专利名称：心电次响应分析仪的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种分析仪，特别是一种心电次响应分析仪。
自1903年Einthoven发现心脏电话动后，心电图的理论研究及临床实践发展迅速，心电图发展成为临床上最为普及的检查项目之一。心电图是所有心肌细胞电活动的综合反映，它包含着与心脏生理性或病理性活动过程有关的大量信息。因此，进一步发掘心电图的潜在病理信息，是提高其诊断价值的一条有效途途径。但心电图机和心电监护仪等仅可在病情严重、发作时有反应，是一种被动的方式。
在广东省科技情报所进行国际联机检索时，由于采用的检索词〔“心电图”和“信号与系统”或“工程数学”〕覆盖面较广，故查出了三篇参下文献，但均与本发明无相同之处。如美国专利(US4449536)中公开的是一种制作心电监护仪时采用的一种数字信号压缩技术。
本发明的目的在于避免上述现有技术的不足之处而提供一说可在心电路病理信息没有显性化之前检出该病理信息，且对各种部位的心肌梗塞及潜在心律失常和冠心病具有早期诊断功能的心电次响应分析仪。
本发明的目的可以通过以下措施来达到本发明包括威尔逊网络电路、福兰克网络电路、前置放大电路、隔离放大器、滤波放大电路、A/D转换电路、中央处理机(CPU)、显示器、打印机、缓冲输入电路，其特征在于还有导联选择网络电路、选择控制电路，从人体检测到的心电信号，经缓冲输入电路并由威尔逊网络电路和福兰克网络电路组合后，送经导联选择网络电路进行选通，选通出的三组信号送三个前置放大电路和隔离放大器同时进行放大隔离，经三个隔离放大器后的信号分别送到三个滤波放大电路，经滤波后的三路信号都送到A/D转换电路，A/D转换电路输出的数字信号送交中央处理机(CPU)进行处理，处理后的选通信号经选择控制电路送回导联选择网络电路。缓冲输入电路中IC1的F1～F10的输出分别通过威尔逊网络电路和福兰克网络电路后接导联选择网络电路中6个电子开关IC2的输入端，6个IC2组成3组输出，其中一组输出分别通过R56、R57接前置放大电路中1/3IC3的A1的1、2端，1/3IC3的输出3端通过电容C1接隔离放大电路中IC4的输入1端，IC4的输出8端通过电阻R58～R60接滤波放大电路中1/3IC5的U1的1脚，滤波放大电路6中IC6的D1、D2、D3的输出端都接到A/D转换电路中IC9的输入1、2、3端，A/D转换电路中IC11的9脚接中央处理机(CPU)，中央处理机的输出接选择控制电路中IC7的输入1端，选择控制电路7中IC8的2端通过电阻R71接BG1的基极，BG1的集电极与BG2、BG3的集电极相连并与导联选择网络电路中IC2的9、10、11脚相接。隔离放大电路中IC2采用集成块284J。
本发明利用首次提出的“心电映象”分析学说，分析人体心电活动的特征函数和次响应信号，此理论把体表心电图理解为由源始发的，经过具有时间不变性的映象系统所成的象。在此映象学说的理论指导下，通过对源和象之间映象系统的分析，为心电活动建立一套完整的数学模型，可以达到使体心电图潜在信息显性化的目的。其中次响应信号可反映心电活动的不稳定性，此概念在学术上属首次提出，本分析仪第一次实现了对该信号的检测与识别。以前曾有人进行过心电单一导联的功率谱分析以及导联间的互相关分析等，在双导联对应分析时有关双导联的配对并无一定的要求。本发明定义的心电活动的特征征函数亦与多个导联有关，但不是任意两个导联配对都可得到真正符合定义的特征函数。因此，与以往分析的主要不同之一就是在获取心电活动特征函数之前还需要对所分析的导联加以识别与选择，这就需要通过CPU对信号识别优化后从新给出选通信号，并送到选择控制电路，由其选通导联选择网络电路，这样做的目的是为了得到最佳导联配对，以便准确分析心电活动的特征函数，使得检出次响应假阴性的机会较低。本分析仪的作用是按照福兰克(Frank)导联在额面、横面以及左侧面的向量投影顺序选取心电信号，这样得出的心电活特征函数具有反映心电边界电流及交界电流的作用。
从人体采集到的心电信号，按CPU所给指令，对导联进行选择输入后，经放大器放大(其中采用隔离放大器的目的是使电信号与人体隔离，同时减少噪声)、并滤波后再进行放大，然后送A/D变换器进行模数转换，并将所得数据送CPU处理，CPU将处理结果输出到显示器和打印机上(即心电活动的特征函数波形数据以及次响应信号的波形及数据)。
图1为本发明的原理方框图。
图2为本发明的电原理图。
本发明下面将结合附图(实施例)作进一步详述参照图1，本发明由威尔逊(Wilson)网络电路1、福兰克(Frank)网络电路2、导联选择网络电路3、前置放大电路4、隔离放大器5、滤波放大电路6、选择控制电路7、A/D转换电路8、中央处理机(CPU)9、显示器10、打印机11、缓冲输入电路12等组成。
