無創心功能測試儀的製作方法
2023-09-20 10:44:50 3
專利名稱:無創心功能測試儀的製作方法
本實用新型屬於數據信息處理領域。
目前，要取得心臟、血管、血流動力學參數，多以心血管插管及心臟造影等有創方法取得的，且所取參數只能進行定性處理。為解決上述問題，南昌無線電八廠根據南昌市二醫院脈圖研究室的需要設計了一種拾取人體動脈血管的脈搏信息的電子儀器。它的工作原理是由傳感器接收來自人體動脈血管的脈搏信息，轉換成與之成正比的電阻改變量△R(t)，再經過由電阻和三極體組成射極限隨器的模擬轉換器，轉變成與△R(t)成正比的模擬電壓，經過相應的低通濾波器，濾去相應的成份送到心電圖機記錄下脈圖，將記錄的圖紙剪貼，再由人用放大鏡及分規、按心電圖紙上的小格數測量初始數據，再輸入單板機進行計算處理，這種儀器因單板機的初始數據是由人用放大鏡及分規進行測量的，不僅費時、費事，且誤差大。
本實用新型提供了一種從檢測到加工處理和列印輸出均用微型計算機和採圖硬體完成的無創心功能測試儀。
本實用新型主要由傳感器、轉換器和微型計算機系統以及控制面板11組成。
下面結合附圖對本實用新型進行說明附圖1為本實用新型的結構示意圖。
附圖2為轉換器結構框圖。
附圖3為電阻／電壓轉換電路圖。
附圖4為本機框圖。
1、本實用新型採用的傳感器為液態傳感器，它將脈搏搏動的變化量轉為一個電阻變化量△R(t)。
2、本實用新型的轉換器由模／數、電阻／電壓轉換電路二部分組成，見圖2，轉換器的輸入來自傳感器的電阻變化量△R(t)，其輸出的數字量作為微機處理，加工的初始數據。
3、電阻／電壓轉換電路見圖3，電路中電阻R1、R2、W1以及傳感器探頭電阻WT組成一電橋，運算放大器A1、A2、A3、A4組成了高輸入阻抗、差動輸入、共地輸出、增益可調的放大器，再經由A5組成的有源低通濾波和二極體(D1、D2)限幅去掉幹擾信號後，送至數／模轉換電路。本電路的傳導函數推導如下Vi1＝ (E0(W111Ri))/(R1＋W111Ri) ………………①Vi2＝ (E0(WT11Ri))/(R2＋WT11Ri) ………………②其中W1為電位器電阻值，Ri為運放輸入阻抗，WT為傳感器探頭阻值，Vi1、2分別為運放A1、A2輸入電壓。
因為Ri＞＞W1，Ri＞＞WT，①、②式可減化為Vi1＝E0(W1)/(R1＋W1) ………………③Vi2＝E0(WT)/(R2＋WT) ………………④得Vi1－Vi2＝E0( (W1)/(R1＋W1) － (WT)/(R2＋WT) )………………⑤
因為WT＝R(t)＋△R(t)，R2＋R(t)＞＞△R(t)所以⑤式可簡化為Vi1－Vi2＝E0( (W1)/(R1＋W1) － (R＋ΔR)/(R2＋R) )＝C1－K1△R(t)……⑥其中C1＝E0(W1)/(R1＋W1) －E0(R)/(R2＋R) ，K1＝ (E0)/(R2＋R)即有Vi1－Vi2∞△R(t)由運放的輸入、輸出關係我們有A1、A2、A3的輸出電壓為V01＝(1＋ (R3)/(W2) )Vi1－( (R3)/(W2) )Vi2…………⑦V02＝(1＋ (R4)/(W2) )Vi2－( (R4)/(W2) )Vi1…………⑧V03＝ (R7)/(R5) (V02－V01)…………⑨而R3＝R4，R5＝R6，R7＝R8所以⑦⑧代入⑨得V03＝——(1＋ (2R3)/(W2) )(Vi2－Vi1)將⑥代入得V03＝K1〔(C1－K1)△R(t)〕＝C－K△R(t)…………⑩其中C＝K2C1K＝K1K2K2＝ (R7)/(R5) (1＋ (2R3)/(W2) )⑩式即為本電路的傳遞函數，我們可以看到輸出電壓V03與傳感器的探頭電阻變化量△R(t)成正比，且本電路可由W2調節增益。改變W1、W2亦可使脈圖平移。
V03經由運放(A5)組成的有源低通濾波和二極體(D1、D2)限幅送至A／D電路作模數轉換。
b、模數轉換部分模數轉換部分將轉換器輸出的與脈搏搏動成正比的模擬電壓信號與微機系統有機地聯繫起來。
