专利名称：微机监控的分娩镇痛和监护装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及医疗器械，特别适用于产妇分娩过程中抑制分解产妇的疼痛和监护胎心音及产妇宫缩压的监护治疗于一体的微机监控的分娩镇痛和监护装置。
现有的产妇分娩过程中用于对产妇镇痛的方法有两种，其一是采用药物及针炙的办法，一般是在蛛网膜下腔或硬膜外腔注射吗啡、杜冷丁、芬太尼等药物，或者用针炙止痛，其二是前苏联提出的“水中分娩法”这种方法可减少产妇的体力消耗，也能起到相应的分娩镇痛，与之同时日本人推出了一种定位产妇姿势的分娩床，其作用使产妇姿势合理化、科学化、这样可以减轻分娩疼痛，促使分娩顺利。另外，中国专利公报1994年5月25日公开的92113148.8号专利申请公开说明书公开的“分娩镇痛仪”，上述的几种分娩镇痛方法或设备大致存在以下几方面的不足1.药物镇痛满意率仅达到43～83％，其副作用较严重常常拌有呼吸抑制(5.5左右)、搔痒(29％左右)、尿潴流(30％左右)等等。严重威胁母婴的安全，影响后代的正常发育，不能普及使用。
2.机械分娩床缺乏主动性，镇痛效果差，且复杂不易普及推广。
3.分娩镇痛仪虽较药物、机械等分娩镇痛有进步，但它采用的是单片机通过和调节音乐片控制，一路耳部穴位镇痛，其功能单一，只解决了产妇分娩过程中的疼痛，没有解决产妇分娩过程中胎儿和产妇的安全问题，且镇痛效果仅只有耳部一路，如果耳部传感器发生故障或接触不良，有可能起不到镇疼的效果。
本发明的目的在于用微机控制，对产妇在分娩过程中至少同时采用三路三对电极对产妇从外部以非伤害性电信号直接地激活机体的镇痛机构，间接地妨碍、阻断、改变或抑制产妇疼痛电信息的传导，即阻止分娩疼痛向中枢的生理传递，同时对胎儿胎心率，产妇的宫缩压，胎动等进行监护，并通过计算机显示，打印和存储者病历报告，使大夫随时掌握认别分娩突发性危险，对于危险信号装置可发出声光报警，并能促进分娩期缩短的镇痛监护于一体的装置。
实现本发明目的的技术方案是这样解决微机监控的分娩镇痛和监护装置包括一个电源电路、计算机、A/D卡和打印机，本发明的改进之处在于它还包括一个有计算机软件在内的监控监护程序，装置中的A/D卡分别与镇痛电路、胎心音电路、宫缩压电路、胎动电路一端连接，上述各电路的另一端与电源电路连接，镇痛电路的另一端连接至少三路三对电极，一路一对电极接于产妇的双耳上，另两路两对电极接于产妇背部、胎心音电路的发射电路连接一个置于产妇腹部的探头，宫缩压电路的一端连接一个置于腹部与脐之间的探头，胎动电路的另一端连接在胎动按钮上，所说的上述各电路采集的信号经A/D卡送入计算机，通过计算机程序处理，其结果显示在彩色显示器上或通过打印机打印成病理报告，对于分娩过程中的危险信号，装置有声光报警。
本发明与现有技术相比具有系统设备结构紧凑，自动化程度高，集分娩监护和镇痛治疗一体化的特点，使用该装置可以使难产率下降，缩短产程时间，镇痛效果在90％以上，同时能及早发现由于胎心率有异常改变时，可提前实施剖腹产手续，挽救胎儿及产妇的安全。经临床试验，对产妇及胎儿无任何副作用。它操作简单，使用方便，是目前产妇分娩过程中较为理想的设备。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明
图1为微机监控的分娩镇痛和监护装置电原理框图；图2a为图1的耳部镇痛电原理图；图2b为图1的背部镇痛电原理图；图3a为图1的胎心音电路发射电原图；图3b为图1的胎心音电路接收电原理图；图4为图1的宫缩压电路电原理图；图5为图1的胎动电路电原理图。
