心臟機能檢測儀的製作方法

2023-08-07 23:25:46

專利名稱：心臟機能檢測儀的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及心臟機能檢測儀器，具體涉及的是用於無創傷性檢測心臟的內在吸縮性能的檢測儀器。
心肌收縮性是用來表達心肌在負荷條件下，不變時間產生收縮的速度和程度或產生張力的速度和大小的內在性能。無負荷狀態下心臟環肌纖維短速度Vmxa，可以相對排除前、後負荷的影響，較準確地反映變力因素的變力作用，目前已被公認為反映心肌收縮性變化的敏感指標。但截止目前為止，國內外學者都只能有創傷性的測取Vmax值，臨床上難以廣泛使用，從而使這一先進指標的應用受到限制。
本實用新型的目的在於設計一種利用電極帶，由人體信號測試控制系統，模數轉換器、微機處理系統等組成的無創傷性檢測心臟環肌纖維縮短速度Vmax的檢測儀。
本實用新型的技術方案為，心臟機能檢測儀由人體信號測試控制系統，信號放大系統，模數轉換器，微機處理系統組成。其中人體信號控制系統由電極帶、恆流源電路、定標信號電路、模擬開關電路、基礎阻抗顯示電路以及控制電路等組成。信號放大系統由有源濾波及微分電路、微分放大及電平位移電路以及動態放大及電平位移電路等組成。該儀器利用心阻抗圖的原理和方法，無創傷性檢測心臟環肌纖維縮短速度Vmax，並通過模擬放大、濾波、模數轉換後由計算機進行採樣和實時顯示、並自動合成LissajouS圖形，測算Vmax，顯示、列印輸出檢測結果和圖形。
圖1心臟機能檢測儀原理方框圖圖2控制電路原理圖圖3恆流源電路原理圖圖4定標信號電路原理圖圖5基礎阻顯示電路原理圖圖6模擬開關電路原理圖圖7信號放大、檢波及動態阻放大原理圖圖8動態阻放大及電平位移電路原理圖圖9有源濾波及微分電路原理圖圖10微分放大及電平位移電路原理圖圖11模數轉換電路原理圖
以下結合
本實用新型的實施例，圖1為本實用新型的方框圖，其控制電路如圖2，它是由門電路IC12(CD4013)、門電路IC13(CD4513)、門電路IC14B(4081)、IC14D(CD4081)、IC14C(CD4081)IC14A(CD4081)，放大器IC15B(LM324)等組成，用於控制50KHZ振蕩即與模擬開關IC4-9腳相連；控制人體標準轉換即與模擬開關IC3-10腳相連、11腳，模擬開關IC4-10腳、11腳相連；控制定標振蕩即與模擬開關IC3-9腳相連；控制定標、阻抗轉換即與模擬開關IC9-9腳、10腳、11腳相連；與顯示控制狀態發光二極體相連。控制過程是在按鈕AN的作用下完成00、01、10三個狀態的控制，門電路IC12為JK觸發器。按鈕AN每次動作均送出一個脈衝，該脈衝作用於門電路IC13，門電路IC13作為模的計數器，其Q0、Q1輸出控制，門電路IC14產生三組控制信號分別控制恆流源，定標電路、人體阻抗和標準阻抗的轉換。另外，還作用於放大器IC15作為控制的燈顯。圖3為50KZ恆流源電路；它由放大器IC1A(LF353)、IC1B(LF353)，IC2A(LF353)、IC2B(LF353)等組成。恆流源輸出去模擬開關IC3-15腳，模擬開關IC3-14腳，振蕩控制去模擬開關IC4-3腳、IC4-4腳。其作用是放大器IC1A、IC2A是一個受控壓控正弦波振蕩器，受模擬開關IC4的控制。電阻W2為頻率調整，電阻W1為幅度調節。放大器IC2A的輸出由放大器IC1B、IC2B分成兩路，其輸出在電阻R15產生30mv的浮地信號，送模擬開關IC3作為對人體及標準阻的測量信號。
