專利名稱：胃動力檢測儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及的是一種胃動力檢測儀，具體地講，本實用新型涉及的是一種采用測定胃阻抗并對其結(jié)果進行頻譜分析以得到胃動力數(shù)據(jù)的檢測儀。
現(xiàn)實情況中，檢測胃動力具有重要的臨床意義，具體如下1、部分病人患器質(zhì)性胃病(病理形態(tài)改變，如胃炎、潰瘍等)之前就存在不同程度的胃動力紊亂的臨床表現(xiàn)，這就需要臨床上有一個及時的客觀的胃動力無創(chuàng)檢測診斷與治療方法。
2、部分病人在已患器質(zhì)性胃病(慢性胃炎、潰瘍)中同時伴有胃動力障礙，進行胃動力檢查與治療可大大提高胃炎、潰瘍的治愈率。
3、部分病人患器質(zhì)性胃病治愈之后仍存在不同程度的消化不良癥狀，這與胃動力紊亂尚未恢復(fù)正常密切相關(guān)。
4、單純纖維胃鏡的形態(tài)學直視檢查不能滿意解釋許多臨床表現(xiàn)，這與胃動力紊亂密切相關(guān)。
5、據(jù)統(tǒng)計，單純上消化道的動力障礙問題幾乎占內(nèi)科醫(yī)生看到所有胃腸病變的50％。
6、近年來十分重視功能性消化不良(FD)這種十分常見的臨床問題的研究，F(xiàn)D的診斷亦期待一種簡便無損的胃動力學常規(guī)檢查。
7、目前，新型胃動力藥為臨床醫(yī)生廣為應(yīng)用，但是藥的選擇、用量和療效只能依據(jù)病人的主訴癥狀和醫(yī)生的經(jīng)驗來分析判斷。
針對上述需要，研究人員已經(jīng)發(fā)明了多種檢測方法，現(xiàn)有技術(shù)的胃動力檢測方法包括氣球記紋法(由于氣球體積的大小常影響測量的可靠性、過大的氣球有刺激作用，此法已漸淘汰)、插管法(該方法在高分泌狀態(tài)下分析結(jié)果不準確、重復(fù)性差、病人不易接受)、胃內(nèi)壓力測定(1、液壓灌注法，2、腔內(nèi)傳感器法，3、無線電遙測法，)、X線檢查法(不確測定胃內(nèi)殘存量，且鋇劑對胃有刺激作用)、同位素法、胃電描記法(肌層信號最強，皮肝信號最弱)、實時超聲測定法(耗費時間、胃內(nèi)氣體干擾成像、肥胖病人往往失敗)、上腹阻抗測定法等。
雖然現(xiàn)有技術(shù)已經(jīng)進行了大量的研究，但是，現(xiàn)有技術(shù)的方法仍然存在著有創(chuàng)傷、費用高、性能不穩(wěn)定、抗干擾差、靈敏度低等缺點。
本實用新型的目的在于提供一種胃動力檢測檢測儀，具有性能穩(wěn)定、抗干擾能力強、靈敏度高、無創(chuàng)傷的優(yōu)點本實用新型所述的方法和檢測儀可以提供以下過程得以實現(xiàn)，即，通過體表電極，同步檢測記錄人體胃運動及電信號，并利用三維功率密度譜技術(shù)動態(tài)觀察胃電及胃動節(jié)律與功率。
下面是

，通過附圖說明并結(jié)合以下的詳細描述，可以更清楚地理解本實用新型，其中
