专利名称：一种冠心病无创诊断装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种冠心病无创诊断装置。
技术背景 (l)基于心电图的冠心病诊断方法
最早用于诊断冠心病心肌梗死和冠状动脉供血不足的检查方法，至今 仍广泛应用于临床实践中，并在诊断冠状动脉病变、判断心肌缺血部位以
及评估预后方面有重要的作用。这种方法主要是看ST-T的改变(主要包括 ST段的压低或抬高、T波倒置、T波双向等)呈典型、明显的缺血改变， 其是诊断冠心病的基本方法。后来出了发展基于动态心电图和频谱心电图 的方法。基于心电图的诊断方法，都是医生直接对屏幕上的心电图进行观 察，这就有可能根据医生的经验丰富与否得出不同的结论，因此诊断带有 很大的主观性。基于心电图的诊断方法，都是医生直接对屏幕上的心电图 进行观察，这就有可能根据医生的经验丰富与否得出不同的结论，因此诊 断带有很大的主观性。
(2) 超声心动图法
应用超声波回声探査心脏和大血管以获取有关信息的一组检査方法， 包括有创和无创两类。超声波沿介质传导，只要介质均一，超声波将沿直 线传播，当遇到具有不同声阻的两种介质之界面时它会产生折射和反射， 被反射的超声波碰击压电晶体时便产生一个电信号。根据超声波在探头和 界面的往返时间和在介质中的传播速度便可计算出探头和反射界面的距 离。不同的界面声阻差不同产生的回音强弱不同，这是M型超声心动图和 二维超声心动图成像基本原理。而多普勒超声则是以多普勒原理计算超声 波回声的频率变化(称频移)来探测移动物的速度。超声心动图法图像的 对比度和空间分辨率较低，检查的重复性较差。且根据某一节段室壁运动 的状态来诊断心肌缺血有一定的局限性，通常会高估缺血心肌的范围或掩 盖缺血心肌。
(3) 冠状动脉造影
冠状动脉造影是向冠状动脉注入造影剂，使心脏表面的冠状动脉显影的方 法。它能直观地反映冠脉病变，有助于了解冠状动脉有无狭窄及其狭窄程 度，是目前确诊冠心病最可靠的方法。冠状动脉造影是诊断冠心病的金标
准。冠状动脉造影属于创伤性检査，有一定风险，花费大，并且开展冠状 动脉造影手术必须具备相应的设备和技术，也是其局限性。因此， 一些基 层医院无法开展。由于检査费用昂贵、技术条件及仪器设备要求较高,限制 了其在临床上的广泛应用。 发明内容
本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的不足，提供一种无痛 苦、无创伤、风险小的冠心病诊断装置。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是 一种冠心病无创诊断装 置，包括心电信号采集单元，信号放大、滤波单元，模数转换单元，血压 测量单元。心电信号采集单元，信号放大、滤波单元，模数转换单元三者
顺次连接；模数转换单元和血压测量单元的信号通过通信单元与具有分析 模块的主机连接。
心电信号采集单元是心电电极。
信号放大、滤波单元是信号放大、滤波电路。
模数转换单元是A/D芯片。
通信单元是串口。 串口是RS232串口。
本发明的有益效果是，利用心电电极体外获取信号，无创测量，操作 简单、价格低廉、操作方便，无痛苦、无创伤、风险小。
图1是本实施方式冠心病无创诊断装置电路原理框图； 图2是分析模块的结构框图； 图3是分析模块的工作流程图； 图4是BP祌经网络结构图。
具体实施方式
本实施方式冠心病无创诊断装置，包括心电采集单元，信号放大、滤 波单元，模数转换单元，血压测量单元。心电信号采集单元，信号放大、 滤波单元，模数转换单元三者顺次连接；模数转换单元和血压测量单元的 信号通过通信单元与具有分析模块的主机连接。
心电采集单元是心电电极，用于采集心电信号；信号放大、滤波单元 是信号放大、滤波电路，心电采集单元采集到的心电信号幅度比较低，一 般为毫伏级，并且极容易受到工频干扰、基线漂移和肌电干扰的影响，因
此利用信号放大、滤波单元对心电采集单元采集到的信号进行放大和滤波， 一方面提高其幅度，使其达到A/D芯片所要求的转换范围；另一方面，通 过硬件滤波可以抑制工频干扰和基线漂移等对心电信号的影响；经过放大 和滤波的模拟信号通过A/D芯片转化为数字信号；经过A/D芯片转换成的 数字信号与血压测量模块采集到的信号一起通过通信单元进入带有分析模
块的PC机，通信单元是RS232串口 。 PC机通过RS232串口向模块发送 控制命令来实现对血压的测量和获取测量结果。计算机获得心电数据和血 压数据以后就可以进行自动分析，计算出心电信号的特征参数、完成冠心 病的无创诊断。
