專利名稱:一種冠心病無創(chuàng)診斷裝置的制作方法
技術領域:
本實用新型涉及一種冠心病無創(chuàng)診斷裝置。
技術背景 (l)基于心電圖的冠心病診斷方法
最早用于診斷冠心病心肌梗死和冠狀動脈供血不足的檢查方法,至今 仍廣泛應用于臨床實踐中,并在診斷冠狀動脈病變、判斷心肌缺血部位以
及評估預后方面有重要的作用。這種方法主要是看ST-T的改變(主要包括 ST段的壓低或抬高、T波倒置、T波雙向等)呈典型、明顯的缺血改變, 其是診斷冠心病的基本方法。后來出了發(fā)展基于動態(tài)心電圖和頻譜心電圖 的方法。基于心電圖的診斷方法,都是醫(yī)生直接對屏幕上的心電圖進行觀 察,這就有可能根據(jù)醫(yī)生的經(jīng)驗豐富與否得出不同的結論,因此診斷帶有 很大的主觀性?;谛碾妶D的診斷方法,都是醫(yī)生直接對屏幕上的心電圖 進行觀察,這就有可能根據(jù)醫(yī)生的經(jīng)驗豐富與否得出不同的結論,因此診 斷帶有很大的主觀性。
(2) 超聲心動圖法
應用超聲波回聲探査心臟和大血管以獲取有關信息的一組檢査方法, 包括有創(chuàng)和無創(chuàng)兩類。超聲波沿介質(zhì)傳導,只要介質(zhì)均一,超聲波將沿直 線傳播,當遇到具有不同聲阻的兩種介質(zhì)之界面時它會產(chǎn)生折射和反射, 被反射的超聲波碰擊壓電晶體時便產(chǎn)生一個電信號。根據(jù)超聲波在探頭和 界面的往返時間和在介質(zhì)中的傳播速度便可計算出探頭和反射界面的距 離。不同的界面聲阻差不同產(chǎn)生的回音強弱不同,這是M型超聲心動圖和 二維超聲心動圖成像基本原理。而多普勒超聲則是以多普勒原理計算超聲 波回聲的頻率變化(稱頻移)來探測移動物的速度。超聲心動圖法圖像的 對比度和空間分辨率較低,檢查的重復性較差。且根據(jù)某一節(jié)段室壁運動 的狀態(tài)來診斷心肌缺血有一定的局限性,通常會高估缺血心肌的范圍或掩 蓋缺血心肌。
(3) 冠狀動脈造影
冠狀動脈造影是向冠狀動脈注入造影劑,使心臟表面的冠狀動脈顯影的方 法。它能直觀地反映冠脈病變,有助于了解冠狀動脈有無狹窄及其狹窄程 度,是目前確診冠心病最可靠的方法。冠狀動脈造影是診斷冠心病的金標
準。冠狀動脈造影屬于創(chuàng)傷性檢査,有一定風險,花費大,并且開展冠狀 動脈造影手術必須具備相應的設備和技術,也是其局限性。因此, 一些基 層醫(yī)院無法開展。由于檢査費用昂貴、技術條件及儀器設備要求較高,限制 了其在臨床上的廣泛應用。 發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術問題是,克服現(xiàn)有技術的不足,提供一種無痛 苦、無創(chuàng)傷、風險小的冠心病診斷裝置。
本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是 一種冠心病無創(chuàng)診斷裝 置,包括心電信號采集單元,信號放大、濾波單元,模數(shù)轉換單元,血壓 測量單元。心電信號采集單元,信號放大、濾波單元,模數(shù)轉換單元三者
順次連接;模數(shù)轉換單元和血壓測量單元的信號通過通信單元與具有分析 模塊的主機連接。
心電信號采集單元是心電電極。
信號放大、濾波單元是信號放大、濾波電路。
模數(shù)轉換單元是A/D芯片。
通信單元是串口。 串口是RS232串口。
本發(fā)明的有益效果是,利用心電電極體外獲取信號,無創(chuàng)測量,操作 簡單、價格低廉、操作方便,無痛苦、無創(chuàng)傷、風險小。
圖1是本實施方式冠心病無創(chuàng)診斷裝置電路原理框圖; 圖2是分析模塊的結構框圖; 圖3是分析模塊的工作流程圖; 圖4是BP祌經(jīng)網(wǎng)絡結構圖。
具體實施方式
本實施方式冠心病無創(chuàng)診斷裝置,包括心電采集單元,信號放大、濾 波單元,模數(shù)轉換單元,血壓測量單元。心電信號采集單元,信號放大、 濾波單元,模數(shù)轉換單元三者順次連接;模數(shù)轉換單元和血壓測量單元的 信號通過通信單元與具有分析模塊的主機連接。
心電采集單元是心電電極,用于采集心電信號;信號放大、濾波單元 是信號放大、濾波電路,心電采集單元采集到的心電信號幅度比較低,一 般為毫伏級,并且極容易受到工頻干擾、基線漂移和肌電干擾的影響,因
此利用信號放大、濾波單元對心電采集單元采集到的信號進行放大和濾波, 一方面提高其幅度,使其達到A/D芯片所要求的轉換范圍;另一方面,通 過硬件濾波可以抑制工頻干擾和基線漂移等對心電信號的影響;經(jīng)過放大 和濾波的模擬信號通過A/D芯片轉化為數(shù)字信號;經(jīng)過A/D芯片轉換成的 數(shù)字信號與血壓測量模塊采集到的信號一起通過通信單元進入帶有分析模
塊的PC機,通信單元是RS232串口 。 PC機通過RS232串口向模塊發(fā)送 控制命令來實現(xiàn)對血壓的測量和獲取測量結果。計算機獲得心電數(shù)據(jù)和血 壓數(shù)據(jù)以后就可以進行自動分析,計算出心電信號的特征參數(shù)、完成冠心 病的無創(chuàng)診斷。
冠心病無創(chuàng)診斷裝置通過心電電極采集心電信號,通過信號放大、濾 波電路放大和濾波心電信號,再通過A/D芯片將模擬信號轉換為數(shù)字信號, 通過A/D芯片轉換的數(shù)字信號與血壓測量模塊采集到的信號一起通過 RS232串口連接到具有分析模塊的PC機上。
分析模塊主要完成病例信息的管理(包括添加、刪除、查詢和更新病例 信息)、血壓測量、心電信號數(shù)據(jù)采集、顯示和存儲、心電特征參數(shù)計算和 冠心病診斷等功能。分析模塊對輸入的心電信號進行分析,得到R-R間期、 QRS波寬、ST段電平和ST段斜率4個參數(shù),然后結合被測者的性別、年 齡、體重、收縮壓、舒張壓、是否吸煙、是否胸痛等信息,輸入事先訓練 好的BP型人工神經(jīng)網(wǎng)絡進行診斷并得出結果。分析模塊的結構框圖如圖2 所示,分析模塊的工作流程圖如圖3所示。在系統(tǒng)中,如果査看以往病人 的心電波形和其他參數(shù),就直接進入病例庫,選擇需要查看的患者就可以 看到其心電波形并且還可以對其進行分析。如果對患者進行監(jiān)護或者采集 生理數(shù)據(jù)進行診斷,則應該先把患者的基本信息輸入到病例庫屮,然后再 開始生理參數(shù)的采集。在整個采集過程中首先應采集患者的血壓,然后再 采集心電信號。采樣開始后,波形會顯示在屏幕上。如果覺得波形干擾較 小、具有分析價值則可以把其存起來,這樣的話如果以后想查看該患者的 數(shù)據(jù),可以對其心電波形進行回放。
冠心病患者的數(shù)據(jù)均從醫(yī)院采集得到。分別從冠心病患者和正常人的 肢體二導聯(lián)心電信號中提取4個特征參數(shù)(R-R間期、QRS波寬、ST段電 平和ST段斜率),再加上樣本的性別、年齡、體重、收縮壓、舒張壓、是 否吸煙等參數(shù)。BP神經(jīng)網(wǎng)絡的結構為輸入層(A)為IO個神經(jīng)元,隱 含層(B)為6個神經(jīng)元,輸出層(C)為2個神經(jīng)元,其輸出值0、 l和
