專利名稱:心電電腦分析儀的制作方法
本實用新型屬于疾病診斷用儀器，它對心電機測得的心電信號進行分析診斷。
國內(nèi)已往對心電機測得的心電圖由醫(yī)生診斷，由于采用人工測試手段，加之醫(yī)生診斷水平不同對同一心電圖可能會得出不同的診斷結果，這可能造成診斷結果有誤。用電腦進行診斷，1985年6月23月《計算機世界》上介紹，成都電訊工程學院研制的《CSS－Ⅱ型心電圖微機自動診斷系統(tǒng)》，它是采用通用微型計算機、軟件用FORTRAN(Ⅱ)語言寫成，這樣其造價高，(1萬5千元以上)體積大，有礙推廣普及。在國外，如美國、日本等國家心電圖分析儀已進入實用化階段，但其分析儀價格昂貴(人民幣2萬元以上)，并且診斷結果是以英文打印輸出診斷病種有限，只能診斷正常心電圖、心律失常、心室肥大、心肌梗塞等70種病痛。診斷結果正確與否很大程度取決于對原始心電信號的原理，既濾波技術水平的高低，國外心電圖分析儀的濾波大都采用70年代末的線性濾波方法。
本實用新型具有如下特點1、對信號處理方法與日本、美國等國生產(chǎn)的心電自動分析儀的濾波方法不同，而是采用80年代最新可關電容濾波技術，并應用軟件對濾波結果進行真?zhèn)闻袆e，在靈敏度和抗干擾方面超過美國和日本的同類產(chǎn)品。
2、擴大了應用范圍，本分析儀對常見的90種心臟疾患全部能作出正確分析診斷。
3、打印結果除包含主要參數(shù)測量、心律分析、波形判斷外，還包括國際衛(wèi)生組織(WHO)最近推廣的明尼蘇達編碼，這樣有利于國際交流，并以漢字打印輸出，這既有利于在基層醫(yī)務人員中推廣，也有利于病人對自己病情的了解，打印結果還可根據(jù)需要采用英文、法文、俄文，以便于本分析儀出口創(chuàng)匯。
4、價格低廉，造價低于國外同類產(chǎn)品的四至五倍；體積小、外形尺寸為38×26×10cm，重量輕，整機3.9Kg，故攜帶方便；溫度適用范圍寬0°～50℃。
本實用新型硬件由采樣濾波電路、放大電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、專用微處理機、微型打印機驅(qū)動器、微型打印機、總控鍵盤及顯示電路、電源組成；軟件由監(jiān)控程序、控制濾波程序、診斷程序、漢字庫組成，并都已固化在EPROM中了。從心電機來的電信號首先由控制濾波程序進行鑒別是否需要進行濾波，如果不需要濾波則直接送入放大器，經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換后輸入專用微處理機進行分析診斷。如需要進行濾波，則分為兩路，一路經(jīng)采樣濾波器、放大器；另一路不經(jīng)濾波而直接經(jīng)放大器到模數(shù)轉(zhuǎn)器，輸入到專用微處理機。專用微處理機通過兩路信號所攜帶的信息進行真?zhèn)舞b別，可使本分析儀具有較強的抗干擾能力。本放大器對零點電位進行了調(diào)整，由于心電信號為雙極性，而A／D轉(zhuǎn)換為單極性的，這樣經(jīng)放大后保證心電信號不失真，具有抗基線漂移性能。經(jīng)A／D轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號，經(jīng)專用微處理機在監(jiān)控、診斷程序的管理下，對信號進行分析，得出疾病診斷結果，在漢字庫的支持下，經(jīng)微型打印機打出診斷結果。分析儀所處的狀態(tài)和鍵盤命令由顯示器進行顯示。
圖1為心電電腦分析儀的整機原理框圖。
圖2為心電信號的采樣濾波電路圖。
圖3為心電信號的放大電路圖。
圖4為心電電腦分析儀總控鍵盤及顯示電路圖。
本實用新型的實施例如下來自心電機的心電信號ECGin經(jīng)圖2采樣濾波電路〔1〕進行濾波。此采樣濾波電路〔1〕利用了N通道濾波原理，可有效抑制50周干擾，能達到線性相位濾波，并不造成心電信號的時延失真。圖2的時鐘信號φ1～φ10由專用微處理機〔4〕的時鐘電路提供，時鐘脈沖頻率為50HZ，因此
＝5×50HZ＝250HZ故采樣頻率為250HZ。此濾波電路〔1〕的傳遞函數(shù)為H(E)＝ (ECGOUt)/(ECGin) ＝ (C1C2)/(C10C20) (1－E－5)2＝(1－E－5)2因而調(diào)整K值可以同時使濾波電路充當放大器使用。
濾波電路〔1〕的頻譜特性為
從濾波電路的傳遞函數(shù)可知，濾波特性僅與電容值有關，因而性能穩(wěn)定。本濾波電路〔1〕采用CMOS開關，型號為MC14066，運放為CA3140，電容為聚乙烯介質(zhì)電容，C2＝C1＝6800PF，C10＝C20＝3400PF。
由濾波電路輸出的信號ECGOUt送到圖3放大電路進行放大，由于心電信號為雙極性，而A／D轉(zhuǎn)換為單極性的，即只能轉(zhuǎn)換正電壓值，因此將零點電位進行調(diào)整，本A／D轉(zhuǎn)換器〔3〕滿程為＋5V，因而將2.5V作為相對零點電位，一般電路如圖3的〔9〕，〔9〕的V0＝ (R1∥R3)/(R2+R1∥R3) ×5V＋ (R2∥R3)/(R1+R2∥R3) Vi，如選擇R1＝R3＝2R2則V0＝2.5V＋ 1/4 Vi，很明顯輸入信號被縮小了四倍，這樣在前置級就需要先放大四倍，這樣有可能使得輸出信號超過電源電壓值，而被削頂，造成失真，因而采用圖3電路的〔10〕，可有效避免這一問題。故V0＝ (R2)/(R1+R2) ×5V＋Vi，選R1＝R2則V0＝2.5V＋Vi，R3和C的選擇應滿足R3×C足夠大，從而不造成心電信號失真。
被放大的心電信號經(jīng)8bitA／D轉(zhuǎn)換器〔3〕，轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，A／D轉(zhuǎn)換器〔3〕采用ADCO804TN，轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號存貯到中央處理機Z－80中的2個8KRAM中，其型號為6264，再由Z－80CPU調(diào)用存貯在4個EPROM中的診斷程序進行分析診斷，EPROM的型號為2764，然后在漢字庫的支持下，在打印機驅(qū)動器〔6〕的驅(qū)動下，由微型打印機〔7〕打出診斷結果。微型打印機〔7〕的型號為T8－801P24。本分析儀的操作和測試分析項目由存貯在EPROM中的監(jiān)控程序及圖4的總控鍵盤及顯示電路〔5〕控制，鍵盤共有16個按鍵，其中12個導聯(lián)鍵(1、Ⅱ、Ⅲ、avR、avL、avF、V1、V2、V3、V4、V5、V6)，一個打印鍵PRT，一個回車鍵CR，一個換人標志鍵SUB，一個空鍵。換人標志鍵采用非屏蔽中斷方式使其復位。其它14個鍵采取CPU對其進行查詢方式，查詢采用行列定位，得出鍵值I＝DF，Ⅱ＝EF、Ⅲ＝FE，avR＝E7，avL＝F7，avF＝07，V1＝EB，V2＝FB，V3＝OB，V4＝ED，V5＝FD，V6＝OD。12個導聯(lián)鍵操作通過數(shù)碼顯示器的DG5、DG6顯示出來；打印鍵通過DG1顯示，DG1～DG4顯示導聯(lián)提示信息Lead；在CR鍵未被按下以前，其它鍵(換人標志鍵除外)操作可以修改，最終意義為CR鍵被按下的前一次鍵操作所對應的功能為準。每次鍵操作都通過數(shù)碼顯示器顯示出來。換人標志鍵產(chǎn)生步進，閃爍AECA－1提示信息。12個導聯(lián)鍵對應12路診斷程序。打印鍵PRT產(chǎn)生專用微處理機〔4〕對心電信號的診斷結果，并通過微型打印機〔7〕TP801－P24打印輸出，得出最終結果。
控制濾波程序、分析診斷程序、漢字庫都已固化在4個8K2764EPROM中，監(jiān)控程序固化在2個2K2716EPROM中，16KRAM用于存放12K隨機的被處理的數(shù)字心電信號和對信號處理時的工作狀態(tài)。
權利要求
1.一種疾病診斷用儀器，它包含有模數(shù)轉(zhuǎn)換器[3]、微型打印機驅(qū)動器[6]、微型打印機[7]、其特征在于采樣濾波電路[1]、放大電路圖3、專用微處理機[4]、總鍵盤及顯示電路[5]組成的心電電腦分析儀。
2.如權利要求
1所述的心電電腦分析儀，其特征在于采樣濾波電路〔1〕應用了N通道濾波原理，并采用CMOS開關。
3.如權利要求
1所述的心電電腦分析儀，其特征在于放大電路圖3，由電阻R1、R2、R3、R4、電容C、運算放大器組成。
4.如權利要求
1所述的心電電腦分析儀，其特征在于總控鍵盤及顯示電路〔5〕，由16個按鍵、6個顯示器、顯示驅(qū)動電路組成。
5.如權利要求
1所述的心電電腦分析儀，其特征在于專用微處理機〔4〕中的診斷程序、控制濾波程序、監(jiān)握程序都固化在EPRO中。
專利摘要
心電電腦分析儀屬于疾病診斷用儀器。國外心電分析儀，只能診斷70種心臟疾患，打印是英文。本分析儀能正確診斷90種心臟疾患，并能以漢字打印，打印結果還包括WHO推廣的明尼蘇達編碼，診斷程序以黃宛等專家的診斷方法為依據(jù)。濾波采用最新開關電容濾波技術，故抗干擾、抗基線漂移性能優(yōu)越。此分析儀體積小、重量輕、便于攜帶。
文檔編號A61B5/04GK86200317SQ86200317
公開日1987年3月25日 申請日期1986年2月20日
發(fā)明者傅廣錄, 谷群山, 蘇福彬, 張介生, 趙喜林, 佟立濱, 單冬, 鐘陽, 陳建平, 寧, 鄭慶國, 彭寶林 申請人:黑龍江醫(yī)用電子計算機技術咨詢公司導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan