专利名称：胃功能检查仪的制作方法
技术领域：
本实用新型属于在医学上通过测量人体生物胃电信号来检查胃功能的一种精密医用检查仪。
胃疾病是一种常见病和多发病，目前对胃疾病的诊查方法普遍采用胃液分析、钡餐造影及胃镜窥视。上述方法会给病人带来不同程度的痛苦，并且也有可能给胃进一步造成损伤。随着电子技术的发展，用来补充或取代上述诊断方法的仪器的研究也取得了较大进展。例如我国合肥市新技术应用研究所研制的多道智能胃肠电图仪(专利公告号为CN2051495U)就是其中之一。该仪器有五个以上测量通道，但由于其电路结构决定其对大于0.1Hz以上的信号是以－40分贝／10倍频速率衰减，而肠电及其它生物电信号不仅频率与0.1Hz相当接近、幅值也至少处在同一数量级以上，故造成这些信号对胃电信号波形仍有相当大的干扰。另外，由于对胃疾的诊断离不开对胃体、胃窦、胃大弯、胃小弯四个同时测量出的信号波形的相关分析，而CN2051495U中未说明为满足此要求而将四部位的胃电信号曲线同时打印在同一时基的座标轴上，从而使相关分析比较困难。
本实用新型的目的在于为克服上述不足提供一种能将四通道同时测量出的胃电信号曲线同时打印在同一时基的座标轴上，并对其它生物电信号(如肠电信号等)有更高抗干扰能力的胃电仪。
本实用新型的任务是以如下方式完成的本实用新型的胃功能检查仪有一个测量头，它包括四个联胃电极、两个联手脚电极、屏蔽引线及快速插头。检测时，将各联胃信号采集电极固定在需检测的人体表位置处，生物电信号(其中包括胃电信号)通过快速插头转接输入到有四个独立通道的模拟放大器内，每一通道由第一级差分放大器、第二级差分放大器、前置放大器、带通滤波器、低通滤波器及末级胃电信号放大器组成。微弱的生物电信号经第一级差分放大器、第二级差分放大器放大后，再经一级隔直流的前置放大器，降低了带通滤波器本级可能带来的噪声干扰。信号再通过带通滤波器，使得正常人及一般胃疾人的胃电信号以该级较高放大率通过；对较重胃疾人的胃电信号以约2－4倍放大率通过；对于小于2周／分、大于6周／分的信号，以－40分贝／10倍频的速率衰减。但对与6周／分相近肠电等信号相对于胃电信号而言是干扰信号，只用－40分贝／10倍频的速率衰减仍显不够，有必要经过一级三阶以上的低通滤波器，来提高胃电信号的抗干扰能力。最后经末级胃电信号放大器放大后，四道输出的胃电模拟信号进入打印机构中的接口电路，由该电路中的单片机控制，对同一时刻输入的四道胃电模拟信号进行采样，一对一地储存。待有足够数据后又通过单片机控制，由四色打印机打印。由于单片机的控制，使得同一时段的四道模拟信号同时复现在同一时间基点的座标轴上。稳压电源分别为各电路提供恒压工作电源。
本实用新型通过以下实施例与附图作进一步详细说明
图1为本实用新型原理方框图；图2为联胃信号采集电极的结构图；图3为联手脚电极的结构图；图4为测量头结构图；图5为每道模拟放大器的电路原理图；图6为信号处理电路的原理框图；图7为打印出的健康人和有胃疾人的胃电信号曲线图。
参照
图1，本实用新型的胃功能检查仪由测量头(1)、四通道高输入阻抗低噪声模拟放大器(2)、打印机构(3)和稳压电源(4)组成。参照图4，测量头包括两个带有镀特种金属层电极的钳形联手脚电极(24)、四个带有镀特种金属层电极的联胃电极(23)、多芯快速插头(25)及屏蔽引线(26)。四个结构相同的联胃电极，分别按序贴于胃体、胃窦、胃大弯、胃小弯处，测量其胃电信号。每个联胃电极都是由镀特种金属层(如银、金、镍、锡、铑、钯等)板极(13)、塑料骨架(14)、带有屏蔽层的连接导线(15)及沾有浓盐水的棉花球或导电膏(16)组成。参照图3，两个结构相同的联手脚电极都是由沾有浓盐水的棉花球或导电膏(17)、镀特种金属层的电极(18)、内藏导线(19)、导线连接插口(20)、绝缘塑料夹柄(21)及转轴(22)组成。