附圖1是正常人胃運動阻抗軌跡圖；附圖2是進餐前后胃阻抗軌跡圖，其中，A是進餐前，B是進餐后；附圖3是胃動力藥對胃阻抗圖的影響，其中，A是用藥組，(1)是使用胃復(fù)安前，(2)是使用胃復(fù)安后，B是服用安慰劑組，(1’)是使用安慰劑前，(2’)是使用安慰劑后；附圖4是胃電與胃阻抗的同步記錄圖，其中，A是胃電，B是胃阻抗軌跡，F(xiàn)是頻率；附圖5是濾波前后胃阻抗軌跡的同步記錄，其中，A是濾波前，B是濾波后；附圖6是癥狀發(fā)生前后胃阻抗軌跡圖，其中，A是患者表現(xiàn)為陣陣緊縮痛感，B是患者表現(xiàn)上腹部咕咕作響；附圖7是正常人和胃病患者的胃阻抗軌跡圖，其中，A是健康人，B是C．S．G．，C是P．U．，D是Ga．Ca；附圖8是消化間期胃電圖胃阻抗的同步對照圖，其中，A是消化間期1，B是消化間期2，C是消化間期3，D是消化間期4；附圖9是胃動力特征圖，其中，IGG是本實用新型所述的檢測儀的檢測結(jié)果；附圖10是各種疾病引起的胃動力紊亂(二維胃動力譜圖)，其中，A是胃動力正常，B是胃動過緩，C是胃動乏力，D是胃律紊亂，E是胃動過速；附圖11是用藥前后的胃動力譜圖對照，其中，A是服藥前，B是服藥后；附圖12是三維胃功率譜圖；附圖13是正常人胃運動阻抗軌圖；附圖14電極安置圖解；附圖15胃動力檢測儀總體原理框圖；附圖16本實用新型所述檢測儀的部件位置圖；附圖17本實用新型所述方法的流程圖；附圖18A／D轉(zhuǎn)換器電路圖；附圖19胃電路圖；附圖20阻抗放大器電路圖。
下面是對本實用新型所述的胃動力檢測方法極其檢測儀進行詳細描述，通過詳細描述，可以更清楚地理解本實用新型。
本實用新型所述的阻抗式胃運動圖儀結(jié)構(gòu)與原理1、電路結(jié)構(gòu)如圖13，由運算放大器產(chǎn)生一個100KHZ的振蕩信號，通過選頻網(wǎng)絡(luò)、經(jīng)壓控級至功率放大后輸出一個4mA的高頻恒流至人體上腹部，胃運動產(chǎn)生阻抗變化的電壓信號經(jīng)差分輸入放大，檢波、補償、有源帶通濾波后，再經(jīng)預(yù)放至記錄儀從進行胃運動阻抗軌跡記錄。有源帶通濾波器頻率物性為優(yōu)于1-5C．p．m，此頻率區(qū)段外以每倍頻20db衰減，如此胃運動信號被選擇性通過，心動呼吸信號被有效的抑制。
2、電極安置四個直徑為10mm銀--氯化銀乏極化園盤電極安置于上腹部(見圖14)電極與皮膚之間墊一與電極大小相同的涂有導(dǎo)電膏的小泡沫園墊以減少皮肝阻抗，A、B、為電源電極(紅色電極)分別置于左鎖骨中線第五肋間和臍上1cm或旁開2cm，C、D電極為測量電極(黑色電極)，分別置于兩電源電極連線的肋緣處和B-C邊線的上1／3處。
三個胃電極分別置于劍突下到臍點之間中點右旁開3cm處，右上肢內(nèi)關(guān)穴處及右下肢三陰交穴處。
使用上述電極安置法檢測健康人(無胃疼癥狀、無胃病史)進行的阻抗軌跡圖見圖1，可見曲線軌跡光滑、無干擾、節(jié)律規(guī)整，基線穩(wěn)定。
為了檢驗上述所記錄到的胃阻抗軌跡圖是否反映了胃運動，我們進行了下述七個方面的可信性實驗研究。
(1)從已知正常人胃蠕動頻率的生理學知識來檢驗方法選健康受試者120例，胃運動檢測在餐后進行，受試者安靜平臥10分鐘后記錄胃阻抗軌跡10分鐘以上。
結(jié)果120例受試者均能檢測如圖1所示的每分鐘3次左右的節(jié)律規(guī)整，軌跡曲線光滑，基線穩(wěn)定的胃阻抗信號，頻率范圍在每分鐘2．7到3．3次。90％的受試者頻率范圍為2．9至3．2次／分，這與已知正常人胃蠕動頻率為每分鐘3次左右的生理學知識是一致的。
(2)從進餐后對所檢測的胃阻抗信號有否影響來檢驗方法受試者55人，其中健康受試者25人，胃病受試者30人(全部經(jīng)胃鏡與病檢證實)。受試者禁食一夜，于上午8時至10時進行胃阻抗圖檢測，在安靜平臥10分鐘后記錄胃阻抗圖10分鐘，即進食面包一兩，5分鐘后再記錄胃阻抗圖15分鐘。
結(jié)果如圖2、表1所示。生理學研究已經(jīng)表明，食物入胃后，由于食物的擴能作用，胃的蠕動增強，圖2及表1實驗結(jié)果表明進餐后胃阻抗信號增強，這與生理學知識也是一致的。
(3)從胃動力藥物對所檢測信號有否影響來檢驗方法受試者26人，分為實驗組和對照組各13人。試前禁食一夜，于第二天上午空腹進行檢測。受試者安靜平臥10分鐘后記錄胃阻抗軌跡30分鐘。
結(jié)果見圖3及表2，藥理學已經(jīng)證明胃復(fù)安能促進蠕動，加快胃內(nèi)容物的排空。圖3表2實驗結(jié)果表明，口服胃復(fù)安后所檢測信號增強，而安慰劑無此反應(yīng)，這與胃復(fù)安的藥理學效應(yīng)是一致的。
(4)從與胃電同步記錄來檢驗方法健康受試者39例，實驗在餐后進行，受試者安靜平臥10分鐘同步檢測胃電與胃阻抗軌跡圖10分鐘以上。
結(jié)果見圖4及表3。生理學研究已經(jīng)證明胃的基本電節(jié)律起源于胃大彎的上部，沿縱行肌賂幽門方向傳播，每分鐘約3次。胃的基本電節(jié)律不一定伴隨有胃肌收縮，但在基本電節(jié)律基礎(chǔ)上產(chǎn)生的動作的電位可引起胃肌收縮，將胃電與胃運動同步記錄在健康人和胃運動檢測技術(shù)足夠靈敏的條件下，胃電信號與胃運動信號頻率應(yīng)該是基本相同的；圖4，表3實驗結(jié)果表明，39例受試者有34例受試者胃運動節(jié)律與胃的基本電節(jié)律相同，這與生理學結(jié)果也是一致的。
(5)從胃阻抗信號濾波前后同步記錄來檢驗原理生物電阻抗檢測胃運動信號是基本胃運動時的阻抗變化，在檢測胃運動的阻抗信號的同時，呼吸運動產(chǎn)生的阻抗變化信號亦被同時檢測。那么將有源帶通濾波器前的阻抗信號與濾波后的阻抗信號同步記錄，在胃運動比較強的條件下，應(yīng)該能夠觀察到所記錄的濾波前呼吸阻抗信號中已經(jīng)含有每分鐘3次左右的胃運動信號。
結(jié)果見圖5，61例健康受試者餐后在有源帶通濾波前均能記錄到兩種成份的迭加波，即圖5中顯示的呼吸波中迭加有明顯每分鐘3次左右的胃運動波，在濾波后，呼吸波被濾除，僅保留了迭加波中每分鐘3次左右成份呈比例基本同相位的胃運動成份。在受試者屏氣實驗中證明，隨著屏氣開始，迭加波中的呼吸成份消失而胃運動成份依然存在，屏氣結(jié)束，呼吸波成份出現(xiàn)與胃運動波成份組成迭加波，這就證明了我們記錄到的每分鐘3次左右的胃運動成份是作為一個獨立的信號源在初始的阻抗檢測信號中就與呼吸信號同時被拾取，而非其它干擾信號經(jīng)有源帶通濾波器所產(chǎn)生。
(6)從胃病病人癥狀發(fā)作前后來檢驗原理我們觀察以臨床上有些病人的胃病發(fā)作與進食有關(guān)，而國內(nèi)研究報告胃病癥狀的產(chǎn)生與胃運動功能異常密切相關(guān)。我們利用這種進食誘發(fā)胃運動功能紊亂的自然臨床模型來檢驗胃病病人癥狀發(fā)作后是否記錄的胃阻抗軌跡發(fā)生相應(yīng)改變。
結(jié)果10例慢性淺表性胃炎(胃鏡證實)患者均有進食前胃部無不適癥狀，進食后不適癥狀發(fā)作的規(guī)律，所記錄的胃阻抗軌跡圖均顯示餐前較正常，餐后伴隨胃部癥狀的發(fā)生胃阻抗軌跡圖振幅，頻率幸免顯著變化，胃節(jié)律紊亂。圖6是二例進餐后誘發(fā)胃病癥狀發(fā)生的餐前后胃阻抗軌跡圖。
(7)從比較正常人與胃病病人的胃阻抗軌跡圖來檢驗方法受試者124人，其中健康組64人，胃病組60人(均經(jīng)胃鏡證實)。實驗在餐后進行，受試者安靜平臥10分鐘后開始記錄胃阻抗軌跡圖。
結(jié)果見圖7，國內(nèi)外研究已表明胃病存在胃運動功能障礙。如果本項目餐后檢測記錄的信號反映了胃運動，那么所檢測記錄的正常人與胃病患者的胃阻抗軌跡圖見圖7。
本實用新型所述的胃動力檢測儀與胃電圖儀的區(qū)別在于，本實用新型所述的胃動力檢測儀是胃運動功能性的檢測儀器，而胃電圖儀是胃電慢波檢測儀。
胃電慢波并不代表胃肌收縮和運動，胃電慢波只有出現(xiàn)峰電位時才能觸發(fā)胃肌的收縮和運動。研究發(fā)現(xiàn)，當胃收縮時，胃電圖波幅常上升，但是并沒有發(fā)現(xiàn)胃電圖振幅升高時必是有收縮出現(xiàn)，而幅值低的時候收縮不出現(xiàn)。
描記收縮幅值與胃電圖的幅值明顯的缺乏1∶1的相應(yīng)關(guān)系。雖然兩者之間部份相關(guān)，但是大的收縮經(jīng)常同胃電圖波小幅值同步，即胃電圖波小于收縮波，有時有胃電圖波而沒有收縮。
因此，從原理上看，胃電與胃運動不是1比1的對應(yīng)關(guān)系，胃電不能完全反映胃動功能；
從臨床上看，正常的胃電未必是正常的胃動力功能，電-機械脫藕聯(lián)時常發(fā)生，而胃動力圖卻能很好的反映。一般在消化期，胃電與胃運動基本上是1對1的關(guān)系，而在消化間期則是此關(guān)系，見圖8。
由圖8可見，在消化間期，胃電和胃動不呈對應(yīng)關(guān)系。一般來講，消化間期可分為四個階段；第一階段只有胃電而無胃運動；第二階段胃電出現(xiàn)少量(5-95％)峰電位，可產(chǎn)生相應(yīng)的胃運動；第三階段，胃電有密集的峰電位(100％)，此階段胃電和胃運動是同步的；第四階段胃電向第一階段過度只有少量的峰電位，因此也只有少量的胃運動。
綜上所述，本實用新型所述的胃動力檢測儀既能檢測胃電活動更能檢測胃運動，而胃電圖儀只能檢測胃電慢波，后者只是胃動力的一個必要條件，而不是充分條件。
本實用新型所述的胃動力檢測儀功能特點與臨床應(yīng)用本實用新型所述的胃動力檢測儀的功能特點是1、可通過體表電極進行無創(chuàng)性連續(xù)檢測；2、對胃動力及胃電同步檢測，(見圖9，其中，EGG為胃電，IGG為胃動力)；胃動力圖判別標準EA、IA分別代表胃電和胃阻抗的平均幅值患者檢測的基本參數(shù)性別男；年齡24歲；身高151公分；體重60公斤。
胃電(EGG)EA=13；EB=12；E1=20；E2=32．9；E3=50．7；E4=66．2；阻抗(IGG)IA=22；IB=19；I1=20．5；I2=51．7；I3=55．7；I4=15．7；1)胃動乏力餐后I0＜餐前I0；2)胃動過緩I3＞60％；3)胃動過速I4＞60％；4)胃律紊亂I3＜60％；I4＜60％；I1+I4＞60％；5)胃動正常I1＞60％；基本正常40％＜I1＜60％；通過計算機對胃阻抗進行功率譜定量分析，見附圖9。
本實用新型所述的胃動力檢測儀的臨床用途包括1)用于檢測各種疾病引起的胃動力紊亂，可以直觀地用頻譜定量分析(見圖10)；2)針對臨床病人胃動力改變特點，指導(dǎo)選擇胃動力藥物，監(jiān)測和客觀評價胃藥對胃動力的療效。(見圖11)；3)為了滿足臨床工作的需要，本實用新型的研究人員在頻率軸與能量軸的基礎(chǔ)上，加了時間軸可以連續(xù)動態(tài)觀察1個小時以上胃運動的功能狀況(見圖12)；三維功率譜應(yīng)用，將使胃動功能檢測在臨床各種胃功能障礙性疾病的連續(xù)觀察，藥物治療療效等方面發(fā)揮更有效的臨床價值。
