专利名称：动态心率加速综合测控仪的制作方法
技术领域：
本发明涉及医疗检测应用领域，尤其涉及的是一种应用于医疗诊断心脏心血管病情过程中的动态心率加速综合测控仪。
背景技术：
应用于医疗诊断心脏心血管病情过程中，如心脏运动状况与心率等生理参数对应关系或健康指数，心肌活性检测，心肌心血管造影检测等，医生认为必须提高被诊断者的心率、脉搏速度或血液循环流量的场合中，目前通常采用的测控方法是I、人体静止躺在MRI(磁共振成像扫描机)或CT机上进行扫描检测，其最大的缺点是其检测范围、检测幅度和检测深度小，只能局部反映心脏心血管病情；2、“注射法”，即服用提高心率的药物或注射药剂来达到该生理状态(增大心率、心肌运动幅度，血液循环流量等)，其最大的缺点在于成本高(消耗进口注射剂)；对人体有一定的副作用；可控性差；当药物一旦注射到人体之后，如有不适，难以控制，有一定的危险性。
上述的两种测控方法检测范围、检测幅度和检测深度小，而且会造成病人的疼痛，且有药物副作用、成本费用高、可控性差，有危险性。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种屏蔽性能好、可将人体运动的机械能转化为电能阻力矩，并通过相应的电流值和传感器对运动过程的负荷，转速，能耗等的检测和控制的动态心率加速综合测控仪。为实现上述目的，本发明的技术解决方案是动态心率加速综合测控仪，包括依次电连接的与磁共振或者CT床机械连接的心率加速综合测控仪本体、动力装置、控制显示装置，所述心率加速综合测控仪本体由测控仪、测控仪连接座和支架构成，所述测控仪固定于测控仪连接座，测控仪连接座通过支架上设有的板式滑轨与支架连接，所述测控仪由侧板及设于侧板内部的直线推进式自动回复卧式脚踏装置和可调节阻力矩装置构成，所述测控仪的下前端还设有夹紧机构，所述测控仪连接座上设有制动器和伸缩杆。所述动力装置由设于动力装置盒体上的36V电源供应器和电源供应器输出端连接的动力板构成，所述动力板上设有电流控制模块、5V电源模块和信号传输模块。所述控制显示装置的盒体上设有显示器、单片机和按键模块，所述按键模块与单片机通过排线连接，所述单片机的输出端连接到显示器。所述单片机采用ATMEGA16单片机。所述直线推进式自动回复卧式脚踏装置包括滑动部分、齿轮传动部分和摇臂部分，所述滑动部分包括有踏板、脚踏杆、滑块和滑轨，所述两踏板通过脚踏杆与滑轨连接，滑轨固定于滑块上，摇臂部分通过侧板固定设于两滑轨中间，所述齿轮传动部分由与滑轨上的齿条配合的直齿轮构成，所述摇臂部分由单向轴承连接摇臂和同步轮构成，所述摇臂通过连接块与滑轨连接。所述直齿轮采用渐开线圆柱齿轮。所述可调节阻力矩装置包括有设于侧板上的传动部分和铜盘部分，所述铜盘部分由紫铜盘和齿轮套构成，紫铜盘锁紧于齿轮套上，所述传动部分由第一同步轮和第二同步轮构成，第二同步轮通过第二同步带与紫铜盘连接，所述第一同步轮通过同步带与同步轮连接，所述第二同步轮上分布由若干个孔，该孔的圆心组成的圆上设有接近开关，所述紫铜盘的两侧设有磁线圈。所述磁线圈是由铜线和矽钢片组成。所述支架包含有支撑杆和支架门，所述支架上设有手轮，所述支架门上方设有弹簧扣。所述支架下端设有若干个地脚和脚轮。