检测时，将四个联胃电极的塑料贴片分别按序贴于胃体、胃窦、胃大弯、胃小弯处。两个联手脚电极的钳形夹子，分别夹于手腕(代表零)及脚腕(代表地)处。测得的生物电信号(其中包括胃电信号)通过快速插头(25)转接输入到四道结构与参数相同的各自的模拟放大器(2)内。微弱的生物电信号经过高输入阻抗低噪声的第一级差分放大器(5)，又经过高共模抑制比的第二级差分放大器(6)放大。由于体表电极与体表接触时可能产生较高电平的差模静态电位，有可能使这两级差分放大过早饱和而阻塞有用的生物电信号通过，故这两级的总放大率不能超过10－20倍。在此条件下胃生物电信号即使放大后也仍然较弱，为降低带通滤波器(8)本级可能带来的噪声干扰，中间需加入一级隔直流的前置放大器(7)，其放大率宜为约2－10倍。由于带通滤波器(8)选择的参数中心频率为3－3.2周／分，带宽约±0.5－±0.6周／分，使得正常人及一般胃疾人的胃电信号(频率约在2.8－3.2周／分)以该级较高的放大率(5倍左右)通过；而对于较重胃疾人，如萎缩性胃炎，胃溃疡等的胃电信号以约2－4倍的放大率通过。对于小于2周／分、大于6周／分的信号，本级则以－40分贝／10倍频的速率衰减。
肠、肺等脏器的生物电信号频率约在9－11周／分，不仅与6周／分相近，其幅值也超过胃电电平。CN2051495U中对6周／分以上的信号以－40分贝／10倍频速率衰减已显得不够用。为进一步提高对这类生物电信号的干扰衰减，本实用新型在带通滤波器(8)后又加了一级三阶以上的低通滤波器(9)，其转折频率点选在8周／分左右，使之在带通－40分贝／10倍频速率衰减的基础上，增加到对8周／分以上的干扰信号能以超过－100分贝／10倍频的速率衰减。使得肠、肺等干扰生物电信号相对于正常胃电放大率来讲至少衰减一个数量级以上，从而提高了胃电信号的抗干扰能力。经过有源滤波后得到的幅值仍较弱的胃电信号，再经末级胃电信号放大器(10)放大，去推动打印机构(3)工作。
打印机构(3)由多路开关(31)、A／D转换器(32)、存储器(33)、单片机(34)等及固化了的专家诊断程序和相应的打印软件程序EPROM所组成的接口电路(11)和四色打印机(12)组成。参照图6，由四道输出的胃电模拟信号通过IN1至IN4引线和多路开关(31)及A／D转换器(32)后，变成二进制的数字信号。单片机(34)按照EPROM输入的指令将这些二进制数字信号以一定方式输入内存储器(33)中。待A／D转换器(32)采集的数据足够后，按照EPROM中的存储指令，单片机分道地将已存入存储器(33)的胃电信号取出送入四色打印机(12)进行打印，并要求每道从第一个采集的起始数据以同一打印时间起始点打印，从而使同一时段内的四道模拟信号以同一时间座标基点复现在打印纸上。
参照图5，第一级高输入阻抗低噪声的差分放大器(5)由双运放集成块(27)、电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6及电容C1、C2等构成。其中R1、R6与R5决定了该级放大率。R2、R5为本级对外的保护电阻。R3、R4为零位稳定电阻。C1、C2用以滤除由电缆进入的射频干扰。
第二级差分放大器(6)由双运放集成块(28)的一半，电阻R7、R8、R9、R10等构成。四枚电阻阻值相同。前置放大器(7)由集成块(28)的另一半和电阻R11、R12、R13和电容C3、C4等构成。C3为CBB型无感隔直流电容，电容容量为4－10uf。C4为消振电容，R11为稳零电阻，R13与R12的比值决定了该级的放大率。带通滤波器(8)由集成块(29)的一半和电阻R14、R15、R16和电容C5、C6等构成。其中，C5、C6、R14、R15决定了本级的中心频率，R16决定了本级的带宽。低通滤波器(9)由集成块(29)的另一半和电阻R17、R18、R19、R20和电容C7、C8、C9等构成。各电阻、电容值都与该级的截止频率有关。此外，R20还起到补偿R17至R19的串联引起的信号衰减作用，使该级总放大率对于小于截止频率的信号放大率保持为1。由隔直电容C10，集成块(30)的一半等构成了末级胃电信号放大器(10)。R21、R22、R23等构成末级比例放大用的电阻，电位器W1用于调整零位电平，电位器W2用于微调每道放大倍数。
