一种全科医生用的心脏急救装置的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种全科医生用的心脏急救装置，组成包括：心脏起搏器1，心脏除颤器2，控制器3，数据采集卡4，设备驱动5，面板程序6，应用程序7，虚拟仪器开发平台8，便携PC9，心电监视与自动记录仪10，心血管病专家知识库11，市电0，其特征在于：心脏起搏器1与心脏除颤器2都由控制器3，控制器3与数据采集卡4连接，设备驱动5，面板程序6，应用程序7，虚拟仪器开发平台8是安装便携PC9中的虚拟仪器的软件，在PC9上开发控制界面通过控制器3控制心脏起搏器1与心脏除颤器2，同时也有监视仪与自动记录仪10，在使用仪器时可以随时通用在PC9内的心血管病专家知识库11。使心脏急救装置设备简单、实用，可靠性高与灵活大。
【专利说明】
-种全科医生用的心赃急救装置
技术领域
[0001] 本发明设及一种适合全科医生用的医疗仪器。 技术背景
[0002] 屯、脏急救装置主要包括：屯、脏起搏器，屯、脏除颤器，电刺激器等，目前运些仪器都 是各自功能分散，各成体系，适合在医院使用，全科医生一般是W 口诊形式处理常见病、多 发病及一般急症的多面手，由于全科医生职业的特殊性，亟待开发适合全科医生职业特点 与实际需要的屯、脏急救装置。
[0003] 近年来，屯、血管病发病率一直比较高，应用现代电子仪器技术开发新型屯、脏急救 装置，适合全科医生用的屯、脏急救装置是技术发展的需要。
【发明内容】
[0004] 本发明公开了一种是由屯、脏起搏器、屯、脏除颤器W及监视仪、自动记录仪一起组 合而成的屯、脏急救装置，创造性地将监视仪、自动记录仪应用虚拟仪器技术实现，开发出适 合全科医生职业特点使用的屯、脏急救装置，具体技术方案如下： 阳〇化]1.屯、脏急救装置的组成包括：屯、脏起搏器1，屯、脏除颤器2,控制器3,数据采集卡 4,设备驱动5,面板程序6,应用程序7,虚拟仪器开发平台8,便携PC9,屯、电监视与自动记录 仪10,屯、血管病专家知识库11，市电0,其特征在于：屯、脏起搏器1与屯、脏除颤器2都由控 制器3,控制器3与数据采集卡4连接，而设备驱动5,面板程序6,应用程序7,虚拟仪器开 发平台8是安装便携PC9中的虚拟仪器的软件，在PC9上开发控制界面通过控制器3控制 屯、脏起搏器1与屯、脏除颤器2,同时也有监视仪与自动记录仪10,在使用仪器时可W随时通 用在PC9内的屯、血管病专家知识库11。
[0006] 2.屯、脏起搏器1采用通用双腔起搏器。如3所示，在一片集成电路忍片上集中了 系统中的多极带通放大器，模拟数据处理线路，电压放大器，输出级，W及双向通信系统。数 据信号处理与控制单元也类似地在另外一块1C片上，再加上记忆忍片RAM,就组成中屯、逻 辑与数据处理单元。
[0007] 3.屯、脏除颤器2采用电容放电直流除颤器电路原理图。如4所示，其中B1为自禪 变压器，用于调节输出电压的大小。B2为升压变压器，交流市电经升压后，再经R1和D组成 的整流器变成直流电压。当高压继电器S位置"1"时，高压电容器C被充电。电路元件的 典型数值是C = 16uF，L = ΙΟΟ?Ι。为了获得约400J的电击能量，电容器C上充电电压值 须达到2-9KV。除颤时将高压继电器S置于位置"2"，此时电容C上所储存的电能通过的电 感L及人体（负荷）串联接通，使之构成RLC巧为人体电阻、导线电阻、人体与电极的接触 电阻Ξ者之和）串联谐振衰减电路i，即为阻尼振荡放电电路。 阳00引本发明与现有技术相比有如下积极效果：
[0009] 1.屯、脏急救装置由屯、脏起搏器、屯、脏除颤器，而监视仪、自动记录仪一起在便携式 电脑上有虚拟仪器的虚拟界面完成，使屯、脏急救装置设备简单、实用，可靠性高与灵活大。
[0010] 2.大量使用计算机标准化器件，特别是所有的模拟信号经数模转换后在计算机公 用总线通道上严格按标准规程协议传输，从而提高了系统的透明度和可维护性。
[0011] 3.由于采用模块化与层次化设计结构设计具有可重复使用、可移植、可重构的优 势，所W可为其它医用仪器使用。相对于硬件来说，软件简单，便于升级，同时具备有较高的 精度与很多在硬件上难W实现的功能。
【附图说明】
