专利名称：矢量心电图仪的制作方法
技术领域：
本发明是一种医疗检测分析用的仪器，属于医疗仪器制造的技术领域。
背景技术：
心电图技术作为最常用的心电检查技术已经沿用的很多年，由Y轴(动态的三维心电向量环的投影再投影变量)，X轴(恒定的速度轴，由机器产生)而构成。显然，一维的二次投影的单轴变量系统将丢失很多心电信息。加上二次投影后的图形失真及机械笔的响应频率太低(仅50Hz左右)等严重缺陷，其发展前景是有限的。产生于50年代的“心电向量图技术”为三维图形技术，其信息量远大于心电图，但因其等电位时间段内在图形上不能反映其时限，故缺少P.QRS.T波之间的时限信息，也反映不了各波及N个心动周期之间的时间关系，对心率失常诊断无能为力。这个缺陷严重地影响了它在临床中的应用。高频心电图是在心电图的基础上层宽检测频率，拓宽QRS波群，仍为一维图形技术，它仅是对普通心电图技术的一个补充。
本发明的目的就是提供一种在心电向量图的三轴三维图形技术的基础上引入“时间位移”信息，形成四轴四维的矢量心电图仪。
发明内容
本发明的矢量心电图仪由人体导联电极、Frank校正电路、三轴前置放大器、三轴存贮电路、推动放大器、Y轴输出电路、X轴输出电路、记录仪、功能转换电路、状态指示电路、心电干扰指示电路、V信号产生电路所组成，其中人体导联电极、Frank校正电路、三轴前置放大器、三轴存贮电路、推动放大器顺序串联连接，推动放大器的输出端分别接Y轴输出电路和X轴输出电路的输入端，V信号产生电路的输出端直接与X轴输出电路的输入端相接，Y轴输出电路和X轴输出电路的输出端分别与记录仪相接；三轴前置放大器的输出端与心电干扰指示电路相接，功能转换电路的输出端与状态指示电路、三轴存贮电路及推动放大器的输出端相接。人体导联电极共有7只电极，即“I、E、C、A、M、F、N”分别通过一只电阻直接与放大器IC1～IC7相接。在三轴前置放大器每一轴的两个输入端之间分别接有一个模拟开关“IC29、IC30、IC31”，三轴前置放大器的输出端分别与三轴存贮电路中IC35、IC36、IC37的“AIN”端相接。推动放大器中的X轴输出端和Z轴的输出端即IC18、IC24的输出端分别通过模拟开关“IC38、IC40”与X轴输出电路IC19的反相输入端相接，Y轴输出端和Z轴输出端即IC21、IC24的输出端分别通过模拟开关IC41、IC43与Y轴输出电路IC22的反相输入端相接。V信号产生电路IC25的反相输入端通过一只电阻R97与模拟开关IC44相接，V信号产生电路IC25的输出端通过电阻R62与X轴输出电路IC19的同相输入端相接。
本发明的优点在于“矢量心电图”指能反映心电活动的三要素空间位置，矢量幅度，相对时间的并能连续记录N个心动周期心电信息的单曲线开放式环状图形。其方法是通过人体体表接触式电极(7个)获取心脏电活动所产生的心电向量，并在立体的空间心电向量环的横面(H面)；额面(F面)及矢状面(S面)的投影图信息上同步加入右移的50-200mm/秒的“V”轴信号。通过电子技术的校正，放大，变频写入，读取等处理后，经双轴绘图笔绘制在普通心电图上形成最终图形。
迭加“时间位移”(V轴)信息后所形成的“X，Y，Z，V”四轴系统所构成的三个轴向矢量图的信息量大大地提高了，其图形特征是心电向量图的时间轴向展开图形，仍主要由“P.QRS.T三个环构成一个图形周期，但三个环均为不闭合的“开放式环”，同时由只描记一个心动周期的信息变为可连续描记N个心动周期的信息，但矢量心电图只有三个导联记录图形，这比心电图检查更方便，图形更简洁。N个心动周期的记录可获得N个心动周期的关系信息，常规心电向量图所不能反映的房室传导时间，Q-T时限，S-T时限，T-P时限及心律失常等一览无遗。又由于其图形是心电向量环的一次投影图形，又与心电向量形相似，其P.QRS.T环展开，空间矢量轨迹清晰，矢量方向明确，时间矢量定位精确，故心电向量图的这些优势也保留无遗。采用数子处理写入读取技术，可方便地将笔式绘图仪的只有50Hz的记录频响提高到1000Hz以上，室内传导轨迹的记录失真，将大大地改善，反映更加真实。
四
