专利名称：心脏电生理刺激波形分配电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及医疗器械领域，具体涉及一种心脏电生理刺激波形分配电路。
背景技术：
目前，在心脏病对人类的诸多威胁中，心室室颤是其中威胁最大的一种。因此对心室室颤发生的机理进行研究，以及在室颤情况下，对电击除颤的机理进行研究，都具有相当重要的意义。心脏会产生室颤的主要原因是心脏在心电周期中的易损期受到了一定的刺激。在易损期内，各部分心肌兴奋性的恢复程度是不一致的。此时，如果心脏受到一个刺激信号，则极易产生室性心动过速或室颤。目前最常用的电生理刺激方法是程控前期刺激法(PES)，即通过使用程控刺激仪按事先编排好的程序来进行刺激。心脏电生理刺激仪的原理是利用一组或多组程序控制的定时精确的电脉冲去刺激心脏，并记录心脏的反应。它能比常规的心电图更加详细地检查出心脏传导系统方面的病变。而且，通过它发放的电刺激可以成功而有效地消除折返效应，这一切使得它对于折返性心动过速的治疗可以收到药物所不能比拟的效果。目前在心脏介入手术治疗中，经常使用的是多道生理记录仪。多道生理记录仪能够同时监视心脏内多达128路的生理信号。在手术的过程中，医生可能需要将刺激仪发出的电刺激信号加到128路生理信号的任意两路信号之间来检查心脏传导系统方面的病变。高达128路的刺激信号分配对于使用传统方式的分配电路是一个巨大的挑战。传统的刺激信号的分配电路的实现方法有两种
一是使用传统的数字信号电路完成刺激信号通道的选择。传统上，使用数字信号电路进行刺激信号通道的选择方法在刺激通道数量比较少的时候比较精简实用。而在通道数量比较多的时候，需要使用的数字信号IC的数量将急剧增加，线路板的面积将迅速增大。这样电路的复杂性也迅速增大同时还会增加电路的功耗，增大不可靠性。—是使用电磁继电器完成刺激信号的分配。使用电磁继电器有以下几个缺点。电磁继电器不能实现电路高频快速通断，电磁继电器动作速度比较慢，一般需要几十微秒的时间才能够做出反应。电磁继电器状态切换的过程中会产生“哒哒”的噪声,而且切换的过程中有可能产生电火花，同时导致电磁继电器的触点易氧化。在此过程中还会产生电磁干扰。另外，电磁继电器使用寿命较短。二是使用多路模拟开关。多路模拟开关是从多个模拟输入信号中切换选择所需要的模拟输入信号电路。多路模拟开关是使用场效应晶体管作为开关电路而得到了广泛应用。其优点是工作速度快，导通电阻低，截止电阻高。在刺激电路中使用多路模拟开关主要存在的安全隐患是多路模拟开关自身带有电源，如果器件损坏，将会导致直流电直接作用到人体心脏上造成医疗事故。可见，由于现有技术上存在着上述的缺陷，需要一种新型的电路来完成刺激信号分配时存在的种种缺陷。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种心脏电生理刺激波形分配电路，采用CPLD/FPGA通道选择电路和光MOS电路，增强电路的可靠性，减少电路的功耗，实现电路模块化，减少出现问题的概率。本发明采用以下技术方案
一种心脏电生理刺激波形分配电路，其中，包括单片机、刺激信号产生模块、通道选择解码电路模块和通道开关控制模块；所述单片机分别连接刺激信号产生模块和通道选择解码电路模块，刺激信号产生模块分别与两个通道开关控制模块，通道选择解码电路模块分别连接到两个通道开关控制模块上。作为优选，所述的通道选择解码电路模块为CPLD/FPGA通道选择电路。作为优选，所述的通道开关控制模块为光MOS电路。本发明的有益效果是
CPLD/FPGA通道选择电路抛弃了传统的使用74等系列的数字芯片完成通道选择的方法，转而可编程逻辑电路完成解码；使用该方法有助于减少电路解码中使用的芯片的数量，增强电路的可靠性，减少电路的功耗，实现电路模块化，减少出现问题的概率。同时，如果将来需求有变动，设计人员可以随时更改代码来实现，加快了工作的进度。同时，由于光MOS芯片作为刺激信号的输出通道控制电路，避免了上述采用电磁继电器的所有的缺点，也避免了使用模拟开关的所有的缺点。同时，还缩小了电路板的体积，为设备的小型化做出了贡献。
