一种无创血管内皮功能诊断仪的制作方法

本实用新型涉及医疗器械技术领域，尤其是一种无创血管内皮功能诊断仪。

背景技术：

内皮层是覆盖于血管内表面的单细胞层，不仅是血管的渗透屏障，还是一个多功能的旁分泌和内分泌器官，内皮功能障碍与诸多疾病存在着多种密切的联系，包括糖尿病、高血压、中风等，且多发生于心血管事件的早期、可治疗阶段，正常的血管内皮功能是维持心血管系统稳态的基本条件。及时检测血管内皮功能障碍以进行早期干预和治疗从而逆转血管病变，对于维护心血管健康、降低心血管疾病的发病率和医疗成本非常关键。无创内皮功能检测设备相对于侵入式检测方法，具有检测方便，使患者免受或减少创伤，具有较好的临床应用前景。

目前基于束臂缺血诱导反应性充血理念的血管内皮功能检测方法已逐渐得到了业界的认可，并逐渐应用于心血管疾病、糖尿病、肾病、男科疾病等多个领域。当前临床应用的无创血管内皮功能检测设备主要是通过对肱动脉加压阻断，观察反应性充血前后的血管内径变化，基于该理念的内皮功能诊断仪器占据市场主导地位。

国内外目前临床应用的基于超声和外周张力技术研制的国外引进的无创血管内皮功能检测设备都是基于束臂缺血诱导反应性充血，来检测充血前后的血管内径变化或指尖脉搏波振幅变化；利用指尖热监测(dtm)技术研制的无创血管内皮功能诊断仪器，测量原理也是基于束臂阻断肱动脉，观察反应性充血后指尖温度的恢复情况。实际上，上述技术都采用的束臂会造成人体前臂和手部缺血、缺氧，时间过长容易使人身体产生不适，而且价格昂贵，检测成本高，而且评估结果受多种因素影响，准确性不高。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型实施例提供一种成本低且准确性高的无创血管内皮功能诊断仪。

本实用新型实施例提供了一种无创血管内皮功能诊断仪，包括诊断仪主机，所述诊断仪主机上设有诱导测温模块、生理信号检测模块和显示模块，所述诊断仪主机内设有微处理器，所述生理信号检测模块包括血压检测单元和血氧检测单元，所述微处理器的输出端分别连接诱导测温模块的输入端和显示模块的输入端，所述诱导测温模块的输出端、血压检测单元的输出端和血氧检测单元的输出端均连接微处理器的输入端。

进一步，所述诊断仪主机上还设有按键模块、电源模块和报警模块，所述按键模块的输出端连接微处理器的输入端，所述电源模块的输出端分别连接诱导测温模块的输入端和微处理器的输入端，所述报警模块的输入端连接微处理器的输出端。

进一步，所述诊断仪主机内还设有存储模块，所述存储模块的输入端连接微处理器的输出端，所述存储模块的输出端连接微处理器的输入端。

进一步，所述诊断仪主机侧面设有血压测量接口和血氧测量接口。

进一步，所述诊断仪主机侧面设有sd卡槽。

进一步，所述诱导测温模块包括温度传感器和ptc制冷片，所述温度传感器置于ptc制冷片上方，所述ptc制冷片的输入端连接微处理器的输出端，所述温度传感器的输出端连接微处理器的输入端。

进一步，所述温度传感器和ptc制冷片之间设有保温棉。

进一步，所述诱导测温模块的后盖上设有散热窗。

进一步，所述诱导测温模块上设置了凹指肚和弹性胶指盖。

进一步，所述凹指肚的形状与手指形状贴合，所述弹性胶指盖可拆卸地设于诱导测温模块上；所述凹指肚除去中心放置的温度传感器与ptc制冷片通过保温棉填充外，其它部分与ptc制冷片之间通过导热材料填充。

上述本实用新型实施例中的一个技术方案具有如下优点：本实用新型的实施例包括诊断仪主机，所述诊断仪主机上设有诱导测温模块、生理信号检测模块和显示模块，所述诊断仪主机内设有微处理器，所述生理信号检测模块包括血压检测单元和血氧检测单元；相较于现有的束臂式检测方法，本实用新型利用诱导反应性充血原理，不使用束臂方式，而通过诱导测温模块进行冷/热刺激诱导，通过检测微小末梢血管的温度变化信号，配合微处理器和生理信号检测模块，通过显示模块展示检测结果，提高了准确性且降低了成本。

附图说明

图1为本实用新型的一种无创血管内皮功能诊断仪的整体结构框图；

图2为本实用新型的实施例的诊断仪主机的结构示意图；

图3为本实用新型实施例的诱导测温模块的结构示意图；

图4为本实用新型实施例的诱导测温模块的后盖结构示意图；

图5为本实用新型实施例的第一电路原理图；

图6为本实用新型实施例的第二电路原理图。

具体实施方式

参照图1，本实用新型实施例提供了一种无创血管内皮功能诊断仪，包括诊断仪主机，所述诊断仪主机上设有诱导测温模块、生理信号检测模块和显示模块，所述诊断仪主机内设有微处理器，所述生理信号检测模块包括血压检测单元和血氧检测单元，所述微处理器的输出端分别连接诱导测温模块的输入端和显示模块的输入端，所述诱导测温模块的输出端、血压检测单元的输出端和血氧检测单元的输出端均连接微处理器的输入端。

