专利名称：心导管压力曲线自动分析仪的制作方法
技术领域：
本发明涉及生物医学工程学领域。心导管压力曲线自动分析仪是一种采集心导管压力信息，监测和分析人体主要血流动力学参数和状态，以辅助心血管功能判断的仪器。目前心导管技术已被广泛地应用于心血管疾病的诊断和治疗。其实用价值是肯定的。但对心导管所获的压力曲线只是常规地读取峰值。均值或随时间的微分值，以用于检测和监护。而对其隐含的心血管信息内容和意义，却未充分提取，分析与应用。经和美国的Dalog公司的联机检索系统检索了自1966至1989年文献，仅发现从心导管压力波测定心搏血量，心内膜活力比率或动脉顺应性方面有散在的文献，未见报导用心导管和微机联机监测20项以上的参数，判断心血管状态并进行时间序列建模分析的仪器装备。
本发明的目的在于提供一种心导管压力曲线微机联机分析仪，以提供一种新的配套技术装置，使心导管压力监测达到一种新的多参数定量分析和自动判断的水平。
本发明的目的是这样来完成的，当将心导管插入至一定部位时，即可将心导管的远心端连接至由压力传感器和信号处理电路组成的心导管压力测试仪，该传感器将压力信号转换成电压信号，通过调整，标定，放大后，经信号连接线送到微机模数转换板(8bitA/D卡)将模拟信号转换为数字信号后再送到微型计算机，进行在线的信号处理，自动识别压力曲线的特征点，提取特征量，并连续动态地对数据作系统处理，以监测病人的心血管功能参数，分析病情状态和辅助诊断。整个仪器可集装于专用的推车上，可以和心导管同时工作于心导管室，手术中或监护床边。
本发明附图
的图面说明如下图一是本导管压力测试仪的仪器配套示意图。图中示出了心导管1，压力传感器2，心导管压力测试仪3，信号连接线4，带模数转换板等配套装置的微型计算机5。
图二是本发明心导管压力测试仪3的功能结构示意图。传感器2将心导管获取的压力信号转换为电压信号输出，经前置放大和灵敏度的温度补偿，使温度对传感器输出的影响基本上可以忽略。调零使前级输出的电压信号在外加压强为零时输出为零。再经过倍率调整和后级放大使被测压强与输出电压之间满足经过标定后的对应关系，并与后面的A/D卡输入范围相符合。下面结合附图。对本发明作进一步说明。
参见图一，心导管从人体所获取的压力信号通过传感器2转换为电压信号，输入至心导管压力测试仪3，对信号进行调零.定标.放大等处理后经信号连接线4送到微型计算机5中的模数转换板转换为数字信号，通过控制面板操作，即可经由计算机配合进行信号联机处理和自动分析，计算机5可将处理的结果输出至显示器或打印装置。所说的微型计算机5，可以是Apple-IIe机，也可以是和PC/XT机兼容的微型计算机。
本仪器所用的压力传感器是一种医用扩散硅压阻型压力传感器硅，芯片采用先进的微加工技术和集成电路工艺制成。其量程为40KPa，传感器的综合精度优于千分之二，传感器的高频率响应和高稳定性适合心导管压力信号的采集和转换。对这种传感器转换获取的电压信号，通过心导管压力测试仪3中的调零，温度补偿和放大电路，不失真地将心导管的压力信号(正压和负压部分)调整到微机模数转换所要求的电压幅度。仪器提供的参考电压，被用以标定调零后所测的电压值，微机一面提取作为压力波的直流成分，用以读出峰.谷值，一面可通过隔直和对波形增益的电路，提高波形的分辨率。
当心导管和本发明的仪器接通时，可根据予先设定的心导管放置和监测部位(如左心室.主动脉.桡动脉.或股动脉)，选择相应的计算方法，内容和程序，进行数据处理和分析。要进行时域分析时，计算机经过数据采集和自动识别装置，识别压力波形的6个特征点(主动脉瓣开放点，最高压力点，心室舒张点，主动脉瓣关闭点，二尖瓣开放点，重搏波峰值点)提取血流动力学过程变化的14个特征量，计算机自动将规范化的数字引入计算装置(存有计算程序的盘片或只读存储器)并可计算出所需的心血管参数共36项。对于绝对波形不齐或难以自动识别的波形，则设置了可移动的屏幕光标线，通过光标移动和键盘控制，进行特征点识别和特征量提取。要进行频域分析时，对观测的动态数据，计算机中设置了系统处理的装置，在观测数据间的相关函数或它的富里叶(Fourier)变换的基础上进行分析。