图I为本发明的拓扑结构框图2为本发明的CPLD/FPGA电路的结构框图3为本发明的通道控制结构框图。
具体实施例方式下面结合附图和实例对本发明作进一步描述
如图I所示，本发明包括单片机、刺激信号产生模块、通道选择解码电路模块和通道开关控制模块；单片机分别连接刺激信号产生模块和通道选择解码电路模块，刺激信号产生模块分别与两个通道开关控制模块，通道选择解码电路模块分别连接到两个通道开关控制模块上。通道选择解码电路模块为CPLD/FPGA通道选择电路。整个电路使用的电源是经过Drac隔离模块完成与网电源的隔离和多道生理记录仪其他电路部分的隔离，以保证患者漏电流满足安全标准的要求，单片机工作所需要的指令由多道生理记录仪下发，由数字隔离芯片完成与多道生理记录仪的隔离。隔离之后的电源经过LDO模块分别变到5V和3. 3V左右，满足5V单片机和3. 3V CPLD/FPGA芯片工作的需求。根据外部的指令，单片机产生合适的片选和地址信号输出到CPLD/FPGA芯片。CPLD/FPGA接收到来自于单片机的指令之后，进行译码，输出正确的通道选择信号。被选中的通道执行开关的指令，将刺激信号产生模块产生的复合规定要求的刺激信号输出到人体心脏，完成对心脏的电生理刺激功能。如图2所示，是一个典型的CPLD/FPGA的功能结构图。CPLD/FPGA接收来自于单片机的控制信号(CS和ALE)，按照规定的时序流程，对接收的信号进行解码，输出相应的P和N的电平信号。当P和N被选中时,相应的通道输出为选中电平,否则输出为未选中电平。当CS信号为未选中时,输出通道全部为未选中状态。如图3所示，是本发明中的光MOS管电路。从图中我们可以看出，当P_CH的信号电平为低电平的时候，引脚7和引脚8之间的通道处于导通状态，刺激信号正输出到STIMU信号线上。iN_CH的信号电平为低电平的时候，引脚5和引脚6之间的通道处于导通状态，刺激信号负输出到STIMU信号线上。这只是一路通道的控制信号工作的情况。如果多路通道中有任意两路通道选中不同的刺激信号，则这两路通道之间的心脏肌肉之间就被施加上了刺激信号。通过选择不同的通道，医务人员可以将刺激信号在任意两路通道之间进行切换，完成对心脏任意两点间的刺激功能。另外需要说明的是光MOS管的结构。由于光MOS管的输入和输出部分存在着高大几千伏的隔离电压，这样，即使刺激电路的输出端受到除颤电压或者静电电压等造成损坏，光MOS管的工作的电压3. 3V也不会直接通过输出部分作用到人体上。相比较使用模拟开关的方案而言，该方案大大的提高了刺激仪的安全系数。最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
权利要求
1.一种心脏电生理刺激波形分配电路，其特征在于包括单片机、刺激信号产生模块、通道选择解码电路模块和通道开关控制模块；所述单片机分别连接刺激信号产生模块和通道选择解码电路模块，刺激信号产生模块分别与两个通道开关控制模块，通道选择解码电路模块分别连接到两个通道开关控制模块上。
2.根据权利要求I所述的一种心脏电生理刺激波形分配电路，其特征在于所述的通道选择解码电路模块为CPLD/FPGA通道选择电路。
3.根据权利要求2所述的一种心脏电生理刺激波形分配电路，其特征在于所述的通道开关控制模块为光MOS电路。
全文摘要
本发明公开了一种心脏电生理刺激波形分配电路，其中，包括单片机、刺激信号产生模块、通道选择解码电路模块和通道开关控制模块；所述单片机分别连接刺激信号产生模块和通道选择解码电路模块，刺激信号产生模块分别与两个通道开关控制模块，通道选择解码电路模块分别连接到两个通道开关控制模块上。本发明采用CPLD/FPGA通道选择电路和光MOS电路，增强电路的可靠性，减少电路的功耗，实现电路模块化，减少出现问题的概率。
文档编号G05B19/042GK102945011SQ20121052185
公开日2013年2月27日 申请日期2012年12月7日 优先权日2012年12月7日
发明者夏振宏, 谢陆伟 申请人:河南华南医电科技有限公司