参照图2，缓冲输入电路12由10片IC1、D1～D9、R1～R19等组成，IC1采用LF442;导联选择网络电路3由6片IC2组成，IC2采用CD4051;威尔逊网络电路1由R24、R35等组成;福兰克网络电路2由R36～R51等组成;前置放大电路4由IC3及外围元件等组成;隔离放大电路5由IC4等组成，IC4采用284J，滤波放大电路6由IC5、IC6及外围等组成，IC5采用LF347，IC6采用LF398;选择控制电路7由IC7、IC8、BG1～BG3、电阻等组成，IC7用74LS174，IC8采用4N30;A/D转换电路8由IC9、IC10、IC11、逻辑电路GAL、外围元件等组成。
人体心电信号(10路)从IN1～IN10同时输入，经采样输入电路后送到福兰克(Frank)和威尔逊(Wilson)网络，经福兰克和威尔逊两种导联组合网络组合后，送经6个电子开关(IC2)进行选通，选通的开关信号由选择控制电路7中BG1的集电极输出，并接到IC2的9、10、11脚。选通开关同时选通三组信号送三个放大电路同时放大，每路信号，经前置放大电路IC3后送到隔离放大器IC4，IC4可实现人体与电信号的隔离和对噪声的限制。经隔离放大后的信号送到滤波放大电路中的IC5，主要目的是消减高频噪声和对50HZ电流的滤波，以保证分析信号的质量，经IC5、IC6等滤波放大后的三路信号送到A/D转换电路8中的IC9再行选通，并依次被IC10放大保持，IC11实现对所送信号的模数转换，GAL为一逻辑电路，主要提供模数转换的控制量。IC11输出的数字信号送交中央处理机(CPU)进行处理，处理后的选通信号由CPU返回选择控制电路中IC7的输入1端，而选择控制电路中BG1～BG3的输出又送回IC2，形成选通回路。其中IC8起光电隔离作用，以防止较高电低返流人体。结果(心电活动特征函数数据及波形、次响应信号数据及波形)送打印机11和显示器10。
中央处理机所用程序的主要功能是1.对所送数据(不同导联)进行自动测量、识别，然后返回选通信号，以供采样输入电路采得所需信号。2.对数据进行处理，并识别R型和C型次响应信号的存在与否及大小。3.把心电特征函数及次响应信号送打印机和显示器输出。
本发明相比现有技术具有如下优点
1.可在心电路病理信息没有显性化之前检出该病理信息，对各种部位的心肌梗塞及潜在心律失常和冠心病具有早期诊断价值。
2.给出了以往仪器根本不能提供的心电特征函数数据及波形，其中次响应信号可反映心电活动的不稳定性，本分析仪第一次实现了对该信号的检测与识别。
3.线路合理，功能齐全，对人体无触电危险，且检测快速安全，是一种新颖的心电分析仪器。
权利要求
1.一种心电次响应分析仪，包括威尔逊网络电路1、福兰克网络电路2、前置放大电路4、隔离放大器5、滤波放大电路6、A/D转换电路8、中央处理机9(CPU)、显示器10、打印机11、缓冲输入电路12，其特征在于还有导联选择网络电路3、选择控制电路7，从人体检测到的心电信号，经缓冲输入电路12并由威尔逊网络电路1和福兰克网络电路2组合后，送经导联选择网络电路3进行选通，选通出的三组信号送三个前置放大电路4和隔离放大器5同时进行放大隔离，经三个隔离放大器5后的信号分别送到三个滤波放大电路6，经滤波后的三路信号都送到A/D转换电路8，A/D转换电路8输出的数字信号送交中央处理机9(CPU)进行处理，处理后的选通信号经选择控制电路7送回导联选择网络电路3。
2.根据权利要求1所述的分析仪，其特征在于缓冲输入电路12中IC1的F1～F10的输出分别通过威尔逊网络电路和福兰克网络电路后接导联选择网络电路3中6个电子开关IC2的输入端，6个IC2组成3组输出，其中一组输出分别通过R56、R57接前置放大电路4中1/3IC3的A1的1、2端，1/3IC3的输出3端通过电容C1接隔离放大电路5中IC4的输入1端，IC4的输出8端通过电阻R58～R60接滤波放大电路6中1/3IC5的U1的1脚，滤波放大电路6中IC6的D1、D2、D3的输出端都接到A/D转换电路中IC9的输入1、2、3端，A/D转换电路中IC11的9脚接中央处理机(CPU)，中央处理机的输出接选择控制电路7中IC7的输入端，选择控制电路7中IC8的2端通过电阻R71接BG1的基极，BG1的集电极与BG2、BG3的集电极相连并与导联选择网络电路3中IC2的9、10、11脚相接。
3.根据权利要求1所述的分析仪，其特征在于隔离放大电路5中IC2采用集成块284J。
全文摘要
本发明涉及一种心电次响应分析仪，它包括采样输入电路、威尔逊网络电路、福兰克网络电路、导联选择网络电路、前置放大电路、隔离放大电路、滤波放大电路、选择控制电路、A/D转换电路、中央处理机(CPU)、显示器、打印机等。本发明利用首次提出的“心电映象”分析理论，得到了可以准确评价心电活动稳定性的特征函数。选通装置，由中央处理机给出的选通信号进行选通。本发明可在心电路病理信息没有显性化之前检出该病理信息，对各种部位的心肌梗塞及潜在心律失常和冠心病具有早期诊断价值。
文档编号A61B5/0402GK1059093SQ9010715
公开日1992年3月4日 申请日期1990年8月18日 优先权日1990年8月18日
发明者刘海祥, 杜晓东 申请人:刘海祥, 杜晓东, 苗传中, 黄志荣