圖4為5HZ三角波定標電路，它由放大器IC11A(LM324)、放大器IC11B(LM324)等組成。定標輸出到模擬開關IC9-2腳，振蕩控制到模擬開關IC3-4腳，5腳。其中放大器IC11A是一個受控三角振蕩器，三角波由方波積分而成，受模擬開關IC3控制、電阻W12為頻率調整、電阻W11為幅度調節。電阻W11的滑動臂輸出5HZ、±0.4V的三角信號作為0.1Ω動態阻的標準。
圖5為基礎阻顯示電路，由數碼管驅動塊IC16(ICL7107)、放大器IC15A(LM324)等組成。作用為作為一塊3粒半的電壓表IC16，在峰值檢波的正壓作用下分別顯示標準阻30Ω值和人體基礎阻抗值。放大器IC15A的基礎阻抗輸入通過電阻R31，電容C16節點，並接入±5V電源。
圖6為模擬開關，它由模擬開關IC3(CD4053)、模擬開關IC4(CD4053)、模擬開關IC9(CD4053)等組成。模擬開關IC3的15腳為50HZ信號輸出與電阻R14、R15節點相連，11腳為人體標準阻轉換與二極體D10正端相連，14腳為50HZ信號輸出與電阻R3、R15節點相連、4腳為定標信號反饋入與放大器IC11-6腳相接，5腳為定標信號反饋出與放大器IC11-7腳相接，9腳為定標振蕩控制與二極體D11正端相接。模擬開關IC4的15腳為50HZ信號輸入與電阻R17、R18節點相連，11腳為標準阻、人體轉換與二極體D10正端相連，14腳為50HZ信號輸入與電阻R22、R23節點相連，3腳為50KHZ信號反饋出與電阻R6低端相連，4腳為50KHZ信號反饋入與電阻W2高端相連，9腳為50KHZ信號振蕩控制與二極體D10、D11負端相連。模擬開關IC9的1腳為動態阻信號輸入與放大器IC8-7腳相連，9腳為人體定標切換控制與門電路IC14-8腳相連，2腳為定標信號輸入與電阻W15動能點相連，15腳為人體定標受控輸出與電阻R43高端相連，4腳為定標狀態幹擾與電阻R37低端相連，14腳接地與電阻R32低端相連。模擬開關IC3、IC4、IC9是三塊CMS(CD4053)，在控制電路的控制下分別控制恆流源、定標電路的輸出和人體及標準電阻之間採樣的轉換。
圖7為50KHZ信號放大檢波及動態阻放大電路，由放大器IC5B、IC5A、IC6B、IC7A、IC7B、IC8B等組成。其型號均為LF353。分別與模擬開關IC9-14腳相連為定標幹擾受控接地，與模擬開關IC4-15腳相連為標準阻、人體信號輸入，與模擬開關IC9-4腳相連為定標幹擾受控接地，與模擬開關IC4-14腳相連為標準阻、人體信號輸入，與模擬開關IC9-1腳相連為動態阻信號輸出，與電阻R70高端相連為阻抗顯示輸出。檢波放大是由模擬開關傳遞的人體阻抗和標準阻的信號，通過放大器IC5進行放大，由放大器IC6進行合成、放大器，IC7進行峰值檢波，檢波的正正作為基礎阻抗顯示的輸入信號，在放大器IC8合成並放大作用下，作為人體動態阻的輸出。在測定標時將其交流幹擾接地，以免影響30Ω定標的誤差。
圖8為動態阻放大及電平位移電路、由放大器IC10C、IC17D等組成，型號均為LM324。作為動態阻輸出與模數轉換電路IC20(ADC0809)-26腳相連，動態阻輸入與放大器IC10B-7腳相連，電阻W5兩端接±12V電源，二極體D17接+5V電源。該電路中放大器IC10C組成了輸出電平可調，增益可變的放大器，為滿足模數轉換IC20A/D變換0-5V輸入的要求，引入二極體D16、D17進行雙向限幅，經放大器IC17D通過模數轉換電路IC20進行A/D變換。
