专利名称:无创心功能测试仪的制作方法
本实用新型属于数据信息处理领域。
目前，要取得心脏、血管、血流动力学参数，多以心血管插管及心脏造影等有创方法取得的，且所取参数只能进行定性处理。为解决上述问题，南昌无线电八厂根据南昌市二医院脉图研究室的需要设计了一种拾取人体动脉血管的脉搏信息的电子仪器。它的工作原理是由传感器接收来自人体动脉血管的脉搏信息，转换成与之成正比的电阻改变量△R(t)，再经过由电阻和三极管组成射极限随器的模拟转换器，转变成与△R(t)成正比的模拟电压，经过相应的低通滤波器，滤去相应的成份送到心电图机记录下脉图，将记录的图纸剪贴，再由人用放大镜及分规、按心电图纸上的小格数测量初始数据，再输入单板机进行计算处理，这种仪器因单板机的初始数据是由人用放大镜及分规进行测量的，不仅费时、费事，且误差大。
本实用新型提供了一种从检测到加工处理和打印输出均用微型计算机和采图硬件完成的无创心功能测试仪。
本实用新型主要由传感器、转换器和微型计算机系统以及控制面板11组成。
下面结合附图对本实用新型进行说明附图1为本实用新型的结构示意图。
附图2为转换器结构框图。
附图3为电阻／电压转换电路图。
附图4为本机框图。
1、本实用新型采用的传感器为液态传感器，它将脉搏搏动的变化量转为一个电阻变化量△R(t)。
2、本实用新型的转换器由模／数、电阻／电压转换电路二部分组成，见图2，转换器的输入来自传感器的电阻变化量△R(t)，其输出的数字量作为微机处理，加工的初始数据。
3、电阻／电压转换电路见图3，电路中电阻R1、R2、W1以及传感器探头电阻WT组成一电桥，运算放大器A1、A2、A3、A4组成了高输入阻抗、差动输入、共地输出、增益可调的放大器，再经由A5组成的有源低通滤波和二极管(D1、D2)限幅去掉干扰信号后，送至数／模转换电路。本电路的传导函数推导如下Vi1＝ (E0(W111Ri))/(R1＋W111Ri) ………………①Vi2＝ (E0(WT11Ri))/(R2＋WT11Ri) ………………②其中W1为电位器电阻值，Ri为运放输入阻抗，WT为传感器探头阻值，Vi1、2分别为运放A1、A2输入电压。
因为Ri＞＞W1，Ri＞＞WT，①、②式可减化为Vi1＝E0(W1)/(R1＋W1) ………………③Vi2＝E0(WT)/(R2＋WT) ………………④得Vi1－Vi2＝E0( (W1)/(R1＋W1) － (WT)/(R2＋WT) )………………⑤
因为WT＝R(t)＋△R(t)，R2＋R(t)＞＞△R(t)所以⑤式可简化为Vi1－Vi2＝E0( (W1)/(R1＋W1) － (R＋ΔR)/(R2＋R) )＝C1－K1△R(t)……⑥其中C1＝E0(W1)/(R1＋W1) －E0(R)/(R2＋R) ，K1＝ (E0)/(R2＋R)即有Vi1－Vi2∞△R(t)由运放的输入、输出关系我们有A1、A2、A3的输出电压为V01＝(1＋ (R3)/(W2) )Vi1－( (R3)/(W2) )Vi2…………⑦V02＝(1＋ (R4)/(W2) )Vi2－( (R4)/(W2) )Vi1…………⑧V03＝ (R7)/(R5) (V02－V01)…………⑨而R3＝R4，R5＝R6，R7＝R8所以⑦⑧代入⑨得V03＝——(1＋ (2R3)/(W2) )(Vi2－Vi1)将⑥代入得V03＝K1〔(C1－K1)△R(t)〕＝C－K△R(t)…………⑩其中C＝K2C1K＝K1K2K2＝ (R7)/(R5) (1＋ (2R3)/(W2) )⑩式即为本电路的传递函数，我们可以看到输出电压V03与传感器的探头电阻变化量△R(t)成正比，且本电路可由W2调节增益。改变W1、W2亦可使脉图平移。
V03经由运放(A5)组成的有源低通滤波和二极管(D1、D2)限幅送至A／D电路作模数转换。
b、模数转换部分模数转换部分将转换器输出的与脉搏搏动成正比的模拟电压信号与微机系统有机地联系起来。
