專利名稱：用于檢測動脈硬化的電子裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種用于檢測動脈硬化的電子裝置，尤其是涉及一種體積小，使用方便的檢測動脈硬化的電子裝置。
背景技術：
動脈硬化是一種常見的緩慢隱性發展的疾病，是指一組織有動脈壁增厚、變硬及彈性降低等等表現的原發性非炎性動脈疾病的總稱，多數長期無任何癥狀。
據資料介紹，一般20歲左右即可能出現腦動脈彈性減退的趨勢，40歲起逐漸明顯，50歲以后出現動脈硬化的癥狀。如今，動脈硬化的危害更是人所共知，動脈硬化是冠心病、高血壓、腦中風的基礎病因，是許多心血管疾病、糖尿病、癡呆等老年疾患的直接或間接高危因素。隨著動脈硬化的惡化發展，血管壁逐漸喪失其自然的彈性，動脈血管內徑明顯減小。而這兩個變化又會導致人體自身血壓調節失衡及人體器官供血不足。因此及時發現動脈硬化以便及時治療便顯得非常重要。
目前國際上主要有以下幾種檢測動脈硬化的儀器日本名為“Cardiovision MS-2000”無創傷式動脈硬化檢測設備，其通過脈波振幅來顯示當前心血管系統的狀態，并通過特有的ASI指數分析，提供動脈彈性及硬化的信息，并通過計算機軟件生成動脈脈搏波譜圖型分析，使臨床醫生能夠直觀、快速、有效地了解被檢查人的動脈硬化程度。這種儀器需要計算機軟件來分析數據，需要醫生的專業知識，而且設備價格昂貴，使用不夠簡便，不適合家庭使用。
日本福田公司一種名為“Vasera VS1000”的動脈硬化檢測裝置，適合醫務人員進行上門檢查。使用時在兩手和兩腳腕處裹上像繃帶一樣的測量裝置，通過測定心臟至右上腕以及兩上腕至兩腳腕的脈搏到達速度，就可以測出動脈硬化的程度。由于動脈硬化加劇，速度就會加快，因此一旦超過了警戒標準，就可以診斷帶有了動脈硬化的癥狀。此裝置重量為7.2千克，與常用的血壓計相比，攜帶還是不夠方便。價格也比較貴，不適合家庭使用。并且本裝置測量心臟至右上腕以及兩上腕至兩腳腕的脈搏到達速度，即需要測5個速度，結構上比較復雜。
中國專利申請03106808.1中揭示的動脈硬化檢查設備根據獲得的脈波速度相關信息、測得的血壓、測得的心搏率、測得的預排出時期和測得的排出時間，按照脈波速度相關信息、血壓、心搏率、心臟開始排出血液的時期、心臟開始排出血液的排出時間和動脈硬化檢查相關增加量指數之間的預定的相互關系，來測定生命體的動脈硬化檢查相關增加量指數，該設備相當的復雜。
中國專利申請02801327.1中揭示的動脈硬化度測定裝置提供一種可以簡單地而且非侵襲地測定血液粘度和血管的擴張反應，容易地測定動脈硬化度的動脈硬化度測定裝置。此裝置采用空氣壓壓迫、閉塞供給毛細血管血液的動脈部位的袖帶，同時測量由上述血流狀態檢測裝置得到的血流回復時間并計算血液粘度，據此測定動脈硬化度，使用上非常不便。
目前國內外醫療市場上還沒有用于動脈硬化的便攜的測試裝置。

發明內容
本發明的一個目的在于提供一種結構比較簡單且便于攜帶的用于檢測動脈硬化的電子裝置。
本發明的又一目的在于提供一種成本低廉，適于家庭使用的用于檢測動脈硬化的電子裝置。
在本發明的用于檢測動脈硬化的電子裝置中，包括心電傳感器，其采集心電信號；心電放大器，其與該心電傳感器相連接，該心電放大器放大所采集到的心電信號；電壓比較器，其與該心電放大器相連接，該電壓比較器將放大后的心電信號轉換成心電脈沖信號；脈搏傳感器，其采集脈搏信號；脈搏放大器，其與該脈搏傳感器相連接，該脈搏放大器放大所采集到的脈搏信號，并輸出脈搏脈沖信號；微處理器，其分別與該電壓比較器和該脈搏放大器相連接，以使所述心電脈沖信號和脈搏脈沖信號進入到該微處理器中，該微處理器計算所述心電脈沖信號和所述脈搏脈沖信號之間的時間差，并判斷動脈硬化程度。
上述的電子裝置中，該電壓比較器和該微處理器之間還連接有光電隔離器。
上述的電子裝置中，該脈搏放大器和該微處理器之間還連接有光電隔離器。
上述的電子裝置中，該裝置中還包括輸出裝置，其與該微處理器相連接，以輸出微處理器的處理結果。
上述的電子裝置中，該電子裝置還包括發光二級管，其連接于該心電放大器和該微處理器之間。
上述的電子裝置中，該電子裝置還包括發光二級管，其連接于該脈搏放大器和該微處理器之間。
上述的電子裝置中，該心電傳感器包括三個電極，分別為置于使用者左手和右手的兩個電極和置于使用者腳踝的一個電極。
上述的電子裝置中，該輸出裝置為顯示器和/或揚聲器。
上述的電子裝置中，該微處理器包括定時器，所述心電脈沖信號進入到該微處理器時，定時器開始計時，所述脈搏脈沖信號進入到該微處理器時，定時器停止計時，由此計算出所述心電脈沖信號和所述脈搏脈沖信號的時間差；輸入端口，通過該輸入端口輸入用戶的身體參數；存儲器，其中存儲有標準身體參數、標準心電脈沖信號和脈搏脈沖信號之間的時間差、以及動脈硬化程度三者之間關系的關系數據。該微處理器結合所述計算出的時間差和輸入的身體參數并與所述關系數據進行比對，以判斷用戶的動脈硬化程度。
通過上述的用于檢測動脈硬化的電子裝置，使用者可以方便地自行進行動脈硬化的檢測。并且由于該裝置的大小同許多家用血壓計類似，具有體積小、操作簡單、使用方便等優點，非常適合家庭使用。


圖1a示出了依照本實用新型一個優選實施例的用于檢測動脈硬化的電子裝置的結構框架圖；
圖1b示出了依照本實用新型另一個優選實施例的用于檢測動脈硬化的電子裝置的結構框架圖；圖2示出了依照本實用新型的用于檢測動脈硬化的電子裝置的電路圖；以及圖3示出了依照本實用新型的用于檢測動脈硬化的電子裝置的微處理器的處理流程圖。
具體實施方式
從理論上說，動脈硬化會改變血液從心臟到達指尖的時間，通過該時間可以判斷個體的動脈硬化程度。但是由于人的手臂長度不同，因此血液從心臟流到指尖的時間也會有所差別，同時從實驗數據上可以看出年齡的大小對動脈硬化的影響也非常明顯。
因此本實用新型通過測量使用者的血液從心臟流經手臂的時間，并結合使用者的身高和年齡來判斷使用者的動脈硬化程度。
敬請參考圖1a，其示出了依照本實用新型一個優選實施例的用于檢測動脈硬化的電子裝置的結構框架圖。
在該優選實施例中包括有心電傳感器，用以采集心電信號。心電信號是人類最早研究并應用于醫學臨床的生物電信號之一，與其他生物電信號相比，它更易于檢測并具有較直觀的規律性。人體心電信號的主要頻率范圍為0.05～100Hz，幅度約為0～4mV，信號十分微弱。由于心電信號中通常混雜有其它生物電信號，加之體外以50Hz工頻干擾為主的電磁場的干擾，使得心電噪聲背景較強，測量條件比較復雜。因此采用有低噪聲、高阻抗，高共模抑制比的放大器，比較容易采集到穩定的心電信號。
在該優選實施例中還包括有脈搏傳感器，用以采集脈搏信號。該脈搏傳感器可以采集手臂任何部位的脈搏信號，然而為了盡可能提高測試的準確性，優選為采集指尖的脈搏信號。這樣，可以通過采集到的心臟的心電信號和指尖處的脈搏信號來準確測定血液從心臟流至指尖所需的時間。
