一种动脉硬化检测和评估装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种动脉硬化检测和评估装置，包括信号采集部件、存储模块、数据分析模块、结果显示模块和报告输出模块，信号采集部件用于提取患者的心电、心音和血压等生物信号；所述存储模块与所述信号采集部件相连，用于将所述信号采集部件采集的信号数据保存起来；所述数据分析模块与存储模块相连，将存储在存储模块中的生物信号进行特征点的提取，计算踝臂指数ＡＢＩ和检测脉搏波在血管内的传导时间ＰＷＶ，所述结果显示单元与所述数据分析模块相连，用于将数据分析模块计算的结果向用户显示所述报告输出模块与结果显示模块相连，用来输出检测结论报告；本实用新型专利技术结构简单、成本低，能有效地对动脉硬化进行早期检测和诊断。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及一种医疗装置，特别涉及一种检测和评估动脉硬化的装置。
技术介绍
动脉硬化是动脉的一种非炎症性病变，可使动脉管壁增厚、变硬，失去弹性和管腔狭小。最近几十年，随着人类生活水平的不断提高和饮食结构的不断改变，心脑血管疾病的发病率已经上升为各种疾病之首，成为严重威胁人类健康的第一大杀手。动脉硬化的早期检测对心脑血管疾病预后具有重要价值，如果能够在动脉硬化发生的早期即内皮功能失调期提早检测到动脉硬化程度的改变，医生可通过药物或者合理的饮食来逆转动脉硬化的发展。因此，动脉硬化的早期检测、早期诊断、早期控制成为当代医学科教及社会发展的重要主题。高血压及血脂升高等因素常常提示动脉硬化发生的潜在危险，踝臂指数(ABI)是踝部动脉收缩压与双侧肱动脉收缩压得最高值之比，它是诊断动脉硬化的最佳无创指标，是诊断和评价下肢闭塞性动脉硬化症的有效依据，是诊断外周动脉缺血的最佳无创指标。通过获得四肢的收缩压、平均压、舒张压和脉压，可计算踝臂指数ABI，其公式如下：ABI＝脚踝收缩压÷上臂收缩压。脉搏波速度(PWV)的测定用来评判动脉的弹性，这是基于物理学原理即脉搏波的传导速度与动脉壁的僵硬度具有相关关系：动脉的僵硬度越高或顺应性越差，则脉搏波传导速度越快，反之动脉的僵硬度越低或顺应性越好，脉搏波传导速度越慢。通过记录四肢血压脉搏波，检测脉搏波在血管内的传导时间，可计算出PWV，具体计算公式如下：PWV＝L/PTT其中L为血管长度，PTT为脉搏波传递时间。目前，国内动脉硬化诊断仪主要采用超声多普勒效应测定动脉的脉搏波传导速度，以诊断人体深浅动脉硬化的有无及轻重程度。此方法所使用的仪器精密度要求极高、造价昂贵，国内主要依赖进口。而相关的辅-->助检测装置如超声、造影以及磁共振等更为注重的是血管形态学上的改变，而这种改变常常是发生在具有一定程度的器质性病变之后，不能从早期了解动脉硬化的僵硬度的变化程度。
技术实现思路
为了解决现有技术中的问题，本技术提供一种结构简单、成本低的检测和评估动脉硬化的装置，其包括信号采集部件、存储模块、数据分析模块、结果显示模块和报告输出模块，信号采集部件用于提取患者的心电、心音和血压等生物信号；存储模块与所述信号采集部件相连，用于将所述信号采集部件采集的信号数据保存起来所述数据分析模块与存储模块相连，将存储在存储模块中的生物信号进行特征点的提取，计算踝臂指数ABI和检测脉搏波在血管内的传导时间PWV，其中ABI和PWV由下式给出：ABI＝脚踝收缩压÷上臂收缩压PWV＝L/PTTL为血管长度，PTT为脉搏波传递时间；所述结果显示单元与所述数据分析模块相连，用于将数据分析模块计算的结果向用户显示，所述报告输出模块与结果显示模块相连，用来输出检测结论报告，以向用户和患者提供，并供存档之用。进一步，所述的信号采集部件还包括采集传感器，采集模块和传输模块，采集传感器一端与患者相连，一端与该仪器相连，主要用来采集心电、心音、四肢袖带血压的信号，采集模块用来监测、控制采集传感器的工作，并将数据送到传输模块，传输模块是硬件控制与软件分析的中间媒介，将数据上传到PC机的数据分析模块进行信号处理和分析。本技术的采集传感器进一步包括心电信号采集传感器、心音信号采集传感器、四肢血压采集传感器以及颈动脉、桡动脉、股动脉和趾动脉四处脉搏采集传感器，信号传输模块具有标准的USB数据传输接口，用于与本装置其它模块相连。所述的信号采集部件采集心电、心音、四肢的袖带血压来综合分析动脉硬化程度，其中针对脚踝压力采用双袖带进行血压测量，该双袖带包括气泵、双袖带内部阀、大袖带慢放气阀、小袖带慢放气阀和快放气阀。-->本技术的装置采用示波法实现无创血压的自动检测，即对读入的脉搏振动波动信号经过去噪、去基线漂移处理后，再找脉搏波极大值点，提取脉搏振动波动信号幅值的包络曲线，如果没有出现包络线特征点，则返回读取脉搏信号波，重复进行上述包络线特征点的选择，如果出现包络线特征点，则进行血压参数的计算。本技术的特点是，结构简单，操作方便，一次检测即可计算ABI、PWV、ET、PEP等多个参数，使得诊断和评估动脉硬化程度更加方便、快捷、准确。