多元耳穴電信息數據採集系統的製作方法

2023-12-07 05:42:46 1

專利名稱：多元耳穴電信息數據採集系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種測量裝置，尤其是人體穴位電信息的採集系統，具體地說是 一種多元耳穴電信息數據採集系統。
背景技術：
「多元耳穴電信息智能識別」系統是將我國特有的傳統醫學診病優勢與信息學科 有機結合，它較之以往國內外所通用的單參數(電阻)有革命性的進步。該項目歷經20餘 年的研究與開發，其相關儀器與技術曾先後獲實用新型專利證書及發明專利證書。其成果 四次通過江蘇省科委技術鑑定。該儀器具有高精度、低功耗、交直流兩用、操作簡便等特點， 可自動採樣、分析、顯示和列印讀出，通過串行口可與PC機合成智能系統。江蘇省人民醫院 針灸科與南京大學物理系合作，多年來一直致力於研究「多元耳穴電信息識別技術」對消化 道癌的早期診斷。我們曾在1990-1992年利用「多元耳穴電信息識別技術」於淮安農村完成兩期 消化道癌普查篩檢，其中第一期為耳診與隱血珠雙軌、雙盲試驗，共篩檢兩萬人，檢出癌70 例，其中早期癌佔67%，癌前期病變126例。因早期發現而及時手術，經隨訪這些腫瘤患者 存活期巳達10年以上。1994-1998年，我們在腫瘤一級防治課題中，將其實用於20萬人群 抽樣檢測，證實了該技術用於篩檢早期消化道癌的有效性。近年來，課題組成員使用該檢 測微機系統，對64例食道癌、胃癌和肝癌患者和38位健康人的20個穴位作耳穴TDV同步 測量，以胃鏡和病理活檢結果為依據，獲得了耳穴電特性(電位E、電阻R和電容C)的3個 觀察指標J、K、L反映癌病變的一些結果。結果顯示，其篩檢異常和篩檢癌病變的敏感度和 陽性預測值較高，符合率均可達80%以上，巳具臨床使用意義。經過國家自然科學基金與 江蘇省科委的多次資助，目前的三維耳穴電信息微機檢測儀具有高精度、低功耗、交直流兩 用、操作簡便等特點，可自動採樣、分析、顯示和列印讀出，通過串行口可與PC機合成智能 系統。其對消化道腫瘤篩檢符合率高且性能穩定，在技術上填補了國內、國外空白，達到國 際領先水平。但是，在應用中發現該儀器存在一些不足，如採集數據比較慢，並且需要人工 記錄；參考電極在手腕的固定程序較多；耳穴探頭測穴位時電極壓力不好控制。目前最常 用的就是直接用組合測量儀器象電子學中測量電阻電壓的方法進行。也有用組裝成專用測 量裝置。但是由於沒有和計算機結合，現有測量方案，對大量的數據測量，大量數據處理，信 息的表達、傳輸速度顯得及其不方便。在消化道癌的早期診斷中無法發揮更大的作用。因 此，現有的耳穴電信息數據採集系統不能滿足現有使用的需要。
發明內容本實用新型的目的是針對現有的耳穴電信息數據採集系統採集數據比較慢、需要 人工記錄、參考電極在手腕的固定程序較多、耳穴測量探頭測穴位時電極壓力不好控制，在 消化道癌的早期診斷中無法發揮更大作用的問題，提出一種實用、方便、可靠和速度快的多 元耳穴電信息數據採集系統。[0005]本實用新型的技術方案是一種多元耳穴電信息數據採集系統，它包括測量探頭、參考電極、零電位電極、第 一模擬開關、第二模擬開關、第三模擬開關、第四模擬開關、電源、阻抗變換網絡模塊、放大 單元、信號調理電路、數模轉換模塊、USB通信模塊和電路控制邏輯單元，所述的參考電極、 零電位電極和測量探頭均作為多元耳穴電信息數據採集系統的信號輸入採集人體各穴位 的電信號，參考電極和測量探頭的信號輸出端分別通過第二模擬開關和第一模擬開關與阻 抗變換網絡模塊的信號輸入端相連，阻抗變換網絡模塊的電源信號端通過第三模擬開關和 第四模擬開關與電源的對應電源信號端連接，阻抗變換網絡模塊的信號輸出端與放大單元 的同相信號輸入端相連，放大單元的反向信號輸入端與零電位電極的信號輸出端相連，放 大單元的信號輸出端與信號調理電路的信號輸入端相連，信號調理電路的信號輸出端與數 模轉換模塊的調理信號輸入端相連，數模轉換模塊的控制信號端通過USB通信模塊與電路 控制邏輯單元的信號輸入端相連，電路控制邏輯單元的信號控制端分別與第一模擬開關、 第二模擬開關、第三模擬開關和第四模擬開關的對應控制端連接，數模轉換模塊的數據信 號端作為多元耳穴電信息數據採集系統的輸出通過USB通信模塊與計算機相連。