為了滿足醫生使用脈圖診斷中的主觀印象的要求，A／D轉換的量化級數為256等級，數據採集的周期為4毫秒，使用的A／D轉換器為八位、單向、輸入信號0～＋5V。
解析度φ＝ (5000mV)/256 ≈20mVA／D轉換後的脈搏搏動數字量信號由微計算機系統採集處理顯示或列印出來。
3、微計算機系列部分本機中微計算機部分由通用微機系統組成。使用專門編制的軟體「心功能測試工作程序」，使計算機通過A／D轉換後的脈搏搏動信號，並進行相應的數字處理，完成脈圖測試以及脈圖顯示、列印等功能。
微機系統部分包括主機、軟盤驅動器、CRT顯示器、印表機以及必須的系統軟體和專門的「心功能測試工作程序」軟體。通過軟盤驅動器將記錄在軟盤上的「心功能測試工作程序」調入系統內存，並在系統上運行這一程序，即可完成對脈搏信號的採集、處理。並在CRT顯示器上直接顯示出脈圖來，脈圖的顯示方式有a、走圖顯示，b、全景顯示，c、精細顯示，且顯示器上觀察到的圖形也可利用印表機列印出來。
測試儀的結構與連接方式
本實用新型由四部分組成①液態傳感器，②轉換器，③微計算機系統，④控制面板11，且轉換器中的電阻／電壓轉換板和A／D轉換板分別插入微計算機系統中的主機內。其中液態傳感器採用PT－6型壓力傳感器；模數板採用VNITRON公司的模／數轉換板CA／D Card，8BIT、單向、輸入信號0～＋5V，共256個量化等級，內部設有ADC0816作為數據採集元件，微計算機系統中的微機選用普及型的APPLE－Ⅱ，微計算機系統還包括軟盤驅動器、CRT顯示器和印表機以及相應的軟體。
本實用新型的結構示意圖見圖1，控制面板11上有下述插孔和旋鈕1為增益調節旋鈕；2為外接插孔(與其他儀器連接用)；3為微調旋鈕(調上、下)；4為傳感器插口；5為微動旋鈕；6為粗調旋鈕(調上、下)其中10為印表機、7為軟盤驅動器、9為CRT顯示器、8為鍵盤及主機。
使用本實用新型可無創地獲取心臟、血管、血統動力學參數，並能進行定數處理。因從檢測到加工處理和列印輸出均用微型計算機和採圖硬體完成，具有省時、省事、準確的特點。
權利要求
1.一種以微型計算機為基礎並配置必要器件組成的無創心功能測試儀，其特徵在於它由傳感器、轉換器、控制面板11和微型計算機系統組成，且轉換器由電阻/電壓轉換電路和A/D板構成，微型計算機系統包括有微型計算機、軟盤驅動器7、CRT顯示器9、印表機10以及相應的軟體和「心功能測試工作程序」。
2.根據權利要求
1所述的測試儀，其特徵在於液態傳感器採用PT－6型壓力傳感器。
3.根據權利要求
1所述的測試儀，其特徵在於電阻／電壓轉換電路由電阻R1、R2、W1以及傳感器探頭電阻WT組成一電橋，並經運算放大器A1、A2、A3、A4組成一個高輸入阻抗，差動輸入、共地輸出、增益可調的放大器、再經由A5組成的有源低通濾波和二極體D1、D2限幅去掉幹擾。
4.根據權利要求
1所述的測試儀，其特徵在於A／D板採用VNITRON公司生產的模／數轉換板，內部設有ADC0816作為數據採集元件，其A／D板具體參數為8BIT、單向、輸入信號0～＋5V，共256個量化等級。
5.根據權利要求
1所述的測試儀，其特徵在於控制面板11上包括下述插孔及旋鈕增益調節旋鈕1、外接插孔2、微調旋鈕3、傳感器插口4、微動旋鈕5、粗調旋鈕6。
6.根據權利要求
1所述的測試儀，其特徵在於微型計算機採用APPLE－Ⅱ型。
專利摘要
無創心功能測試儀，它以微型計算機為基礎並配置必要器件組成，它主要包括液態傳感器、轉換器、控制面板和微型計算機系統。使用本實用新型可無創地獲取心臟、血管、血流動力學參數，並能進行定數處理。因從檢測到加工處理和列印輸出均用微型計算機和採圖硬體完成，具有省時、省事、準確的特點。
文檔編號A61B5/02GK87204410SQ87204410
公開日1988年3月30日 申請日期1987年7月11日
發明者楊建群, 何素榮, 張瑞芝, 潘孝平, 江明 申請人:中國人民解放軍第一六三醫院導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan