专利名称：心脏急症自动报警投药仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及的是一种对心脏病患者进行院外监控并自动报警投药的医疗器材，属于医疗器械类。
众所周知，心脏病的猝死在医学临床上比较常见，尤其是老年人，而猝死常由于心脏高度房室付导阻滞，心室停搏，室性心动过速，心室颤动及急性心肌梗塞等引起，此类病人常在发病后极短时间内死亡，往往来不及送医院抢救，尤其是夜间睡眠时发病。针对上述情况，目前世界上虽已发明了一些心律失常监护仪，即通过对人体心律的监视来分析了解病人的病况。但据国内外文献资料检索，尚未有体积小，可随身携带，且能进行自动报警并投药的急救仪器。
本实用新型的目的是为了克服上述存在的不足，而提供一种对心脏病患者进行监控并自动报警及时投药抢救，且能随身携带、体积较小的心脏急症自动报警投药仪。
本实用新型的目的是通过如下技术方案来完成的，它包括有一可随身携带的盒体，盒体上设置有电源开关和指示装置。盒体内安装有监控处理电路及报警器，该监控处理电路的输入端连接有测试电极，而在其输出端连接有贴药装置，该贴药装置包括有一壳体，内安置有动衔铁，该动衔铁的前端设置有推盘，在推盘的前方放置有药膜。
本实用新型所述的监控处理电路包括有前置放大器，QRS波检出单元，A／D转换单元、微处理机、报警执行电路等，前置放大器由第一级差动放大器和第二级求和放大器构成，并用一低通滤波器对放大信号进行滤波后再输入到QRS波检出单元和A／D转换单元；QRS波检出单元由一两阶低通滤波器和全波整流电路构成，通过上述QRS波检出单元检出QRS波并输入微处理器中；经过微处理器后的控制信号经报警执行电路中的放大电路驱动继电器动作并接通报警电路。
本实用新型所述的QRS波检出单元还包括有用运放LM324芯片构成的电压比较器。
本实用新型所述的微处理器是由80C31芯片构成的单片机，外部程序存贮器扩展采用2732EPROM，数据存贮器扩展采用6264RAM静态随机存贮器。
本实用新型还在80C31单片机外接有D／A转换回放单元，它采用DAC0832八位分辨率的芯片，提供阀值输出，并可与示波器接口相接。
如下图1是本实用新型的结构示意图。
图2是本实用新型电路原理方框图。
图3是本实用新型微处理机前电路原理图。
图4是本实用新型微处理机后电路原理图。
图5是本实用新型报警执行电路中的报警电路原理图。
图6是本实用新型报警执行电路中执行电路原理图。
下面将通过附图对本实用新型作进一步的介绍图1，本实用新型有一可随身携带的盒体1，盒体1上设置有电源开关2和连接插孔3，盒体1的面板上设置有报警指示等指示标志4，盒体1内安置有报警器5和监控处理电路6，盒体1上用导线7连接有贴药装置8，而在盒体1上还设置有信号输入插孔9，两个用于胸导联的信号测试电报10分别用导线插接在上述信号输入插孔9中。
贴药装置8包括有一壳体801，内侧壁上安置有动衔铁802，该动衔铁的前端固连有卡销803，壳体801的内底安置有带有压缩弹簧804的推盘805，且推盘805的侧壁有供卡销803插接的卡槽806，在推盘805的运动前方安置有药膜807，这里药膜807是硝酸甘油贴片。当动衔铁802受通电所产生的线圈磁场吸引向内运动，此时卡销803随动衔铁802向内运动并离开卡槽806，推盘805在下部弹簧804的作用下向前移动，将药膜807推出壳体801。然后再进行下一动作的准备工作，即动衔铁在失电情况下，受弹簧808的作用向外顶出，当将推盘805向内推进时，卡销803便插接在卡槽806上，同时在贴药处放上药膜807。
图2，监控处理电路6包括有前置放大器601，滤波器602，QRS波检出单元603，比较器604，微处理器605，A／D转换单元606，程序存贮器607，数据存贮器608，报警执行电路609，D／A转换回放单元610。由安放在病人胸口的电极取出心电信号，送入前置放大器601，把心电信号放大1000倍，然后通过带通滤波器602抑制50HZ干扰、温漂及心电信号的基线漂移，经带通滤波器602滤波后的心电信号分别输至QRS波检出单元603和A／D转换单元606，A／D转换单元606对滤波后的心电信号作每秒200次的采样，取得心电的数字信号，将每次采样结束时的应答信号送入微处理器605，并由数据存贮器608存入。QRS波检出单元603对滤波后的心电信号进行检测，取出QRS波，经全波整流，得到单向的QRS波，经电压比较器604后接入微处理器605。微处理器605对输入的心电信号与存放在608中的心电数据进行分析、处理，并及时发出指令给报警执行电路609。以上存贮的心电信号可由D／A转换回放单元610接至示波器上进行回放，以便观察报警时的异常心电信号或通过心电图机记录，给医生提供客观的诊断依据。
图3，前置放大器601采用两级放大，第一级由运放U1A、U1B组成双端输入，双端输出差动放大电路，第二级由运放U1D组成和差放大电路，当运放U1A和U1B输出端上的共模输出电压和温漂电压对称时，通过第二级U1D所组成的和差放大电路后，可以使之相互抵消，故上述前置放大器具有很高的共模抑制比和较低的输出温漂。运放U1C组成了低通滤波器602，设置该滤波器602是为了进一步抑制温漂、基线漂移和50HZ市电的干扰，运放U3C为一射极跟随器，起阻抗匹配作用，以上U1A～U1D四只运放均采用MC14573芯片，U3C采用LM324芯片。运放U3C的输出信号(8脚)一路输给由ADC0804芯片组成的A／D转换单元606(见图4)，由单片机80C31的定时器O和INT0中断(即80C31的12脚)控制对心电信号作严格的5ms间隔采样，并将采样结果存入存贮器608(6264RAM)中，另一路送入QRS波检出单元603。
QRS波检出单元603包括QRS波滤波器，全波整流电路，QRS波滤波器U2D选用LM324芯片组成一两阶低通滤波器，后接有由二极管T5、T6及滤波器U2C组成的全波整流电路，经上述QRS波检出单元后可得到一单向的QRS波。在这里设置全波整流电路是为了检出倒置的QRS波，而二极管T5、T6除完成整流外，还有一大优点，即其正向压降产生约0.6V的幅度盲区，可以隔离带通滤波器未滤尽的小幅度干扰。以上U2C与U2D一样选用LM324芯片。
在上述QRS波检出单元之后接有由芯片LM324组成的电压比较器604(U2B)，对由全波整流器U2C的8脚输出的QRS波和来自D／A转换回放单元DAC0832脚的信号进行比较，只要U2D5脚的电平高于6脚，它的输出(7脚)就会输出一个脉冲，经运放U3D阻抗变换后输出接至单片机80C31的13脚(即INT1中断口)。这里U3D也选用LM324芯片。图3中的其它元件选择C1＝100μ，C1A2＝C1D1＝C1B2＝10μ，C1A1＝C1B1＝510p，C1C1＝0.022μ，C2D1＝C2D2＝0.47μ，R1A3＝R1A4＝R1D3＝R1B3＝20K，R1A2＝R1B4＝510K，R1A1＝R1B1＝100K，R1D1－16K，R1C1－68K，R1C2－24K，R1C3－270K R2D3＝2.2K R2D1＝R2D2＝200K R2C1＝16K R2D4＝15K R2C2＝24KR2C3＝12K W1＝W2＝1K T5、T6选用2AP9。运放U1A、U1B、U1C、U1D选用MC14573芯片。
图4，微处理器605选用80C31芯片构成的单片机，外部程序存贮器607扩展采用2732EPROM，存贮容量4K字节；数据存贮器608扩展采用6264RAM，它属于一种静态随机存贮器，存贮容量8K字节。单片机U27在收到由U3D阻抗变换后的中断信号后，就会对存放在存贮器U25(608)中的心电数据进行分析处理，而分析心电信号正常与否的依据存放在程序存贮器U24(607)中，如果发生连续5次QRS波群宽度达0.12秒以上及R－R间期小于0.5秒(心率超过120次／分)时，单片机U27的6脚即发出一个脉冲，经过报警执行电路609中报警电路(见图5)TPH1三极管的放大，驱动发光二极管TPH2发光并通过扬声器报警。如果连续5次R－R间期大于1.5秒(心率低于40次／分)，单片机U27也发出一个脉冲，驱动发光二极管TPH2发光并报警。如果连续5次S－T段抬高大于0.2毫伏，此时单片机U27会产生二个动作，6脚输出脉冲使发光二极管TPH2发光并报警，同时它的1脚也输出一个脉冲，经过报警执行电路609中的执行电路(见图6)U28以及二次放大后通过继电器使贴药装置8发生动作，完成自动给药过程。如果连续5次S－T段压低大于0.1毫伏，也会产生如上二个相同的动作。如果单片机U27的13脚(中断口)连续四秒没有收到U3D来的脉冲信号，也即无中断信号，表示室性停博或室内颤动，单片机U27的6脚也会输出脉冲信号使发光二极管发光并报警。
A／D转换单元606选用逐次比较型的ADC0804芯片，精度8位，转换时间100μs，采样频率250HZ。它对由射极跟随器U3C输入的心电信号进行采样，取得心电的数字信号，其采样速率由单片机U27的定时器O控制，并将每次采样结束时的应答信号送入单片机U27的中断口(INTO中断口即12脚)，将采样结果存入数据存贮器U25中。
D／A转换单元610选用DAC0832八位分辨率的芯片U26，它有内部8位输入寄存器，可采用双缓冲，单缓冲，直通三种方式进行数据输入，它给QRS波检出单元提供可变的比较阀值和回放所记录到的异常心电信号，一旦上述报警条件成立，单片机U27便会发出信号，将报警发生时存放在存贮器U25中的心电信号取出送至D／A转换回放单元U26，由U26的8脚输出一个模拟心电信号(也即报警时的异常心电信号)传至外接的示波器上，就可观察报警时的异常心电信号或通过心电图机记录，提供给医生作诊断治病的依据。
图4中各电子元件选用C211＝15P，C212＝C223＝10μ，C221＝C222＝30P，R211＝10K， R212＝15K，R221＝10K，R222＝7.8K， U21－选用ADC0804，U23选用74LS373，U24选用2732 U25选用6264，U26选用DAC0832U27选用80C31。
图5中，TPH1选用9012三极管，TPH2选用发光二极管，RPH1＝12K。
图6中，C311＝0.47μ，C312＝510P，C313＝0.033，R311＝1K，R312＝R313＝ R317－300Ω，R313－R315－2K，R316－120Ω，T7＝T8选用3DGBO三极管，T9选用3DA87三极管，继电器J选用微型继电器，Z为执行机构即贴药装置。
本实用新型与现有技术相比，具有自动化程度高，体积小，结构紧凑，既可随身携带，使用方便，又安全可靠，使用效果好，不仅能够监护，而且还能自动给药抢救等特点，是心脏病患者，特别是老年心脏病患者理想的一种监护医疗仪器。
权利要求1.一种心脏急症自动报警投药仪，包括有一盒体，盒体上设置有电源开关和各指示装置，盒体内安装有监控处理电路及报警器，其特征在于监控处理电路(6)的输入端连接有测试电极(10)，而在其输出端连接有贴药装置(8)，该贴药装置(8)包括有一壳体(801)，内安置有动衔铁(802)，该动衔铁(802)的前端设置有推盘(805)，在推盘(805)的前方安置有药膜(807)。
2.如权利要求1所述的心脏急症自动报警投药仪，其特征在于所述的监控处理电路(6)包括a)前置放大器(601)，由第一级差动放大器和第二级求和放大器构成，并用一低通滤波器(602)进行滤波后将输入信号分别送入QRS波检出单元(603)和A／D转换单元(606)；b)QRS波检出单元(603)，由一两阶低通滤波器和全波整流电路构成，将检出的QRS波输入微处理器(605)中；c)经微处理器(605)后的控制信号经报警执行电路(609)中的放大电路驱动继电器动作并接通报警电路。
3.如权利要求2所述的心脏急症自动报警投药仪，其特征在于所述的QRS波检出单元(603)还包括有用运放LM324芯片构成的电压比较器(604)。
4.如权利要求2或3所述的心脏急症自动报警投药仪，其特征在于所述的微处理器(605)是由80C31芯片构成的单片机，外部程序存贮器(607)扩展采用2732EPROM，数据存贮器(608)扩展采用6264RAM静态随机存贮器。
5.如权利要求2或3所述的心脏急症自动报警投药仪，其特征在于所述的微处理器(605)后接有由DAC0832芯片构成的D／A转换回放单元(610)，并可与外部示波器接口相接。
6.如权利要求4所述的心脏急症自动报警投药仪，其特征在于所述的80C31单片机后接有由DAC0832芯片构成的D／A转换回放单元(610)，它可与外部示波器的接口相连。
专利摘要一种心脏急症自动报警投药仪，该仪由一可随身携带的盒体，内设置有主要由微处理器的监控处理电路及报警器，盒体面板上则设置有电源开关和各指示装置，监控处理电路的输入端接有可安放在病人胸口上的测试电极，而其输出端连接有由动衔铁，推盘及壳体构成的贴药装置，从而使本实用新型具有体积小，结构紧凑，既可随身携带，使用方便，又安全可靠，使用效果好，不仅能够监护，而且还能自动给药抢救等特点。
文档编号A61B5/00GK2185564SQ9420124
公开日1994年12月21日 申请日期1994年1月13日 优先权日1994年1月13日
发明者钱宝庆, 楼正家, 楼正国, 黄祝南, 刘济林 申请人:杭州市中医院