本實用新型的測量探頭包括外殼、電極頭、導杆、彈簧、壓片和微動開關，外殼內設 有擋板，電極頭通過導杆與壓片連接，導杆與電極頭相連的一端位於測量探頭的外部，另一 端在擋板的內側，彈簧套裝在導杆上，一端與導杆上的支撐板相接觸，另一端與擋板的外側 相接觸，壓片與微動開關彈性連接，支撐板通過穴位信號輸出線與阻抗變換網絡模塊相連， 微動開關通過觸發線與電路控制邏輯單元的信號控制端相連。本實用新型的測量探頭和參考電極分別通過第一模擬開關和第二模擬開關與阻 抗變換網絡模塊的對應信號輸入端連接。本實用新型的數據採集系統還包括電源，所述的電源通過恆流源模擬開關和方波 源模擬開關與阻抗變換網絡模塊的電源信號端相連。本實用新型的有益效果本實用新型具有實用、方便、可靠、速度快的優點，與計算機結合，對大量的數據測 量，大量數據處理，信息的表達方面極其方便，傳輸速度快。能測量人體穴位的電特性參數， 主要是電阻、電容和電位。對消化道癌的早期診斷研究具有重大意義。本實用新型採用了計算機控制的先進技術，利用計算機強大信息處理能力，簡化 了硬體電路，添加了計算機控制的模塊。對測量的到的原始信號直接進行數模轉換，通過 USB通信模塊將數據傳給計算機，有計算機進行數據處理。簡化了硬體電路。由於使用了計 算機控制，整個系統的自動化程度大大提高。測量精度大大提高了，本實用新型具有數據採 集快速，信息表達直觀，直接形成計算機數據文件，便於計算機對數據進行分析、統計和判 斷的優點。這對於進行大量人群的特徵病例篩選工作具有重大意義。

圖1是本實用新型的原理框圖。圖2是本實用新型測量探頭的結構示意圖具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本實用新型作進一步的說明。如圖1所示，一種多元耳穴電信息數據採集系統，測量探頭1的一端連接到人體的 選定的一個穴位，如耳部穴位。另一端連到第一模擬開關4的輸入端。參考電極2的一端 連接到人體的選定的一個穴位，如右手腕穴位。另一端連到第二模擬開關5的輸入端。第 一模擬開關4和第二模擬開關5的輸出端共同連接到阻抗變換網絡模塊9的輸入端。電源 8包括恆流源單元和方波源單元，第三模擬開關6即恆流源開關和第四模擬開關7即方波源 開關與阻抗變換網絡模塊9的電源信號端相連。阻抗變換網絡模塊9的輸出端連到放大單 元10的同相輸入端。零電位電極3的一端連接到人體的選定的一個穴位，如左手腕穴位。 另一端連到放大單元10的反相輸入端。放大單元10的輸出端連到信號調理電路單元11 的輸入端，信號調理電路11的輸出端連到數模轉換模塊12的輸入端。數模轉換模塊12的 輸出端與USB通信模塊13進行雙向數據線連接。USB通信模塊13的控制總線和電路控制 邏輯單元14連接。計算機通過USB電纜和USB通信模塊13連接。控制程序裝入計算機。 這樣就組成了 一個用於測量人體穴位電信息的數據採集系統。測量探頭1的內部結構如圖2所示，圖中探頭的電極頭20、導杆21、壓片23以及套 在導杆21外部的彈簧22組成了活動電極，彈簧式活動電極具有彈性。虛線框內是微動開 關24，當電極頭20接觸到穴位並稍加壓力，活動電極向右運動是可使微動開關24接通，表 明測量探頭1已經和被測穴位可靠接觸，電路可以進行數據採集動作，從而觸發電路工作， 完成一個數據的測量。鬆開電極頭20的外力，微動開關24釋放，方可進行下一個數據的測 量。測量探頭1的穴位信號輸出線連到第一模擬開關4的輸入端，觸發線26連到電路控制 邏輯單元14的信號控制端。具體實施時啟動計算機，運行控制程序後。將參考電極2的一端連接到人體的選定的一個穴 位，如右手腕穴位；零電位電極3的一端連接到人體的選定的一個穴位，如左手腕穴位。 點擊開始按鈕，計算機的操作界面的參考曲線顯示區顯示出尖脈衝曲線作為參考曲線，顯 示系統工作正常，尖脈衝曲線是第一參考電極2對應穴位的電容特性。零電位電極3是一 條零線沒有曲線。將測量探頭1點觸耳部一個穴位，輕壓，測量探頭1內的微動開關24動作。計算 機的屏幕操作界面的測量曲線顯示區顯示出類似參考曲線的尖脈衝曲線，表明對耳部一個 穴位測量完成。這時在數據框中顯示JKL的三個測量數據。然後，保存數據，檢查數據。這 樣一組測量數據採集完成。數據文件為進一步診斷病例提供了數據依據。本實用新型未涉及部分均與現有技術相同或可採用現有技術加以實現。