图1是本发明的电路结构框图。其中有人体导联电极1、Frank校正电路2、三轴前置放大器3、三轴存贮电路4、推动放大器5、Y轴输出电路6、X轴输出电路7、记录仪8、功能转换电路9、状态指示电路10、心电及干扰指示电路11、V信号产生电路12。
图2是本发明的电原理图。图3是图2的左半部分，图4是图2的右半部分。
五具体实施例方式
本发明的实施方案如下运算放大器IC1～IC28均采用型号为“LF353”的运算放大器，存贮器IC35～IC37采用的型号为“ISD14DC”，IC29～IC34、IC48、IC49、IC41、IC43、IC44采用型号为CD4066的模拟开关，在三轴前置放大器每一轴的两个输入端之间分别接有一个模拟开关“IC29、IC30、IC31”，三轴前置放大器的输出端分别与三轴存贮电路中IC35、IC36、IC37的“A IN”端相接。推动放大器中的X轴输出端和Z轴的输出端即IC18、IC24的输出端分别通过模拟开关“IC38、IC40”与X轴输出电路IC19的反相输入端相接，Y轴输出端和Z轴输出端即IC21、IC24的输出端分别通过模拟开关IC40、IC43与Y轴输出电路IC22的反相输入端相接。V信号产生电路IC25的反相输入端通过一只电阻R97与模拟开关IC44相接，V信号产生电路IC25的输出端通过电阻R62与X轴输出电路IC19的同相输入端相接。
人体7个输入电极I，E，C，A，M，F，N，按照Fraik导联体系的规定，分别连接于人体的七个部位。引入的人体心电信号，经IC1-IC7构成的跟随器，完成输入阻抗转换后，送至由R8-R18所构成的Fraik导联校正体系，以校正上下；左右；前后三个轴向心电势的交汇点的偏移，即建立“Wilson”中心电站。同时校正三个相交心电轴的长短不一及体表电极放置点与人体心脏电学中心的距离不等。同时形成三个相互垂直，并相交于心脏几何中心的，上下；左右；前后三个轴向心电信号。由IC8-IC10；IC11-IC13；IC14-IC16所构成的三个差分放大器，分别对上下；左右；前后三个轴向心电信号进行放大。W1；W2；W3为放大倍数调整，W7；W8；W9为共模抑制比调整，以保证对输入的人体共模干扰信号的最大抑制。IC29-IC31；IC31-IC34为模拟开关，受由IC54构成的时序逻辑控制，前者闭合时，将输入轴向心电信号短路，后者闭合时，将1MV的定准电压送至三个轴向心电信号放大器。调整W10；W11；W12用以校准最终的“矢量心电图”振幅。经放大后的三个轴向心电信号送至数字存储器的模拟输入端AIN，IC15-IC17为三个单片数字存储、读取单元集成电路ISD1400，内置AD；DA；RAM；CPU等，XCLK端可设置读写速度，受由IC57-IC63构成的双频时钟振荡器控制，写入时其时钟频率为10MHz，而读出时其时钟频率为0.5MHz。以保证机械式双轴绘图笔所绘图形，能真实记录原本高达1000Hz以上的频响。RECLED端接一发光二极管，为记录指示。受操作时序逻辑控制，读、写控制端REC；及PLAYL为低电平时执行读或写的操作。IC17-IC18；IC19；-IC20；IC21-IC22为三个轴推动放大器，接受存储、读取单元“慢放”的三个轴向心电信号，放大后送至输出电路。W4；W5；W6分别为上下；左右；前后三个轴向心电信号零点调整，以保证“Wilson”中心电站电势为零。XY图形记录仪输出亦为零。W10；W11；W12为轴增益调整，以保证输入1MV的定准电压时，XY图形记录仪产生10MW的记录振幅。由IC25构成的斜坡电压发生电路产生的斜坡电压送至由IC19，并与X轴向信号迭加，使X轴的心电信号上加进了一个与时间呈正比例关系的、固定斜率的变量电压信号，并同步于三个矢量心电图形周期，通过由IC38；IC40；IC43组成的轴组合转换开关电路，在横面心电向量图与左右心电轴向信号迭加，在额面心电向量图也与左右心电轴向信号迭加，在矢状面心电向量图与前后心电轴向信号迭加，分别形成矢量心电图的“横轴面”“额轴面”“矢状轴面”三个相互垂直的，并包含有“时间位移”信息的四轴四维的“矢量心电图”信息，再经XY记录仪连续描记，而形成矢量心电形。