一種陣列心電信號(hào)實(shí)現(xiàn)的空間心動(dòng)圖系統(tǒng)設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種陣列心電信號(hào)處理系統(tǒng)，尤其是涉及一種以陣列心電信號(hào)為基礎(chǔ)在人體全息理論支持下實(shí)現(xiàn)心臟的空間向量圖和空間心動(dòng)圖的系統(tǒng)設(shè)備
【背景技術(shù)】
[0002]根據(jù)心臟解胞學(xué)和心臟電子學(xué)心肌細(xì)胞的靜息電位周期性的除極、復(fù)極過(guò)程是產(chǎn)生心電信號(hào)的基本活動(dòng)
[0003]心肌細(xì)胞從功能上主要分為自律功能細(xì)胞、收縮功能細(xì)胞。自律功能細(xì)胞按一定周期自動(dòng)完成除極、復(fù)極過(guò)程，產(chǎn)生電興奮。收縮功能細(xì)胞是接收興奮，觸發(fā)除極、復(fù)極，并使得肌原纖維收縮。自律功能細(xì)胞集中于竇房結(jié)，所以，一個(gè)周期的初始電興奮起源于心房。
[0004]一個(gè)細(xì)胞的除極和復(fù)極過(guò)程是很快的，在0.1-1毫秒之間，之后處于等待狀態(tài)，它再次除極需要有傳導(dǎo)來(lái)的興奮刺激。只有心房竇房結(jié)的自律細(xì)胞在一個(gè)心動(dòng)周期完結(jié)后，會(huì)自動(dòng)再次興奮、除極，并將興奮下傳。
[0005]任何細(xì)胞都有興奮傳導(dǎo)功能，但是希氏束(即房室束，和房室結(jié)連接)左右房室束支(主要由浦肯野細(xì)胞組成)傳導(dǎo)速度快，傳導(dǎo)速度是心房、室壁的3倍-5倍。左右希氏束支分布在左右心室間隔壁。所以，心室的激動(dòng)先發(fā)生于是室間隔。這種結(jié)構(gòu)導(dǎo)致心室除極興奮過(guò)程比較復(fù)雜，使得心室各個(gè)部份在不同時(shí)刻啟動(dòng)除極。
[0006]興奮激動(dòng)是指細(xì)胞的除極、復(fù)極活動(dòng)。在指定時(shí)刻全部可能的細(xì)胞興奮激動(dòng)的電活動(dòng)產(chǎn)生綜合電動(dòng)力，向空間輻射電信號(hào)。電信號(hào)輻射是瞬間的。但興奮的傳導(dǎo)不是電信號(hào)輻射，而是細(xì)胞之間的興奮激動(dòng)定向握手傳遞，所以興奮的傳導(dǎo)不是瞬時(shí)的，是需要時(shí)間的。興奮的傳導(dǎo)使得心臟的各個(gè)部位有序地興奮激動(dòng)，興奮的傳導(dǎo)是電活動(dòng)的傳導(dǎo)。
[0007]電活動(dòng)除輻射信號(hào)外還導(dǎo)致心肌縮放。心肌細(xì)胞周?chē)怯啥喾N蛋白絲構(gòu)成的肌原纖維。細(xì)胞的除極、復(fù)極活動(dòng)(電活動(dòng))向空間輻射電信號(hào)的同時(shí)，引起肌膜電位變化，使鈣離子依梯度擴(kuò)散到肌漿，與肌動(dòng)蛋白絲結(jié)合，觸發(fā)肌漿中粗絲的酶分解釋放能量，使細(xì)絲滑動(dòng)導(dǎo)致肌節(jié)縮短，心肌纖維收縮。在復(fù)極時(shí)，蛋白酶促使肌漿內(nèi)的鈣離子被肌漿網(wǎng)收走，肌纖維舒張。
[0008]一個(gè)細(xì)胞群的綜合過(guò)程構(gòu)成其肌塊收縮，心房的收縮從右上方向左下方蠕動(dòng)收縮，將血液擠壓到心室。心房細(xì)胞完全完成除極，心房結(jié)束收縮。興奮傳導(dǎo)到房室結(jié)進(jìn)而由希氏束向心室傳導(dǎo)，引起心室肌的收縮。室間隔兩側(cè)分布左右束支，和希氏束一樣是快速傳導(dǎo)的，每秒0.5-5米。而室壁細(xì)胞是慢速傳導(dǎo)，每秒0.1米。所以心室過(guò)程是室間隔首先除極、收縮，然后是室壁內(nèi)膜到外膜。這種不同步的收縮保證心室血液能夠順利、完全從心室的動(dòng)脈擠壓流出。
[0009]從心肌收縮的機(jī)制看出，收縮力度與信號(hào)強(qiáng)度無(wú)直接關(guān)系。但是，在峰值處是更多的細(xì)胞的除極的合成，也意味著更多細(xì)胞的收縮活動(dòng)，信號(hào)峰值處的時(shí)刻對(duì)應(yīng)的收縮強(qiáng)度相對(duì)大一些。
[0010]為向動(dòng)脈射血，心室的收縮力度必須大。心室襞布滿(mǎn)浦肯野纖維。浦肯野細(xì)胞除興奮傳導(dǎo)快外，其動(dòng)作電位變化率高達(dá)1000V/S。因此，除極復(fù)極周期是100微秒級(jí)，其肌纖維收縮時(shí)間也極短，其收縮力度自然強(qiáng)大。1000V/S的變化率導(dǎo)致超輻射，所以，反映心室綜合除極過(guò)程的QRS波群幅度也大，是P波的數(shù)倍。所以，收縮力度雖然和信號(hào)強(qiáng)度無(wú)直接關(guān)系，但是信號(hào)強(qiáng)度和收縮力度間接存在比例關(guān)系。
[0011]所以，心電信號(hào)是心臟心肌綜合電動(dòng)力的體現(xiàn)，心電信號(hào)反映了心臟功能和生理活動(dòng)。
[0012]但是，從1900年首次獲取心電信號(hào)建立了基本的心電圖，至今已有百余年歷史。百余年來(lái)，依據(jù)心電信號(hào)理論發(fā)明、創(chuàng)造了各種各樣的無(wú)創(chuàng)式心電儀設(shè)備。但是這些設(shè)備對(duì)心電信號(hào)的應(yīng)用還只是局限于心電信號(hào)記錄儀層次的水平。目前這些普通心電儀設(shè)備在二維的心電信號(hào)測(cè)量環(huán)境下，使用單點(diǎn)信號(hào)構(gòu)成一維心電圖形描述心臟活動(dòng)。單點(diǎn)心電信號(hào)的圖形不能明確說(shuō)明心臟的功能活動(dòng)。所以，目前的心電圖儀多數(shù)使用6-12個(gè)心電信號(hào)的圖形構(gòu)成心電圖。實(shí)際上，即便是12導(dǎo)聯(lián)心電儀也不能準(zhǔn)確地描述心臟的功能狀態(tài)。如果增加更多的信號(hào)構(gòu)建心電圖，會(huì)造成人工判讀的困難。所以，現(xiàn)有的無(wú)創(chuàng)式心電設(shè)備對(duì)心電信號(hào)攜帶的信息的認(rèn)識(shí)和和使用是不全面的、不完整的。這也導(dǎo)致目前這些設(shè)備只能起到一般的參考作用，起到心臟基本功能的監(jiān)控作用。
[0013]所以，需要深入挖掘心電信號(hào)攜帶的心臟生理和病理信息，從新的視角出發(fā)，建立新的心電信號(hào)應(yīng)用模式，使得無(wú)創(chuàng)式心電系統(tǒng)設(shè)備可以比較準(zhǔn)確地描述心臟的功能狀態(tài)，成為診斷心臟功能的可依靠設(shè)備之一。
[0014]本實(shí)用新型就是為解決上述問(wèn)題而提出的。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0015]本實(shí)用新型的目的是提供一種新的無(wú)創(chuàng)式心電系統(tǒng)設(shè)備，在三維的空間環(huán)境下測(cè)量、處理心電信號(hào)，用三維的空間向量圖和心臟實(shí)體模型空間心動(dòng)圖取代一般心電設(shè)備的一維信號(hào)心電圖，建立一種可依靠的診斷心臟功能的新設(shè)備。
[0016]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是:
