專利名稱：心臟潛力綜合檢測法及其檢測儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種心臟潛力綜合檢測方法及其檢測儀，尤其涉及一種在低氧、高氧和正常環(huán)境下，同時采集心臟搏動波、外施壓力負(fù)荷值和心電信號進(jìn)行綜合對比分析的方法和儀器。
目前，無創(chuàng)檢測心臟疾病的方法和儀器有心電圖、運動心電圖、超聲心動圖、心音圖、血壓計、X線片、CT、脈搏儀、心導(dǎo)管插入術(shù)、血管造影術(shù)以及核磁共振檢查等，然而這些方法無動態(tài)負(fù)荷變化，僅靠運動的方法來增加心臟負(fù)荷，沒有一個橫向的標(biāo)準(zhǔn)，不能及時作出增加心臟負(fù)荷前后的對比和多人的對比，對于心臟博血情況，也沒有與外施對血管的壓力關(guān)聯(lián)起來。冠狀動脈造影，雖是一種可靠的檢測方法，但操作復(fù)雜，危險性大，一般只在發(fā)病后檢查，不能作為早期檢查的手段，因此，這些方法和儀器，對于早期的冠心病、冠狀動脈疾病、代償機能減退、高血壓、動脈硬化的檢查靈敏度不高，可選擇性不強。
本發(fā)明的目的在于提供一種對冠心病、血管硬化等心血管病進(jìn)行早期檢查的方法，該方法安全可靠，可以在改變外施壓力的情況下動態(tài)地觀察血壓、血流變化的全過程。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種心臟綜合檢測儀，該儀器在輸入壓力值變化的條件下，搏動波輸出的基線不隨之偏移，其溫度漂移量減小，穩(wěn)定度高。
本發(fā)明的又一目的在于提供一種省電、噪音低、成本低、失真小的心臟綜合檢測儀。
眾所周知，人體的耗氧量與人體的運動量成正比，運動量與心臟的搏血量成正比，而搏血量又與血管壁壓成正比。因為血液是向人體輸送氧氣和養(yǎng)分、帶走二氧化碳的傳送液，所以在低氧時，心臟加大做功，促使血流增加，高氧時，可減小心臟做功，促使血流量降低，血管壁壓也隨之改變。
根據(jù)上述事實，實施本發(fā)明的方法步驟如下(1)在低于空氣中含氧量的環(huán)境下，含氧量為15%以下，對血管施加一定壓力，使人體心臟負(fù)荷增加，檢測并記錄心臟代償能力及內(nèi)外循環(huán)系統(tǒng)和心電圖的變化情況;
(2)在高于空氣中含氧量的環(huán)境下，含氧量為25%以上，對血管施加同樣步驟(1)中所加壓力，使心臟負(fù)荷減少，檢測并記錄心臟循環(huán)系統(tǒng)和心電圖的變化情況;
(3)在正常含氧量(21%)的環(huán)境下，對血管施加同樣步驟(1)中的壓力，檢測并記錄心臟循環(huán)系統(tǒng)和心電圖的變化情況;
(4)通過傳感器分別將上述三種環(huán)境下，通過正常、低氧、高氧、正常的時序循環(huán)測得的變化量變換成模擬電信號;
(5)將上述電信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，運用綜合分類對比分析鑒別法，通過微處理機進(jìn)行處理，則可得到在不同負(fù)荷下心臟搏動波、外施壓力及心電圖的綜合彩色分類同基線對比圖、彩色分區(qū)顯示圖(含12導(dǎo)心電圖)、負(fù)荷變化前后的心臟搏動平均壓、收縮壓和舒張壓血流量的變化趨勢圖及心臟代償對比變化圖。
本發(fā)明的檢測設(shè)備包括正常、高、低氧環(huán)境發(fā)生器、外施壓力變化器、心臟潛力綜合檢測儀以及微計算機及顯示打印部件等。其中心臟潛力綜合檢測儀由測心臟電流動力學(xué)的心臟搏動波部分和測生物電的心電圖部分組成，將心臟搏動波經(jīng)傳感器變換成電信號后，用調(diào)頻方式傳輸，然后經(jīng)一分離電路，將搏動波形的直流成分分離出來，在最后一級使用電容分流耦合，從而能進(jìn)一步隔離，減小溫度漂移量，提高穩(wěn)定度。由分離電路分出的壓力成分及搏動波分別經(jīng)放大后被送至模擬數(shù)字(A/D)變換器，變換成數(shù)字信號后由微計算機進(jìn)行處理。
