本实用新型是涉及一种特别适用于人体测定组织血流量的仪器。
现有技术中,以氢气为指示物测定组织血流量的方法对机体来说较其它气体为优,广泛应用于临床和实验室。作为氢气的来源有两种方式,一种是外源性的氢气,这种方式必须依靠吸入的方式,才能达到组织氢气的饱和,因此在临床的应用上会造成很多麻烦;另一种是通过电解体液产生H2,随之观察氢气清除的方法,在昭59-10810特许公报(B2)中介绍了一种RBF型电解式组织血流计,它主要由检测电极,包括电解电源和电解定时、切换装置组成的电解装置,带有放大器的电流测定装置等几部分所组成,采用晶体管电路实现电解、检测电流变化等。从组织中测到的电流变化,最后需徒手进行组织血流量的求算。其不足之处在于:①由于仪器没有相应的数据处理系统,不能显示并打印测定结果,必须用人工进行求算、绘制清除曲线,其计算方法繁杂、费时费事;②当清除曲线不规则时,其对数值点分布不在一条直线上,即斜率不是唯一的,最终求得的血流量有很大的误差;③在临床手术中或内窥镜下使用时,由于不能立即测出血流量结果,无法使手术或检查按血流量多少提供诊断依据,采取相应的措施;④使用范围窄,不能用于监护,且价格昂贵。
本实用新型的目的在于避免上述现有技术中的不足之处,提供一种带有数据处理系统、能立即得到准确的组织血流量结果、造价低廉的测量人体组织血流量的产品。
可以通过以下措施达到本实用新型的目的:它除检测电极、电解 装置、电流测定装置外,还有A/D接口电路、数据处理系统--专用计算机、打印装置及抗干扰多路稳压电源;而且电解装置中的电解电源是由运算放大器集成块、二极管、二极稳压管和电位器、电阻等所组成的恒流源电路,电解定时、切换装置是由定时器、三极管、继电器、开关等和数据处理系统中的PIO、CPU、CTC所组成;电源测定装置中的放大器是由双运算放大器、单运算放大器、电位器、极性开关、时间常数开关、稳压管、二极管及阻容件等所组成,还有由直流电流表和二极管组成的零电位检测电路,二极管并联在表头内,电流表并联在放大器输出端。
数据处理系统至少包括CPU、PIO、CTC、2片EPROM、2片RAM及功能键等部分所组成。实现数据采集、电解定时、浮点运算、线性回归、控制打印装置等。
A/D接口电路由运算放大器集成块、A/D集成块组成,一路输入、一路输出。它把放大器输出的模拟量转变为计算机可以接受的数字量。
抗干扰多路稳压电源是由滤波器、变压器、硅桥、电容及3端稳压集成电路所组成,为整个系统供电。
附图的图面说明如下:
图1是ZX-862型电解式组织血流计方框图。
图2是电解装置中的电解定时、电极切换装置框图。
图3是电解装置电原理图。
图4是电流测定装置电原理图。
图5是A/D转换电原理图。
图6是电解式组织血流计专用计算机及A/D接口电路结构图。
图7是计算机主机板结构图。
图8是计算机键盘板结构图。
图9是抗干扰多路稳压电源电原理图。
下面结合附图和实施例对本实用新型的内容作进一步的详述。
ZX-862型电解式组织血流计由针状电极(a)、片状辅助电极(b),电解装置(1),电流测定装置(2),A/D接口电路(3),专用计算机(4),打印装置(5)和抗干扰多路稳压电源(6)几大部分所组成。
电解装置(1)包括电解电源和电解定时、电极切换装置两部分。电解电源是由集成块运算放大器(IC1)、二极管(D1、D2)、稳压管(D11)、多圈电位器(W1)及电阻(R33~R36)所组成的恒流源电路。电解定时、电极切换装置由定时器(A)--拨号盘、三极管(BG1)、继电器(J)、电极转换开关(K3)和数据处理系统中的PIO(IC2)、CPU(IC3)、CTC(IC4)等所组成。保护二极管D1、D2并联在IC1的输入端,可以防止差模或共模电压过高损坏IC1芯片,同时避免运算放大器产生“自锁现象”。运算放大器IC1输出端接继电器J常开触点。电解电流由多圈电位器W1设定,调整W1可使输出电解电流在一定范围连续可调。D11二极稳压管在于保证W1两端电压不变,R34用以运算放大器调零。其它电阻在于形成相应电压。电解时间由拨号盘(A)设定,计算机精确控制,电解和测量共用一对电极,由继电器J切换,继电器由计算机控制三极管驱动。即所设定的电解时间信号送入计算机的PIO→CPU→CTC,由CTC产生精确的 计时信号再送入CPU→PIO→驱动三极管BG1→继电器J,实现电解定时、电极切换是指电解时,继电器J使电极a、b或a′、b′与电解电源接通,与电流测定装置断开;电解结束时,继电器使电极与电解电源断开,而与电流测定装置接通。根据测量的需要,有时需用双电极a′、b′,有时需用单电极a、b,电极的选择由开关K3选择。