[0017]本實(shí)用新型包括陣列信號(hào)導(dǎo)聯(lián)部件、信號(hào)編輯部件、信號(hào)采樣部件、采樣數(shù)據(jù)綜合部件、心電數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)、數(shù)據(jù)分析與處理中心和互聯(lián)網(wǎng)控制部件。其特征在于所述陣列信號(hào)導(dǎo)聯(lián)部件和信號(hào)編輯部件相連，信號(hào)編輯部件和信號(hào)采樣部件相連，信號(hào)采樣部件和采樣數(shù)據(jù)綜合部件相連，采樣數(shù)據(jù)綜合部件和數(shù)據(jù)分析與處理中心相連，數(shù)據(jù)分析與處理中心和心電數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)、互聯(lián)網(wǎng)控制部件相連。
[0018]其中所述陣列信號(hào)導(dǎo)聯(lián)部件包括帶有緩沖器的傳感器組。
[0019]其中所述信號(hào)編輯部件包括陣列控制器和由微處理器、組合開(kāi)關(guān)構(gòu)成的信號(hào)編輯模塊。陣列控制器是個(gè)CPU組件，它接收通信控制器的命令，建立操作指令，控制信號(hào)編輯模塊編輯陣列信號(hào)導(dǎo)聯(lián)部件的信號(hào)，將編輯的信號(hào)轉(zhuǎn)送信號(hào)采樣部件。
[0020]其中所述信號(hào)采樣部件包括8個(gè)信號(hào)采樣模塊和信號(hào)采樣控制器。信號(hào)采樣控制器是個(gè)信號(hào)處理CPU。每個(gè)信號(hào)采樣模塊由可編程的百萬(wàn)倍自適應(yīng)信號(hào)放大器、傳感電極信號(hào)探測(cè)與刺激電路和16位ADC電路組成。
[0021]其中所述采樣數(shù)據(jù)綜合部件包括兩個(gè)采樣數(shù)據(jù)綜合模塊和通信控制器。通信控制器是個(gè)CPU組件，控制兩個(gè)采樣數(shù)據(jù)綜合模塊。通信控制器還和陣列控制器、信號(hào)采樣控制器相連。采樣數(shù)據(jù)綜合模塊由具有多個(gè)SPI信道的微處理器構(gòu)成，每個(gè)采樣數(shù)據(jù)綜合模塊通過(guò)4個(gè)SPI信道分別連接信號(hào)采樣部件的4個(gè)信號(hào)采樣模塊。
[0022]其中所述數(shù)據(jù)分析與處理中心包括系統(tǒng)管理設(shè)備、數(shù)據(jù)分析與處理設(shè)備和實(shí)時(shí)心動(dòng)顯示監(jiān)控設(shè)備。數(shù)據(jù)分析與處理中心和數(shù)據(jù)綜合部件、心電數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)以及互聯(lián)網(wǎng)控制部件相連。
[0023]其中所述心電數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)和數(shù)據(jù)分析與處理中心相連。心電數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)是自主的專(zhuān)用數(shù)據(jù)庫(kù)，是個(gè)大容量信息數(shù)據(jù)管理設(shè)備。
[0024]其中所述互聯(lián)網(wǎng)控制部件和數(shù)據(jù)分析與處理中心相連?；ヂ?lián)網(wǎng)控制部件是個(gè)自主專(zhuān)用網(wǎng)關(guān)，保證內(nèi)部的專(zhuān)業(yè)結(jié)點(diǎn)之間進(jìn)行保密通信。