心電圖部分主要包括心電傳感器、12導(dǎo)自動轉(zhuǎn)換電路及心電輸出電路(Ⅰ)和心電輸出電路(Ⅱ);心電傳感器及12導(dǎo)自動轉(zhuǎn)換電路與普通的心電圖機相類似，但心電輸出電路(Ⅰ)與(Ⅱ)是相同的兩路，分別處理6導(dǎo)通路和心電信號，該電路的特征是采用了由一個高阻抗運算放大器構(gòu)成的共模減法放大級，其直流供電端有并聯(lián)電阻電容及并聯(lián)電阻電容構(gòu)成的分壓電路，分壓電路的中點串一電阻作為信號接地端，與實際地線分開，運算放大器的兩個輸入端各接有比例放大電阻以及分別接有三個穩(wěn)壓二檢管對接而成的壓敏電阻，形成星形限壓保護(hù)電路，用以保護(hù)電路不被外界高于220伏高電壓破壞，同時亦保護(hù)人體免受高電壓影響，運算放大器的輸出端接一調(diào)頻光耦后，接有由兩個電解電容器組成的容抗分壓耦合電路，最后經(jīng)50Hz陷波電路和低通窄帶放大器輸出，然后由模擬數(shù)字(A/D)變換器送至微計算機進(jìn)行分析。
采用本發(fā)明的方法可從血流動力學(xué)、彈性力學(xué)、流體力學(xué)、生物電學(xué)等多方面動態(tài)地觀察血壓血流變化的全過程，因而能全面、準(zhǔn)確地檢測出心臟動能的變化。
本發(fā)明的檢測設(shè)備在心臟潛力綜合檢測儀的心臟搏動波部分有一分離器電路，由一低頻鎖相集成電路、電容電阻低通濾波器、電解電容分流電路以及放大電路組成，其中的電解電容分流電路經(jīng)一電感器與電容電阻低通濾波器相聯(lián)接，可將搏動波形的直流成分分離出來，因而在輸入壓力變化的條件下，搏動波輸出基線不隨之偏移，提高了檢測的準(zhǔn)確性，在最后一級采用電容分流耦合，因此能減小溫度漂移量，提高了穩(wěn)定度，并可實現(xiàn)重合對比。此外，如上所述在綜合檢測儀的心電圖部分有兩路相同的心電輸出電路，它們彼此并聯(lián)，分別處理6導(dǎo)通路心電信號，因此能滿意地解決交流耦合時容抗影響輸出幅度的問題，克服了現(xiàn)有心電圖儀基線偏移與漂移的缺點。
本發(fā)明的每一心電輸出電路是一個由高阻抗運算放大器構(gòu)成的共模減法放大級，其直流供電端有并聯(lián)電阻電容及由并聯(lián)電阻電容構(gòu)成的分壓電路，分壓電路的中點為信號接地端，與實際地線分開，運算放大器的兩個輸入端各接有比例放大電阻以及分別接有三個穩(wěn)壓二極管對接而成的壓敏電阻，運算放大器的輸出端接有由兩上電解電容器組成的容抗分壓耦合電路，然后經(jīng)50Hz陷波電路及低通放大電路輸出至模擬數(shù)字變換器。
本發(fā)明的另一特征是全機采用集中供電電源，至心電圖部分的供電電路中有變壓器隔離與調(diào)頻式光耦隔離技術(shù)，上述心電輸出電路中直流供電的信號地是由電阻電容分壓器的分壓點上串以電阻接出，運算放大器的輸入端接有由三個穩(wěn)壓二極管對接而成的星形限壓保護(hù)電路。
總之，本發(fā)明的設(shè)備具有失真小、噪聲低、電路簡單、省電、成本低、安全可靠等優(yōu)點。
下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。


圖1是低氧、高氧和正常環(huán)境檢測方法的時序圖;
圖2是心臟潛力綜合檢測儀的構(gòu)成方框圖;
圖3是本發(fā)明的一個實施例中的分離電路圖;
圖4是本發(fā)明的一個實施例中的心電路圖。
圖1說明了低氧、高氧和正常環(huán)境的檢測時序，開始29秒，高、低氧環(huán)境發(fā)生器提供了正常的氧含量21%環(huán)境，檢測后，相隔3秒鐘，將氧含量例如減少成10.5%，經(jīng)29秒的檢測，如此例如重復(fù)3次，每次29秒，間隔3秒，然后將氧含量提高到例如35%以上，再進(jìn)行檢測3次，每次29秒，間隔3秒，后將氧含量恢復(fù)至正常值21%，再檢測一次。這8次檢測結(jié)果，都由計算機進(jìn)行存儲、分析和比較。上述的氧含量及時間長短，僅是一個實施例的數(shù)據(jù)，實際應(yīng)用中，數(shù)值可以稍作變動，并不影響本發(fā)明的范圍。
在圖2中，心臟搏動波及心電信號分別由傳感器采集，搏動波信號采用具有抗干擾能力的調(diào)頻傳輸，進(jìn)入分離電路，分出能代表壓力大小的直流分量和搏動波分量，分別經(jīng)放大后送至模擬數(shù)字(A/D變換器，然后送入微計算機處理，顯示及打印。心電信號進(jìn)入12導(dǎo)自動轉(zhuǎn)換電路，該電路的原理與一般的CF型心電圖機相同，然后分兩路，分別進(jìn)入心電輸出電路(Ⅰ)及心電輸出電路(Ⅱ)，這兩路信號經(jīng)放大后，亦都送入模擬數(shù)字(A/D)變換器，轉(zhuǎn)成數(shù)字信號再送入微計算機處理。微計算機將低氧環(huán)境、高氧環(huán)境以及正常環(huán)境下的心臟搏動波及心電圖綜合進(jìn)行分析，然后把結(jié)果顯示及打印出來。
在圖3中，經(jīng)調(diào)頻傳輸?shù)男呐K搏動波信號由輸入端A經(jīng)電容器C1及電阻R0進(jìn)入低頻鎖相集成電路IC進(jìn)行解調(diào)，然后經(jīng)由電容器C6電阻R6及R7與C7組成的Ⅱ型低通濾波，去除高次高頻分量，然后一路經(jīng)積分后從壓力值放大器輸出至B端，另一路搏動波形信號則經(jīng)電感L1送至由電解電容器C4及C5組成的電容分流耦合電路，再經(jīng)搏動波放大器由C端輸出。這個分離電路，既隔離了直流電位，又保持了低頻帶寬的特性，它不僅可作為低頻的放大電路，還解決了由于對心血管循環(huán)外施壓力的不同而造成基線不同的問題，從而實現(xiàn)在輸入平均電壓值變化的情況下，心臟搏動波輸出的基線不隨之偏移，為實現(xiàn)對比的方法創(chuàng)造了條件。
圖4畫出了圖2實施例中心電輸出電路(Ⅰ)或(Ⅱ)的一部分電路，220伏交流電源經(jīng)整流及過壓保護(hù)，輸出直流V+，V-及18V直流，V+，V-供給其它電路，18V直流經(jīng)逆變電源及變壓器隔離后，變換成12V直流供給12導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)，由于采用變壓器隔離及逆變電源與調(diào)頻光耦電路，使220伏到1500伏交流不能竄入12導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)部分，確保了人身安全。12導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)用來檢測心臟向人體四肢傳導(dǎo)心電大小、方向與時間相位，經(jīng)電阻R18與Rw1及Rw2配合，Rw1與Rw2是壓敏電阻，實際上分別是三個10V左右穩(wěn)壓二極管的對接，好使在線路上存在220V以上交流的情況下，線路間的電壓差亦不超過穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓電壓，從而起到安全保護(hù)作用，電阻R12、、R13、R14、R15及W2控制比例放大，亦有阻抗隔離及安全保護(hù)作用。在V+12V供電端，并聯(lián)的C9、R9及并聯(lián)的C10、R10組成分壓電路，變?yōu)閱坞娫垂╇姺绞?，取其中點作為信號地，使信號地與實地有一定的阻抗，加之輸入限壓限流電路，起到安全限流作用。又由于電源的隔離就成為接地方式。電路中只用一級運算放大器AMP，采用高輸入阻抗共模減法方式，以避免多個運算放大器帶來的參數(shù)不一致問題，提高了保真度，放大器輸出端經(jīng)光耦后采用C14與C15容抗分壓耦合方式，克服了現(xiàn)有心電圖機基線偏移與漂移問題，然后經(jīng)50Hz陷波電路和低通窄帶放大器在輸出端D端輸出至模擬數(shù)字(A/D)變換器。
權(quán)利要求