IC68构成笔式绘图仪的描记开关，它受描记指令和由IC26-IC28组成的干扰险出信号双重控制。IC26-IC29构成心电信号指示和干扰信号检出电路，其输入端与三个前置放大器输出端形成交流连接，对心动周期的“R”被检出，经放大，推动DG9发光二极管发光，作为心电指示，而干扰信号经放大后送IC28积分比较器，R120，R122分压后形成比较门阀。干扰信号达到设定的幅度时，比较器输出“1”驱动发光二极管DG10发光作为指示，同时送IC68停止描记，IC54、CD4017十进制计数器构成功能转换及工作时序指令形成电路，AN为一操作按钮，再按一次时，从当前工作态转换到下一个工作态，其输出端Q0-Q7分别执行停止—观察—定准—存入—描记心电向量图—描记横轴面矢量心电图—描记额轴面矢量心电图—描记矢状轴面矢量心电图，八个工作指令，Q8端为复位端，使程序执行结束后同到初始停止态。
DG1-DG8为当前执行内容指示，JLY为任何型号的笔式直描型XY记录仪。
权利要求
1.一种矢量心电图仪，由信号采集部分、信号处理部分和信号输出部分所组成，其特征在于该心电图仪由人体导联电极(1)、Frank校正电路(2)、三轴前置放大器(3)、三轴存贮电路(4)、推动放大器(5)、Y轴输出电路(6)、X轴输出电路(7)、记录仪(8)、功能转换电路(9)、状态指示电路(10)、心电干扰指示电路(11)、V信号产生电路(12)所组成，其中人体导联电极(1)、Frank校正电路(2)、三轴前置放大器(3)、三轴存贮电路(4)、推动放大器(5)顺序串联连接，推动放大器(5)的输出端分别接Y轴输出电路(6)和X轴输出电路(7)的输入端，V信号产生电路(12)的输出端直接与X轴输出电路(7)的输入端相接，Y轴输出电路(6)和X轴输出电路(7)的输出端分别与记录仪(8)相接；三轴前置放大器(3)的输出端与心电干扰指示电路(11)相接，功能转换电路(9)的输出端与状态指示电路(10)、三轴存贮电路(4)及推动放大器(5)的输出端相接。
2.根据权利要求1所述的矢量心电图仪，其特征在于人体导联电极(1)共有7只电极，即“I、E、C、A、M、F、N”，分别通过一只电阻直接与放大器IC1～IC7相接。
3.根据权利要求1或2所述的矢量心电图仪，其特征在于在三轴前置放大器(3)每一轴的两个输入端之间分别接有一个模拟开关“IC29、IC30、IC31”，三轴前置放大器(3)的输出端分别与三轴存贮电路(4)中IC35、IC36、IC37的“A IN”端相接。
4.根据权利要求1或2所述的矢量心电图仪，其特征在于推动放大器(5)中的X轴输出端和Z轴的输出端即IC18、IC24的输出端分别通过模拟开关“IC38、IC40”与X轴输出电路(7)IC19的反相输入端相接，Y轴输出端和Z轴输出端即IC21、IC24的输出端分别通过模拟开关IC41、IC43与Y轴输出电路(7)IC22的反相输入端相接。
5.根据权利要求1或2所述的矢量心电图仪，其特征在于V信号产生电路(12)IC25的反相输入端通过一只电阻R97与模拟开关IC44相接，V信号产生电路(12)IC25的输出端通过电阻R62与X轴输出电路(7)IC19的同相输入端相接。
全文摘要
矢量心电图仪是一种医疗检测分析用的仪器,该心电图仪由人体导联电极、Frank校正电路、三轴前置放大器、三轴存贮电路、推动放大器、Y轴输出电路、X轴输出电路、记录仪、功能转换电路、状态指示电路、心电干扰指示电路、V信号产生电路所组成,其中人体导联电极、Frank校正电路、三轴前置放大器、三轴存贮电路、推动放大器顺序串联连接,推动放大器的输出端分别接Y轴输出电路和X轴输出电路的输入端,V信号产生电路的输出端直接与X轴输出电路的输入端相接,Y轴输出电路和X轴输出电路的输出端分别与记录仪相接;三轴前置放大器的输出端与心电干扰指示电路相接,功能转换电路的输出端与状态指示电路、三轴存贮电路及推动放大器的输出端相接。
文档编号A61B5/0402GK1336156SQ0112707
公开日2002年2月20日 申请日期2001年8月7日 优先权日2001年8月7日
发明者沈宁 申请人:沈宁