[0025]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)及有益效果是比較全面地、多方位地利用心電信號(hào)，深入地挖掘心電信號(hào)所提供的心臟功能活動(dòng)信息，建立描述心臟功能活動(dòng)的新的應(yīng)用模式。在兼容心電儀功能的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)心臟功能自動(dòng)診斷、實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)空間心電向量顯示和實(shí)時(shí)空間心動(dòng)圖顯示。所以，本實(shí)用新型可以更為精確地展示心臟的功能活動(dòng)，能夠提供可以依靠的心臟功能活動(dòng)數(shù)據(jù)。與超聲設(shè)備相比本實(shí)用新型顯示精細(xì)，與CT相比本實(shí)用新型操作安全、無(wú)輻射，所以，本實(shí)用新型是一種全新的無(wú)創(chuàng)式心臟功能活動(dòng)測(cè)量設(shè)備。
【附圖說(shuō)明】
[0026]圖1是系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)框；
[0027]圖2是陣列信號(hào)導(dǎo)聯(lián)原理圖；
[0028]圖3是信號(hào)采樣原理圖；
[0029]圖4是采樣數(shù)據(jù)綜合設(shè)備原理圖；
[0030]圖5是數(shù)據(jù)分析與處理中心原理圖；
[0031]圖6是系統(tǒng)應(yīng)用軟件模塊圖；
[0032]圖7是自動(dòng)診斷流程圖；
[0033]圖8是心電空間向量處理流程圖；
[0034]圖9是心臟空間心動(dòng)圖處理流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0035]以下實(shí)施例用于說(shuō)明本實(shí)用新型，但不用來(lái)限制本實(shí)用新型的范圍。
[0036]如圖1所示，本實(shí)用新型包括陣列信號(hào)導(dǎo)聯(lián)部件1、信號(hào)編輯部件2、信號(hào)采樣部件3、采樣數(shù)據(jù)綜合部件4、心電數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)5、數(shù)據(jù)分析與處理中心6和互聯(lián)網(wǎng)控制部件7，其中陣列信號(hào)導(dǎo)聯(lián)部件I和信號(hào)編輯部件2相連，信號(hào)編輯部件2和信號(hào)采樣部件3相連，信號(hào)采樣部件3和采樣數(shù)據(jù)綜合部件4相連，采樣數(shù)據(jù)綜合部件4和數(shù)據(jù)分析與處理中心6相連，數(shù)據(jù)分析與處理中心6和心電數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)5、互聯(lián)網(wǎng)控制部件7相連，采樣數(shù)據(jù)綜合部件4的通信控制器43和信號(hào)采樣部件3的信號(hào)采樣39、信號(hào)編輯部件2的陣列控制器22相連。
[0037]如圖1所示，陣列信號(hào)導(dǎo)聯(lián)部件I的帶有傳感器緩沖器的128線導(dǎo)聯(lián)模塊11、128線導(dǎo)聯(lián)模塊12、128線導(dǎo)聯(lián)模塊13、128線導(dǎo)聯(lián)模塊14、128線導(dǎo)聯(lián)模塊15、128線導(dǎo)聯(lián)模塊16、128線導(dǎo)聯(lián)模塊17和128線導(dǎo)聯(lián)模塊18可以同時(shí)測(cè)取1024路心電信號(hào)，并將信號(hào)送信號(hào)編輯器21。
[0038]如圖1所示，信號(hào)編輯部件2包括信號(hào)編輯模塊21和陣列控制模塊22。陣列控制模塊22是個(gè)CPU組件，它接收通信控制器43的命令，對(duì)信號(hào)編輯模塊21進(jìn)行設(shè)置管理。信號(hào)編輯模塊21由微處理器和組合開(kāi)關(guān)構(gòu)成，信號(hào)編輯模塊21選擇和編輯陣列信號(hào)導(dǎo)聯(lián)部件I測(cè)取的心電信號(hào)。按照陣列控制模塊22的指令，信號(hào)編輯模塊