胃腸疾病智能診斷儀的製作方法
2023-05-23 15:09:31
專利名稱：胃腸疾病智能診斷儀的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於生物醫療儀器技術領域。
消化道特別是胃腸疾病是一種常見病、多發病。目前的檢測技術通常是採用胃腸境、取活檢、鋇餐X光透視等方法，這樣不但費時麻煩，而且對胃腸道有創傷，給病人造成痛苦。近年來，國內外一些專家學者在研究胃腸道平滑肌與其生理電圖的關係方面取得一些新進展，但因胃腸生理電信號極其微弱，影響生理電信號的因素又較複雜，在臨床應用上未取得成熟成果。
本實用新型的目的是克服上述胃腸檢驗的缺點，為醫學界提供一種簡單、快捷、準確、無創傷、無痛苦的新型的胃腸疾病診斷儀器。
細胞是組成生命體的最基本的單位，細胞與外界的一切物質交換，信息交換及能量交換都是在細胞膜上進行的，在亞分子水平上，這些交換最終都是電子的獲得和丟失問題。例如物質的轉運而發生的能量變換，就是把H＋轉運到膜的相反一側，這時所消耗的能，第一是逆著膜的電位差(△φ)轉運H＋的正電荷所做的電功，第二是逆著H＋濃度差轉運H＋離子所作的滲透壓功，這與膜兩側的PH差(△PH)成比例，這兩種力合起來可以用電位差(MV)表示，這個電位差稱為H＋的電化學勢能差(△μH＋)△μH＋＝△φ－Z△PH (Z為常數在常溫下是60)
生物電是離子通過細胞時所發生的現象，生物體的信息傳遞，物質交換，能量轉換都基於生物膜的離子通透而引起膜發生變化，當這種轉換發生異常或因人體某種疾病造成細胞膜的信息、能量、物質轉換發生偏差時，膜電位則相應發生改變△μH＋也隨之變化，亦即生物電發生變化，人們可以利用這種變化來鑑別診斷疾病和觀察生命現象。
近年來生物電子學家們在亞分子水平研究生命運動變化的規律，提出了三因子學說，即PH值(H＋濃度的統計字值)，r、rH2值(一種特殊的電阻值，即電子粘滯力的測量)，並認為三因子學說能夠對人類的健康的概念下一個比較精確的定義。
中性PH＝7.07酸PH＜7.07鹼PH＞7.07中性rH2＝28 氧化rH2＞28 還原rH2＜28人類處於健康狀態時PH＝7～7.2 rH2＝21～23 r＝190～250癌症是由於癌細胞無休止地自主增殖的結果，目前癌的診斷要靠組織形態學檢查，這種癌症學發展到人們可以從形態學上辨認的時候，它的第一個異常自主增殖的細胞在5－6年以前就開始了。細胞的異常增殖是一個耗氧過程。因此，表現出來的PH值是大於7～7.2的，由於是氧化過程，故rH2＞28。
PH rH2r例如早期癌症7.231119不可逆期癌症8.532120
晚期癌症9.429.4105(死亡)因此也有人提出癌症的發生是由於「電子汙染」使細胞具有多餘的能量來延長細胞壽命而出現異常分裂。由於目前的檢查手段的局限，當疾病發生於亞分子水平時我們很難檢查出疾病已經潛在地存在了。
胃組織發生的電信號非常微弱(μV)，這與它的細胞活動有關，在體表測量時，其它組織的信號幹擾很大，對採集信號的處理是一項難度很大的工作，對儀器的精度要求也極高。在採集了原始信號後，如何從中提取各類疾病有關的信息是該儀器用於臨床診斷的關鍵所在。我們依據量子生物學理論，對這些原始信息進行歸類處理(即將信息分為黑色、灰色、白色三類)分別用不同的模型進行計算，在綜合這些計算結果的基礎上建立專家診斷系統，這是與胃電圖本質區別之所在。值得指出，藉助胃電圖或以胃電圖為基礎定義的參量(諸如「頻率」振幅，反應面積、複合波百分數)缺乏明確的物理意義，是一種就「圖」論「圖」的形式參量，以此作為臨床診斷指標是不可靠的，與生物體本身沒有本質的聯繫，事實表明，利用這些參量不可能作出正確的診斷，這就是目前國內有名望的大醫院，對胃電圖用於臨床診斷持否定態度的關鍵所在。胃腸疾病智能診斷儀依據量子生物等理論，以數百個細胞為一個基數單位，也即當胃腸組織中有數百個細胞發生病變時，該儀器就能測試到了。為早期診斷疾病，預防疾病提供了良好的手段。
本實用新型就是根據胃腸道平滑肌與其生理電圖的關係綜合採用電子技術、電生理技術、計算機技術、胃腸醫療技術並作了大量臨床應用研究工作的成果。
本實用新型的技術特徵是由隔離電源系統、生物電採樣系統、微伏級生物電放大系統、主機檢測處理系統、專家處理系統以及監視器、繪圖儀所組成。附
圖1為本實用新型原理框圖。