圖9為有源濾波及微分電路，主要由放大器IC10B、IC10D等組成型號為LM324。作為動態阻、定標輸入與模擬開關IC9-15腳相連，作為微分輸出與電阻R53高端相連，作為動態阻輸出與R47高端相連。該電路放大器IC10B及電阻、電容組成極頻為30HZ∶0低通濾波器，使人體動態阻信號高於30HZ的信號成分有效濾除。放大器IC10D及電阻電容組成微分電路，在接人體時輸出動態阻時，時間的微分信號。在定標狀態時，5HZ三角波在濾過波器輸出端仍為三角波，在微分輸出端為方波，作為計算機人體支態阻的基準。
圖10為微分放大及電平位移電路，主要由放大器IC10A、IC17B等組成，型號為LM324，作為微分輸出與模數轉換電路IC20-27腳連接，作為微分輸入與放大器IC10D-14腳連接。在電阻W7兩端接±12V電源，在二極體D19負端接+5V電源，該電路IC10A組成了輸出電平可調，增益可變的放大器，為滿足模數轉換IC20A/D變換，0～5V輸入的要求，引入二極體D18、D19進行雙向限幅經IC17B送IC20A/D變換器。
圖11為模數轉換電路，主要由時鐘電路IC18(74047)、門電路IC19(7430)、模數轉換器IC20(ACD0809)門電路IC21(7402)等組成。模數轉換器IC20與與計算機接口連接，門電路IC19亦與計算機接口連接。該電路在計算機的控制下，定時採集人體動態阻及動態阻對時間t微分的數據，以供計算。時鐘電路IC18是供模數轉換器IC20A/D變換用的主鍾。計算機地址信號和讀信號送門電路IC19、IC21和模數轉換器IC20。門電路IC19、IC21是為模數轉換器IC20A/D變換的外圍電路以保證A/D變換的進行。放大器IC22(LM301)是供模數轉換IC20A/D變換5U基準電壓。
權利要求1.一種心臟機能檢測儀，包括人體信號測試控制系統，信號放大系統，模數轉換器，微機處理系統組成，其特徵在於人體信號測試控制系統包括電極帶，其輸入端與模擬開關電路相連；控制電路其輸出分別與恆流源電路、定標信號電路、基礎阻抗顯示電路、模擬開關電路相連，信號放大系統中包括有微分放大及電平位移電路，控制電路的輸出還與信號放大系統相連。
2.如權利要求1所述心臟機能檢測儀，其特徵在於恆流源電路IC1A、IC2A等構成受控正弦波振蕩器，受模擬開關IC4的控制，電阻W1為幅度調節，電阻W2為頻率調整，IC1B、IC2B將IC2A的輸出分為兩路，其中IC1A、IC1B、IC2A、IC2B均為放大器LF353，IC4為模擬開關CD4053。
3.如權利要求1所述心臟機能檢測儀，其特徵在於定標信號電路由IC11A等構成受控三角波振蕩器，受模擬開關IC3控制，其中IC11A為放大器LF353，IC3為模擬開關CD4053。
4.如權利要求1所述心臟機能檢測儀，其特徵在於微分放大及電平位移電路由IC10A等組成，輸出電平可調、增益可變的放大器，二極體D18、D19為雙向限幅電路，IC10A為LM324放大器。
5.如權利要求1所述心臟機能檢測儀，其特徵在於模數轉換電路由時鐘電路7404，門電路7430、7402，模數轉換ADC0809等組成，由計算機信號控制ADC0809採樣。
專利摘要本實用新型公開了一種心臟機能檢測儀，包括人體信號測試控制系統、信號放大系統、模數轉換器、微機處理系統等。其中人體信號測試控制系統由電極帶、模擬開關電路、定標信號電路、恆流源電路、控制電路、基礎阻抗顯示電路等組成。該檢測儀具有無創傷性地測取心臟環肌纖維短速度V
文檔編號A61B5/00GK2247000SQ9523756
公開日1997年2月12日 申請日期1995年9月5日 優先權日1995年9月5日
發明者蔡竟委 申請人:陳振中, 蔡竟委, 陸惠明