为了满足医生使用脉图诊断中的主观印象的要求，A／D转换的量化级数为256等级，数据采集的周期为4毫秒，使用的A／D转换器为八位、单向、输入信号0～＋5V。
分辨率φ＝ (5000mV)/256 ≈20mVA／D转换后的脉搏搏动数字量信号由微计算机系统采集处理显示或打印出来。
3、微计算机系列部分本机中微计算机部分由通用微机系统组成。使用专门编制的软件“心功能测试工作程序”，使计算机通过A／D转换后的脉搏搏动信号，并进行相应的数字处理，完成脉图测试以及脉图显示、打印等功能。
微机系统部分包括主机、软盘驱动器、CRT显示器、打印机以及必须的系统软件和专门的“心功能测试工作程序”软件。通过软盘驱动器将记录在软盘上的“心功能测试工作程序”调入系统内存，并在系统上运行这一程序，即可完成对脉搏信号的采集、处理。并在CRT显示器上直接显示出脉图来，脉图的显示方式有a、走图显示，b、全景显示，c、精细显示，且显示器上观察到的图形也可利用打印机打印出来。
测试仪的结构与连接方式
本实用新型由四部分组成①液态传感器，②转换器，③微计算机系统，④控制面板11，且转换器中的电阻／电压转换板和A／D转换板分别插入微计算机系统中的主机内。其中液态传感器采用PT－6型压力传感器；模数板采用VNITRON公司的模／数转换板CA／D Card，8BIT、单向、输入信号0～＋5V，共256个量化等级，内部设有ADC0816作为数据采集元件，微计算机系统中的微机选用普及型的APPLE－Ⅱ，微计算机系统还包括软盘驱动器、CRT显示器和打印机以及相应的软件。
本实用新型的结构示意图见图1，控制面板11上有下述插孔和旋钮1为增益调节旋钮；2为外接插孔(与其他仪器连接用)；3为微调旋钮(调上、下)；4为传感器插口；5为微动旋钮；6为粗调旋钮(调上、下)其中10为打印机、7为软盘驱动器、9为CRT显示器、8为键盘及主机。
使用本实用新型可无创地获取心脏、血管、血统动力学参数，并能进行定数处理。因从检测到加工处理和打印输出均用微型计算机和采图硬件完成，具有省时、省事、准确的特点。
权利要求
1.一种以微型计算机为基础并配置必要器件组成的无创心功能测试仪，其特征在于它由传感器、转换器、控制面板11和微型计算机系统组成，且转换器由电阻/电压转换电路和A/D板构成，微型计算机系统包括有微型计算机、软盘驱动器7、CRT显示器9、打印机10以及相应的软件和“心功能测试工作程序”。
2.根据权利要求
1所述的测试仪，其特征在于液态传感器采用PT－6型压力传感器。
3.根据权利要求
1所述的测试仪，其特征在于电阻／电压转换电路由电阻R1、R2、W1以及传感器探头电阻WT组成一电桥，并经运算放大器A1、A2、A3、A4组成一个高输入阻抗，差动输入、共地输出、增益可调的放大器、再经由A5组成的有源低通滤波和二极管D1、D2限幅去掉干扰。
4.根据权利要求
1所述的测试仪，其特征在于A／D板采用VNITRON公司生产的模／数转换板，内部设有ADC0816作为数据采集元件，其A／D板具体参数为8BIT、单向、输入信号0～＋5V，共256个量化等级。
5.根据权利要求
1所述的测试仪，其特征在于控制面板11上包括下述插孔及旋钮增益调节旋钮1、外接插孔2、微调旋钮3、传感器插口4、微动旋钮5、粗调旋钮6。
6.根据权利要求
1所述的测试仪，其特征在于微型计算机采用APPLE－Ⅱ型。
专利摘要
无创心功能测试仪，它以微型计算机为基础并配置必要器件组成，它主要包括液态传感器、转换器、控制面板和微型计算机系统。使用本实用新型可无创地获取心脏、血管、血流动力学参数，并能进行定数处理。因从检测到加工处理和打印输出均用微型计算机和采图硬件完成，具有省时、省事、准确的特点。
文档编号A61B5/02GK87204410SQ87204410
公开日1988年3月30日 申请日期1987年7月11日
发明者杨建群, 何素荣, 张瑞芝, 潘孝平, 江明 申请人:中国人民解放军第一六三医院导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan