專利名稱：四維心電顯示器的制作方法
專利說(shuō)明
一、技術(shù)領(lǐng)域本實(shí)用新型是一種醫(yī)療檢測(cè)分析用的儀器，屬于醫(yī)療儀器制造的
二背景技術(shù)：
心電圖技術(shù)作為最常用的心電檢查技術(shù)已經(jīng)沿用的很多年，由Y軸(動(dòng)態(tài)的三維心電向量環(huán)的投影再投影變量)，X軸(恒定的速度軸，由機(jī)器產(chǎn)生)而構(gòu)成。顯然，一維的二次投影的單軸變量系統(tǒng)將丟失很多心電信息。加上二次投影后的圖形失真及機(jī)械筆的響應(yīng)頻率太低(僅50Hz左右)等嚴(yán)重缺陷，其發(fā)展前景是有限的。產(chǎn)生于50年代的“心電向量圖技術(shù)”為三維圖形技術(shù)，其信息量遠(yuǎn)大于心電圖，但因其等電位時(shí)間段內(nèi)在圖形上不能反映其時(shí)限，故缺少P.QRS.T波之間的時(shí)限信息，也反映不了各波及N個(gè)心動(dòng)周期之間的時(shí)間關(guān)系，對(duì)心率失常診斷無(wú)能為力。這個(gè)缺陷嚴(yán)重地影響了它在臨床中的應(yīng)用。高頻心電圖是在心電圖的基礎(chǔ)上展寬檢測(cè)頻率，拓寬QRS波群，仍為一維圖形技術(shù)，它僅是對(duì)普通心電圖技術(shù)的一個(gè)補(bǔ)充。
本實(shí)用新型的目的就是提供一種在心電向量圖的三軸三維圖形技術(shù)的基礎(chǔ)上引入“時(shí)間位移”信息，形成四軸四維的矢量的電圖儀。
三
發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的四維心電顯示器由人體導(dǎo)聯(lián)電極、Frank校正電路、三軸前置放大器、三軸存貯電路、推動(dòng)放大器、Y軸輸出電路、X軸輸出電路、記錄儀、功能轉(zhuǎn)換電路、狀態(tài)指示電路、心電干擾指示電路、V信號(hào)產(chǎn)生電路所組成，其中人體導(dǎo)聯(lián)電極、Frank校正電路、三軸前置放大器、三軸存貯電路、推動(dòng)放大器順序串聯(lián)連接，推動(dòng)放大器的輸出端分別接Y軸輸出電路和X軸輸出電路的輸入端，V信號(hào)產(chǎn)生電路的輸出端直接與X軸輸出電路的輸入端相接，Y軸輸出電路和X軸輸出電路的輸出端分別與記錄儀相接；三軸前置放大器的輸出端與心電干擾指示電路相接，功能轉(zhuǎn)換電路的輸出端與狀態(tài)指示電路、三軸存貯電路及推動(dòng)放大器的輸出端相接。人體導(dǎo)聯(lián)電極共有7只電極，即“I、E、C、A、M、F、N”分別通過(guò)一只電阻直接與放大器IC1～I(xiàn)C7相接。在三軸前置放大器每一軸的兩個(gè)輸入端之間分別接有一個(gè)模擬開(kāi)關(guān)“IC29、IC30、IC31”，三軸前置放大器的輸出端分別與三軸存貯電路中IC35、IC36、IC37的“A IN”端相接。推動(dòng)放大器中的X軸輸出端和Z軸的輸出端即IC18、IC24的輸出端分別通過(guò)模擬開(kāi)關(guān)“IC38、IC40”與X軸輸出電路IC19的反相輸入端相接，Y軸輸出端和Z軸輸出端即IC21、IC24的輸出端分別通過(guò)模擬開(kāi)關(guān)IC41、IC43與Y軸輸出電路IC22的反相輸入端相接。V信號(hào)產(chǎn)生電路IC25的反相輸入端通過(guò)一只電阻R97與模擬開(kāi)關(guān)IC44相接，V信號(hào)產(chǎn)生電路IC25的輸出端通過(guò)電阻R62與X軸輸出電路IC19的同相輸入端相接。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于“矢量心電圖”指能反映心電活動(dòng)的三要素空間位置，矢量幅度，相對(duì)時(shí)間的并能連續(xù)記錄N個(gè)心動(dòng)周期心電信息的單曲線開(kāi)放式環(huán)狀圖形。其方法是通過(guò)人體體表接觸式電極(7個(gè))獲取心臟電活動(dòng)所產(chǎn)生的心電向量，并在立體的空間心電向量環(huán)的橫面(H面)；額面(F面)及矢狀面(S面)的投影圖信息上同步加入右移的50-200mm/秒的“V”軸信號(hào)。通過(guò)電子技術(shù)的校正，放大，變頻寫入，讀取等處理后，經(jīng)雙軸繪圖筆繪制在普通心電圖上形成最終圖形。
迭加“時(shí)間位移”(V軸)信息后所形成的“X，Y，Z，V”四軸系統(tǒng)所構(gòu)成的三個(gè)軸向矢量圖的信息量大大地提高了，其圖形特征是心電向量圖的時(shí)間軸向展開(kāi)圖形，仍主要由“P.QRS.T三個(gè)環(huán)構(gòu)成一個(gè)圖形周期，但三個(gè)環(huán)均為不閉合的“開(kāi)放式環(huán)”，同時(shí)由只描記一個(gè)心動(dòng)周期的信息變?yōu)榭蛇B續(xù)描記N個(gè)心動(dòng)周期的信息，但矢量心電圖只有三個(gè)導(dǎo)聯(lián)記錄圖形，這比心電圖檢查更方便，圖形更簡(jiǎn)潔。N個(gè)心動(dòng)周期的記錄可獲得N個(gè)心動(dòng)周期的關(guān)系信息，常規(guī)心電向量圖所不能反映的房室傳導(dǎo)時(shí)間，Q-T時(shí)限，S-T時(shí)限，T-P時(shí)限及心律失常等一覽無(wú)遺。又由于其圖形是心電向量環(huán)的一次投影圖形，又與心電向量圖圖形相似，其P.QRS.T環(huán)展開(kāi)，空間矢量軌跡清晰，矢量方向明確，時(shí)間矢量定位精確，故心電向量圖的這些優(yōu)勢(shì)也保留無(wú)遺。采用數(shù)子處理寫入讀取技術(shù)，可方便地將筆式繪圖儀的只有50Hz的記錄頻響提高到1000Hz以上，室內(nèi)傳導(dǎo)軌跡的記錄失真，將大大地改善，反映更加真實(shí)。
四

圖1是本實(shí)用新型的電路結(jié)構(gòu)框圖。其中有人體導(dǎo)聯(lián)電極1、Frank校正電路2、三軸前置放大器3、三軸存貯電路4、推動(dòng)放大器5、Y軸輸出電路6、X軸輸出電路7、記錄儀8、功能轉(zhuǎn)換電路9、狀態(tài)指示電路10、心電及干擾指示電路11、V信號(hào)產(chǎn)生電路12。
圖2是本實(shí)用新型的電原理圖。圖3是圖2的左半部分，圖4是圖2的右半部分。
五具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型的實(shí)施方案如下運(yùn)算放大器IC1～I(xiàn)C28均采用型號(hào)為“LF353”的運(yùn)算放大器，存貯器IC35～I(xiàn)C37采用的型號(hào)為“ISD14DC”，IC29～I(xiàn)C34、IC48、IC49、IC41、IC43、IC44采用型號(hào)為CD4066的模擬開(kāi)關(guān)，在三軸前置放大器每一軸的兩個(gè)輸入端之間分別接有一個(gè)模擬開(kāi)關(guān)“IC29、IC30、IC31”，三軸前置放大器的輸出端分別與三軸存貯電路中IC35、IC36、IC37的“A IN”端相接。推動(dòng)放大器中的X軸輸出端和Z軸的輸出端即IC18、IC24的輸出端分別通過(guò)模擬開(kāi)關(guān)“IC38、IC40”與X軸輸出電路IC19的反相輸入端相接，Y軸輸出端和Z軸輸出端即IC21、IC24的輸出端分別通過(guò)模擬開(kāi)關(guān)IC40、IC43與Y軸輸出電路IC22的反相輸入端相接。V信號(hào)產(chǎn)生電路IC25的反相輸入端通過(guò)一只電阻R97與模擬開(kāi)關(guān)IC44相接，V信號(hào)產(chǎn)生電路IC25的輸出端通過(guò)電阻R62與X軸輸出電路IC19的同相輸入端相接。
人體7個(gè)輸入電極I，E，C，A，M，F(xiàn)，N，按照Fraik導(dǎo)聯(lián)體系的規(guī)定，分別連接于人體的七個(gè)部位。引入的人體心電信號(hào)，經(jīng)IC1-IC7構(gòu)成的跟隨器，完成輸入阻抗轉(zhuǎn)換后，送至由R8-R18所構(gòu)成的Fraik導(dǎo)聯(lián)校正體系，以校正上下；左右；前后三個(gè)軸向心電勢(shì)的交匯點(diǎn)的偏移，即建立“Wilson”中心電站。同時(shí)校正三個(gè)相交心電軸的長(zhǎng)短不一及體表電極放置點(diǎn)與人體心臟電學(xué)中心的距離不等。同時(shí)形成三個(gè)相互垂直，并相交于心臟幾何中心的，上下；左右；前后三個(gè)軸向心電信號(hào)。由IC8-IC10；IC11-IC13；IC14-IC16所構(gòu)成的三個(gè)差分放大器，分別對(duì)上下；左右；前后三個(gè)軸向心電信號(hào)進(jìn)行放大。W1；W2；W3為放大倍數(shù)調(diào)整，W7；W8；W9為共模抑制比調(diào)整，以保證對(duì)輸入的人體共模干擾信號(hào)的最大抑制。IC29-IC31；IC31-IC34為模擬開(kāi)關(guān)，受由IC54構(gòu)成的時(shí)序邏輯控制，前者閉合時(shí)，將輸入軸向心電信號(hào)短路，后者閉合時(shí)，將1MV的定準(zhǔn)電壓送至三個(gè)軸向心電信號(hào)放大器。調(diào)整W10；W11；W12用以校準(zhǔn)最終的“矢量心電圖”振幅。經(jīng)放大后的三個(gè)軸向心電信號(hào)送至數(shù)字存儲(chǔ)器的模擬輸入端AIN，IC15-IC17為三個(gè)單片數(shù)字存儲(chǔ)、讀取單元集成電路ISD1400，內(nèi)置AD；DA；RAM；CPU等，XCLK端可設(shè)置讀寫速度，受由IC57-IC63構(gòu)成的雙頻時(shí)鐘振蕩器控制，寫入時(shí)其時(shí)鐘頻率為10MHz，而讀出時(shí)其時(shí)鐘頻率為0.5MHz。以保證機(jī)械式雙軸繪圖筆所繪圖形，能真實(shí)記錄原本高達(dá)1000Hz以上的頻響。RECLED端接一發(fā)光二極管，為記錄指示。受操作時(shí)序邏輯控制，讀、寫控制端REC；及PLAYL為低電平時(shí)執(zhí)行讀或?qū)懙牟僮鳌C17-IC18；IC19；-IC20；IC21-IC22為三個(gè)軸推動(dòng)放大器，接受存儲(chǔ)、讀取單元“慢放”的三個(gè)軸向心電信號(hào)，放大后送至輸出電路。W4；W5；W6分別為上下；左右；前后三個(gè)軸向心電信號(hào)零點(diǎn)調(diào)整，以保證“Wilson”中心電站電勢(shì)為零。XY圖形記錄儀輸出亦為零。W10；W11；W12為軸增益調(diào)整，以保證輸入1MV的定準(zhǔn)電壓時(shí)，XY圖形記錄儀產(chǎn)生10MW的記錄振幅。由IC25構(gòu)成的斜坡電壓發(fā)生電路產(chǎn)生的斜坡電壓送至由IC19，并與X軸向信號(hào)迭加，使X軸的心電信號(hào)上加進(jìn)了一個(gè)與時(shí)間呈正比例關(guān)系的、固定斜率的變量電壓信號(hào)，并同步于三個(gè)矢量心電圖形周期，通過(guò)由IC38；IC40；IC43組成的軸組合轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)電路，在橫面心電向量圖與左右心電軸向信號(hào)迭加，在額面心電向量圖也與左右心電軸向信號(hào)迭加，在矢狀面心電向量圖與前后心電軸向信號(hào)迭加，分別形成矢量心電圖的“橫軸面”“額軸面”“矢狀軸面”三個(gè)相互垂直的，并包含有“時(shí)間位移”信息的四軸四維的“矢量心電圖”信息，再經(jīng)XY記錄儀連續(xù)描記，而形成矢量心電圖圖形。IC68構(gòu)成筆式繪圖儀的描記開(kāi)關(guān)，它受描記指令和由IC26-IC28組成的干擾險(xiǎn)出信號(hào)雙重控制。IC26-IC29構(gòu)成心電信號(hào)指示和干擾信號(hào)檢出電路，其輸入端與三個(gè)前置放大器輸出端形成交流連接，對(duì)心動(dòng)周期的“R”被檢出，經(jīng)放大，推動(dòng)DG9發(fā)光二極管發(fā)光，作為心電指示，而干擾信號(hào)經(jīng)放大后送IC28積分比較器，R120，R122分壓后形成比較門閥。干擾信號(hào)達(dá)到設(shè)定的幅度時(shí)，比較器輸出“1”驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管DG10發(fā)光作為指示，同時(shí)送IC68停止描記，IC54、CD4017十進(jìn)制計(jì)數(shù)器構(gòu)成功能轉(zhuǎn)換及工作時(shí)序指令形成電路，AN為一操作按鈕，再按一次時(shí)，從當(dāng)前工作態(tài)轉(zhuǎn)換到下一個(gè)工作態(tài)，其輸出端Q0-Q7分別執(zhí)行停止—觀察—定準(zhǔn)—存入—描記心電向量圖—描記橫軸面矢量心電圖—描記額軸面矢量心電圖—描記矢狀軸面矢量心電圖，八個(gè)工作指令，Q8端為復(fù)位端，使程序執(zhí)行結(jié)束后同到初始停止態(tài)。
