專利名稱：心臟急癥自動報警投藥儀的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及的是一種對心臟病患者進行院外監控并自動報警投藥的醫療器材，屬于醫療器械類。
眾所周知，心臟病的猝死在醫學臨床上比較常見，尤其是老年人，而猝死常由于心臟高度房室付導阻滯，心室停搏，室性心動過速，心室顫動及急性心肌梗塞等引起，此類病人常在發病后極短時間內死亡，往往來不及送醫院搶救，尤其是夜間睡眠時發病。針對上述情況，目前世界上雖已發明了一些心律失常監護儀，即通過對人體心律的監視來分析了解病人的病況。但據國內外文獻資料檢索，尚未有體積小，可隨身攜帶，且能進行自動報警并投藥的急救儀器。
本實用新型的目的是為了克服上述存在的不足，而提供一種對心臟病患者進行監控并自動報警及時投藥搶救，且能隨身攜帶、體積較小的心臟急癥自動報警投藥儀。
本實用新型的目的是通過如下技術方案來完成的，它包括有一可隨身攜帶的盒體，盒體上設置有電源開關和指示裝置。盒體內安裝有監控處理電路及報警器，該監控處理電路的輸入端連接有測試電極，而在其輸出端連接有貼藥裝置，該貼藥裝置包括有一殼體，內安置有動銜鐵，該動銜鐵的前端設置有推盤，在推盤的前方放置有藥膜。
本實用新型所述的監控處理電路包括有前置放大器，QRS波檢出單元，A／D轉換單元、微處理機、報警執行電路等，前置放大器由第一級差動放大器和第二級求和放大器構成，并用一低通濾波器對放大信號進行濾波后再輸入到QRS波檢出單元和A／D轉換單元；QRS波檢出單元由一兩階低通濾波器和全波整流電路構成，通過上述QRS波檢出單元檢出QRS波并輸入微處理器中；經過微處理器后的控制信號經報警執行電路中的放大電路驅動繼電器動作并接通報警電路。
本實用新型所述的QRS波檢出單元還包括有用運放LM324芯片構成的電壓比較器。
本實用新型所述的微處理器是由80C31芯片構成的單片機，外部程序存貯器擴展采用2732EPROM，數據存貯器擴展采用6264RAM靜態隨機存貯器。
本實用新型還在80C31單片機外接有D／A轉換回放單元，它采用DAC0832八位分辨率的芯片，提供閥值輸出，并可與示波器接口相接。
如下圖1是本實用新型的結構示意圖。
圖2是本實用新型電路原理方框圖。
圖3是本實用新型微處理機前電路原理圖。
圖4是本實用新型微處理機后電路原理圖。
圖5是本實用新型報警執行電路中的報警電路原理圖。
圖6是本實用新型報警執行電路中執行電路原理圖。
下面將通過附圖對本實用新型作進一步的介紹圖1，本實用新型有一可隨身攜帶的盒體1，盒體1上設置有電源開關2和連接插孔3，盒體1的面板上設置有報警指示等指示標志4，盒體1內安置有報警器5和監控處理電路6，盒體1上用導線7連接有貼藥裝置8，而在盒體1上還設置有信號輸入插孔9，兩個用于胸導聯的信號測試電報10分別用導線插接在上述信號輸入插孔9中。
貼藥裝置8包括有一殼體801，內側壁上安置有動銜鐵802，該動銜鐵的前端固連有卡銷803，殼體801的內底安置有帶有壓縮彈簧804的推盤805，且推盤805的側壁有供卡銷803插接的卡槽806，在推盤805的運動前方安置有藥膜807，這里藥膜807是硝酸甘油貼片。當動銜鐵802受通電所產生的線圈磁場吸引向內運動，此時卡銷803隨動銜鐵802向內運動并離開卡槽806，推盤805在下部彈簧804的作用下向前移動，將藥膜807推出殼體801。然后再進行下一動作的準備工作，即動銜鐵在失電情況下，受彈簧808的作用向外頂出，當將推盤805向內推進時，卡銷803便插接在卡槽806上，同時在貼藥處放上藥膜807。
圖2，監控處理電路6包括有前置放大器601，濾波器602，QRS波檢出單元603，比較器604，微處理器605，A／D轉換單元606，程序存貯器607，數據存貯器608，報警執行電路609，D／A轉換回放單元610。由安放在病人胸口的電極取出心電信號，送入前置放大器601，把心電信號放大1000倍，然后通過帶通濾波器602抑制50HZ干擾、溫漂及心電信號的基線漂移，經帶通濾波器602濾波后的心電信號分別輸至QRS波檢出單元603和A／D轉換單元606，A／D轉換單元606對濾波后的心電信號作每秒200次的采樣，取得心電的數字信號，將每次采樣結束時的應答信號送入微處理器605，并由數據存貯器608存入。QRS波檢出單元603對濾波后的心電信號進行檢測，取出QRS波，經全波整流，得到單向的QRS波，經電壓比較器604后接入微處理器605。微處理器605對輸入的心電信號與存放在608中的心電數據進行分析、處理，并及時發出指令給報警執行電路609。以上存貯的心電信號可由D／A轉換回放單元610接至示波器上進行回放，以便觀察報警時的異常心電信號或通過心電圖機記錄，給醫生提供客觀的診斷依據。