其中，诱导测温模块，用于集成诱导刺激和温度检测功能，由半导体制冷片实现加温和降温形成诱导刺激，测温模块采用热敏电阻和信号调理电路及ad转换，实现高精度、高稳定性温度检测，该模块与微处理器通过usb线连接。

生理信号检测模块，用于为主机设备留设接口，可外接血压，血氧等独立检测装置，实现血管内皮功能检测过程中重要生命体征参数变化监测，有特殊情况可通过紧急停止测试以防意外发生，安全可靠。

本实施例的微处理器为嵌入式系统主控单元，用于负责进行信号的触发，应用脉宽调制方式控制大功率mos场效应管通断以控制诱导模块刺激的频率和幅度，实现诱导模块温度的精确控制，保证诱导模块温度恒定在目标值，实现在检测设定时间内良好恒温，并设有过热保护和灯光报警电路。微处理器接收诱导测温模块发送的温度检测信号和生理信号检测模块发送的检测信号，并触发相应的控制信号，然后将控制信号发送到显示模块等进行控制。本实用新型的微处理器并不涉及数据处理过程的改进，其信号触发过程可采用现有mcu来实现。

显示模块，用于根据微处理器的控制信号，实时显示末梢血管温度变化和检测结果。显示模块可采用现有的液晶显示器来实现，其可通过usb接口与微处理器连接。

血压检测单元，用于实时获取血管内皮功能检测过程中用户的血压信号。血压检测单元可采用现有的血压计来实现。

血氧检测单元，用于实时获取血管内皮功能检测过程中用户的血氧信号。血氧检测单元可采用现有的血氧检测仪来实现。

参照图1，进一步作为优选的实施方式，所述诊断仪主机上还设有按键模块、电源模块和报警模块，所述按键模块的输出端连接微处理器的输入端，所述电源模块的输出端分别连接诱导测温模块的输入端和微处理器的输入端，所述报警模块的输入端连接微处理器的输出端。

其中，按键模块，用于获取用户的控制输入信号。按键模块可采用三挡拨动开关来实现。

电源模块，用于通过电源适配器将220v市电转为12v直流电源，为诱导测温模块供电，实现制冷片制冷至设定的温度(制冷至5℃)；通过稳压芯片l7809将12v直流电压转为9v为诱导测温模块加热供电，实现制冷片加热至设定的温度(加热至40℃)，通过l7805转为5v直流电压给微处理器供电。

报警模块，用于根据微处理器的控制信号进行报警提示。当用户在血管内皮功能检测过程中出现身体不适时，能够及时报警并停止血管内皮功能检测过程，安全性高。

如图2所示，本实施例的诊断仪主机的结构中，具体附图标记的含义如下：1代表诱导与测温接口；2代表诱导方式；3代表外接血压测量；4代表温度曲线；5代表外接血氧测量；6代表内置sd卡；7代表刺激选择拨动开关；8代表紧急停止键；9代表状态指示灯；10代表开关；11代表电源接口；12代表测量结果显示；13代表电源指示灯。

本实施例的按键、显示和报警模块包括1个电源开关按键10、1个三挡拨动开关7、1个紧急停止测试按键8、1个单色灯、1个双色led灯9、一个型号为lcd12864的液晶屏。图2中，电源按键10用于实现电源的开关机(短按开机、长按3s关机)；刺激选择键7为三档拨动开关，实现左1档添加热刺激、左2档添加冷刺激，不拨动表示不添加刺激；单色灯用于显示开机状态(红色)、双色灯9用于显示热刺激状态(绿色)、冷刺激状态(红绿交替闪烁)和异常报警状态(红色闪烁)；液晶屏用于实时显示温度曲线4和检测诊断结果12。

如图2所示，本实施例的诊断仪主机还设有1个16g金士顿sd卡6，用于存储数据；血压计接口3和血氧仪接口5，外接端口采集血压和血氧进行监测可以预防被测者的身体异常(当检测的血压舒张压低于50mmhg或收缩压大于140mmhg或血氧低于90％)紧急停止测试，以确保生命安全。

参照图1，进一步作为优选的实施方式，所述诊断仪主机内还设有存储模块，所述存储模块的输入端连接微处理器的输出端，所述存储模块的输出端连接微处理器的输入端。

其中，本实施例的存储模块由1个16g金士顿sd卡存储数据。微处理器检测到的温度送实时显示同时写入sd卡存储，收集的数据可后续科研使用。

参照图2，进一步作为优选的实施方式，所述诊断仪主机侧面设有血压测量接口3和血氧测量接口5。

参照图2，进一步作为优选的实施方式，所述诊断仪主机侧面设有sd卡槽6。

进一步作为优选的实施方式，所述诱导测温模块包括温度传感器和ptc制冷片，所述温度传感器置于ptc制冷片上方，所述ptc制冷片的输入端连接微处理器的输出端，所述温度传感器的输出端连接微处理器的输入端。