比传统的采用超声多普勒效应测定动脉的脉搏波传导速度的技术相比，本技术的装置成本低，能有效地对动脉硬化进行早期检测和诊断，益于广泛应用。附图说明图1是本申请动脉硬化检测和评估装置的系统总体框图：图2是本申请动脉硬化检测和评估装置采集的信号图；图3是本申请动脉硬化检测和评估装置的内部结构原理框图；图4是本申请动脉硬化检测和评估装置中双袖带检测的时序图；图5是本申请动脉硬化检测和评估装置中无创血压检测过程示意图；图6是本申请动脉硬化检测和评估装置中血压计算的流程图。图7是利用本申请动脉硬化检测和评估装置计算出的脉搏波包络线图。具体实施方式本装置的设计原理是通过采集四肢的血压脉搏信号、心电和心音信号，提取脉搏波的特征参数，从而计算出脉搏波传导速度PWV和踝臂指数ABI(脚踝血压与上臂血压之比)，以帮助早期检测和诊断动脉硬化。本技术动脉硬化检测和评估装置的系统总体框图如图1所示，其包括信号采集部件、存储模块、数据分析模块、结果显示模块和报告输出模块；所述信号采集部件用于提取患者的心电、心音和血压等生物信号；这些信号被传输到存储模块进行存储，然后再输入到数据分析模块，在数据分析模块进行脉搏波传导速度PWV和踝臂指数ABI的计算和分析，计算和分析的结果通过显示模块进行显示，并将结果通过报告输出模块输出。其中信号采集部件包括采集传感器，采集模块和传输模块，-->采集传感器一端与患者相连，一端与该仪器相连，主要用来采集心电、心音、四肢袖带血压的信号，采集模块用来监测、控制采集传感器的工作，并将数据送到传输模块，传输模块是硬件控制与软件分析的中间媒介，将数据上传到PC机的数据分析模块进行信号处理和分析。本技术中的采集传感器有多个，包括心电信号采集传感器、心音信号采集传感器、四肢血压采集传感器以及颈动脉、桡动脉、股动脉和趾动脉四处脉搏采集传感器，这些传感器可以采用两种方式，一种如心电信号传感器，直接放置在信号采集部位，如心脏，直接获取心电信号，另一种如四肢血压采集传感器，采用血压计的袖带式，带有气阀和气泵。本技术的动脉硬化检测和评估装置还可进一步带有实时显示模块，与存储单元相连，实时同步监测采集到的所有信号，也可选择监测其中的部分信号。以下结合具体采集的信号，描述本技术装置的一个实施例。如图2所示，为本申请动脉硬化检测和评估装置采集的信子，心电信号用来实时计算心率和每个心动周期的Q波起点位置，提供时间同步标尺。心音信号用来计算第二心音的位置，通过与其他特征参数联合计算心脏收缩时间间期。射血时间与射血前期的比值用来评价人体心脏泵血功能的强弱。射血前期PEP的计算如下：从第二心音起点到脉搏波重搏波切迹之间的时间。以图2为例，记录II、B两点的时刻差为射血前期PEP。射血时间计算如下：以一个周期的脉搏波来说，从起点到重搏波切迹之间的时间差，记录图2中A、B两点的时刻差即为射血时间ET。右臂、左臂、右踝和左踝血压信号用来获得四肢的收缩压、平均压、舒张压和脉压，来计算踝臂指数ABI。踝臂指数(本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种动脉硬化检测和评估装置，其特征在于，包括信号采集部件、存储模块、数据分析模块、结果显示模块和报告输出模块，　　　　所述信号采集部件用于提取患者的心电、心音和血压等生物信号；　　　　所述存储模块与所述信号采集部件相连，用于将所述信号采集部件采集的信号数据保存起来；　　　　所述数据分析模块与存储模块相连，将存储在存储模块中的生物信号进行特征点的提取，计算踝臂指数ＡＢＩ和检测脉搏波在血管内的传导时间ＰＷＶ，其中ＡＢＩ和ＰＷＶ由下式给出：　　　　ＡＢＩ＝脚踝收缩压÷上臂收缩压　　　　ＰＷＶ＝Ｌ／ＰＴＴ　　　　Ｌ为血管长度，ＰＴＴ为脉搏波传递时间，　　　　所述结果显示单元与所述数据分析模块相连，用于将数据分析模块计算的结果向用户显示；　　　　所述报告输出模块与结果显示模块相连，用来输出检测结论报告，以向用户和患者提供，并供存档之用。

【技术特征摘要】
1.一种动脉硬化检测和评估装置，其特征在于，包括信号采集部件、存储模块、数据分析模块、结果显示模块和报告输出模块，所述信号采集部件用于提取患者的心电、心音和血压等生物信号；所述存储模块与所述信号采集部件相连，用于将所述信号采集部件采集的信号数据保存起来；所述数据分析模块与存储模块相连，将存储在存储模块中的生物信号进行特征点的提取，计算踝臂指数ABI和检测脉搏波在血管内的传导时间PWV，其中ABI和PWV由下式给出：ABI＝脚踝收缩压÷上臂收缩压PWV＝L/PTTL为血管长度，PTT为脉搏波传递时间，所述结果显示单元与所述数据分析模块相连，用于将数据分析模块计算的结果向用户显示；所述报告输出模块与结果显示模块相连，用来输出检测结论报告，以向用户和患者提供，并供存档之用。2.根据权利要求1所述的动脉硬化检测和评估装置，其特征在于，所述信号采集部件进一步包括采集传感器，采集模块和传输模块；采集传感...

【专利技术属性】
技术研发人员：段年英，张永红，吴磊，
申请(专利权)人：北京麦邦光电仪器有限公司，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]