本實用新型所述的頻譜分析實際上包含兩方面的意義，即功率譜和頻率密度譜，為了解功率譜的基本意義，首先要弄清楚導(dǎo)納圖中為什么含有不同的頻率，我們以振動為例簡單地加以說明，一個振動，如果它的位移隨時間按正弦(或余弦)規(guī)律變化，則稱為諧振動。
一般的周期性振動，可以認為是由許多不同頻率的振動合成的，或者說其中含有許多不同的各種周期頻率和不同振幅和諧振動。
如果以橫坐標代表頻率，以縱坐標代表振幅，則可以形成頻譜圖。
與之相似，如果我們想從能量方面來表達諧振動的強度，取功率為縱坐標，則可形成功率譜圖。
借助這種技術(shù)來分析胃阻抗圖，則可以拓寬分析領(lǐng)域，特別是可以將阻抗圖的波型問題定量化。
如將任意波形不同頻率不同振幅的正弦波投影到頻率軸上，就形成了阻抗圖的頻譜圖。
本實用新型所述的胃動力檢測儀由如下幾個部分組成胃電放大器、胃阻抗放大器和恒流源，胃電和胃阻抗信號通過電極采集并通過各自的放大器輸入至A／D轉(zhuǎn)換，然后由計算機按設(shè)定的方式繪制出相應(yīng)的譜圖。
所述的檢測儀包括胃電放大器，胃電放大器的輸入端設(shè)置有信號采集電極，胃電放大器的輸出端與A／D轉(zhuǎn)換器連接；在胃阻抗放大器的輸入端設(shè)置采樣電極，胃阻抗放大器的輸出端也與A／D轉(zhuǎn)換器連接；A／D轉(zhuǎn)換器、ROM卡、軟驅(qū)和薄膜鍵盤分別和主機相連。然后由主機將結(jié)果以顯示和打印的方式分別由顯示器和打印機實現(xiàn)。
各部件的配置見附圖16。
本實用新型所述的方法及采用該方法構(gòu)造的檢測儀的基本步驟如下首先提供恒流源信號，然后進行人體信號的檢測，將檢測到的人體信號進行信號濾波放大處理，將濾波放大后的信號輸入A／D轉(zhuǎn)換器進行A／D轉(zhuǎn)換，將轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號進行濾波處理以去除干擾，對信號進行基線調(diào)整，將數(shù)字信號進行傅立葉轉(zhuǎn)換，繪制二維或三維阻抗頻譜圖，對頻譜圖進行智能分析，所述的智能分析實際上是將檢測結(jié)果和計算機中存儲的經(jīng)過大量臨床驗證的結(jié)果比較得出被檢測人員的胃可能患有的疾病。
實驗例一本實驗例是研究體表阻抗法檢測西沙必利對胃動力的影響，結(jié)果如下實驗對象所檢測的50名受試者均勻為本院消化科門診的就診患者，其中男性23人、女性27人，年齡最大65歲、最小18歲，平均年齡43．2，分別是慢性胃炎(35人)、消化道潰瘍(10人)、食道炎(3人)和胃下垂(2人)患者，這些患者絕大多數(shù)都經(jīng)胃鏡或消化道造影確診。
本次患者均不同程度地伴有上腹脹滿(痞悶)、餐后不適、食物返流、暖氣等癥狀，并在三天之內(nèi)均未服用任何促胃動力藥物。
實驗儀器本實用新型所述的胃動力檢測儀；導(dǎo)電電極均為上海中風電子儀器廠生產(chǎn)的一次性心電監(jiān)護電級。