本实施例的图3中的诱导测温模块的结构示意图中，各个附图标记的含义如下：1代表温度传感器；2代表指盖；3代表诱导与测温接口；4代表凹指肚；5代表保温棉；6代表半导体制冷片。

其中，如图3所示，本实施例的诱导测温模块由1个ntc贴片热敏电阻(080510k)作为温度传感器1，用于检测温度并反馈给微处理器，采用ptc制冷片6作为加热和制冷元件。其中温度传感器1置于诱导测温模块中心制冷片6上方，温度传感器与制冷片之间贴有保温棉5，以进行隔热和提供舒适性；诱导刺激由微处理器发出控制信号控制。本实施例通过诱导与测温接口3与诊断仪主机固定连接。

另外，如图3所示，为了给被测指尖提供良好的保温效果，以及保证均匀的温度分布和良好检测效果，本实施例设置了与手指形状贴合的凹形状的凹指肚4和可拆卸的弹性胶指盖2，其中凹指肚4与制冷片6之间(包括保温棉周围)用良好的导热材料填充。

另外，如图5和图6所示，本实施例的诱导测温模块的具体工作原理如下：

本实施例在接通设备电源的开电源键后，电源灯亮为红色，微处理器初始化，提示测试者输人基本信息；然后控制温度传感器采集温度数据、血压、血氧信息，并实时放大滤波后在存储sd卡中存储和显示屏显示；其中微处理器根据血压信号和血氧信号控制双色灯d1和三极管q4的通断，即报警电路的通断，如果用户的血压血氧异常则不断交替通断报警电路，使得红灯闪烁以提示紧急停止测试(本实施例设有紧急停止测试键来控制紧急停止测试)；常态下测试6分钟后，微处理器发出选择诱导方式至显示屏，测试者选择后，诱导加入进行测试；具体地，如果是热刺激，则mos管q1通，q2断开，且q3通；如果是冷刺激，则mos管q1断开，q2通且q3和q4同时交替通断，约8分钟后诱导自动除去，最长等待10分钟观察微小血管末梢温度恢复情况，同时微处理器控制显示屏进行结果展示。

如图4所示，为了实现良好的制冷功能，本实施例中的后盖设置了散热窗7。

如图3所示，进一步作为优选的实施方式，所述温度传感器和ptc制冷片之间设有保温棉5。

如图4所示，进一步作为优选的实施方式，所述诱导测温模块的后盖上设有散热窗7。

如图3所示，进一步作为优选的实施方式，所述诱导测温模块上设置了凹指肚4和弹性胶指盖2。

如图3所示，进一步作为优选的实施方式，所述凹指肚4的形状与手指形状贴合，所述弹性胶指盖2可拆卸地设于诱导测温模块上；所述凹指肚4除去中心放置的温度传感器与ptc制冷片6通过保温棉填充外，其它部分与ptc制冷片6之间通过导热材料填充。

本实用新型的无创血管内皮功能诊断仪的工作过程如下：

首先设备启动后开始采集数据，包括测试者基本信息如姓名，年龄，性别，病史基本情况输入，血压、血氧、微小血管末梢检测温度等，通过预设的安全血压、血氧来监测人体血压血氧异常与否的同时，对温度数据进行采集，然后将采集到的相关信号存储在存储模块中，以便后续根据这些信号对血管内皮功能进行诊断。

在使用过程中，用户首先将指盖套入主机固定，连接无创血管功能仪主机电源，连接血压、血氧、诱导测温模块，将左手食指放入凹指肚和弹性胶指盖空间，开主机电源，单色灯显示红色，根据提示输入基本信息，血压和血氧可选择性是否插入接入测量，如果接入则测量结果在显示屏显示，常温检测6mins左右主机会提示选择诱导方式，用三挡拨动开关选择热或冷刺激，双色灯状态变化(热为绿色，冷为红绿交替闪烁)，表示诱导已加入，指尖温度变化会实时显示；达到设定的温度持续一段时间，约8mins后刺激自动断开，双色灯回归熄灭状态，常温测量手指温度变化至恒定获等待10mins左右测量结束，整个测量过程趋势曲线会显示在显示屏，同时整个诊断结果显示，测量结束，测量过程中如出现异常双色灯会红色闪烁报警，可按紧急停止测试键停止测试。

综上所述，本实用新型利用诱导反应性充血原理，采用对微小末梢血管进行诱导冷/热刺激，能够检测到微小末梢血管的温度变化，减少了其它调节活动和噪声的干扰，更直观准确的反映血管内皮功能。研制的设备具有测量准确，体积小，成本低，稳定性好，检测便携等优点。与当前血管内皮功能诊断技术和临床应用产品相比，本实用新型避免了当前使用束臂方式实现反应性充血会造成人体前臂和手部缺血、缺氧，时间过长容易使人身体产生不适，而且产品价格昂贵，检测成本高等问题。

以上是对本实用新型的较佳实施进行了具体说明，但本实用新型并不限于所述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可做作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。