權利要求一種多元耳穴電信息數據採集系統，其特徵是它包括測量探頭(1)、參考電極(2)、零電位電極(3)、第一模擬開關(4)、第二模擬開關(5)、第三模擬開關(6)、第四模擬開關(7)、電源(8)、阻抗變換網絡模塊(9)、放大單元(10)、信號調理電路(11)、數模轉換模塊(12)、USB通信模塊(13)和電路控制邏輯單元(14)，所述的參考電極(2)、零電位電極(3)和測量探頭(1)均作為多元耳穴電信息數據採集系統的信號輸入採集人體各穴位的電信號，參考電極(2)和測量探頭(1)的信號輸出端分別通過第二模擬開關(5)和第一模擬開關(4)與阻抗變換網絡模塊(9)的信號輸入端相連，阻抗變換網絡模塊(9)的電源信號端通過第三模擬開關(6)和第四模擬開關(7)與電源(8)的對應電源信號端連接，阻抗變換網絡模塊(9)的信號輸出端與放大單元(10)的同相信號輸入端相連，放大單元(10)的反向信號輸入端與零電位電極(3)的信號輸出端相連，放大單元(10)的信號輸出端與信號調理電路(11)的信號輸入端相連，信號調理電路(11)的信號輸出端與數模轉換模塊(12)的調理信號輸入端相連，數模轉換模塊(12)的控制信號端通過USB通信模塊(13)與電路控制邏輯單元(14)的信號輸入端相連，電路控制邏輯單元(14)的信號控制端分別與第一模擬開關(4)、第二模擬開關(5)、第三模擬開關(6)和第四模擬開關(7)的對應控制端連接，數模轉換模塊(12)的數據信號端作為多元耳穴電信息數據採集系統的輸出通過USB通信模塊(13)與計算機相連。
2.根據權利要求1所述的多元耳穴電信息數據採集系統，其特徵是所述的測量探頭 (1)包括外殼、電極頭(20)、導杆(21)、彈簧(22)、壓片(23)和微動開關(24)，外殼內設有 擋板，電極頭(20)通過導杆(21)與壓片(23)連接，導杆(21)與電極頭(20)相連的一端 位於測量探頭(1)的外部，另一端在擋板的內側，彈簧(22)套裝在導杆(21)上，一端與導 杆(21)上的支撐板相接觸，另一端與擋板的外側相接觸，壓片(23)與微動開關(24)彈性 連接，支撐板通過穴位信號輸出線與阻抗變換網絡模塊(9)相連，微動開關(24)通過觸發 線(26)與電路控制邏輯單元(14)的信號控制端相連。
3.根據權利要求1所述的多元耳穴電信息數據採集系統，其特徵是所述的測量探頭 (1)和參考電極(2)分別通過第一模擬開關(4)和第二模擬開關(5)與阻抗變換網絡模塊 (9)的對應信號輸入端連接。
4.根據權利要求1所述的多元耳穴電信息數據採集系統，其特徵是所述的數據採集系 統還包括電源(8)，所述的電源(8)通過第三模擬開關(6)和第四模擬開關(7)與阻抗變換 網絡模塊(9)的電源信號端相連。
專利摘要一種多元耳穴電信息數據採集系統，它包括測量探頭(1)、參考電極(2)、零電位電極(3)、阻抗變換網絡模塊(9)、放大單元(10)、信號調理電路(11)、數模轉換模塊(12)、USB通信模塊(13)和電路控制邏輯單元(14)。本實用新型具有數據採集快速，信息表達直觀，直接形成計算機數據文件，便於計算機對數據進行分析、統計和判斷的優點，對於進行大量人群的特徵病例篩選工作具有重大意義。
文檔編號A61B5/04GK201683892SQ200920048680
公開日2010年12月29日 申請日期2009年10月27日 優先權日2009年10月27日
發明者仲遠明, 吉爭鳴, 王茵萍 申請人:江蘇省人民醫院