专利名称：心电自控冠心病同步治疗仪的制作方法
专利说明 本发明涉及一种通过接触电极对人体施加电流的电疗装置，尤其是心电自控冠心病同步治疗仪。
在现有技术中，北京昌福医疗设备厂生产一种冠心病治疗仪，这种治疗仪是通过电极直接对人体穴位施加脉冲电流，均属于开环控制的治疗系统。开环方式的治疗并不考虑心脏舒张与收缩的生理特点，而实际上电疗的脉冲电流作用于四肢等部位所产生的肌肉收缩现象只有发生在心脏舒张期时，才能具有促进静脉和淋巴回流的电疗作用;如果四肢肌肉的收缩现象恰好发生在心脏收缩期时，不仅没有静脉和淋巴血的回流作用，反而外周血管由于四肢肌肉收缩而产生的阻力防碍心室血顺畅地流入大动脉及毛细血管，结果使心室后负荷增大，心排血量相应下降，容易造成心肌损伤，所以，开环状态的电疗机在治疗冠心病时，其疗效往往不佳。
本发明的目的是提供一种与心脏同步工作，闭环状态的心电自控冠心病同步治疗仪。
本发明的目的是这样实现的整个仪器包括有电疗机，其特殊之处在于仪器的闭环控制信号来源于人体(心电)，仪器输出的脉冲电流又作用于人体，显然，脉冲电流的输出受心电信号控制。如图1所示经心电电极拾取的人体心电信号输入到心电放大器进行放大，放大后的心电信号经模数转换器和输入接口进入计算机，计算机根据事先编好的软件程序对输入信号进行运算处理，实时输出一个与心电信号同步的触发脉冲，该输出经输出接口送至时序发生器的触发输入端，时序发生器有三个输出端，分别与耦合控制器的相应控制端连接;电疗机的输出脉冲电流直接送至耦合控制器的输入端，耦合控制器将单端输入分配为三端输出，并经治疗电极与人体的相应部位连接，从而构成与人体心电同步的闭环控制方式的治疗系统。
如图2所示，整个系统由七部分组成，即心电放大部分、模数转换部分、输入输出接口部分、计算机部分、时序发生器部分、耦合控制器部分以及电疗机部分。由于本发明的技术解决范围不含计算机和电疗机，因此，这两部分的结构原理不做叙述。
心电放大部分由测量放大器、电压放大器和输出转换器组成。测量放大器是一个同相并联差动放大器，它是由IC1、IC2和IC3三个运算放大器组成，前两个运放(IC1、IC2)是同相并联负反馈放大器，后一个(IC3)为减法器，测量放大器的输出经R12、C3阻容耦合到电压放大器;电压放大器(IC4)是一个同相输入负反馈放大器，这一级的放大系数是可变的，通过调节电位器RP2就可改变整个心电放大器的增益，IC1-IC4均选用LF353场效应输入双运放集成电路;输出转换器主要由一个PNP型硅三级管(3CG14)构成，并由+5V电源供电，这一级是将放大后的心电电压信号进行功率放大并将信号电平转移，输出的心电信号送至模数转换器(ADC0809的I No)进行A/D转换。
模数转换器(IC12)是一个单片八位A/D转换芯片，它的数据输出端与输入输出接口芯片(IC11)的PA口连接;模拟输入端选用了三路，即IN0、IN1和IN2，分别输入心电放大器输出的心电信号、电疗机输出的信号波形以及脉冲电流的强度信号，通过ADDA、ADDB、ADDC三端地址译码，则可选通三路模拟输入中的任何一路进行A/D转换;IC12的A/D转换启动信号(START)和允许地址输入的控制信号(ALE)来自IC11的PC3，A/D转换结束信号(EOC)用来通过IC11的PA7向计算机发出中断请求的，时钟脉冲(CLOCK)取自计算机的∮1(J1的38脚)。
输入输出接口部分由IC5-IC11组成。IC5为二一十进制计数器，它的10脚与J1的40脚相连，计算机的时钟脉冲∮。通过IC5的计数与分频后提供给IC11的PB口;IC6-IC9是与非门电路(74LSOO)，四个与非门组成了读写指令互锁电路，计算机对IC11的读(RD)或写(WR)的操作都是通过IC6-IC9实现的;IC10也是与非门电路，IC11的复位端(RESET)是通过IC10对计算机的复位脉冲反相而获得;IC11是一个并行数据输入输出可编程外设接口集成芯片，型号为D8255A，该芯片有A、B、C三个输入输出口，通过编程将PA口设置为输入方式，并与IC12的数据输出端(2-7-2-1)相连，PA口用以读取A/D转换后的数字信号。PB口设置为输入方式，用以读取IC5对∮o的