通过采用上述的技术方案，本发明的有益效果是躺在MRI或CT床上的人，用双脚踩蹬测控仪本体上的踏板，双手同时拉紧伸缩杆，以形成踩踏平衡的状态，然后作循环往复的脚踏车式的运动，第二同步轮上的接近开关的输出信号发送到动力显示装置的单片机，单片机根据可调节阻力矩装置的转速与功率、做功量的关系计算出即时功率、最大功率、平均功率、做功量等并通过控制显示装置显示出来，医生也可经控制显示装置设置合适的负荷(阻力扭矩)等物理参数，使病人作合理运动量的运动，各运动物理量参数和生理参数经测控仪本体送达至动力装置，经控制显示装置处理并显示出来，医生同步启动MRI或CT对人体心脏进行扫描检测，人体从初始运动到临界运动的全过程物理参数和生理参数以及对应的MRI或CT的测量结果，将一一被检测出来，实现动态连续的全过程检测；或者根据显示出来速度，通过按键增加或降低档位并显示到显示器上，且使单片机发出增加或降低电流的信号，通过电缆传输给动力装置，动力板根据信号调高或降低电源供应器送出的电流，经过电缆输送到测控仪本体的磁线圈上，使之增强或降低磁场，随后紫铜盘切割磁场增加或降低阻力，并通过传动轮反映给被检测者，被检测者感到阻力增加或降低，就会减少或增加踩踏速度，从而使被检测者的运动速度保持在一定的范围之内，最终达到尽快提高心率的效果。
本发明的有益效果
1、通过本发明控制改变病人心率和血流等生理参数，不需要打针，实现无痛低成本绿色检测；
2、医生通过大量的临床数据对各种人进行分组，输入相应的负荷合理值，同时过程随时可通过反馈的人体能耗和心率数据进行调控，可控性高；
3、提供动态全过程的测量效果；
4、这是一种定量增加人体的运动能耗来提高心率脉搏速度的绿色检测方法，无危险
性；
5、以前的静止检测法，虽然可避免因药物引起的不良后果，但缺点是其检测范围、检测幅度和检测深度小，只能局部反映心脏心血管病情。本发明旨在改变这种现状。
图I为本发明的结构示意 图2a为本发明的心率加速综合测控仪本体的结构示意 图2b为本发明的心率加速综合测控仪本体的分解 图3为本发明的直线推进式自动回复卧式脚踏装置的结构立体图；图4为本发明的可调节阻力矩装置的结构示意 图5为本发明的电路连接示意 图6为本发明的动力装置的电路结构示意 图7为本发明的控制显示装置的结构示意图。
具体实施例方式以下结合附图和具体实施例来进一步说明本发明。如图I、图2a、图2b所示,本发明的动态心率加速综合测控仪,包括依次电连接的 与磁共振或者CT床机械连接的心率加速综合测控仪本体I、动力装置2、控制显示装置3，所述心率加速综合测控仪本体I由测控仪10、测控仪连接座20和支架30构成，所述测控仪10与测控仪连接座20用螺丝紧锁固定在一起，测控仪连接座20通过支架30上设有的板式滑轨301与支架30连接，通过板式滑轨301使测控仪10可在支架30上自由前后滑行。所述测控仪10由侧板13及设于侧板13内部的直线推进式自动回复卧式脚踏装置11和可调节阻力矩装置12构成，所述测控仪10的下前端还设有夹紧机构101，所述测控仪连接座20上设有制动器201和伸缩杆202，所述支架30包含有支撑杆302和支架门303，所述支架30上设有手轮3021，所述支架门303上方设有弹簧扣3031，所述支架30下端设有四个地脚304和脚轮305，可以固定和移动心率加速综合测控仪本体I，将心率加速综合测控仪本体I从磁共振或者CT床的尾部推入，测控仪10通过板式滑轨301可作前后的移动，当支架30固定于床体的合适位置时(底架与床体的相对位置由测试者的身高决定)，即放下测控仪10前端的夹紧机构101，将心率加速综合测控仪本体I的滑动部分和磁共振或者CT床的滑动床板连在一起。当床板在磁共振或者CT床拖动带的作用下可作进入和送出运动，以带动人体进入磁共振或者CT床机器的内部进行成像观测或完成后送出；由于心率加速综合测控仪本体I的滑动部分是与床板相连接的，所以心率加速综合测控仪本体I的滑动部分将承载阻力矩装置一起与人体和床板共进退。