图6为图1的电源电路原理图参照图1，电源电路7向镇痛电路1.胎心音电路2.宫缩压电路3.胎动电路4提供两路直流电压VDD和VSS，计算机6与A/D卡5连接，装置中的A/D卡5又分别与镇痛电路1.胎心音电路2，宫缩压电路3，胎动电路4连接。
上述所说装置具有镇痛和监护两大功能，镇痛功能由镇痛电路1和微机6完成，监护功能由胎心音电路2，宫缩压电路3、胎动电路4和微机6共同完成，微机6可以是386、486或其他机型，微机6是该系统的镇痛，监护核心，其外围投备包括彩色显示器，键盘和打印机等。微机6通过A/D卡5采集A1和A2两路信号在耳部和背部镇痛脉冲的幅度进监视。同时输出三路数字控制量B0、B1和B2到镇痛电路1，对镇痛脉冲的波形(指脉冲频率和调制方式)进行选控，可避免产妇对一种波形长时间作用产生适应性，提高镇痛效果。微机6采集的胎心音信号X，宫缩压强度信号Y和胎动信号Z在显示器上显示和对这些信号进行处理，实行对胎心率、宫缩强度和胎动情况进行监护。
微机6中的实时监护程序包括以下几个模块1.控制模块该模块可向镇痛电路1输出三路控制信号，BO、B1和B2决定的调制方式可由人工按键选定或由软件程序根据宫缩压强度(Y)的大小自动选定。
2.采样模块，它采集镇痛脉冲幅度信号A1和A2、胎心音信号X，宫缩压强度信号Y及胎动信号Z；3.数据处理模块，该模块通过对胎心音信号X、宫缩压强度信号Y、胎动信号Z进行分析、计算分别求得胎心率值FHR，宫缩压强度相对值T0CO和胎动标志FM为“1”还是“0”，其FM为“1”时是指有胎动信号，FM为“0”时无胎动信号；4.显示模块，它是将上述所说的各值在微机6的彩色显示器上显示胎心率FHR曲线(FHR是随时间变化而变化的曲线)，宫缩压强度TOCO曲线，胎动标志FM图及镇痛脉冲幅度A1和A2的大小(用直线高度表示)；5.存贮模块，它是将监护数据FHR、TOCO、FM写入硬盘(最多可写入24小时监护数据)，作为大夫的工作手册，以备使用；6.打印模块，通过该模块可将上述所说的各监护曲线在打印机上打印成病历报告；7.报警模块，它主要用于胎心率超限报警，也就是说当胎儿心脏停止跳动时，报警模块发出声光报警，此时，大夫可采取紧急措施救治母婴的安全；8.键盘处理模块，该模块是对人工干涉命令进行处理。
图2a中的脉冲产生电路由双时基电路U1A(NE556)电容C1、C2，电阻R1、R2及频率调节电位器VR1组成，其产生的脉中的频率范围为2-100HZ，在脉冲产生电路与双联同调电位器VR2之间串接了一个与门(CC408)调制电路U2，电路中的R3是当镇痛电路单独工作时(此时BO信号线悬空)为与门U2的控制端与R3相连接的输入端提供高电平，使双时基电路U1A输出的脉冲能够通过与U2输出，为防止加到三极管Q1基极电平过高，线路中串接了一个分压电阻R4。
A1为指示耳部镇痛脉冲幅度大小的直流电平，微机6通过采集A1可对输出脉冲的幅度进行监视，为防止A1超过A/D卡的输入电平的最高限，电源VDD和VR2之间串接了一个分压电阻R5。三极管Q1、Q2、Q3为升压变压器T1的驱动电路，J1为一对耳部电级的插座。
来自微机6的控制信号BO通过与门U2对U1A的输出脉冲进行相与调制，从而控制从升压变压器T1输出的脉冲波形。
