插座K、电源插座P、电源保险丝R、散热装置S。接收机Y装在主机上部。检测仪主机面板装有键盘F为琴键式，5.5英吋IES黑白显示管B，调频放大旋钮N3，旋钮之上是基线调位旋钮N1，最上方一个旋钮是遥测接收调频E，对接收的信息进行调频和整形，键盘F共有21个键供输入病人检测前必需的数据，然后完成实时显示图形，冻结自动识别零点和处理数据，电子血压计I自动显示PS(收缩压)、PD(舒张压)和心率三种数据，传感器插座K，取挠动脉信息经传感器送入数模转换为电信号(数字)。L是遥测接收信号插座，一端与接收对讲机相连，m为打印机提供血流动力掌参数变化，打印报告部首打印图形、打印初始数据，自动清除图形，离散取样内存。n2遥测接收对讲机调控旋钮，使它处于遥测遥测位置即可接收发射信号。“K3”是遥测接收开关，当K3处于遥测置，即可接收发射的信号，后面板上装有电源插座P、电源保险丝R、散热器S。
参照附图3、4本发明的遥测发射机主要结构有发射机外壳、发射机前后面板、发射器T，发射机前面板上装有电源开关K1、指示灯D1、发射联线插座C，蜂鸣器及发射开关K2、发射机后面板上装有传感器插座R。发射机外壳内装有发射机线路板、电器元件。
参照附图5遥测型便携式无创伤循环功能检测仪发射装置电路中传感器PT-6的1端与电位器W1联接，同时也与耦合电容C4联接，2端接电阻R3同时接6V电池，也与电容C2、电阻R1联接，3端与耦合电容C5联接，4端与电阻R2联接也接地。信号从PT-6传感器1、3两端产生后，1端信号接电容C4、电阻R5、接到第一级集成运算放大器IC1的3端上，PT-6的3端信号接电容C5、电阻R6接至IC1的2端上，IC1的2端又接一电阻R7，IC1的3端与6端之间接电阻R8、电容C6负反馈系统。第二级集成运算放大器IC2的3端与IC1的6端接一电阻R10，IC2的2端接一电阻R9后接地，IC2的2端与6端之间接电位器W2负反馈系统，IC2的1端与4、5端之间接调零电位器W3，第二级集成运算放大器IC2的6端与第三级集成运算放大器IC3的2端接电阻R11。IC3的2端与6端之间接电阻R13，3端接电阻R12后接电位器W4中心端上，经电位器W4后接地，IC3的6端与电阻R14连接，经R14后接地。IC3的6端与锁相环电路中的集成芯片IC4的9端之间接电阻R15，并且IC4的9端与电容C7相联接，经电容C7后接地。IC4的6端与7端之间接电容C8，11端与5端之间接电阻R17，5端与8端之间短路后接地。IC4的16端与电池6V相连接，4端接开关K2的中心端上，K2-1是开关发射位置，K2-2是开关监听位置，K2-2与蜂鸣器电路中的三级管T1的基极之间接电阻R19，与三极管T2的集电极之间接电阻R18。T1的集电极与基极之间接二级管D2，T1的发射极接地。T1的集电极与T2的基极之间接R21，T2的发射极接地，发射极与集电极之间接电容C9，蜂鸣器C10对讲机插座C21的一端与开关K2的K2-1相联，另一端接地。
参照附图6遥测型便携式无创伤循环功能检测仪主机接收电路中，信号从CZ1插口进入CZ1插口与反相集成运放集成块IC1的3脚之间接电容C1，并且3脚与地之间接有电阻R1，IC1的2脚和地之间接电阻R2，2脚和输出端6脚之间接负反馈电阻R3，IC1的输出端6脚与整形电路中的集成芯片IC2的9脚之间接耦合电容C2，并且IC2的9脚与地之间接电阻R5，9脚与电源+5V之间接电阻R4，IC1的14脚与电源5V之间短路，7脚接地。IC2的9脚与鉴频电路由集成芯片IC3的6脚之间接耦合电容C3，IC3的6脚与+15V电源接电阻R，2脚与地之间接电阻R8、R9，3脚与4脚短路，短路后接地，7脚与地之间接R7，8脚与电源+15V之间短路，5脚与地之间接电容C4，与电源+15V之间接电阻R10。IC3的输出端1端与地之间接有电阻R11，电容C5。IC3的输出端1与反相运放集成块IC4的2端接电阻R12。IC4的2脚和输出端6之间接有负反馈电阻R13、电位器W1，6脚接到接收-本机转换开关K3的1端。将K3搬至1端，放大电路的反相集成运放IC7的2端与K3中心端之间接有电阻R25，2端与6端之间接负反馈电阻R26，3端与电位器W5中心端之间接R27，通过W5接地，6端和地之间接电阻R29，6端与CZ2插口之间接电阻R30，CZ2插口和地之间接电容C10。