如图3所示，所述直线推进式自动回复卧式脚踏装置11包括滑动部分111、齿轮传动部分112和摇臂部分113，所述滑动部分111包括有踏板1111、脚踏杆1112、滑块1113和滑轨1114，所述两踏板1111通过脚踏杆1112与滑轨1114连接，滑轨1114固定于滑块1113上，所述齿轮传动部分112、摇臂部分113通过侧板13固定设于两滑轨1114中间，所述齿轮传动部分112由与滑轨1114上的齿条配合的渐开线圆柱齿轮1121构成，所述摇臂部分113由单向轴承1131连接摇臂1132和同步轮1133构成，所述摇臂1132通过连接块114与滑轨1114连接，当人躺在磁共振或者CT床上，用脚踩踏板1111时，滑轨1114就在固定滑块1113上滑动，当滑轨1114向前滑动时，带动放置在两滑轨1114中间的渐开线圆柱齿轮1121转动，由于渐开线圆柱齿轮1121与两滑轨1114上的齿条啮合，所以当踩动一条滑轨向前滑动时，在渐开线圆柱齿轮1121的带动下，另一条滑轨则同步的往后运动。如图4所示，所述可调节阻力矩装置12包括有设于侧板13上的传动部分121和铜盘部分122，所述铜盘部分122由紫铜盘1221和齿轮套1222构成，紫铜盘1221锁紧于齿轮套1222上，所述传动部分121由第一同步轮1211和第二同步轮1212构成，所述第一同步轮1211与第二同步轮1212通过第一同步带1213连接，第二同步轮1212通过第二同步带1214与紫铜盘1221连接，所述紫铜盘1221的两侧设有磁线圈123，所述磁线圈123是由铜线和矽钢片组成，铜线紧紧缠绕在由多层E型矽钢片组成的导磁材料上，用线圈固定架把线圈固定到侧板13上并调节磁线圈123与紫铜盘1221的距离。通电时，在运动的紫铜盘1221切割磁场表面上产生电流，电流切割磁场生成反向的阻力矩，再经由传动部分121上的第一同步轮1211和第二同步轮1212的放大即i=ilxi2 (il为第一同步轮1211和第二同步轮1212的传动比，i2为第二同步轮1212与紫铜盘1221间的传动比)，将阻力矩装置上产生的阻力矩放大i倍，通过线圈固定架尽量减小磁线圈与铜盘的距离，使铜盘的切割磁场比较强，大大加大了阻力矩的大小。在使用中可以通过调节通往磁线圈123上的电流的大小来调节该阻力矩装置上的阻力矩大小，适应了各种人的运动强度需求，当停止通电流时，该阻力矩装置上的磁场消失，本发明的屏蔽性能好，通过相对的磁线圈123产生两组N-S-N-S磁场循环回路，对外界的磁场几乎无影响，且不影响成像。所述的直线推进式自动回复卧式脚踏装置11 一般是运用于医疗器械和运动器材中，所以一般都要对直线推进式自动回复卧式脚踏装置11施加阻力，以便提高人体的运动强度，在该直线推进式自动回复卧式脚踏装置11中是利用可调节阻力矩装置12中的紫铜盘1221切割涡流磁场来产生阻力，通过改变电流的大小来调节阻力的大小，以满足各个人 的运动强度需求，当紫铜盘1221切割涡流磁场时，磁场会对紫铜盘1221产生反向的阻力，从而产生反向的阻力矩，在传动部分上通过同步轮的传动比的放大，把传递的阻力矩放大，从而增加脚踏装置的阻力，提高人体的运动强度。如图5所示，所述动力装置2由设于动力装置盒体上的36V电源供应器21和电源供应器21输出端连接的动力板22构成，所述动力板22上设有电流控制模块221、5V电源模块222和信号传输模块223。所述控制显示装置3的盒体上设有显示器31、ATMEGA16单片机32和按键模块33，所述按键模块33与ATMEGA16单片机32通过排线相接，所述ATMEGA16单片机32的输出端连接到显示器31。