[0012] 图1本发明的屯、脏急救装置组成图
[0013] 图2双腔起搏器模拟信号输出框图
[0014] 图3双向起搏器简化框图
[0015] 图4电容放电直流除颤器电路原理图
[0016] 其中：市电0,屯、脏起搏器1，屯、脏除颤器2,控制器3,数据采集卡4,设备驱动5,面 板程序6,应用程序7,虚拟仪器开发平台8,便携PC9,屯、电监视与自动记录仪10,屯、血管病 专家知识库11，连接屯、房12,连接屯、室13,模拟多路开关15,倍增器16,屯、房模拟电路17， 屯、室模拟电路18,模拟数据遥测19,数据控制器20,通信与程序记忆通道21，晶体22,杆黃 开关23。
【具体实施方式】
[0017] 1.屯、脏起搏器结构实现
[0018] 本发明公开的屯、脏急救装置中的屯、脏起搏器采用多程双腔起搏器，双腔起搏器屯、 房或屯、室起搏与控制功能可W分别打开与关闭，全功能型双腔起搏器值DD)是通过技术方 法模拟自然的兴奋顺序使屯、室与屯、房想匹配，检测与起搏都与屯、房中的除极过程同时进 行。房室延迟与屯、房及屯、室的折返期间一起控制着起搏的顺序。对屯、房与屯、室的选择控制 主要多极带通放大器来实现，如图2所示，输入信号在屯、房和屯、室通道分别用倍增放大器 作"电平分级探测"。感知灵敏度分为16档，起搏电压分为128档。
[0019] 多程双腔起搏器包括数字与模拟线路两大部分，使用集成电路技术，使得起搏器 更小型化，效率更高，图3是通用双腔起搏器方框图。在一片集成电路忍片上集中了系统中 的多极带通放大器，模拟数据处理线路，电压放大器，输出级，W及双向通信系统。数据信号 处理与控制单元也类似地在另外一块1C片上，再加上记忆忍片RAM,就组成中屯、逻辑与数 据处理单元。
[0020] 数字电路包括两部分：运行控制部分及接口界面部分。起搏脉冲序列是由控制器 来控制的，控制器核屯、是一个微处理器。起搏器不但有大量可编程的控制与起搏参数，还可 用作屯、内电生理测量系统，通过编程头与外部刺激设备联系并同步工作。一个特殊的只读 存储器负责固化的程式按顺序从总线输送给系统的寄存器与定时器。固化的程式可产生近 100种不同的状态参数。包括自动检测起搏效果，并根据检测结果自动调整灵敏度、阔值W 及起搏脉冲幅度。与定时器组配合还可具有按屯、率调整动态AV延时等其他功能。
[0021] 模拟电路包括：多级带通放大器、模拟数据采集、输出放大器W及双向通信单元。 模拟双向通信单元能通过分析屯、内电信号来监测屯、脏工作，可提供人工传导系统手术效果 数据。所有的模拟线路都用电容组合（SC)技术来设计，忍片SC线路中使用的放大器不是电 压输出而具有理想转换的电流输出即运算换能放大器（OTA)。模拟线路块的其余部分都有 运种0TA和SC网络组合的动态技术组成，特别是输入滤波器，模拟双向通信单元的A/D转 换器，模拟输出级的D/A转换器等。滤波器有四个高通极点（80地）及两个低通极点（40地）。 滤波器中屯、频率对屯、房通道为70化，对屯、室通道40化。A/D转换器为化，采用自动零点逐 次逼近法W及对强、弱信号（电流电压及屯、电）自动测量分档。D/A转换器有五个可组合的 并联电容器，其工作方法与输入放大器的最后一级反馈相似。
[0022] 2.屯、脏除颤器结构的实现
[0023] 本发明公开的屯、脏急救装置中的屯、脏除颤器采用体外电容放电除颤器。其电路原 理如图4所示。其中B1为自禪变压器，用于调节输出电压的大小。B2为升压变压器，交流 市电经升压后，再经R1和D组成的整流器变成直流电压。当高压继电器S位置"1"时，高 压电容器C被充电。电路元件的典型数值是C = 16uF，L = 100恤。为了获得约400J的电 击能量，电容器C上充电电压值须达到2-9KV。除颤时将高压继电器S置于位置"2"，此时 电容C上所储存的电能通过的电感L及人体（负荷）串联接通，使之构成化C巧为人体电 阻、导线电阻、人体与电极的接触电阻Ξ者之和）串联谐振衰减电路i，即为阻尼振荡放电 电路。
[0024] 电感L的作用是对输出波形起整形作用。如果不设置L除颤电路变为RC放电结 构，则放电曲线将呈指数波形，放电波形幅高，期初能量过分集中于瞬间，对屯、肌组织损伤 较大，除颤效果差。加值L后，除颤电路成为化C结构，放电曲线变为阻尼正弦波，波幅降低， 波峰变圆，动物实验后临床使用都证明运种放电波形对屯、肌损伤较小，除颤效果好，所需能 量约为RC放电式的一半。化C除颤器电路中的电流可由下式求得。 阳0巧]