本机直接测量时将开关K3搬至K3-2端，信号从传感器PT-6的1、3两端产生传感器的1端上接电阻R17，2端接+5V电源，接电阻R16的一端，4端与地短路，并与电阻R15的一端相接。传感器PT-6的3端与放大电路的集成块IC5的2端之间接电容C7，电阻R19，传感器1端与IC5的3端接电容C6、电阻R18，IC5的2端与地之间接电阻R21，3端与6端之间接电阻R20，电容C8。IC5的6端与放大电路的集成块IC6的3端之间接电阻R23，IC6的2端与地之间接电阻R22，2端与输出端6端接电阻R24，电位器W3，1端与5端接电位器W4，4脚接W4的中心端并接地。IC6的输出端6脚和K3的2端之间接电容C9，K3的2端与反相集成运放IC7的2脚之间接电阻R25，IC7的电路连接在前已叙述过，不再重复。
遥测型便携式无创伤循环功能检测仪主机接受键盘指令后，执行脉图显示或数据输入显示指令，在遥测状态下，脉动信号经高精度调制与混频后进行功放发射出去，接收电路接收到混频信号后进行检波及波形整形和解调及放大，脉动信号接入A/D数模转换插口进入STD总线和计算机联接进行显示和进行自动识别分析工作，通过键盘控制，分析结果通过打印机接口与打印机联接，打印出分析结果。
主机直接使用，既将传感器直接到主机上，传感器上产生的脉动信号直接接到A/D数模转换接口上以后的工作过程和上述一样。
权利要求
1.一种遥测型便携式无创伤循环功能检测仪主要具有检测仪专家智能主机、遥测发射装置、传感器，检测仪主机包括外壳、前后面板，外壳内装有计算机、数模转换装置、打印机。其特征是A、遥测发射装置由发射装置电子线路元器件、发射机、对讲机组成；发射装置电子线路主要由发射装置的电源部分、传感器、电路、发射装置的放大器、锁相环电路、蜂鸣电路构成；B、检测仪主机还包括遥测主机接收机、自动识别处理装置；遥测主机接收机主要由对讲机、接收电路构成，接收电路由放大器、整形电路、鉴频电路主机、传感器偏置电路及放大电路组成；自动识别处理装置采用了“选优法”对图形和数据进行自动处理，该装置由五个集成模块组成；图形监视模块、图形数据采集模块、图形“选优法”识别处理模块、循环功能参数模块、结果输出模块。
2.根据权利要求1所述的遥测型便携式无创伤循环功能检测仪，其特征是检测仪主机前后面板上装有键盘F、显示器B、电子血压计I、血压计袖袋插座J、血压计气球G、血压计电源开关H、频率旋钮N3、遥测接收开关K3、遥测控制旋钮N2、基线旋钮N1、打印机M、电源指示灯K4、遥测接收插座L、传感器插座K、电源插座P、电源保险丝R、散热装置S。
3.根据权利要求1所述遥测型便携式无创伤循环功能检测仪，其特征是发射装置电子线路中发射装置的电源是由二只9V电池和一只6V电池，滤波电容C1、C2、C3，电源开关K1-1、K1-2、K1-3，指示灯D1构成;传感器电路由传感器PT-6连接有偏置电阻R2、R3、R4，电位器W1，传感器输出端连接有双耦合隔直流电容C4、C5;发射装置的放大器由集成块IC1、IC2IC3及电阻R5-R14、R16，电容C4-C6、电位器W2-W4构成三级集成运算放大器，第一级放大器IC1是集成运放，连接有电阻R8、电容C6。第二级放大器IC2采用同相集成运放，增加了可调深度负反馈电位器W2，使放大器工作在线性局域内，增设了调零电位器W3。第三级放大器IC3用反相集成运放，除了深度负反馈外同时增设了一个基线调整电位器W4。锁相环电路主要由集成芯片IC4、电容C8、电阻R17构成;蜂鸣器电路由三极管T1、T2构成一级蜂鸣片推动电路，主要由三极管T1、T2、电阻R18、R19、R20、R21、二极管D2、电容C9构成。
4.根据权力要求1所述的遥测型便携式无创伤循环功能检测仪，其特征是遥测主机接收电路中放大器主要由集成块IC1、IC4、IC7、电阻R1、R2、R3、R12-R14、R25-R30、电容C1、C10、电位器W1、W5构成三级集成运算放大器;整形电路主要由集成芯片IC2、电容C2、电阻R4、R5构成一级施密特整形电路;鉴频电路由集成芯片IC3及电阻R6-R11、电容C2-C5构成。主机传感器偏置电路及放大电路主要由传感器PT-6、电阻R15、R16、R17、电位器W2构成主机传感器电路，由集成块IC5、IC6、IC7、电阻R18-R30、电位器W3-W5、电容C6-C10构成主机传感器放大电路。
