專利名稱：雙通道阻抗/導(dǎo)納血流儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種醫(yī)用檢測儀器，具體地說是一種利用電生物阻抗技術(shù)檢測人體器官活動與功能狀況的雙通道阻抗／導(dǎo)納血流儀。
利用電生物阻抗技術(shù)檢測人體器官活動與功能狀況是臨床醫(yī)學(xué)中的一種有效的無創(chuàng)傷檢測方法，該方法以其對病人安全、操作簡便、可重復(fù)檢測以及成本低廉等優(yōu)點而得到較為廣泛的應(yīng)用。阻抗／導(dǎo)納血流儀就是用一定量的安全高頻交變電流加于人體某一待測部位，同時測取該部位的阻抗(Z)或?qū)Ъ{(Y)信號的變化規(guī)律，進而反映出該部位的生理功能及其活動狀態(tài)是否正常的儀器。
目前已在臨床上使用的傳統(tǒng)的阻抗／導(dǎo)納血流儀還存在有諸多的不足，概括而言，一是該類儀器所依據(jù)的阻抗圖理論基礎(chǔ)僅適用于均勻介質(zhì)的被測物體，二是該類儀器只能提供單一方向上的阻抗或?qū)Ъ{信號。由于人體本身是一個十分復(fù)雜的非均勻生物體，且各個局部器官的活動亦呈立體形式，如心臟的收縮舒張過程就是一種發(fā)生在三維空間的機械運動變化過程，根據(jù)這種情況以及生物電場理論，要確定人體某一器官的生理過程(如心臟收縮射血過程)的阻抗變化，一般需要有多個方向的阻抗檢測，即做多導(dǎo)聯(lián)阻抗或阻抗向量的檢測分析。而傳統(tǒng)的阻抗圖理論及儀器僅能做一個方向上的阻抗檢測，其在臨床應(yīng)用中的信號單一、有關(guān)計算值誤差大、檢測結(jié)果可靠性不高，所以它們不能以立體的形式客觀全面地反映出人體器官活動功能的正常與否，極大地限制了該無創(chuàng)傷檢測方法的臨床推廣和應(yīng)用。
本實用新型的目的在于克服傳統(tǒng)阻抗圖理論及儀器上的缺陷，提供一種結(jié)構(gòu)設(shè)計科學(xué)、檢測結(jié)果客觀全面的雙通道阻抗／導(dǎo)納血流儀。
本實用新型提供的雙通道阻抗／導(dǎo)納血流儀以下述的生物電場理論為基礎(chǔ)，即某生物介質(zhì)導(dǎo)體內(nèi)任一區(qū)域電導(dǎo)率的變化都對體表阻抗的變化有直接的作用，并且體表任意兩點間的阻抗變化與電極的導(dǎo)聯(lián)方式密切相關(guān)。在該理論的指導(dǎo)下，要同時測得不同導(dǎo)聯(lián)方向上的阻抗信號，就應(yīng)該在這些方向上同時施加幾個恒定高頻交流電源，但實際上由于恒流源之間的相互干擾現(xiàn)象無法消除，因而也就無法獲得相應(yīng)方向上的正確可靠的阻抗信號。為此，本實用新型發(fā)明人設(shè)計提出了恒流源的時域隔離技術(shù)，即用單一恒流源經(jīng)過一種特制的雙通道高頻轉(zhuǎn)換開關(guān)電路分流，使恒流源交替施加于人體器官的兩個導(dǎo)聯(lián)方向上，這樣將能使儀器同時對人體器官在不同方向上的阻抗變化做出準確地檢測和分析。
本實用新型的技術(shù)解決方案的結(jié)構(gòu)特征是由恒流源發(fā)出的安全恒定交變電流經(jīng)過雙通道高頻轉(zhuǎn)換開關(guān)電路后一分為二，交替地被送進兩個體表導(dǎo)聯(lián)方向上的對稱的阻抗檢測電路中，每個體表導(dǎo)聯(lián)方向上的阻抗檢測電路分別由具有測量電極的前置放大電路、信號檢波和濾波電路以及通往儀器輸出端的信號后級放大電路組成。利用該儀器可以一次同時測得兩個導(dǎo)聯(lián)方向上的人體器官血流圖，經(jīng)過一次或多次測量的結(jié)果可以簡便地合成為不同正交平面上的以及空間的阻抗向量圖，從而全面反映出被測器官阻抗變化的空間特性，為臨床輔助診斷提供更為豐富的客觀信息。
對本實用新型的進一步描述將結(jié)合文后附圖做出。


圖1是本實用新型的工作原理框圖。
圖2是本實用新型的電路圖。
圖3是本實用新型中的檢測電極的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4是利用本實用新型所述儀器做心阻抗檢測時的電極設(shè)置方式即電極導(dǎo)聯(lián)方式示意圖。
參照
圖1和圖2，該雙通道阻抗／導(dǎo)納血流儀的恒流源1采用型號為TCL8038的等幅高頻信號發(fā)生器(強度2mA、頻率50KHz)，由恒流源1發(fā)出的安全恒定交變電流經(jīng)過雙通道高頻轉(zhuǎn)換開關(guān)電路2一分為二后，交替送入被測人體4。所述的雙通道高頻轉(zhuǎn)換開關(guān)電路2由運算放大器201、202、213、214、八分頻計數(shù)器203、雙D觸發(fā)器204、或非門205～208和電子開關(guān)209～212等組成。在轉(zhuǎn)換開關(guān)電路2中，雙D觸發(fā)器204選用型號為TC4013的二分頻雙主－從D型觸發(fā)器，其輸入端(11腳)與型號為TC4022BP的八分頻計數(shù)器203的輸出端(2腳)聯(lián)接；雙D觸發(fā)器204的
輸出端與兩只串聯(lián)的或非門205、206相聯(lián)，Q輸出端與另兩只串聯(lián)的或非門207、208相聯(lián)，而四只或非門205～208的輸出信號各與一只電子開關(guān)209～212的驅(qū)動控制端相通。在附圖2給出的具體實施例中，四只或非門205～208可用一只型號為TC4001BP的四2輸入或非門器件代替，四只電子開關(guān)209～212可用一只型號為DG202的多路模擬開關(guān)取代。轉(zhuǎn)換開關(guān)電路2中的一只運算放大器201的輸入信號取自恒流源1，其輸出電流經(jīng)過兩只電子開關(guān)209和211，再通過運算放大器213和214被分別送進兩個體表檢測電路通道Ⅰ、Ⅱ中；另一只運算放大器202的輸入信號取自恒流源1，其輸出端與計數(shù)器203的輸入端聯(lián)接，計數(shù)器203的輸出信號通入雙D觸發(fā)器204內(nèi)，再與四2輸入或非門205～208聯(lián)接，由此獲得頻率為3KHz的交替脈沖信號，控制多路模擬開關(guān)DG202的動作。檢測電路3分別由具有測量電極的前置放大電路31、信號檢波和濾波電路32以及通往儀器輸出端的信號后級放大電路33組成，其中前置放大電路31由圖2中所標的變壓器311和312、運算放大器313～318等器件構(gòu)成；檢波、濾波電路32由運算放大器321、檢波器322、除法器323等器件構(gòu)成。圖2所示實施例中運算放大器皆可用TL082CP器件，檢波器322采用AD536器件，除法器323采用AD538器件，標號K為信號調(diào)制開關(guān)。該儀器內(nèi)在通道Ⅱ方向上的檢測電路與通道Ⅰ方向上的檢測電路結(jié)構(gòu)設(shè)計完全相同，因而在附圖2中予以刪略，文中也不做贅述。
本實用新型的工作過程是這樣的由恒流源1發(fā)出的安全恒定交變電流經(jīng)過八分頻計數(shù)器203后，形成具有一定時域間隔的脈沖電流，脈沖電流隨之通入雙D觸發(fā)器204。當雙D觸發(fā)器204的Q輸出端為高電平時，
輸出端為低電平，使得或非門205和208的輸出端為高電平，206和207的輸出端為低電平，進而致使電子開關(guān)209和212導(dǎo)通，210和211斷開，于是通道Ⅰ開通，通道Ⅱ因運算放大器214處于截止狀態(tài)而被阻斷，安全檢測信號經(jīng)通道Ⅰ方向(設(shè)為i導(dǎo)聯(lián)方向)上所設(shè)的兩電流輸出電極Ii和Ii’加于人體4，經(jīng)兩個電壓電極Vi和Vi’接收到的信號送至電路31進行信號放大，再經(jīng)過電路32檢波、濾波，最后通過電路33被進一步放大并輸出電阻抗信號Zi和△Zi。若通過開關(guān)K及除法器323則可獲得Zi和△Zi的倒數(shù)，即導(dǎo)納信號Yi和△Yi。經(jīng)過一段時域間隔后，雙D觸發(fā)器204的Q輸出端轉(zhuǎn)為低電平，
輸出端轉(zhuǎn)為高電平，則電子開關(guān)209和212斷開，210和211導(dǎo)通，于是通道Ⅰ電流因放大器213進入截止狀態(tài)而被阻斷，通道Ⅱ開通，安全檢測信號經(jīng)通道Ⅱ方向(設(shè)為b導(dǎo)聯(lián)方向)上所設(shè)的兩電流輸出電極Ib和Ib’加于人體4，如此又可測得在b導(dǎo)聯(lián)方向上的阻抗信號Zb和△Zb和導(dǎo)納信號Yi和△Yi。隨著計數(shù)器203中脈沖電流的相繼發(fā)出，通道Ⅰ和通道Ⅱ交替開通，從而可以客觀并全面地檢測出被測器官阻抗變化的空間特性。