本发明充分利用计算机功能，可对心导管压力曲线从三个方面进行自动分析，一是在快速富里叶变换的基础上进行功率谱计算和时间序列建模(AR模型)分析，二是以贝叶(Bayes)法则建立的数学模型，进行多因素分析;三是运用生物流体力学原理与系统分析方法，结合医学。生理学原理，对压力曲线建立数学模型和血流动力学参数算式，进行心血管功能分析。报告的参数包括心输出量，心脏指数，心博功指数，心每分功，心缩力指数，心功能指数，左室收缩率，射血分数，前负荷，后负荷，平均动脉压，总血管阻抗，交感活性指数，迷走张力指数，主动脉瓣返流度，左室流出道状态，主动脉根径，脉波能率，脉谱峰值，自相关函数等等。
本发明发明人推荐的最佳实施例是在Apple-IIe型微机(或PC/XT机)及其附件如软盘驱动器，显示器，打印机，A/D卡，及有关接口卡等基础上，配置复旦大学电子工程系研制的PT-18型血压传感器和自制的心导管压力测试仪，用特别提供的5寸软盘或只读存储器装置，即可进行工作。
本发明有如下优点和积极效果1.将传统通用的心导管压力曲线的描记与读数改进为微机的数据处理，不仅可将读取的数据存盘或打印，还可以进行时域和频域的分析研究，从而改变了心导管压力监测的现有面貌。
2.对各压力曲线处理分析的结果，大大丰富了对人体整体条件下心血管状态的认识，尤其有助于人体左心，体循环功能及障碍状态的判断，加强对心脏疾病病情的分析和诊断，改进手术期监护和治疗决策的研究和效果。
3.由于传统医学的心导管检查于监护已广泛应用，本发明可与各医疗部门结合，推广应用到心导管术，心血管造影术，手术期监护和临床动脉压监护术等场合，形成一种新技术，并将计算机与信息处理技术引入上述场合应用。
4.在上述心导管检查术中，只要将心导管连接至本发明仪器，并可在二三分钟内获得一系列心血管功能监测的结果。操作简便，使用安全，结果可靠。
5.导管压力测试仪中，将波形信号分成两部分，一部分是包含交直流的信号本身，另一部分是交流波形部分用隔直电路从原信号中提出，放大到满辐度后再送到模数转换器，以提高波形的分辨率。
6.本发明还可以和某些压力测试仪与监护仪联合使用，大大增加了各种监护仪的应用功能与价值。
权利要求
1.一种信导管压力曲线自动分析仪，具有心导管1，压力传感器2，心导管压力测试仪3和信号处理的微型计算机5，其特征在于a)压力传感器2连接于心导管1的远心端，作为获取心导管压力曲线模拟量的部件，它将获取的模拟量转换成电压信号再送到心导管压力测试仪3。b)设置了具有信号放大、调零、标定的心血管压力测试仪3，经8位模数转换卡将压力传感器送来的电压信号转换为数字信号，再和微型计算机5连接，进行信号自动分析和联机的信号处理，并将结果存盘或送至打印装置打印输出。c)设置了对心导管压力曲线的6个特征点识别，14个特征量提取和36项心血管参数计算的装置，并设置了多因素分析，功率谱和时序建模分析三种结果输出的装置。
2.如权力要求1所述的心导管压璃曲线自动分析仪，其特征在于整个仪器可集装于专用的推车上也可集装成一体化可机动的智能化医疗仪器。
3.如权力要求1所述的心导管压力曲线自动分析仪，其特征在于所说的微型计算机可以是Apple-IIe机，也可以是PC/XT机等其它微型计算机。
全文摘要
心导管压力曲线自动分析仪是一种对心导管压力曲线进行采集。自动测量和分析的智能化仪器。它由心导管，压力传感器。压力测试仪及带A/D卡的微机集装成可机动的仪器。可以和心导管检查、造影、监护的部件配套或单独工作。它通过对不同部位心导管压力曲线的分析共可计算36项心血管功能参数，进行监测。比较和分析，还可对所提取的信号进行状态判断，频谱分析和时序建模分析，使心导管压力曲线分析达到高速。高效和自动化的水平。
文档编号A61B5/0452GK1047932SQ90102870
公开日1990年12月19日 申请日期1990年6月2日 优先权日1990年6月2日
发明者肖行贯, 王言, 何志平 申请人:上海长海医院