1.一種心臟潛力綜合檢測方法，其步驟包括(1)在低于空氣中含氧量的環(huán)境下，對血管施加一定壓力，使人體心臟負(fù)荷增加，檢測并記錄心臟代償能力及內(nèi)外循環(huán)系統(tǒng)和心電圖的變化情況；(2)在高于空氣中含氧量的環(huán)境下，使心臟負(fù)荷減少，對血管施加同樣步驟(1)中的壓力，檢測并記錄心臟循環(huán)系統(tǒng)和心電圖的變化情況；(3)在正常含氧量(21%)的環(huán)境下，對血管施加同樣步驟(1)中的壓力，檢測并記錄心臟循環(huán)系統(tǒng)和心電圖的變化情況；(4)通過傳感器分別將上述三種環(huán)境下，通過正常、低氧、高氧、正常的時序循環(huán)測得的變化量變換成模似電信號；(5)將上述電信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，運用綜合分類對比分析鑒別法，通過微處理機進(jìn)行處理，從而得到在不同負(fù)荷下心臟搏動波、外施壓力及心電圖的綜合彩色分類同基線對比圖、彩色分區(qū)顯示圖、負(fù)荷變化前后的心臟搏動平均壓、收縮壓及舒張壓的血流量的變化趨勢圖及心臟代償對比變化圖。
2.如權(quán)利要求1所述的方法其特征在于步驟(1)中含有氧量為15%以下。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于步驟(2)中含氧量為25%以上。
4.一種心臟潛力綜合檢測儀，包括高、低氧環(huán)境發(fā)生器、外施壓力變化器、心臟潛力綜合檢測儀、微計算機、顯示和打印部件，其特征在于上述心臟潛力綜合檢測儀由心臟搏動部分和心電圖部分組成，搏動壓力波經(jīng)傳感器變換成電信號后，經(jīng)一分離電路分成壓力成分及搏動波，它們分別經(jīng)放大后被送至A/D變換器，變換成數(shù)字信號后被輸入微計算機，由心電傳感器輸入的信號送至12導(dǎo)自動轉(zhuǎn)換電路，然后送入心電輸出電路，再經(jīng)A/D變換器送入微計算機。
5.如權(quán)要求4所述的的檢測儀，其特征在于上述分離電路由一低頻鎖相集成電路、電容電阻低通濾波器、電解電容分流電路以及放大電路組成，其中的電解電容、分流電路經(jīng)一電感器與電容電阻低通濾波器相聯(lián)接。
6.如權(quán)利要求4所述的檢測儀，其特征在于上述心電輸出電路為相同的兩路，它們彼此并聯(lián)，分別處理6導(dǎo)通路心電信號。
7.如權(quán)利要求6所述的檢測儀，其特征在于每一心電輸出電路是一個由高阻抗運算放大器構(gòu)成的共模減法放大級，其直流供電端有并聯(lián)電阻電容及由并聯(lián)電阻電容構(gòu)成的分壓電路，分壓電路的中點為信號接地端，與實際地線分開，運算放大器的兩個輸入端各接有比例放大電阻以及分別接有三個穩(wěn)壓二極管對接而成的壓敏電阻，運算放大器的輸出端接有由兩個電解電容器組成的容抗分壓耦合電路，然后經(jīng)50Hz陷波電路及低通放大電路輸出至模擬數(shù)字變換器。
8.根據(jù)權(quán)利要求4、或6、或7所述的心臟潛力綜合檢測儀，其特征是全機采用集中供電電源，至心電圖部分的供電電路中有變壓器隔離與調(diào)頻式光耦隔離技術(shù)，上述心電輸出電路中直流供電的信號地是由電阻電容分壓器的分壓點上串以電阻接出，運算放大器的輸入端接有由三個穩(wěn)壓二極管對接而成的星形限壓保護(hù)電路。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種心臟潛力綜合檢測方法及其綜合檢測儀。該方法能在低氧、高氧和正常環(huán)境下，同時采集心臟搏動波、搏動壓力值和心電圖，然后進(jìn)行綜合對比分析。本發(fā)明的檢測儀主要包括高、低氧環(huán)境發(fā)生器、外施壓力變化器、心臟潛力綜合檢測儀，其中心臟潛力綜合檢測儀由心臟搏動波部分和心電圖部分組成。本檢測儀電路安全、可靠、成本低、噪聲低、失真小、基線不偏移不漂移，可給出心臟在不同負(fù)荷下血壓變化圖，心電對比圖及心臟代償對比變化等圖。
文檔編號A61B5/00GK1088075SQ9312092
公開日1994年6月22日 申請日期1993年12月20日 優(yōu)先權(quán)日1993年12月20日
發(fā)明者林計平, 張建忠, 譚喜 申請人:林計平