1、 0分別代表被測者正常和患有冠心病,BP型人工神經(jīng)網(wǎng)絡的輸入?yún)?shù) 包括R-R間期、QRS波寬、ST段電平和ST段斜率、性別、年齡、體重、 收縮壓、舒張壓、是否吸煙、是否胸痛。利用BP型人工神經(jīng)網(wǎng)絡對輸入 的生理信號和個人信息綜合自動分析。BP神經(jīng)網(wǎng)絡結構如圖4所示。采用 MATLAB軟件對BP型人工神經(jīng)網(wǎng)絡進行編程學習訓練和測試。
本發(fā)明實施方式也屬于基于心電圖的冠心病無創(chuàng)診斷技術的一種。它 具有傳統(tǒng)方法的優(yōu)點價格低廉、無痛苦、無創(chuàng)傷、使用方便診斷迅速、 容易普及,適宜于人群普査、初診和隨訪,對操作者的要求也非常低,不 需要其具有很深的專業(yè)背景。由于采用了心電信號自動分析技術(QRS波 檢測、PT波定位和ST段的分析)和BP型神經(jīng)網(wǎng)絡,避免了人工診斷主觀 性的影響,有很好的重復性。并且,結合被測者的個人信息(年齡、體重) 和生活習慣(是否吸煙、有否胸痛)綜合分析,提高了診斷的準確性。
以上內(nèi)容是結合具體的優(yōu)選實施方式對本發(fā)明所作的進一步詳細說 明,不能認定本發(fā)明的具體實施只局限于這些說明。對于本發(fā)明所屬技術 領域的普通技術人員來說,在不脫離本發(fā)明構思的前提下,還可以做出若 干簡單推演或替換,都應當視為屬于本發(fā)明的保護范圍。
權利要求1.一種冠心病無創(chuàng)診斷裝置,其特征是包括心電信號采集單元,信號放大、濾波單元,模數(shù)轉換單元,血壓測量單元,心電信號采集單元,信號放大、濾波單元,模數(shù)轉換單元三者順次連接;模數(shù)轉換單元和血壓測量單元的信號通過通信單元與具有分析模塊的主機連接。
2. 如權利要求1所述的冠心病無創(chuàng)診斷裝置,其特征是心電信號采 集單元是心電電極。
3. 如權利要求1所述的冠心病無創(chuàng)診斷裝置,其特征是信號放大、 濾波單元是信號放大、濾波電路。
4. 如權利要求1所述的冠心病無創(chuàng)診斷裝置,其特征是模數(shù)轉換單 元是A/D芯片。
5. 如權利要求1所述的冠心病無創(chuàng)診斷裝置,其特征是通信單元是 串口。
6. 如權利要求5所述的冠心病無創(chuàng)診斷裝置,其特征是串口是RS232串口。
專利摘要一種冠心病無創(chuàng)診斷裝置,包括心電信號采集單元,信號放大、濾波單元,模數(shù)轉換單元,血壓測量單元,心電信號采集單元,信號放大、濾波單元,模數(shù)轉換單元三者順次連接;模數(shù)轉換單元和血壓測量單元的信號通過通信單元與具有分析模塊的主機連接;心電信號采集單元是心電電極;信號放大、濾波單元是信號放大、濾波電路;模數(shù)轉換單元是A/D芯片;通信單元是串口。利用心電電極體外獲取信號,無創(chuàng)測量,操作簡單、價格低廉、操作方便,無痛苦、無創(chuàng)傷、風險小。
文檔編號A61B5/0205GK201061527SQ200720121548
公開日2008年5月21日 申請日期2007年7月19日 優(yōu)先權日2007年7月19日
發(fā)明者劉麗莎, 張永楓, 李益民, 韓秀清 申請人:深圳職業(yè)技術學院