圖3，前置放大器601采用兩級放大，第一級由運放U1A、U1B組成雙端輸入，雙端輸出差動放大電路，第二級由運放U1D組成和差放大電路，當運放U1A和U1B輸出端上的共模輸出電壓和溫漂電壓對稱時，通過第二級U1D所組成的和差放大電路后，可以使之相互抵消，故上述前置放大器具有很高的共模抑制比和較低的輸出溫漂。運放U1C組成了低通濾波器602，設置該濾波器602是為了進一步抑制溫漂、基線漂移和50HZ市電的干擾，運放U3C為一射極跟隨器，起阻抗匹配作用，以上U1A～U1D四只運放均采用MC14573芯片，U3C采用LM324芯片。運放U3C的輸出信號(8腳)一路輸給由ADC0804芯片組成的A／D轉換單元606(見圖4)，由單片機80C31的定時器O和INT0中斷(即80C31的12腳)控制對心電信號作嚴格的5ms間隔采樣，并將采樣結果存入存貯器608(6264RAM)中，另一路送入QRS波檢出單元603。
QRS波檢出單元603包括QRS波濾波器，全波整流電路，QRS波濾波器U2D選用LM324芯片組成一兩階低通濾波器，后接有由二極管T5、T6及濾波器U2C組成的全波整流電路，經上述QRS波檢出單元后可得到一單向的QRS波。在這里設置全波整流電路是為了檢出倒置的QRS波，而二極管T5、T6除完成整流外，還有一大優點，即其正向壓降產生約0.6V的幅度盲區，可以隔離帶通濾波器未濾盡的小幅度干擾。以上U2C與U2D一樣選用LM324芯片。
在上述QRS波檢出單元之后接有由芯片LM324組成的電壓比較器604(U2B)，對由全波整流器U2C的8腳輸出的QRS波和來自D／A轉換回放單元DAC0832腳的信號進行比較，只要U2D5腳的電平高于6腳，它的輸出(7腳)就會輸出一個脈沖，經運放U3D阻抗變換后輸出接至單片機80C31的13腳(即INT1中斷口)。這里U3D也選用LM324芯片。圖3中的其它元件選擇C1＝100μ，C1A2＝C1D1＝C1B2＝10μ，C1A1＝C1B1＝510p，C1C1＝0.022μ，C2D1＝C2D2＝0.47μ，R1A3＝R1A4＝R1D3＝R1B3＝20K，R1A2＝R1B4＝510K，R1A1＝R1B1＝100K，R1D1－16K，R1C1－68K，R1C2－24K，R1C3－270K R2D3＝2.2K R2D1＝R2D2＝200K R2C1＝16K R2D4＝15K R2C2＝24KR2C3＝12K W1＝W2＝1K T5、T6選用2AP9。運放U1A、U1B、U1C、U1D選用MC14573芯片。
圖4，微處理器605選用80C31芯片構成的單片機，外部程序存貯器607擴展采用2732EPROM，存貯容量4K字節；數據存貯器608擴展采用6264RAM，它屬于一種靜態隨機存貯器，存貯容量8K字節。單片機U27在收到由U3D阻抗變換后的中斷信號后，就會對存放在存貯器U25(608)中的心電數據進行分析處理，而分析心電信號正常與否的依據存放在程序存貯器U24(607)中，如果發生連續5次QRS波群寬度達0.12秒以上及R－R間期小于0.5秒(心率超過120次／分)時，單片機U27的6腳即發出一個脈沖，經過報警執行電路609中報警電路(見圖5)TPH1三極管的放大，驅動發光二極管TPH2發光并通過揚聲器報警。如果連續5次R－R間期大于1.5秒(心率低于40次／分)，單片機U27也發出一個脈沖，驅動發光二極管TPH2發光并報警。如果連續5次S－T段抬高大于0.2毫伏，此時單片機U27會產生二個動作，6腳輸出脈沖使發光二極管TPH2發光并報警，同時它的1腳也輸出一個脈沖，經過報警執行電路609中的執行電路(見圖6)U28以及二次放大后通過繼電器使貼藥裝置8發生動作，完成自動給藥過程。如果連續5次S－T段壓低大于0.1毫伏，也會產生如上二個相同的動作。如果單片機U27的13腳(中斷口)連續四秒沒有收到U3D來的脈沖信號，也即無中斷信號，表示室性停博或室內顫動，單片機U27的6腳也會輸出脈沖信號使發光二極管發光并報警。