计数分频脉冲，即IC11的18、19、20与IC5的1、2、3相连。PC口设置为输出方式，PC0、PC1、PC2分别和IC12的ADDA、ADDB、ADDC相连，用以向IC12(ADC0809)提供选通地址脉冲，IC11的PC3端与IC12的ALE和START相连，用以向IC12提供A/D转换的启动信号和允许地址输入信号，PC4端通过开关K2与IC13的同相端(+)相连，用以向时序发生器提供一个触发脉冲，在每一个心动周期内PC4都将输出一个与R波(心脏收缩)有一定延时的触发脉冲;IC11的A0、A1和CS与J1的A0、A1A2相连，8条数据线D0-D7与J1的D0-D7相连，同以与计算机进行数据的传递。
时序发生器部分由IC13-IC16四个集成比较器组成，型号为SF339。时序发生器有一个输入端，三个输出端，输入端(IC13的同相端)与IC11的PC4端相连，三个输出端(IC14、IC15、IC16)分别与耦合控制器部分的固态继电器(SSR1、SSR2和SSR3)控制端(+)相连;时序发生器的特点是，当IC11的PC4每输出一个触发脉冲时，其脉冲的上升沿触发时序的发生，在三个输出端将按时间顺序输出正脉冲，当触发脉冲下跳高时，三个输出端同时终止输出，波形图请参见图3。
耦合控制器部分由三个变压器(B1、B2、B3)和三个固态继电器(SSR1、SSR2、SSR3)组成。三个变压器的初级采用并联连接方式，电疗机输出的脉冲电流通过外接插口同时加于三个变压器的初级绕组，次级绕组分别连接SSR1、SSR2和SSR3的输入端(1)，从而构成三路独立的输出(OUTⅠ、OUTⅡ和OUTⅢ)，并通过治疗电极与人体的相应部位连接，使电疗机的脉冲电流通过变压器的耦合及固态继电器的控制而作用人体，三个固态继电器的通断状态由其控制端(+)的电平高低所决定，三个控制端分别与IC14-IC16的输出端相连。利用变压器的磁耦合方式将电疗机与人体隔离、利用固态继电器的光耦合技术将控制电路与输出电路隔离，二者都没有电的直接联系，既保证了人体安全，又保证了集成电路的安全。
本发明的心电放大器输入阻抗大于5兆欧，频率响应为0.5～50赫兹;整机识别心脏收缩波的最低门限为0.2毫伏，自动跟踪心率范围为35～125次/分，早搏抑制周期值小于等于300毫秒，触发脉冲的前后沿延时调整率为50和30毫秒，当心率小于35或大于125次/分时实时报警并停止电流的输出;整机脉冲电流输出值为0～75毫安可调，电源电压为220伏、50赫兹。本仪器可与心电同步医治冠心病、心绞痛、心肌梗塞、肢体动脉栓塞，其它因动脉硬化及血液循环障碍所引起的缺血性疾病。本仪器可与任何型号的低、中频脉冲电疗机匹配使用，无需对电疗机做任何改动。使用本仪器治疗冠心病等，具有疗效高、疗程短、无痛苦、无副作用等特点。
图1为心电自控冠心病同步治疗仪的原理框图。
图2为心电自控冠心病同步治疗仪的电原理图。
图3为时序发生器的波形图。
权利要求
1、一种心电自控冠心病同步治疗仪包括电疗机，其特征在于经心电电极拾取的人体心电信号输入到心电放大器进行放大，放大后的心电信号经模数转换器和输入接口进入计算机，计算机根据事先编好的软件程序对输入信号进行运算处理，实时输出一个与心电信号同步的触发脉冲，该输出经接口电路送至时序发生器的触发输入端，时序发生器有三个输出端，分别与耦合控制器的相应控制端连接；电疗机的输出脉冲电流直接送至耦合控制器的输入端，耦合控制器将单端输入分配为三端输出，并经治疗电极与人体的相应部位连接，从而构成与人体心电同步的闭环控制方式的治疗系统。
2、按照权利要求1所述的冠心病同步治疗仪，其特征在于所述的时序发生器是由集成比较器组成。
3、按照权利要求1所述的冠心病同步治疗仪，其特征在于所述的耦合控制器由变压器和固态继电器组成。
全文摘要
一种心电自控冠心病同步治疗仪包括有电疗机，其关键在于将由心电电极拾取的心电信号做为整个仪器的控制信号，经心电放大器、A/D转换器、输入输出接口、计算机、时序发生器以及耦合控制器处理后，控制整个仪器脉冲电流的输出，从而构成与心电同步工作的闭环控制的治疗系统，具有疗效高、疗程短、无副作用等特点。
文档编号A61N1/36GK1078158SQ92106158
公开日1993年11月10日 申请日期1992年4月28日 优先权日1992年4月28日
发明者王玉岭 申请人:王玉岭