專利名稱：心臟電生理刺激波形分配電路的制作方法
技術領域：
本發明涉及醫療器械領域，具體涉及一種心臟電生理刺激波形分配電路。
背景技術：
目前，在心臟病對人類的諸多威脅中，心室室顫是其中威脅最大的一種。因此對心室室顫發生的機理進行研究，以及在室顫情況下，對電擊除顫的機理進行研究，都具有相當重要的意義。心臟會產生室顫的主要原因是心臟在心電周期中的易損期受到了一定的刺激。在易損期內，各部分心肌興奮性的恢復程度是不一致的。此時，如果心臟受到一個刺激信號，則極易產生室性心動過速或室顫。目前最常用的電生理刺激方法是程控前期刺激法(PES)，即通過使用程控刺激儀按事先編排好的程序來進行刺激。心臟電生理刺激儀的原理是利用一組或多組程序控制的定時精確的電脈沖去刺激心臟，并記錄心臟的反應。它能比常規的心電圖更加詳細地檢查出心臟傳導系統方面的病變。而且，通過它發放的電刺激可以成功而有效地消除折返效應，這一切使得它對于折返性心動過速的治療可以收到藥物所不能比擬的效果。目前在心臟介入手術治療中，經常使用的是多道生理記錄儀。多道生理記錄儀能夠同時監視心臟內多達128路的生理信號。在手術的過程中，醫生可能需要將刺激儀發出的電刺激信號加到128路生理信號的任意兩路信號之間來檢查心臟傳導系統方面的病變。高達128路的刺激信號分配對于使用傳統方式的分配電路是一個巨大的挑戰。傳統的刺激信號的分配電路的實現方法有兩種
一是使用傳統的數字信號電路完成刺激信號通道的選擇。傳統上，使用數字信號電路進行刺激信號通道的選擇方法在刺激通道數量比較少的時候比較精簡實用。而在通道數量比較多的時候，需要使用的數字信號IC的數量將急劇增加，線路板的面積將迅速增大。這樣電路的復雜性也迅速增大同時還會增加電路的功耗，增大不可靠性。—是使用電磁繼電器完成刺激信號的分配。使用電磁繼電器有以下幾個缺點。電磁繼電器不能實現電路高頻快速通斷，電磁繼電器動作速度比較慢，一般需要幾十微秒的時間才能夠做出反應。電磁繼電器狀態切換的過程中會產生“噠噠”的噪聲,而且切換的過程中有可能產生電火花，同時導致電磁繼電器的觸點易氧化。在此過程中還會產生電磁干擾。另外，電磁繼電器使用壽命較短。二是使用多路模擬開關。多路模擬開關是從多個模擬輸入信號中切換選擇所需要的模擬輸入信號電路。多路模擬開關是使用場效應晶體管作為開關電路而得到了廣泛應用。其優點是工作速度快，導通電阻低，截止電阻高。在刺激電路中使用多路模擬開關主要存在的安全隱患是多路模擬開關自身帶有電源，如果器件損壞，將會導致直流電直接作用到人體心臟上造成醫療事故。可見，由于現有技術上存在著上述的缺陷，需要一種新型的電路來完成刺激信號分配時存在的種種缺陷。
發明內容
有鑒于此，本發明的目的在于提供一種心臟電生理刺激波形分配電路，采用CPLD/FPGA通道選擇電路和光MOS電路，增強電路的可靠性，減少電路的功耗，實現電路模塊化，減少出現問題的概率。本發明采用以下技術方案
一種心臟電生理刺激波形分配電路，其中，包括單片機、刺激信號產生模塊、通道選擇解碼電路模塊和通道開關控制模塊；所述單片機分別連接刺激信號產生模塊和通道選擇解碼電路模塊，刺激信號產生模塊分別與兩個通道開關控制模塊，通道選擇解碼電路模塊分別連接到兩個通道開關控制模塊上。作為優選，所述的通道選擇解碼電路模塊為CPLD/FPGA通道選擇電路。作為優選，所述的通道開關控制模塊為光MOS電路。本發明的有益效果是
CPLD/FPGA通道選擇電路拋棄了傳統的使用74等系列的數字芯片完成通道選擇的方法，轉而可編程邏輯電路完成解碼；使用該方法有助于減少電路解碼中使用的芯片的數量，增強電路的可靠性，減少電路的功耗，實現電路模塊化，減少出現問題的概率。同時，如果將來需求有變動，設計人員可以隨時更改代碼來實現，加快了工作的進度。同時，由于光MOS芯片作為刺激信號的輸出通道控制電路，避免了上述采用電磁繼電器的所有的缺點，也避免了使用模擬開關的所有的缺點。同時，還縮小了電路板的體積，為設備的小型化做出了貢獻。
圖I為本發明的拓撲結構框圖2為本發明的CPLD/FPGA電路的結構框圖3為本發明的通道控制結構框圖。