电流测定装置(2)包括放大器和零电位检测电路。放大器是由2块双运算放大器(IC5a、IC5b,IC6a、IC6b),单运算放大器(IC7),电位器(W2~W4)、极性开关(K1)、时间常数开关(K2)、稳压管(D7~D10)、二极管(D3、D4)、及阻容件(R1-R32,C1~C4)等所组成。零电压检测电路由直流电流表(M1)和二极管(D5、D6)组成,二极管并联在表头内,电流表并联在放大器输出端。在对不同的组织测量时需在两个电极a、b(或a′、b′)之间加上不同的电压,测量前电压设定由W2实现,且连续可调。为测量H+离子或O-离子浓度,由极性开关K1选择。为滤除外界或组织本身产生的高频干扰信号,由IC7组成有源滤波电路,滤波电路的时间常数由三档时间常数开关K2变换不同的电容进行选择。微弱信号由放大电路放大,以适应A/D接口电路的需要。零电压调整电位器W3、W4在于保证整个电流测定装置在输入为0时,输出也为0,W4为粗调,W3为细调、二极稳压管D7~D10可使W2、W3两端电压稳定;R4、R14、R21、R26是相应运算放大器的调0电位器;R7、R9、R18、R19等可使相应器件得到所需的电压;D3、D4为IC7的保护 二极管。零电压检测电路可以使血流计在没有输入信号时,使输出精确的调至OV,以保证血流量的测量精度。表头内并联的保护二极管D5、D6在于防止过载损坏表头。
A/D接口电路(3)是由运算放大器集成块(IC81)及A/D模拟--数字转换芯片(IC91)组成,一路输入,一路输出。它把电流测定装置(2)输出的电压(模拟量)转变为计算机可以接受的数字量。IC81构成参考电源;A/D转换芯片完成一次转换仅须100μS,转换精度±1LSB,输出可直接挂在CPU数据总线上,无需附加逻辑电路。
数据处理系统(4)由:
CPU 中央处理单元
PIO 有两个8位可编程I/O口,
CTC 计数器/定时器,
EPROM1 通用监控程序(可与TP-801型计算机兼容),
固化血流计专用程序(当专用芯片取下后,整个计算机就是一个通用型计算机,可用于其它机电一体化产品。),
读写存储器由(2K×8)位的2片静态RAM组成,
以及标准插座(CZ)、功能键(Key)、键指示灯(LED)总线引出线(AB、DB、CB)等所组成。实现电解定时、电极切换,数据采集,浮点运算、线性回归、控制打印装置等。
打印装置(5)为通用型16行微型打印机,它打印出H2清除曲线、血流量等内容。
抗干扰多路稳压电源(6)是由DL-2A滤波器、变压器(B1)硅桥(G1-G3)、电容(C5-C22)及3端稳压集成电路(IC8-IC13)所组成。滤波器能有效地滤除电源进线的共模(线对地)、差模(线对线)干扰及电子设备本身对电源线的射频干扰(RFI)。使用3端集成稳压块,电路简单,有过流、短路保护。
工作时,先将针状电极a插入到待测组织中(ZZ)中,并把片状辅助电极b贴在待测组织的外部附近,通过拨号盘(A)设定电解时间,通过电解电流旋钮控制W1设定电解电流,通过W2设定测量电压,按下电解按钮,由于继电器J的作用,电极a、b与电流测定装置(2)断开,而与电解装置(1)的电解电源接通,进行电解。体液中的水含氢离子(H+3O)接受电子(电解)后产生氢气,
所产生的氢气不断被血流带走,组织中的H2浓度不断下降,H2浓度下降的过程由电流测定装置进行检测:
到设定的电解时间后,由于继电器J的作用,电极与电解电源断开,而与电流测定装置(2)中的放大器接通,把从组织中测到的电流变化送到放大器进行放大;放大后的电压送入A/D接口(3),把模拟量转换为数字处理系统(4)可以接受的数字量;数字处理系统将采集到的数据储存起来,同时进行浮点运算,取对数、线性回归、求斜率等运算处理,求出组织血流量的准确数值,并控制打印装置打印出H2清除曲线及组织血流量ml/100g/min等。整个系统由抗干扰多路稳压电源供电。
本实用新型相比现有技术具有如下优点:
1.对不规则的清除曲线,ZX-862型电解式组织血流计可顺利地求出准确的血流值;
2.使组织血流量的测量实现了自动化、智能化;
3.使计算、检测速度快千倍以上,精度提高近万倍;
4.使用范围扩大,既可用于临床、监护,又可用于科研等方面。
5.构造简单,体积小巧,造价大幅度下降,成本仅千余元人民币,相当进口仪器价格的1/24。