所述第二同步轮1212均匀分布六个大圆形孔，接近开关125在六个孔的圆心组成的圆上并尽量靠近第二级传动轮1212，使之在孔内时无信号发出，而在两孔之间时有信号输出；这样第二同步轮1212轮转一圈，接近开关125就有6个信号发出，信号通过电缆传输到动力装置2，再输送到控制显示装置3的ATMEGA16单片机32上，ATMEGA16单片机32根据信号计算出第二同步轮1212的转速、平均转速、最大转速，再乘以第二级与第三级的传动比算出第三级紫铜盘1221的转速、平均转速、最大转速并显示出来。根据转速与功率、做功量的关系计算出即时功率、最大功率、平均功率、做功量等并显示出来。医生根据显示出来速度，通过按键增加或降低档位并显示到控制显示装置3上，且使ATMEGA16单片机32发出增加或降低电流的信号，通过电缆传输给动力装置2，动力板22根据信号调高或降低36V电源供应器送出的电流，经过电缆输送到心率加速综合测控仪本体I的磁线圈123上，使之增强或降低磁场，随后紫铜盘1221切割磁场增加或降低阻力，并通过第二同步轮1212反映给被检测者，被检测者感到阻力增加或降低，就会减少或增加踩踏速度，从而使被检测者的运动速度保持在一定的范围之内，最终达到尽快提高心率的效果。如图6所示，排线①通过外部电缆与控制显示装置3相连接；电线②通过航空接头与心率加速综合测控仪本体I相连，其中，P7接磁线圈123的两端，Pl的端和P3接接近开关125 ;电线③接220V的交流电。
如图7所示，显示器31通过排针与ATMEGA16单片机32相接固定在控制显示装置盒内，按键模块33通过排线与ATMEGA16单片机32相接，排线34通过电缆与动力装置2相接。医生根据每个病人的身体状况，在控制显示装置3上设定一定的负荷等级，此时处在心率加速综合测控仪本体I的可调节阻力矩装置12的阻力矩已被设定。运动的人体将克服阻力矩装置的阻力做功，此运动过程中的各种物理量参数(如功率、转速、能耗、时间等)和生理参数(如心率，血氧浓度等)经本体和人体上的传感器传输到动力装置2，经过处理后直接在控制显示装置3的显示器31上显示出来，动力装置2上各输出端口也可以将输出结果直接传输给计算机，通过相应的软体做各种综合的分析，对比和备份。同时在人体运动的过程中磁共振或者CT是处在同步检测人体的心脏的活动状 况，并进行相应的记录，医生也同时可以根据检测的结果，重复调整测控仪的参数，以配合磁共振或者CT床的检测结果，如此往复，从开始到停止运动状态的检测，形成动态连续的完整检测报告。
以上所述的，仅为本发明的一较佳实施例而已，不能限定本发明实施的范围，凡是依本发明申请专利范围所作的均等变化与装饰，皆应仍属于本发明涵盖的范围内。
权利要求
1.动态心率加速综合测控仪，其特征在于动态心率加速综合测控仪，包括依次电连接的与磁共振或者CT床机械连接的心率加速综合测控仪本体(I)、动力装置(2)、控制显示装置(3)，所述心率加速综合测控仪本体(I)由测控仪(10)、测控仪连接座(20)和支架(30)构成，所述测控仪(10)固定于测控仪连接座(20)，测控仪连接座(20)通过支架(30)上设有的板式滑轨(301)与支架(30)连接，所述测控仪(10)由侧板(13)及设于侧板(13)内部的直线推进式自动回复卧式脚踏装置(11)和可调节阻力矩装置(12)构成，所述测控仪(10)的下前端还设有夹紧机构(101)，所述测控仪连接座(20)上设有制动器(201)和伸缩杆(202)。
2.根据权利要求I所述的动态心率加速综合测控仪，其特征在于所述动力装置(2)由设于动力装置盒体上的36V电源供应器(21)和电源供应器(21)输出端连接的动力板(22)构成，所述动力板(22)上设有电流控制模块(221)、5V电源模块(222)和信号传输模块(223)。