图2b中的双时基电路U1B(NE556)和电容C3、C4、电阻R7、R8共同组成脉冲产生电路(脉冲频率在300～600HZ)由二极管D1、D2和电阻R9组成相与调制电路，来自双时基电路U1A的EB2电信号通过相与调制电路对双时基电路U1B的输出脉冲进行脉码调制，形成脉码调制和脉冲。由双时基电路U3A(NE556)和电容C5、C6、电阻R10及R11组成低频脉冲(频率在2～10HZ)产生电路，产生低频脉冲。双时基电路U3B(NE556)和电容C7、C8，电阻R12及R13组成中频脉冲(频率在2000～8000HZ)产生电路，产生中频脉冲。U4(CD4539)为由来自微机6的B1和B2控制四选一器件，在B1和B2的控制下U4可选通脉码调制脉冲、低频脉冲和中频脉冲三个脉冲中的任意一个。
R15为分压电阻，防止加到Q1基极的电压过高。VR3为调节T2输出脉冲(背部镇痛脉冲)幅度的双联同调电位器。A2为指示背部镇痛脉冲幅度大小的直流电平。微机6通过采集A2可对背部镇痛脉冲的幅度进行监视。R14为分压电阻，防止A2的最大电平超过A/D卡输入电平的最高限。Q4、Q5和Q6为T2的驱动电路。T2为输出升压变压器。J2和J3为两对背部电极的插座。
胎心音电路2包括发射和接收两部分电路。图3(a)是发射电路图，图3(b)是接收电路图。
图3(a)中，非门U11A和晶振CRY-G(4.4TM晶振)及R50组成晶振电路，其振荡频率为4.47HZ。
U10A为R-S触发器实现二分频，非门使超声发射频率为2.2235HZ。U11B～U11F组成发射驱动电路，CRY-T为超声发射晶片。
图3(b)中，CRY-R为超声接收晶片。Q7为高频放大三级管，电阻R18和R19为Q7基极偏置电阻。73为高频中周，T3和电容C10组成高频谐振电路，电阻R20为负反馈电阻，电容C11为高频旁路电容。电容C12为隔直电容，三级管Q8和电阻R21组成跟随器，减轻T3的负载。电容C14为隔直流电容。三级管Q9为高频放大三极管，电阻R22和R23为三极管Q9基极偏置电阻，电阻R24和R25为负反馈电阻，电容C18为高频旁路电容，T4为高频中周，T4和电容C19组成高频谐振电路。电容C13、C15、C16、C17、C20、C37、C38、C39、C40、C41和C42为电源滤波电容。二极管D3、电阻R26、电容C21、C43和电阻R27组成高频检波电路，从高频信号中提取胎心音信号。放大器U5A(LF353)、U5B、电阻R28～R31和电容C22～C25组成有源带通滤波器，对胎心音信号进行第一级滤波。放大器U6A(LF353)、电阻R32、R33、R34和电容C26组成运放电路，对胎心音信号进行第一级放大。放大器U6B、U7A(LF353)、电阻R35～R38，电容C27～C30组成有源带通滤波器，对胎心音信号进行第二级滤级波。U7B、电阻R39、R40、R41和电容C31组成运放电路，对胎心音信号进行第二级放大。U8A(LM324)和U8B为两个并联的跟随器，用于降低U7B的负载。U9(LM386)、电容C33、C34、C45、电阻R42和R43组成音频功率放大器，把胎心音信号进行功率放大后，通过隔直电容C46送至扬声器、扬声器用于监听胎心音，二极管D4、电阻R44、电容C47、电阻R45和电容C35组成音频检波电路，提取胎心音信号的包络信号。运算放大器U8D(LM324)、电阻R46、R47和电容C36组成运放电路，对胎心音包络信号进行放大。U8C组成跟随器，降低U8D的负载，电阻R49为限流电阻，输出信号X接到A/D卡上。
宫缩压电路对来自压力传感器的信号放大。图4绘出宫缩压电路图。其中U12A(LM324)接成跟随器，提高电路输入阻抗。U12B、电阻R51、R52和电容C49组成第一级运放电路。U12C、电阻R53、R54、R55、R56、电位器VR5和电容C50组成基线可调的第二级运放电路。VR5为电平基线调节电位器。U12D、电阻R57、R58、电位器VR6和电容C51组成放大倍数可调的第三级运放电路。VR6为放大倍数调节电位器。输出信号Y接到A/D卡上。