實驗藥品實驗用的促胃動藥--西沙必利(普瑞博思)西安楊森公司生產(chǎn)(批號940070)；實驗方法實驗均在上午8-12點進行，受試者被要求當天早餐禁食，進入檢查室后休息10分鐘，同時詢問患者的病史及本次患病的癥狀并記錄。然后躺在檢查床上，將電檢貼在胸腹部聯(lián)接導(dǎo)線，開始檢查，連續(xù)采集10分鐘，數(shù)據(jù)存盤，以備分析之用，之后，松開導(dǎo)線立即口服西沙必利10mg(伴服溫開水20ml，30分鐘后，詢問患者服藥后的自我感覺并記錄，同時重新躺在檢查床上開始第二次檢查方法同上)。
電極放置的部位A電檢置于左鎖骨中線第五助間；B電極置于臍上1cm右旁開2．5cm；C電極置于A和B電極連線的肋緣；D電極置于C和B電極邊線的上1／3處；A和B電極為電壓電極(紅色)，C和D是電流電極(黑色)，見圖14。
實驗結(jié)果表明，在空腹狀態(tài)下，患者的胃運動能量(蠕動波振幅的積分值)由服藥前的268．63上升到服藥后的309．83，提高了41．2，但經(jīng)統(tǒng)計學處理發(fā)現(xiàn)P=0．144，沒有顯著的統(tǒng)計學差別。
實驗同時表明，西沙必利對空腹狀態(tài)下胃運動節(jié)律的影響較大，正常胃運動的節(jié)律由服藥前的46．32％下降到40．66％，降低了5．67百分點，經(jīng)統(tǒng)計學處理發(fā)現(xiàn)P＜0．05，有顯著的統(tǒng)計學意義。
在正常胃運動的節(jié)律減少的同時，主要表現(xiàn)為慢波(＜2．5次／分)比例增加了，由服藥前的32．11％增至37．25％，提高了5．13個百分點，經(jīng)統(tǒng)計學檢驗有顯著差別(P＜0．05)。
而大于3．5次／分的快波比例變化不大，僅降低了1．5個百分點，沒有顯著的統(tǒng)計學意義(P＞0．05)。
本實用新型所述的胃動力檢測儀主要用于臨床診斷各種疾病引起的動力障礙，如胃動過速、過緩、亢進、乏力、胃節(jié)律紊亂等，用來指導(dǎo)臨床使用胃動力藥物，客觀評價臨床療效具有獨特的可靠實用價值，具有操作簡便，經(jīng)濟無創(chuàng)傷無痛苦，抗干擾力強，靈敏度高，穩(wěn)定性好等特點。
權(quán)利要求1.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法構(gòu)造的檢測儀，其特征在于所述的檢測儀包括胃電放大器、胃阻抗放大器和恒流源，胃電和胃阻抗信號通過電極采集并通過各自的放大器輸入至A／D轉(zhuǎn)換，然后由計算機按設(shè)定的方式繪制出相應(yīng)的譜圖；所述的檢測儀包括胃電放大器，胃電放大器的輸入端設(shè)置有信號采集電極，胃電放大器的輸出端與A／D轉(zhuǎn)換器連接；在胃阻抗放大器的輸入端設(shè)置采樣電極，胃阻抗放大器的輸出端也與A／D轉(zhuǎn)換器連接；A／D轉(zhuǎn)換器、ROM卡、軟驅(qū)和薄膜鍵盤分別和主機相連。
專利摘要一種胃動力檢測檢測儀,包括胃阻抗放大器、采樣電極、A/D轉(zhuǎn)換器、主機等,所述方法包括由運算放大器產(chǎn)生振蕩信號輸出至人體上腹部,胃運動產(chǎn)生阻抗變化信號經(jīng)放大、檢波、濾波等步驟后,胃運動信號被選擇性通過,然后對胃阻抗信號進行頻譜分析即可;本實用新型所述的方法及檢測儀提供了一種簡便、靈敏和無創(chuàng)傷的檢測人體胃動力的方法。
文檔編號A61B5/00GK2426336SQ0020238
公開日2001年4月11日 申請日期2000年1月20日 優(yōu)先權(quán)日2000年1月20日
發(fā)明者李志明 申請人:深圳市輝大高科技發(fā)展有限公司