本实用新型在使用时，先用酒精将要放电极的人体表各位置清洁消毒，贴敷上各联胃及联手脚电极后开机，并采集胃生物电信号。数据采集充分后，通过打印机构打印出四道胃电信号曲线及有关数据和专家程序打出的判据等。
图7中A组曲线为正常人的胃电信号曲线；B组曲线为萎缩性胃炎转化成胃癌的病人的胃电信号曲线。由A组曲线看出，正常人胃电信号基本为正弦波，频率在3周／分左右，幅值一般在100至200微伏以内。而B组曲线，由于癌变，曲线极不规则、幅值低，说明产生胃电信号的平滑肌组织，由于长入了癌细胞而致使波形出现了异常现象。
使用该实用新型已做约300例胃电图，从与胃镜结果对照分析，可知对一般的胃病，如浅表性胃炎等，符合率达86％以上。对于从胃电图上看认为不正常的人，胃镜结果表明一般至少有胃溃疡、萎缩性胃炎，甚至有癌变组织等现象出现，说明胃电图极不正常的人，一般都存在着较重的胃疾。由于本实用新型是无损检测，且抗干扰能力强，故可望本胃功能检查仪，将成为胃病普查工作、及严重胃病的最后临床诊断，提供一种新型的、有效的辅助工具。
权利要求1.一种胃功能检查仪，包括测量头、模拟放大器、稳压电源和壳体，其特征在于，(1)有一个测量头，由两个带有镀特种金属层电极的联手脚电极，四个带有镀特种金属层电极的联胃电极、屏蔽引线及快速插头组成；(2)模拟放大器有四个独立通道，每一通道由第一级差分放大器、第二级差分放大器、前置放大器、带通滤波器、低通滤波器及末级胃电信号放大器组成；(3)有一个能将四部位的胃电信号曲线同时打印在同一时基的座标轴上的打印机构，该机构包括一个接口电路和四色打印机，该接口电路由A/D转换器、存储器、单片机及固化了的专家诊断程序和相应的打印软件程序EPROM组成。
2.根据权利要求1所述的胃功能检查仪，其特征在于，(1)联胃电极是由镀特种金属层板极、塑料骨架、带有屏蔽层的连接导线及沾有浓盐水的棉花球或导电膏组成；(2)钳形联手脚电极是由沾有浓盐水的棉花球或导电膏、镀特种金属层的电极、内藏导线、导线连接插口、绝缘塑料夹柄及转轴组成。
3.根据权利要求1或2所述的胃功能检查仪，其特征在于所镀特种金属是指金、银、镍、锡、铑、钯等。
4.根据权利要求1或2所述的胃功能检查仪，其特征在于，(1)第一级差分放大器由双运放集成块(27)，电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6及电容C1、C2等构成，其电压放大倍数应在10－20倍之间；(2)前置放大器由集成块(28)、电阻R11、R12、R13和电容C3、C4等构成，其电压放大倍数应在5－15倍之间；(3)带通滤波器由集成块(29)、电阻R14、R15、R16和电容C5、C6等构成；(4)低通滤波器由集成块(29)、电阻R17、R18、R19、R20和电容C7、C8、C9等构成。
5.根据权利要求3所述的胃功能检查仪，其特征在于，(1)第一级差分放大器由双运放集成块(27)、电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6及电容C1、C2等构成，其电压放大倍数应在10－20倍之间；(2)前置放大器由集成块(28)、电阻R11、R12、R13和电容C3、C4等构成，其电压放大倍数应在5－15倍之间；(3)带通滤波器由集成块(29)、电阻R14、R15、R16和电容C5、C6等构成；(4)低通滤波器由集成块(29)、电阻R17、R18、R19、R20和电容C7、C8、C9等构成。
专利摘要一种用于诊别胃功能的检查仪，由测量头、模拟放大器、打印机构、稳压电源组成。采用四道测量，能将生物电信号输入各自的模拟放大器内，靠打印机构将四部位的胃电信号曲线同时打印在同一时基的坐标轴上。该检查仪同时具有更高的抗干扰能力。
文档编号A61B5/04GK2069713SQ90205359
公开日1991年1月23日 申请日期1990年4月29日 优先权日1990年4月29日
发明者王志翔, 赵建强, 汤重阳 申请人:航空航天工业部第二三二厂