隔離電源系統由20－200W隔離變壓器、穩壓電源和5－15V的DC－DC變換器組成。
微伏級生物電放大系統由前置放大器、隔離放大器、有源濾波帶通電路、二次放大器和模數轉換器組成。模數轉換器用8路8位A／D或8路10－12位A／D圖2為微伏級生物電放大系統電原理圖。前置放大器(IC1)基本形式為典型儀用放大器線路具有高輸入阻抗，高共模抑制比如圖3。輸入端加保護二極體D1D2防止信號過大損壞線路。二極體並聯電容C對差動輸入信號起到低通濾波作用。前置放大器的第一級提供全部增益，第二級用於共模抑制和由雙端到單端的轉換。
濾波器(ISTPFL－2031)與IC3，R6，R7，R8(如圖3)組成帶通濾波器，根據測量要求由CPU控制選擇相應的帶通段。
隔離放大器IC4用ISOAMP289(如圖2)將測量電路與A／D轉換電路隔離，同時對被測人體起隔離保護作用。
生物電採樣系統由2個或2個以上的體表電極和與之相應的導電介質所組成，其中體表電極材料是用銀－氯化銀或銅或不鏽鋼或導電橡膠。
檢測處理系統的主機用8088／8086微型計算機(或Z280或MCS－51系列單片微控制器或PC機)ROM容量0－64K，RAM容量64K，0－256K。功能鍵用儀器式的按鍵或觸模鍵，數量4－10個(如餐前餐後、繪圖、存檔、處理、暫停、濾波、復原....)相對應的鍵上有顯示燈；檢測處理程序固化於EPROM；開機即可工作，不用功能鍵而採用標準鍵盤和DOS系統亦可操作。
專家處理系統是用另一臺微型計算機作處理應用，專家處理程序可固化於EPROM，也可用於DOS系統磁碟工作。該診斷儀可單獨由主機運行，也可雙機(即主機和專家處理系統的計算機)一齊運行，使用雙機是提高檢測處理速度，用於臨床診斷或普查胃腸疾病。
輸出顯示用單色監視器或彩色監視器，一次可在屏幕上顯示三條或六條胃腸電圖(曲線圖)並由繪機繪圖。
本實用新型的工作原理如下，人或動物胃腸體表生物電信號通過聯接的採樣系統的電極板傳輸到檢測主機系統的微伏級前置放大器放大，放大後的信號再經低通濾波器濾除噪音信號只允許胃腸體表生物電信號進入功率放大器，經過放大的生物電信號經A／D轉換器輸入到微型計算機系統。檢測分析指令經計算機的軟體系統分析處理後傳輸到輸出顯示器顯示出分析結果波型，由作圖機作出分析結果圖表，列印出分析結果，以實現對人或動物胃腸功能性疾病的無創傷自動檢驗。
本實用新型可對胃腸疾病作出準確診斷，為胃腸疾病的臨床診斷、為早期胃癌的普查提供了簡便易行、診斷準確、無創傷、病人樂於接受的新型檢測手段，同時可為臨床藥物療效提供科學數據，也為消化道生理、病理生理、藥理學等醫學基礎研究提供了新的手段。
權利要求1.胃腸疾病診斷儀其特徵是，它由隔離電源系統，生物電採樣系統，微伏級生物電放大系統，檢測主機系統，專家處理系統，監視器，繪圖儀所組成。
2.按權利要求1所述的胃腸疾病診斷儀其特徵在於，其隔離電源系統裝有20－200W隔離變壓器，5－15V的DC－DC變換器。
3.按權利要求1所述的胃腸疾病診斷儀其特徵在於，其生物電採樣系統由二個或二個以上的體表電極和與之相應的導電介質所組成。
4.按權利要求1所述的胃腸疾病診斷儀其特徵在於，微伏級生物電放大系統是由前置放大器、隔離放大器、低通有源濾波器，A／D轉換器所組成。
5.按權利要求1或4所述的胃腸疾病診斷儀其特徵在於，前置放大器的輸入端加保護二極體D，D防止信號過大損壞線路，二極體並聯電容C對差動輸入信號起到低通濾波作用。
6.按權利要求1或4所述的胃腸疾病診斷儀其特徵在於，濾波器(ISTPFL－2031)與IC3R6，R7，R8(如圖2)組成帶通濾波器，根據測量要求由CPU控制選擇相應的帶通段。
專利摘要本實用新型是一種胃腸疾病的診斷儀器，由隔離電源系統、生物電採樣系統、微伏級生物電放大系統、主機檢測處理系統、專家處理系統以及監視器、繪圖儀組成。主要分為生物電信息採集系統和專家診斷系統兩部分，全部由電腦控制。本儀器為胃腸疾病的臨床診斷和早期胃腸癌的普查提供了簡單易行、診斷準確、無創傷、病人樂於接受的新型檢測手段，同時可為臨床藥物療效提供科學數據。也為消化道生理、病理生理、藥理學等醫學基礎研究提供了新手段。
文檔編號A61B5/00GK2076821SQ9022157
公開日1991年5月15日 申請日期1990年10月6日 優先權日1990年10月6日
發明者袁重華, 樓忠長, 蘇小榮 申請人:進明科技實業有限公司