DG1-DG8為當(dāng)前執(zhí)行內(nèi)容指示，JLY為任何型號(hào)的筆式直描型XY記錄儀。
權(quán)利要求1.一種四維心電顯示器，由信號(hào)采集部分、信號(hào)處理部分和信號(hào)輸出部分所組成，其特征在于該心電圖儀由人體導(dǎo)聯(lián)電極(1)、Frank校正電路(2)、三軸前置放大器(3)、三軸存貯電路(4)、推動(dòng)放大器(5)、Y軸輸出電路(6)、X軸輸出電路(7)、記錄儀(8)、功能轉(zhuǎn)換電路(9)、狀態(tài)指示電路(10)、心電干擾指示電路(11)、V信號(hào)產(chǎn)生電路(12)所組成，其中人體導(dǎo)聯(lián)電極(1)、Frank校正電路(2)、三軸前置放大器(3)、三軸存貯電路(4)、推動(dòng)放大器(5)順序串聯(lián)連接，推動(dòng)放大器(5)的輸出端分別接Y軸輸出電路(6)和X軸輸出電路(7)的輸入端，V信號(hào)產(chǎn)生電路(12)的輸出端直接與X軸輸出電路(7)的輸入端相接，Y軸輸出電路(6)和X軸輸出電路(7)的輸出端分別與記錄儀(8)相接；三軸前置放大器(3)的輸出端與心電干擾指示電路(11)相接，功能轉(zhuǎn)換電路(9)的輸出端與狀態(tài)指示電路(10)、三軸存貯電路(4)及推動(dòng)放大器(5)的輸出端相接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的四維心電顯示器，其特征在于人體導(dǎo)聯(lián)電極(1)共有7只電極，即“I、E、C、A、M、F、N”，分別通過(guò)一只電阻直接與放大器IC1～I(xiàn)C7相接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的四維心電顯示器，其特征在于在三軸前置放大器(3)每一軸的兩個(gè)輸入端之間分別接有一個(gè)模擬開(kāi)關(guān)“IC29、IC30、IC31”，三軸前置放大器(3)的輸出端分別與三軸存貯電路(4)中IC35、IC36、IC37的“A IN”端相接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的四維心電顯示器，其特征在于推動(dòng)放大器(5)中的X軸輸出端和Z軸的輸出端即IC18、IC24的輸出端分別通過(guò)模擬開(kāi)關(guān)“IC38、IC40”與X軸輸出電路(7)IC19的反相輸入端相接，Y軸輸出端和Z軸輸出端即IC21、IC24的輸出端分別通過(guò)模擬開(kāi)關(guān)IC41、IC43與Y軸輸出電路(7)IC22的反相輸入端相接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的四維心電顯示器，其特征在于V信號(hào)產(chǎn)生電路(12)IC25的反相輸入端通過(guò)一只電阻R97與模擬開(kāi)關(guān)IC44相接，V信號(hào)產(chǎn)生電路(12)IC25的輸出端通過(guò)電阻R62與X軸輸出電路(7)IC19的同相輸入端相接。
專利摘要四維心電顯示器是一種醫(yī)療檢測(cè)分析用的儀器,該心電圖儀由人體導(dǎo)聯(lián)電極、Frank校正電路、三軸前置放大器、三軸存貯電路、推動(dòng)放大器、Y軸輸出電路、X軸輸出電路、記錄儀、功能轉(zhuǎn)換電路、狀態(tài)指示電路、心電干擾指示電路、V信號(hào)產(chǎn)生電路所組成,其中人體導(dǎo)聯(lián)電極、Frank校正電路、三軸前置放大器、三軸存貯電路、推動(dòng)放大器順序串聯(lián)連接,推動(dòng)放大器的輸出端分別接Y軸輸出電路和X軸輸出電路的輸入端,V信號(hào)產(chǎn)生電路的輸出端直接與X軸輸出電路的輸入端相接,Y軸輸出電路和X軸輸出電路的輸出端分別與記錄儀相接;三軸前置放大器的輸出端與心電干擾指示電路相接,功能轉(zhuǎn)換電路的輸出端與狀態(tài)指示電路、三軸存貯電路及推動(dòng)放大器的輸出端相接。
文檔編號(hào)A61B5/0402GK2513515SQ01245249
公開(kāi)日2002年10月2日 申請(qǐng)日期2001年8月7日 優(yōu)先權(quán)日2001年8月7日
發(fā)明者沈廉 申請(qǐng)人:沈廉