[0026] 其初始条件为：1)流过电感器的电流是0 ;2)充电后电容器两端的电压为U。需要 注意：电容器的输出电流可能是欠阻尼、临界阻尼或过阻尼，运决定于在除颤器电路元件的 选择W及输出回路的阻抗。
[0027] 化C除颤电路的充电时间常数R1C -般为2s，通常经过5倍的R1C时间，即可使电 容器C充电达幅值的99%。放电时间一般为4-lOms，可W适当选取^0实现。电感L应采 用开路铁忍线圈，W防止放电时因大电流引起铁忍饱和造成电感值下降，而使输出波形改 变。另外，除颤中存在高电压，对操作者和患者都有意外电击危险，因此必须防止错误操作 和采取各种防护电路。电路中接有瓦秒表，可直接读出电能量值。临床实践证明，电容C上 储存的能量传给人体的仅占60%，其余部分都消耗在放电电路中和电击上，因而化C除颤 电路的效率较低。
[0028] 3.仪器总线与USB接口
[0029] 本发明的仪器采用PCMCIA总线，它的是英文叩ERS0NAL C0MPUT邸MEMORY CAW INTERNATIONAL ASSOCIATION" (PC机内存卡国际联合会）的缩写，PCMCIA是一个有300多 个成员公司的国际标准组织和贸易联合会，该组织成立于1989年，目的是建立一项集成电 路国际标准，提高移动计算机的互换性。运种计算机要求强度高，能耗低，尺寸小，而且对 运几条性能的要求都很高。PCMCIA在1991年颁布了用于内存卡的68针PC卡标准的基础 上，又在95年新制定了 Car地US和ZV两种接口标准，使笔记本可W连接PCI设备，如高速 网卡、视频捕捉/视讯会议卡、SCSI卡等。
[0030] USB接口忍片：型号：PDIUS抓12。是一个成本和功能优化的USB设备。它通常用 在基于微控制器的系统和通信系统的微控制器在高速通用并行接口。它也支持本地DMA转 换。通过模块化的方法来实现USB接口，并允许设计人员选择最佳的系统微控制器。其灵活 性，减少了开发时间和风险，并减少投资。特点：符合通用串行总线规范2.0版本（基本速 率）；高性能的USB接口器件，并集成了 SIE，FIFO存储器，收发器和稳压器；符合大多数器 件的分类规格；可接驳任何外部微控制器或微处理器的高速并行接口（2兆字节/秒）；完 全独立的DMA操作；集成了 320字节的多结构FIFO存储器；双缓冲方案增加了吞吐量，并简 化了实时数据传输；数据传输速率；数据传输速率：lMbytes/s (批量模式），实现IMbits/ S (同步模式）；软件控制的USB总线；可编程的时钟频率输出；内部上电复位和低电压复位 电路；S028和TSS0P28封装模式；双电压操作模式，3. 3 + 0. 3V或5V电源电压范围为4. 0~ 5. 5V ;多种中断模式的批量传输和同步传输。 阳0川 4.控制器
[0032] 控制器3选用ADSP21XX系列忍片中的一种，具体技术参数W ADSP2181为例。
[0033] ADSP2181性能指标：完全分离的片内程序和数据总线结构一哈佛结构（Harvard Architec化re)，33MIPS的单周期指令系统，单周期指令跳转，多功能指令（Multi化nction Instructions)支持80k的片内存储器（On-chip Memoir),其中包括16k X 24bit的程序 存储器和16k*16bit的数据存储器，程序存储器既可用于存储程序又可用于存储数据，分 离的算术逻辑单元（ALU)，乘法/累加器（MAC)，桶状移位器Barrel Shifter)，两套完全独 立的数据访问地址产生器（DAG)，可编程的16位内部时钟，16位的内部DMA端口（IDMA)支 持高速的片内存储器访问，可编程选通的分离的存储器地址空间和1/0地址空间，可编程 的等待状态，6个外部中断，13个可编程标志位可用于灵活的信号指示和数据通讯。
[0034] 5.全科医生专家辅助屯、血管病系统