在該優選實施例中還包括心電放大器，其與心電傳感器相連接，以放大由心電傳感器所采集到的心電信號；以及脈搏放大器，其與脈搏傳感器相連接，以放大由脈搏傳感器所采集到的脈搏信號，并輸出脈搏脈沖信號。由于心電信號的強度比較微弱，通常只有幾毫伏，噪音背景較大，所以直接測量是不容易的，通常使用放大器使心電信號達到較高的電壓，以便于測量。同時由于心電信號的特性，要求心電放大器必須具有低噪聲、高阻抗，高共模抑制比，因此可以采用多極放大器。由于脈搏信號的強度也比較微弱，為便于測量，也需通過脈搏放大器對脈搏信號進行放大，使之達到較高的電壓。
在該優選實施例中還包括電壓比較器，其與心電放大器相連接，該電壓比較器將放大后的心電信號轉換成心電脈沖信號，以便于和脈搏脈沖信號進行比較。在經過電壓比較器后的心電脈沖信號中，主要包括心電信號中的電壓峰值最高的心電R波信號。
在該優選實施例中還包括微處理器，其分別與該電壓比較器和該脈搏放大器相連接，以使心電脈沖信號和脈搏脈沖信號進入到該微處理器中。該微處理器計算所述心電脈沖信號和所述脈搏脈沖信號的時間差，并結合身高和年齡等參數判斷動脈硬化程度。
最后，經微處理器處理的結果可通過諸如顯示器或揚聲器之類的輸出裝置輸出。
本實用新型的另一優選實施例參考圖1b所示。該實施例的用于檢測動脈硬化的電子裝置的結構與上述實施例中所描述的結構基本相同，其區別在于，在本實施例中還包括有光電隔離器。在圖1b中，電壓比較器和微處理器之間以及脈搏放大器和微處理器之間分別設置有光電隔離器，用以進一步減小所采集到的心電信號和脈搏信號受到的干擾。
本實用新型的具體實現形式可參照圖2，圖2示出了依照本實用新型的用于檢測動脈硬化的電子裝置的電路圖。如圖2所示，在使用中可將電極1和電極3分別貼到使用者的左右手，將電極2貼到使用者的腳踝，例如右腳踝，并將這些電極分別通過引線接入心電放大器。圖中，心電放大器為三級放大器，第一級放大器A0、A1具有高阻抗、高共模抑制比，其放大倍數較低；第二級放大器A2、第三級放大器A3的放大倍數較高，其中第三級放大器A3可以采用AD620放大器，該放大器將信號放大至電壓比較器的閥值范圍內。采集出的心電信號經過放大后再通過電壓比較器轉換成心電脈沖信號。在該電路圖中，電壓比較器后設置有光電隔離器，這樣由心電信號轉換成的心電脈沖信號經過光電隔離器后再進入到微處理器C中，以進一步排除干擾。上述部分的電路圖反映在圖2的部分A中。并且在該部分A中，還包括有發光二級管，當采集到的心電信號經過該發光二級管時，該發光二級管發光。因此該發光二級管能夠指示是否采集到了心電信號。
在將電極連接到使用者身體的相應部位以采集心電信號的同時，將帶有壓力傳感器的綁帶4綁到食指，將其接入脈搏放大器。采集到的脈搏信號經過放大后產生脈搏脈沖信號并輸入到微處理器C中。同樣地，在該電路圖中，脈搏放大器后設置有光電隔離器，這樣脈搏信號經過光電隔離器后再進入到微處理器C中，以進一步排除干擾。上述部分的電路圖反映在圖2的部分B中。
下面將結合圖2和圖3描述微處理器對輸入的心電脈沖信號和脈搏脈沖信號的處理。當由心電信號轉換的心電脈沖信號由微處理器的外部引腳INT1送入時，心電脈沖中斷，此時定時器開始計時。當脈搏脈沖信號由微處理器的外部引腳INT0送入時，脈搏脈沖中斷，此時定時器停止計時。計算心電脈沖信號與脈搏脈沖信號的時間差，并即時顯示心電脈沖信號與脈搏脈沖信號的時間差。當該時間差超過額定數值時，則同時啟動報警，提醒使用者注意。這里額定數值是根據使用者的身高和年齡等身體參數來確定的。該過程可以反復執行，直到液晶顯示器上顯示時間差的數據穩定后，就可以看到顯示在液晶顯示器上的用戶動脈硬化的數據。
用戶的身體參數可以通過微處理器的輸入端口進行輸入。示出標準身體參數、標準心電脈沖信號和脈搏脈沖信號之間的時間差、以及動脈硬化程度三者之間關系的關系數據可以存儲在微處理器的存儲器中。該微處理器結合所述計算出的時間差和輸入的身體參數并與所述關系數據進行比對，以判斷用戶的動脈硬化程度。