5.根据权利要求1、3遥测型便携式无创伤循环功能检测仪，其特征是发射装置电路中传感器PT-6的1端与电位器W1联接，同时也与耦合电容C4联接，2端接电阻R3同时接6V电池，也与电容C2、电阻R1联接，3端与耦合电容C5联接，4端与电阻R2联接，信号从PT-6传感器1、3两端产生后，1端信号接电容C4、电阻R5、接到第一级集成运算放大器IC1的3端上，PT-6的3端信号接电容C5、电阻R6接至IC1的2端上，IC1的2端又接一电阻R7，IC1的3端与6端之间接电阻R8、电容C6负反馈系统。第二级集成运算放大器IC2的3端与IC1的6端接一电阻R10，IC2的2端接一电阻R9后接地，IC2的2端与6端之间接电位器W2负反馈系统，IC2的1端与4、5端之间接调零电位器W3，第二级集成运算放大器IC2的6端与第三级集成运算放大器IC3的2端接电阻R11。IC3的2端与6端之间接电阻R13，3端接电阻R12后接电位器W4中心端上，经电位器W4后接地，IC3的6端与电阻R14连接，经R14后接地。IC3的6端与锁相环电路中的集成芯片IC4的9端之间接电阻R15，并且IC4的9端与电容C7相联接，经电容C7后接地。IC4的6端与7端之间接电容C8，11端与5端之间接电阻R17，5端与8端之间短路后接地。IC4的16端与电池6V相连接，4端接开关K2的中心端上，K2-1是开关发射位置，K2-2是开关监听位置，K2-2与蜂鸣器电路中的三级管T1的基极之间接电阻R19，与三极管T2的集电极之间接电阻R18。T1的集电极与基极之间接二极管D2，T1的发射极接地。T1的集电极与T2的基极之间接R21，T2的发射极接地，发射极与集电极之间接电容C9，蜂鸣器C10对讲机插座CZ1的一端与开关K2的K2-1相联，另一端接地。
6.根据权利要求1、4遥测型便携式无创伤循环功能检测仪，其特征是主机接收机电路中信号从CZ1插口进入CZ1插口与反相集成运放集成块IC1的3脚之间接电容C1，并且3脚与地之间接有电阻R1，IC1的2脚和地之间接电阻R2，2脚和输出端6脚之间接负反馈电阻R3，IC1的输出端6脚与整形电路中的集成芯片IC2的9脚之间接耦合电容C2，并且IC2的9脚与地之间接电阻R5，9脚与电源+5V之间接电阻R4，IC1的14脚与电源5V之间短路，7脚接地。IC2的9脚与鉴频电路由集成芯片IC3的6脚之间接耦合电容C3，IC3的6脚与+15V电源接电阻R，2脚与地之间接电阻R8、R9，3脚与4脚短路，短路后接地，7脚与地之间接R7，7脚与电源之间短路，5脚与地之间接电容C4，与电源之间接电阻R10。IC3的输出端1端与地之间接有电阻R11，电容C5。IC3的输出端1与反相运放集成块IC4的2端接电阻R12。IC4的2脚和输出端6之间接有负反馈电阻R13、电位器W1，6脚接到接收-本机转换开关K3的1端。将K3搬至1端，放大电路的反相集成运放IC7的2端与K3中心端之间接有电阻R25，2端与6端之间接负反馈电阻R26，3端与电位器W5中心端之间接R27，通过W5接地，6端和地之间接电阻R29，6端与CZ2之间接电阻R30，CZ2和地之间接电容C10。
7.根据权利要求1、4所述的遥测型便携式无创伤循环能检测仪，其特征是主机传感器偏置电路及放大电路中直接测量时将开关K3搬至K3-2端，信号从传感器PT-6的1、3两端产生传感器的1端上接电阻R17，2端接+5V电源，接电阻R16的一端，4端与地短路，并与电阻R15的一端相接。传感器PT-6的3端与放大电路的集成块IC5的2端之间接电容C7，电阻R19，传感器1端与IC5的3端接电容C6、电阻R18，IC5的2端与地之间接电阻R21，3端与6端之间接电阻R20，电容C8。IC5的6端与放大电路的集成块IC6的3端之间接电阻R23，IC6的2端与地之间接电阻R22，2端与输出端6端接电阻R24，电位器W3，1端与5端接电位器W4，4脚接W4的中心端并接地。IC6的输出端6脚和K3的2端之间接电容C9，K3的2端与反相集成运放IC7的2脚之间接电阻R25。
全文摘要
本发明遥测型便携式无创伤循环功能检测仪，采用动脉搏动信息，检测循环功能。属于一种生物医学信息自动识别、加工处理的无创伤性循环功能检测仪。该仪器主要由检测仪专家智能主机、遥测发射机装置、传感器构成。主机内装有计算机、数模转换装置、打印机、遥测主机接收机、自动识别处理装置。能远近距离对人体循环功能进行检测。具有体积小、重量轻、携带方便、快速准确无创伤、安全可靠、操作简单等特点。
文档编号H04B1/16GK1062833SQ9011039
公开日1992年7月22日 申请日期1990年12月26日 优先权日1990年12月26日
发明者黄国栋, 王培东, 逯宏勋 申请人:中国人民解放军海军医学专科学校