3.根据权利要求I所述的动态心率加速综合测控仪，其特征在于所述控制显示装置(3)的盒体上设有显示器(31)、单片机(32)和按键模块(33)，所述按键模块(33)与单片机(32)通过排线相接，所述单片机(32)的输出端连接到显示器(31)。
4.根据权利要求3所述的动态心率加速综合测控仪，其特征在于所述单片机(32)采用ATMEGA16单片机。
5.根据权利要求1-4任一项所述的动态心率加速综合测控仪，其特征在于所述直线推进式自动回复卧式脚踏装置(11)包括滑动部分(111)、齿轮传动部分(112)和摇臂部分(113)，所述滑动部分(111)包括有踏板(1111 )、脚踏杆(1112)、滑块(1113)和滑轨(1114)，所述两踏板(1111)通过脚踏杆(1112)与滑轨(1114)连接，滑轨(1114)固定于滑块(1113)上，摇臂部分(113)通过侧板(13)固定设于两滑轨(1114)中间，所述齿轮传动部分(112)由与滑轨(1114 )上的齿条配合的直齿轮(1121)构成，所述摇臂部分(113 )由单向轴承(1131)连接摇臂(1132 )和同步轮(1133 )构成，所述摇臂(1132)通过连接块(114 )与滑轨(1114 )连接。
6.根据权利要求5任一项所述的动态心率加速综合测控仪，其特征在于所述直齿轮(1121)采用渐开线圆柱齿轮。
7.根据权利要求1-4任一项所述的动态心率加速综合测控仪，其特征在于所述可调节阻力矩装置(12)包括有设于侧板(13)上的传动部分(121)和铜盘部分(122)，所述铜盘部分(122)由紫铜盘(1221)和齿轮套(1222)构成，紫铜盘(1221)锁紧于齿轮套(1222)上，所述传动部分(121)由第一同步轮(1211)和第二同步轮(1212)构成，所述第一同步轮(1211)与第二同步轮(1212)通过第一同步带(1213)连接，第二同步轮(1212)通过第二同步带(1214)与紫铜盘(1221)连接，所述第二同步轮(1212)上分布由若干个孔，该孔的圆心组成的圆上设有接近开关(125)，所述紫铜盘(1221)的两侧设有磁线圈(123)。
8.根据权利要求7任一项所述的动态心率加速综合测控仪，其特征在于所述磁线圈(123)是由铜线和矽钢片组成。
9.根据权利要求I所述的动态心率加速综合测控仪，其特征在于所述支架(30)包含有支撑杆(302 )和支架门(303 )，所述支架(30 )上设有手轮(3021)，所述支架门(303 )上方设有弹簧扣(3031)。
10.根据权利要求I所述的动态心率加速综合测控仪，其特征在于所述支架(30)下端设有若干个地脚(304)和脚轮(305)。
全文摘要
本发明涉及医疗检测应用领域，尤其涉及一种动态心率加速综合测控仪，包括依次电连接的与磁共振或者CT床机械连接的心率加速综合测控仪本体、动力装置、控制显示装置，所述心率加速综合测控仪本体由测控仪、测控仪连接座和支架构成，测控仪固定于测控仪连接座，测控仪连接座通过支架上设有的板式滑轨与支架连接，所述测控仪由侧板及设于侧板内部的直线推进式自动回复卧式脚踏装置和可调节阻力矩装置构成，本发明通过改变运动量达到控制病人心率和血流等生理参数，无需打针，医生可通过数据对各种人进行分组，输入相应的负荷值，同时过程中通过反馈人体能耗和心率数据进行调控，是一种定量增加人体的能耗来提高心率脉搏速度的绿色检测方法。
文档编号A61B5/021GK102764112SQ20121025613
公开日2012年11月7日 申请日期2012年7月24日 优先权日2012年7月24日
发明者洪金塔, 纪欣 申请人:纪欣