在本用于檢測動脈硬化的電子裝置中，所采集的心電信號是磁場效應，建立的時間非常快，與光速等同。而硬化的血管壁失去原有的彈性，導致了血液的流動速度加快。因此血管壁的彈性不同，則從心臟流出來的血液流到手臂(指尖)的時間也不同，從而可以方便地根據該時間并結合使用者的身高和年齡等參數來判斷動脈硬化程度。該裝置的大小同許多家用血壓計類似，具有體積小，操作簡單，使用方便的優點，非常適合家庭使用。
權利要求1.一種用于檢測動脈硬化的電子裝置，其特征在于包括心電傳感器，其采集心電信號；心電放大器，其與該心電傳感器相連接，該心電放大器放大所采集到的心電信號；電壓比較器，其與該心電放大器相連接，該電壓比較器將放大后的心電信號轉換成心電脈沖信號；脈搏傳感器，其采集脈搏信號；脈搏放大器，其與該脈搏傳感器相連接，該脈搏放大器放大所采集到的脈搏信號，并輸出脈搏脈沖信號；微處理器，其分別與該電壓比較器和該脈搏放大器相連接，以使所述心電脈沖信號和脈搏脈沖信號進入到該微處理器中，該微處理器計算所述心電脈沖信號和所述脈搏脈沖信號之間的時間差，并判斷動脈硬化程度。
2.如權利要求1所述的電子裝置，其特征在于在該電壓比較器和該微處理器之間還連接有光電隔離器。
3.如權利要求1所述的電子裝置，其特征在于在該脈搏放大器和該微處理器之間還連接有光電隔離器。
4.如權利要求1所述的電子裝置，其特征在于該裝置中還包括輸出裝置，其與該微處理器相連接，以輸出微處理器的處理結果。
5.如權利要求1所述的電子裝置，其特征在于該電子裝置還包括發光二級管，其連接于該心電放大器和該微處理器之間。
6.如權利要求1所述的電子裝置，其特征在于該電子裝置還包括發光二級管，其連接于該脈搏放大器和該微處理器之間。
7.如權利要求1所述的電子裝置，其特征在于該心電傳感器包括三個電極，分別為置于使用者左手和右手的兩個電極和置于使用者腳踝的一個電極。
8.如權利要求4所述的電子裝置，其特征在于該輸出裝置為顯示器和/或揚聲器。
9.如權利要求1所述的電子裝置，其特征在于該微處理器包括定時器，所述心電脈沖信號進入到該微處理器時，定時器開始計時，所述脈搏脈沖信號進入到該微處理器時，定時器停止計時，由此計算出所述心電脈沖信號和所述脈搏脈沖信號的時間差；輸入端口，通過該輸入端口輸入用戶的身體參數；存儲器，其中存儲有標準身體參數、標準心電脈沖信號和脈搏脈沖信號之間的時間差、以及動脈硬化程度三者之間關系的關系數據，該微處理器結合所述計算出的時間差和輸入的身體參數并與所述關系數據進行比對，以判斷用戶的動脈硬化程度。
專利摘要本實用新型涉及一種用于檢測動脈硬化的電子裝置。該裝置包括心電傳感器，其采集心電信號；心電放大器，其與心電傳感器相連接，心電放大器放大所采集到的心電信號；電壓比較器，其與心電放大器相連接，電壓比較器將放大后的心電信號轉換成心電脈沖信號；脈搏傳感器，其采集脈搏信號；脈搏放大器，其與脈搏傳感器相連接，脈搏放大器放大所采集到的脈搏信號，并輸出脈搏脈沖信號；微處理器，其分別與電壓比較器和脈搏放大器相連接，以使心電脈沖信號和脈搏脈沖信號進入到微處理器中，微處理器計算所述心電脈沖信號和所述脈搏脈沖信號之間的時間差，并判斷動脈硬化程度。本裝置具有體積小，操作簡單，適合家庭使用等優點。
文檔編號A61B5/00GK2894609SQ20062011482
公開日2007年5月2日 申請日期2006年4月28日 優先權日2006年4月28日
發明者賀菊方, 潘國華, 何俊峰, 許云影 申請人:香港理工大學