具體實施例方式下面結合附圖和實例對本發明作進一步描述
如圖I所示，本發明包括單片機、刺激信號產生模塊、通道選擇解碼電路模塊和通道開關控制模塊；單片機分別連接刺激信號產生模塊和通道選擇解碼電路模塊，刺激信號產生模塊分別與兩個通道開關控制模塊，通道選擇解碼電路模塊分別連接到兩個通道開關控制模塊上。通道選擇解碼電路模塊為CPLD/FPGA通道選擇電路。整個電路使用的電源是經過Drac隔離模塊完成與網電源的隔離和多道生理記錄儀其他電路部分的隔離，以保證患者漏電流滿足安全標準的要求，單片機工作所需要的指令由多道生理記錄儀下發，由數字隔離芯片完成與多道生理記錄儀的隔離。隔離之后的電源經過LDO模塊分別變到5V和3. 3V左右，滿足5V單片機和3. 3V CPLD/FPGA芯片工作的需求。根據外部的指令，單片機產生合適的片選和地址信號輸出到CPLD/FPGA芯片。CPLD/FPGA接收到來自于單片機的指令之后，進行譯碼，輸出正確的通道選擇信號。被選中的通道執行開關的指令，將刺激信號產生模塊產生的復合規定要求的刺激信號輸出到人體心臟，完成對心臟的電生理刺激功能。如圖2所示，是一個典型的CPLD/FPGA的功能結構圖。CPLD/FPGA接收來自于單片機的控制信號(CS和ALE)，按照規定的時序流程，對接收的信號進行解碼，輸出相應的P和N的電平信號。當P和N被選中時,相應的通道輸出為選中電平,否則輸出為未選中電平。當CS信號為未選中時,輸出通道全部為未選中狀態。如圖3所示，是本發明中的光MOS管電路。從圖中我們可以看出，當P_CH的信號電平為低電平的時候，引腳7和引腳8之間的通道處于導通狀態，刺激信號正輸出到STIMU信號線上。iN_CH的信號電平為低電平的時候，引腳5和引腳6之間的通道處于導通狀態，刺激信號負輸出到STIMU信號線上。這只是一路通道的控制信號工作的情況。如果多路通道中有任意兩路通道選中不同的刺激信號，則這兩路通道之間的心臟肌肉之間就被施加上了刺激信號。通過選擇不同的通道，醫務人員可以將刺激信號在任意兩路通道之間進行切換，完成對心臟任意兩點間的刺激功能。另外需要說明的是光MOS管的結構。由于光MOS管的輸入和輸出部分存在著高大幾千伏的隔離電壓，這樣，即使刺激電路的輸出端受到除顫電壓或者靜電電壓等造成損壞，光MOS管的工作的電壓3. 3V也不會直接通過輸出部分作用到人體上。相比較使用模擬開關的方案而言，該方案大大的提高了刺激儀的安全系數。最后說明的是，以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非限制，本領域普通技術人員對本發明的技術方案所做的其他修改或者等同替換，只要不脫離本發明技術方案的精神和范圍，均應涵蓋在本發明的權利要求范圍當中。
權利要求
1.一種心臟電生理刺激波形分配電路，其特征在于包括單片機、刺激信號產生模塊、通道選擇解碼電路模塊和通道開關控制模塊；所述單片機分別連接刺激信號產生模塊和通道選擇解碼電路模塊，刺激信號產生模塊分別與兩個通道開關控制模塊，通道選擇解碼電路模塊分別連接到兩個通道開關控制模塊上。
2.根據權利要求I所述的一種心臟電生理刺激波形分配電路，其特征在于所述的通道選擇解碼電路模塊為CPLD/FPGA通道選擇電路。
3.根據權利要求2所述的一種心臟電生理刺激波形分配電路，其特征在于所述的通道開關控制模塊為光MOS電路。
全文摘要
本發明公開了一種心臟電生理刺激波形分配電路，其中，包括單片機、刺激信號產生模塊、通道選擇解碼電路模塊和通道開關控制模塊；所述單片機分別連接刺激信號產生模塊和通道選擇解碼電路模塊，刺激信號產生模塊分別與兩個通道開關控制模塊，通道選擇解碼電路模塊分別連接到兩個通道開關控制模塊上。本發明采用CPLD/FPGA通道選擇電路和光MOS電路，增強電路的可靠性，減少電路的功耗，實現電路模塊化，減少出現問題的概率。
文檔編號G05B19/042GK102945011SQ20121052185
公開日2013年2月27日 申請日期2012年12月7日 優先權日2012年12月7日
發明者夏振宏, 謝陸偉 申請人:河南華南醫電科技有限公司