冠心病无创诊断装置通过心电电极采集心电信号，通过信号放大、滤 波电路放大和滤波心电信号，再通过A/D芯片将模拟信号转换为数字信号， 通过A/D芯片转换的数字信号与血压测量模块采集到的信号一起通过 RS232串口连接到具有分析模块的PC机上。
分析模块主要完成病例信息的管理(包括添加、删除、查询和更新病例 信息)、血压测量、心电信号数据采集、显示和存储、心电特征参数计算和 冠心病诊断等功能。分析模块对输入的心电信号进行分析，得到R-R间期、 QRS波宽、ST段电平和ST段斜率4个参数，然后结合被测者的性别、年 龄、体重、收縮压、舒张压、是否吸烟、是否胸痛等信息，输入事先训练 好的BP型人工神经网络进行诊断并得出结果。分析模块的结构框图如图2 所示，分析模块的工作流程图如图3所示。在系统中，如果査看以往病人 的心电波形和其他参数，就直接进入病例库，选择需要查看的患者就可以 看到其心电波形并且还可以对其进行分析。如果对患者进行监护或者采集 生理数据进行诊断，则应该先把患者的基本信息输入到病例库屮，然后再 开始生理参数的采集。在整个采集过程中首先应采集患者的血压，然后再 采集心电信号。采样开始后，波形会显示在屏幕上。如果觉得波形干扰较 小、具有分析价值则可以把其存起来，这样的话如果以后想查看该患者的 数据，可以对其心电波形进行回放。
冠心病患者的数据均从医院采集得到。分别从冠心病患者和正常人的 肢体二导联心电信号中提取4个特征参数(R-R间期、QRS波宽、ST段电 平和ST段斜率)，再加上样本的性别、年龄、体重、收縮压、舒张压、是 否吸烟等参数。BP神经网络的结构为输入层(A)为IO个神经元，隐 含层(B)为6个神经元，输出层(C)为2个神经元，其输出值0、 l和
1、 0分别代表被测者正常和患有冠心病，BP型人工神经网络的输入参数 包括R-R间期、QRS波宽、ST段电平和ST段斜率、性别、年龄、体重、 收縮压、舒张压、是否吸烟、是否胸痛。利用BP型人工神经网络对输入 的生理信号和个人信息综合自动分析。BP神经网络结构如图4所示。采用 MATLAB软件对BP型人工神经网络进行编程学习训练和测试。
本发明实施方式也属于基于心电图的冠心病无创诊断技术的一种。它 具有传统方法的优点价格低廉、无痛苦、无创伤、使用方便诊断迅速、 容易普及，适宜于人群普査、初诊和随访，对操作者的要求也非常低，不 需要其具有很深的专业背景。由于采用了心电信号自动分析技术(QRS波 检测、PT波定位和ST段的分析)和BP型神经网络，避免了人工诊断主观 性的影响，有很好的重复性。并且，结合被测者的个人信息(年龄、体重) 和生活习惯(是否吸烟、有否胸痛)综合分析，提高了诊断的准确性。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说 明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术 领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若 干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
权利要求1.一种冠心病无创诊断装置，其特征是包括心电信号采集单元，信号放大、滤波单元，模数转换单元，血压测量单元，心电信号采集单元，信号放大、滤波单元，模数转换单元三者顺次连接；模数转换单元和血压测量单元的信号通过通信单元与具有分析模块的主机连接。
2. 如权利要求1所述的冠心病无创诊断装置，其特征是心电信号采 集单元是心电电极。
3. 如权利要求1所述的冠心病无创诊断装置，其特征是信号放大、 滤波单元是信号放大、滤波电路。
4. 如权利要求1所述的冠心病无创诊断装置，其特征是模数转换单 元是A/D芯片。
5. 如权利要求1所述的冠心病无创诊断装置，其特征是通信单元是 串口。
6. 如权利要求5所述的冠心病无创诊断装置，其特征是串口是RS232串口。
专利摘要一种冠心病无创诊断装置，包括心电信号采集单元，信号放大、滤波单元，模数转换单元，血压测量单元，心电信号采集单元，信号放大、滤波单元，模数转换单元三者顺次连接；模数转换单元和血压测量单元的信号通过通信单元与具有分析模块的主机连接；心电信号采集单元是心电电极；信号放大、滤波单元是信号放大、滤波电路；模数转换单元是A/D芯片；通信单元是串口。利用心电电极体外获取信号，无创测量，操作简单、价格低廉、操作方便，无痛苦、无创伤、风险小。
文档编号A61B5/0205GK201061527SQ200720121548
公开日2008年5月21日 申请日期2007年7月19日 优先权日2007年7月19日
发明者刘丽莎, 张永枫, 李益民, 韩秀清 申请人:深圳职业技术学院