[0035] 在医学信息的分类储存方面的作用随着信息技术的飞速发展，医学科技文献急剧 增长，医务人员要从浩如烟海的文献资料中迅速、准确而又全面地获取所需资料是非常困 难的一件事情，就现在专业科技文献的出版量而言，医务人员不可能做到对专业发展的每 一时刻每一方面均掌握、均了解，只能是用一定的时间，选择一些方面的专业科技情报信息 进行了解，所W更需要计算机来发挥对医学信息的分类存储作用。医学专家系统对医学信 息的分类存储作用，主要是按医学信息的分类或类别而对医学信息进行高容量、有具体内 容又分具体款项的存储，包括按医学信息的应用价值、存在的空间或场所、提供或掌握的角 色、所具有的时间性、W及疾病载体种类、性质、程度和观察的角度等来分类存储。
[0036] 在医学信息的汇总、分析评判方面的作用医学科学是当今世界上发展最快的学科 之一，与许多边缘学科相关联，使得医务人员的信息需求呈现出多样化、层次化、深度化、时 效化的特点，不同层次的用户需要不同加工级次的信息。利用专家系统对医学信息进行汇 总综评，便成了最关键的一环。通过对医学信息的汇总综评，对有利用价值的信息进行综合 分析与判断。使医务人员比较容易得到有价值指导意义的信息，运对医学信息学自身价值 的实现也至关重要。
[0037] 全科医生在日常的屯、血管病工作中，经常会在查询、借鉴方面同屯、血管病信息发 生密切关系，他们不仅需要相关的文献信息、文献线索、文献书目数据或信息参考数据，而 更注重获取有深度的信息内容、文献的全文或针对查询问题的较全面的文献信息解答或确 切的答案，同时也还需要利用方便、快捷、丰富的网络资源获取相关的动态信息。因此利用 计算机提供的专家系统来完成对屯、血管病信息的查询、借鉴，可节省很多人力，包括精力和 时间。特别在现代计算机已实现全球联网的情况下，利用计算机来完成对屯、血管病信息的 查询与借鉴，其效果已无可比拟。
[0038] 专家系统在医疗诊断中的应用。电疗专家系统就是运用专家系统的设计原理与方 法，模拟医学专家诊断、电疗疾病的思维过程编制的计算机程序，它可W帮助医生解决复杂 的医学问题，作为医生诊断，电疗的辅助工具，特别是对那些年轻无经验的医生，能够帮助 他们提高诊断技能，为患者提供最佳的诊断方案作参考。
[0039] 5.屯、脏急救装置使用说明
[0040] 根据全科医生的职业性质要求，上口处理家庭急性发作的屯、血管病人，在上口时， 全科医生根据自己的专业知识与临床经验，结合屯、血管病人的具体情况，先用屯、脏起搏器 紧急抢救，抢救后将启动监护仪对病人进行监护，通过便携式计算机屏幕上的虚拟仪器面 板控制和操作整个仪器，根据病人的感觉，进行屯、脏发颤治疗，同时自动生成屯、电图记录， 同时借助全科医生专家辅助屯、血管病系统进行会诊，根据诊断结果自动将转换成病历、检 查结果与电疗记录自动录入病人的健康档案。
【主权项】
1. 一种全科医生用的心脏急救装置，它的组成包括：心脏起搏器（I)，心脏除颤器（2)， 控制器（3)，数据采集卡（4)，设备驱动（5)，面板程序(6)，应用程序（7)，虚拟仪器开发平台 (8)，便携PC (9)，心电监视与自动记录仪（10)，心血管病专家知识库（I 1)，市电（O)，其特征 在于：心脏起搏器⑴与心脏除颤器⑵都由控制器（3)，控制器（3)与数据采集卡⑷连 接，而设备驱动（5)，面板程序(6)，应用程序（7)，虚拟仪器开发平台（8)是安装便携PC (9) 中的虚拟仪器软件，在PC(9)上开发控制界面通过控制器（3)控制心脏起搏器（1)与心脏 除颤器（2)，同时也有监视仪与自动记录仪（10)，在使用仪器时可以随时通用在PC (9)内的 心血管病专家知识库（11)。2. 根据权利要求1所述的心脏急救装置，其特征在于：心脏起搏器（1)采用通用双腔 起搏器。3. 根据权利要求1所述的心脏急救装置，其特征在于：心脏除颤器（2)采用电容放电 直流除颤器。4. 根据权利要求1所述的心脏急救装置，其特征在于：控制器（3)选择ADSP28XX系列 芯片。5. 根据权利要求1所述的心脏急救装置，其特征在于：虚拟仪器的主体结构采用 PCMCIA 总线。
【文档编号】A61B5/02GK105879226SQ201510004677
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2015年1月4日
【发明人】吴明赞
【申请人】南京理工大学