A／D轉換單元606選用逐次比較型的ADC0804芯片，精度8位，轉換時間100μs，采樣頻率250HZ。它對由射極跟隨器U3C輸入的心電信號進行采樣，取得心電的數字信號，其采樣速率由單片機U27的定時器O控制，并將每次采樣結束時的應答信號送入單片機U27的中斷口(INTO中斷口即12腳)，將采樣結果存入數據存貯器U25中。
D／A轉換單元610選用DAC0832八位分辨率的芯片U26，它有內部8位輸入寄存器，可采用雙緩沖，單緩沖，直通三種方式進行數據輸入，它給QRS波檢出單元提供可變的比較閥值和回放所記錄到的異常心電信號，一旦上述報警條件成立，單片機U27便會發出信號，將報警發生時存放在存貯器U25中的心電信號取出送至D／A轉換回放單元U26，由U26的8腳輸出一個模擬心電信號(也即報警時的異常心電信號)傳至外接的示波器上，就可觀察報警時的異常心電信號或通過心電圖機記錄，提供給醫生作診斷治病的依據。
圖4中各電子元件選用C211＝15P，C212＝C223＝10μ，C221＝C222＝30P，R211＝10K， R212＝15K，R221＝10K，R222＝7.8K， U21－選用ADC0804，U23選用74LS373，U24選用2732 U25選用6264，U26選用DAC0832U27選用80C31。
圖5中，TPH1選用9012三極管，TPH2選用發光二極管，RPH1＝12K。
圖6中，C311＝0.47μ，C312＝510P，C313＝0.033，R311＝1K，R312＝R313＝ R317－300Ω，R313－R315－2K，R316－120Ω，T7＝T8選用3DGBO三極管，T9選用3DA87三極管，繼電器J選用微型繼電器，Z為執行機構即貼藥裝置。
本實用新型與現有技術相比，具有自動化程度高，體積小，結構緊湊，既可隨身攜帶，使用方便，又安全可靠，使用效果好，不僅能夠監護，而且還能自動給藥搶救等特點，是心臟病患者，特別是老年心臟病患者理想的一種監護醫療儀器。
權利要求1.一種心臟急癥自動報警投藥儀，包括有一盒體，盒體上設置有電源開關和各指示裝置，盒體內安裝有監控處理電路及報警器，其特征在于監控處理電路(6)的輸入端連接有測試電極(10)，而在其輸出端連接有貼藥裝置(8)，該貼藥裝置(8)包括有一殼體(801)，內安置有動銜鐵(802)，該動銜鐵(802)的前端設置有推盤(805)，在推盤(805)的前方安置有藥膜(807)。
2.如權利要求1所述的心臟急癥自動報警投藥儀，其特征在于所述的監控處理電路(6)包括a)前置放大器(601)，由第一級差動放大器和第二級求和放大器構成，并用一低通濾波器(602)進行濾波后將輸入信號分別送入QRS波檢出單元(603)和A／D轉換單元(606)；b)QRS波檢出單元(603)，由一兩階低通濾波器和全波整流電路構成，將檢出的QRS波輸入微處理器(605)中；c)經微處理器(605)后的控制信號經報警執行電路(609)中的放大電路驅動繼電器動作并接通報警電路。
3.如權利要求2所述的心臟急癥自動報警投藥儀，其特征在于所述的QRS波檢出單元(603)還包括有用運放LM324芯片構成的電壓比較器(604)。
4.如權利要求2或3所述的心臟急癥自動報警投藥儀，其特征在于所述的微處理器(605)是由80C31芯片構成的單片機，外部程序存貯器(607)擴展采用2732EPROM，數據存貯器(608)擴展采用6264RAM靜態隨機存貯器。
5.如權利要求2或3所述的心臟急癥自動報警投藥儀，其特征在于所述的微處理器(605)后接有由DAC0832芯片構成的D／A轉換回放單元(610)，并可與外部示波器接口相接。
6.如權利要求4所述的心臟急癥自動報警投藥儀，其特征在于所述的80C31單片機后接有由DAC0832芯片構成的D／A轉換回放單元(610)，它可與外部示波器的接口相連。
專利摘要一種心臟急癥自動報警投藥儀，該儀由一可隨身攜帶的盒體，內設置有主要由微處理器的監控處理電路及報警器，盒體面板上則設置有電源開關和各指示裝置，監控處理電路的輸入端接有可安放在病人胸口上的測試電極，而其輸出端連接有由動銜鐵，推盤及殼體構成的貼藥裝置，從而使本實用新型具有體積小，結構緊湊，既可隨身攜帶，使用方便，又安全可靠，使用效果好，不僅能夠監護，而且還能自動給藥搶救等特點。
文檔編號A61B5/00GK2185564SQ9420124
公開日1994年12月21日 申請日期1994年1月13日 優先權日1994年1月13日
發明者錢寶慶, 樓正家, 樓正國, 黃祝南, 劉濟林 申請人:杭州市中醫院