胎动电路4在手动按扭开关信号触发下产生一个脉冲信号Z。图5给出了胎动电路的原理图，该电路为一通用的NE555U6构成的单稳态触发器。输出脉冲Z接到A/D卡上。
六、电源电路7工作原理电源电路7在AC220V市电作用下输出两路直流源(VDD和Vss)。图6给出了电源电路原理图，它采用的技术比较成熟。T5为变压器，B1为整流桥堆，电容C51～C56为滤波电容，W1(MC7087)和W2(MC79087)为三端稳压器。两路直源接到镇痛电路1，胎心音电路2、宫缩压电路3和胎动电路4。
权利要求
1.一种用微机监控的分娩镇痛和监护装置，包括一个能输出正、负直流电源(VDD)和VSS的电源电路(7)，一个带有计算机程序的微机(6)、A/D卡(5)、A/D卡(5)与微机6连接，其特征在于装置中还含有对产妇实行径皮电刺激脉冲的镇痛电路(1)，有检测胎心音信号(X)的胎心音电路(2)，有检测宫缩压相对强(Y)的宫缩压电路(3)，有由产妇手动产生胎动信号(Z)的胎动电路(4)，上述电路(1)至电路(4)都与A/D卡(5)连接，电路(1)至电路(4)所连接的电极和探头均置于产妇皮肤上。
2.根据权利要求1所述的微机监控的分娩镇痛和监护装置，其特征在于镇痛电路又由脉冲产生电路，脉冲调制电路和脉冲驱动电路组成，用微机对脉冲调制电路的调制方式进行控制。
3.根据权利要求1所述的微机监控的分娩镇痛和监护装置，其特征在于胎心音电路又由发射电路和接收电路两部分组成，其接收电路包括两级高频放大电路、一级高频检测电路，两级音频放大和滤波电路、一级音频检波电路和一级音频放大电路。
4.根据权利要求1所述的微机监控的分娩镇痛和监护装置，其特征在于宫缩压电路是一个三级运放电路。
5.根据权利要求1所述的微机监控的分娩镇痛和监护装置，其特征在于胎动电路是一个555单稳态电路。
6.根据权利要求1所述的微机监控的分娩镇痛和监护装置，其特征在于微机监护程序由以下模块组成(1)控制模块，可向镇痛电路(1)输出B0、B1和B2三路控制信号，B0、B1和B2决定的调制方式可由人工按键选定，或由软件程序根据宫缩压强度(Y)的大小自动选定；(2)采样模块，可采集镇痛脉冲幅度信号A1、A2，胎心音信号(X)，宫缩压强度信号(Y)及胎动信号(Z)；(3)数据处理模块，它是对胎心音信号(X)，宫缩压强度(Y)进行分析计算求得胎心率值FHR，宫缩压相对强度值TOCo，对胎动信号(Z)进行分析，决定胎动标FM为“1”或为“0”；(4)显示模块，在彩色显示屏上显示胎心率FHR曲线，宫缩压TOCO曲线，胎动标志FM图及镇痛脉冲幅度A1、A2的直线高度；(5)存贮模块，对所监护的数据写入硬盘；(6)打印模块，在打印机上打印出监护数据曲线；(7)报警模块，对胎心率超限实行声光报警；(8)键盘处理模块，它是对人工干涉命令进行处理。
全文摘要
本发明涉及微机监控的分娩镇痛和监控装置，包括微机连接A/D卡、电源、打印机，其特征还含有镇痛电路、胎心音电路、宫缩压电路、胎动电路，各电路都与A/D卡和电源连接，置于产妇身上的传感器和探头将分娩中的电信号输入经计算机程序分析计算结果在彩显器上显示，分娩危险信号有声光报警，随时采取措施保证产妇胎儿安全。具有使难产率下降，能缩短产程时间和镇痛效果在90％以上的特点，它操作简单，使用方便，是产妇分娩时的理想设备。
文档编号A61B5/024GK1148989SQ9511376
公开日1997年5月7日 申请日期1995年10月25日 优先权日1995年10月25日
发明者李晓森, 郑连清, 冀棉 申请人:李晓森