本實用新型中的阻抗檢測電極采用兩對或三對點狀同心圓測量電極(如圖3所示)，電極的內(nèi)圓為電壓電極，外環(huán)為電流電極。利用兩對電極可以對人體對稱的任意兩個部位進行直接的對照檢測。而對于單一器官則可用三對電極檢測其電阻抗的三維空間變化，具體實施中可將每對電極分別置于橫跨被測器官的i、b、j三個近正交的導(dǎo)聯(lián)方向上，這樣使被測器官基本位于三對電極的中點，從而保證測量阻抗變化靈敏度最佳。圖4是利用本實用新型所述儀器做心阻抗檢測時的電極設(shè)置方式即電極導(dǎo)聯(lián)方式示意圖。圖中i導(dǎo)聯(lián)軸由i－i’構(gòu)成，i在第四肋間胸骨右緣，i’在第五肋間左腋中線上；b－b’構(gòu)成b導(dǎo)聯(lián)軸，b在第六肋間左側(cè)鎖骨中線上，b’在第一肋間胸骨右緣；j－j’構(gòu)成j導(dǎo)聯(lián)軸，j在第三肋間胸骨左緣，j’在同一水平面上脊柱左緣。三個導(dǎo)聯(lián)方向在實施中要求基本保持垂直。
本實用新型所述儀器通過雙通道轉(zhuǎn)換開關(guān)電路以及測量電極的設(shè)置，可同時獲得兩個方向上的阻抗變化，其性能穩(wěn)定、信號可靠，不存在恒流源間的相互干擾，對于非均勻生物介質(zhì)體內(nèi)任一局部器官都可客觀地檢測出其生物電阻抗信號的三維空間變化特點，另外，對于任何兩個對稱的局部區(qū)域亦可直接進行對照檢測(如對人體肢體的健康側(cè)和病變側(cè)的對照檢測)。
權(quán)利要求1.一種用于檢測人體器官活動與功能狀況的雙通道阻抗/導(dǎo)納血流儀，其特征在于由恒流源(1)發(fā)出的安全恒定交變電流經(jīng)過雙通道高頻轉(zhuǎn)換開關(guān)電路(2)后一分為二，交替地被送進兩個體表導(dǎo)聯(lián)方向上的對稱的阻抗檢測電路(3)中，每個體表導(dǎo)聯(lián)方向上的阻抗檢測電路(3)分別由具有測量電極的前置放大電路(31)、信號檢波和濾波電路(32)以及通往儀器輸出端的信號后級放大電路(33)組成。
2.按照權(quán)利要求1規(guī)定的雙通道阻抗／導(dǎo)納血流儀，其特征在于所述的雙通道高頻轉(zhuǎn)換開關(guān)電路(2)由運算放大器(201、202、213、214)、八分頻計數(shù)器(203)、雙D觸發(fā)器(204)、或非門(205～208)和電子開關(guān)(209～212)等組成，其中2.1雙D觸發(fā)器(204)的
輸出端與兩只串聯(lián)的或非門(205、206)相聯(lián)，Q輸出端與另兩只串聯(lián)的或非門(207、208)相聯(lián)，所述四只或非門(205～208)的輸出信號各與一只電子開關(guān)(209～212)的驅(qū)動控制端相通；2.2運算放大器(201)的輸入信號取自恒流源(1)，其輸出電流經(jīng)過兩只電子開關(guān)(209)和(211)，再通過運算放大器(213)和(214)被分別送進兩個體表檢測電路通道Ⅰ、Ⅱ中；2.3運算放大器(202)的輸入信號取自恒流源(1)，其輸出端與計數(shù)器(203)的輸入端聯(lián)接，計數(shù)器(203)的輸出信號通入雙D觸發(fā)器(204)內(nèi)。
3.按照權(quán)利要求1規(guī)定的雙通道阻抗／導(dǎo)納血流儀，其特征在于采用兩對點狀同心圓測量電極，電極的內(nèi)圓為電壓電極，外環(huán)為電流電極。
4.按照權(quán)利要求1規(guī)定的雙通道阻抗／導(dǎo)納血流儀，其特征在于采用三對點狀同心圓測量電極，電極的內(nèi)圓為電壓電極，外環(huán)為電流電極。
專利摘要這種雙通道阻抗/導(dǎo)納血流儀的結(jié)構(gòu)特征是由恒流源發(fā)出的安全恒定交變電流經(jīng)過雙通道高頻轉(zhuǎn)換開關(guān)電路后一分為二，交替地被送進兩個體表導(dǎo)聯(lián)方向上的對稱的阻抗檢測電路中，每個體表導(dǎo)聯(lián)方向上的阻抗檢測電路分別由具有測量電極的前置放大電路、信號檢波和濾波電路以及通往儀器輸出端的信號后級放大電路組成。利用該儀器可以一次同時測得兩個導(dǎo)聯(lián)方向上的人體器官血流圖，從而全面反映出被測器官阻抗變化的空間特性。
文檔編號A61B5/05GK2178501SQ9324132
公開日1994年10月5日 申請日期1993年10月7日 優(yōu)先權(quán)日1993年10月7日
發(fā)明者楊照康 申請人:楊照康