起搏發(fā)生裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種起搏發(fā)生裝置，包括：阻抗檢測單元，用于檢測患者的阻抗值并輸出；恒流源，用于與患者連接并向患者輸出起搏電流；微處理器用于根據(jù)目標(biāo)起搏電流信號輸出模擬電壓給恒流源，從而控制恒流源輸出起搏電流；微處理器還用于接收阻抗值，并根據(jù)阻抗值和目標(biāo)起搏電流信號確定目標(biāo)電壓值后輸出調(diào)節(jié)信號；以及升壓單元，用于接收調(diào)節(jié)信號并根據(jù)調(diào)節(jié)信號調(diào)整起搏電壓；升壓單元還用于與患者連接向患者輸出起搏電壓。上述起搏發(fā)生裝置能夠有效保證加載到患者身上的電流以及電壓安全，從而保證了患者的安全。
【專利說明】
起搏發(fā)生裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及醫(yī)療器械技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及起搏發(fā)生裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在臨床的緊急救治場合需要對病人進(jìn)行體外無創(chuàng)起搏以獲得及時(shí)的救治效果。除顫監(jiān)護(hù)儀具有無創(chuàng)起搏功能，能夠產(chǎn)生一定強(qiáng)度和寬度的電脈沖，并通過電極釋放給心臟，刺激心肌，從而能夠?qū)Τ澲蟮男膭?dòng)過緩進(jìn)行治療。體外人體胸阻范圍較體內(nèi)阻抗寬，一般變化范圍從20歐姆?200歐姆。考慮到各種人體的差異以及皮膚的接觸阻抗，除顫監(jiān)護(hù)儀設(shè)定的可起搏阻抗范圍一般為20歐姆?750歐姆，而臨床有效刺激脈沖電流變化范圍5mA?200mA。因此作用于人體的電壓范圍為0.1V?150V。由于電脈沖直接作用于人體刺激心臟，過高的電壓和過大的電流將會(huì)對病人造成傷害，因此需在起搏過程中對作用于人體的起搏電壓和電流進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控，當(dāng)發(fā)生電壓過高或者電流過大時(shí)停止起搏輸出，保護(hù)患者。
[0003]傳統(tǒng)起搏系統(tǒng)對起搏電路的電壓保護(hù)采用硬件保護(hù)的方式，保護(hù)點(diǎn)基本設(shè)定為起搏裝置的最高工作電壓。而當(dāng)病人的阻抗較低時(shí)，由于起搏保護(hù)點(diǎn)電壓設(shè)定過高，加載到人體后，仍會(huì)對患者造成傷害。傳統(tǒng)的起搏系統(tǒng)的電流控制是通過采樣電阻對起搏電流進(jìn)行采樣，ADC數(shù)字化后送入微處理器進(jìn)行判斷電流是否正常，如果電流異常，則切斷起搏回路；該方法采用軟件實(shí)現(xiàn)。而采用軟件方式對電流控制有以下缺點(diǎn)(I)軟件采樣，具有一定的延時(shí)性；(2)當(dāng)軟件采樣出錯(cuò)時(shí)，過高的起搏電流會(huì)對人體造成傷害。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]基于此，有必要針對上述問題，提供一種能夠有效保證患者的安全的起搏發(fā)生裝置。
[0005]—種起搏發(fā)生裝置，包括:阻抗檢測單元，用于檢測患者的阻抗值并輸出；恒流源，用于與患者連接并向所述患者輸出起搏電流；微處理器，分別與所述阻抗檢測單元、所述恒流源連接；所述微處理器用于根據(jù)目標(biāo)起搏電流信號輸出模擬電壓給所述恒流源，從而控制所述恒流源輸出起搏電流；所述微處理器還用于接收所述阻抗值，并根據(jù)所述阻抗值和所述目標(biāo)起搏電流信號確定目標(biāo)電壓值后輸出調(diào)節(jié)信號；以及升壓單元，與所述微處理器連接，用于接收所述調(diào)節(jié)信號并根據(jù)所述調(diào)節(jié)信號調(diào)整起搏電壓；所述升壓單元還用于與患者連接向所述患者輸出起搏電壓。
[0006]在其中一個(gè)實(shí)施例中，還包括過壓保護(hù)單元；所述過壓保護(hù)單元連接于所述升壓單元和所述微處理器之間；所述過壓保護(hù)單元用于對所述升壓單元輸出的起搏電壓進(jìn)行采樣并在采樣電壓存在過壓時(shí)輸出過壓信號給所述升壓單元和所述微處理器；所述過壓保護(hù)單元包括第一級過壓保護(hù)電路和第二級過壓保護(hù)電路；所述第一級過壓保護(hù)電路用于將所述采樣電壓與第一級保護(hù)電壓信號比較并在所述采樣電壓大于所述第一級保護(hù)電壓信號時(shí)輸出過壓信號；所述第二級過壓保護(hù)電路用于將所述采樣電壓與第二級保護(hù)電壓信號比較并在所述采樣電壓大于所述第二級保護(hù)電壓信號時(shí)輸出過壓信號；所述第一級保護(hù)電壓信號小于所述第二級保護(hù)電壓信號。
[0007]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述第一級保護(hù)電壓信號為可調(diào)電壓信號，由所述微處理器根據(jù)所述目標(biāo)電壓值進(jìn)行設(shè)定；所述第二級保護(hù)電壓信號為固定電壓信號，根據(jù)所述起搏發(fā)生裝置的最高工作電壓確定。
[0008]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述第一級過壓保護(hù)電路包括第一比較器、第一電阻和第一二極管；所述第一比較器的輸入端分別為采樣電壓輸入端和第一級保護(hù)電壓信號輸入端；所述第一比較器的輸出端分別與所述第一電阻、所述第一二極管連接；所述第一電阻還與電源輸入端連接；所述第一二極管的陰極還與所述微處理器、所述升壓單元連接；所述第二級過壓保護(hù)電路包括第二比較器、第二電阻、第三電阻、第四電阻以及第二二極管；所述第二比較器的輸入端分別為采樣電壓輸入端和第二級保護(hù)電壓信號輸入端；所述第二級保護(hù)電壓信號由所述第二電阻和所述第三電阻分壓形成；所述第二比較器的輸出端分別與所述第四電阻、第二二極管連接；所述第四電阻還與所述電源輸入端連接；所述第二二極管的陰極還與所述第一二極管的陰極連接。
[0009]在其中一個(gè)實(shí)施例中，還包括過流保護(hù)單元和電流采樣單元；所述電流采樣單元與所述恒流源連接，用于對所述恒流源輸出的起搏電流進(jìn)行采樣并輸出采樣電流；所述過流保護(hù)單元分別與所述電流采樣單元、所述恒流源以及所述微處理器連接；所述過流保護(hù)單元包括第一級過流保護(hù)電路和第二級過流保護(hù)電路；所述第一級過流保護(hù)電路用于將所述采樣電流與第一級保護(hù)電流信號比較并在所述采樣電流大于所述第一級保護(hù)電流信號時(shí)輸出過流信號；所述第二級過流保護(hù)電路用于將所述采樣電流與第二級保護(hù)電流信號比較并在所述采樣電流大于所述第二級保護(hù)電流信號時(shí)輸出過流信號；所述第一級保護(hù)電流信號小于所述第二級保護(hù)電流信號。
[0010]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述第一級保護(hù)電流信號為可調(diào)電流信號，由所述微處理器根據(jù)所述目標(biāo)起搏電流信號進(jìn)行設(shè)定；所述第二級保護(hù)電流信號為固定電流信號，根據(jù)所述起搏發(fā)生裝置的最大工作電流確定。
[0011]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述第一級過流保護(hù)電路包括第三比較器、第五電阻、第三二極管；所述第三比較器的輸入端分別為采樣電流輸入端和第一級保護(hù)電流信號輸入端；所述第三比較器的輸出端分別與所述第五電阻、所述第三二極管連接；所述第五電阻還與電源輸入端連接；所述第三二極管的陰極還與微處理器、所述恒流源連接；所述第二級過流保護(hù)電路包括第四比較器、第六電阻、第七電阻、第八電阻以及第四二極管；所述第四比較器的輸入端分別為采樣電流輸入端和第二級保護(hù)電流信號輸入端；第二級保護(hù)電流信號輸入端連接于所述第六電阻和所述第七電阻之間；所述第六電阻還與電源輸入端連接，所述第七電阻的另一端接地；所述第四比較器的輸出端還分別與所述第八電阻、所述第四二極管連接；所述第八電阻還與所述電源輸入端連接；所述第四二極管的陰極還與所述第三二極管的陰極連接。
[0012]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述第一級過流保護(hù)電路還包括第一自鎖電路；所述第一自鎖電路連接于所述第三比較器的輸出端和采樣電流輸入端；所述第二級過流保護(hù)電路還包括第二自鎖電路；所述第二自鎖電路連接于所述第四比較器的輸出端和采樣電流輸入端。
[0013]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述過流保護(hù)單元還包括過流復(fù)位電路；所述過流復(fù)位電路包括第一三極管和第九電阻；所述第一三極管的基極與所述微處理器連接，用于接收所述微處理器輸出的過流復(fù)位信號；所述第一三極管的集電極分別與所述第三比較器的采樣電流輸入端、第四比較器的采樣電流輸入端連接；所述第一三極管的發(fā)射極串聯(lián)所述第九電阻后接地。
[0014]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述電流米樣單兀包括運(yùn)算放大器、第一米樣點(diǎn)和第二米樣點(diǎn)；所述第一采樣點(diǎn)和所述第二采樣點(diǎn)分別位于所述恒流源的不同位置；所述第一采樣點(diǎn)、所述第二采樣點(diǎn)分別與所述運(yùn)算放大器的第一輸入端、第二輸入端連接；所述第二采樣點(diǎn)還與所述第三比較器的采樣電流輸入端連接；所述運(yùn)算放大器的輸出端與所述第四比較器的采樣電流輸入端連接。
[0015]上述起搏發(fā)生裝置，施加在患者身上的起搏電流可以由微處理器根據(jù)目標(biāo)起搏電流信號輸出相應(yīng)的模擬電壓從而控制恒流源輸出目標(biāo)起搏電流；起搏電壓則可以由微處理器根據(jù)患者的阻抗值以及目標(biāo)起搏電流信號計(jì)算出適合患者的起搏電壓，從而輸出相應(yīng)的調(diào)節(jié)信號對施加在患者身上的起搏電壓進(jìn)行調(diào)整，能夠有效保證加載到患者身上的電流以及電壓安全，從而保證了患者的安全。
【附圖說明】
[0016]圖1為一實(shí)施例中的起搏發(fā)生裝置的結(jié)構(gòu)框圖；
[0017]圖2為另一實(shí)施例中的起搏發(fā)生裝置的結(jié)構(gòu)框圖；
[0018]圖3為圖2所示的起搏發(fā)生裝置中的恒流源和電流采樣單元的電路原理圖；
[0019]圖4為圖2所示的起搏發(fā)生裝置中的過流保護(hù)單元的電路原理圖；
[0020]圖5為圖2所示的起搏發(fā)生裝置中的過壓保護(hù)單元的電路原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0022]圖1為一實(shí)施例中的起搏發(fā)生裝置的結(jié)構(gòu)框圖。一種起搏發(fā)生裝置，包括阻抗檢測單元110、恒流源120、微處理器130以及升壓單元140。其中，阻抗檢測單元110與微處理器130連接，微處理器130還分別與升壓單元140以及恒流源120連接。
[0023]阻抗檢測單元110通過電極與患者連接，從而對患者的阻抗值進(jìn)行檢測并輸出給微處理器130。恒流源120還通過電極與患者連接，用于向患者輸出起搏電流。微處理器130用于接收目標(biāo)起搏電流信號，并根據(jù)該目標(biāo)起搏電流信號輸出相應(yīng)地模擬電壓給恒流源120，從而控制恒流源120輸出相應(yīng)的起搏電流，確保加載到患者身體上的電流安全。微處理器130還用于接收阻抗檢測單元110輸出的阻抗值，并根據(jù)該阻抗值以及目標(biāo)起搏電流信號確定目標(biāo)電壓值后輸出調(diào)節(jié)信號給升壓單元140。升壓單元140根據(jù)接收到的調(diào)節(jié)信號對起搏電壓進(jìn)行調(diào)整，從而通過電極向患者輸出目標(biāo)起搏電壓，確保加載到患者身體上的電壓安全。
[0024]上述起搏發(fā)生裝置，施加在患者身上的起搏電流可以由微處理器130根據(jù)目標(biāo)起搏電流信號輸出相應(yīng)的模擬電壓從而控制恒流源120輸出目標(biāo)起搏電流；起搏電壓則可以由微處理器130根據(jù)患者的阻抗值以及目標(biāo)起搏電流信號計(jì)算出適合患者的起搏電壓，從而輸出相應(yīng)的調(diào)節(jié)信號對施加在患者身上的起搏電壓進(jìn)行調(diào)整，能夠有效保證加載到患者身上的電流以及電壓安全，從而保證了患者的安全。
[0025]圖2為另一實(shí)施例中的起搏發(fā)生裝置的結(jié)構(gòu)框圖。一種起搏發(fā)生裝置包括阻抗檢測單元210、恒流源220、電流采樣單元230、微處理器240、過流保護(hù)單元250、升壓單元260以及過壓保護(hù)單元270。
[0026]阻抗檢測單元210通過電極與患者連接，并對患者的阻抗值進(jìn)行檢測。具體地，阻抗檢測單元210可以對流經(jīng)患者的電壓和電流進(jìn)行檢測并根據(jù)檢測得到的電流值和電壓值計(jì)算得到患者的阻抗值。
[0027]恒流源220分別與微處理器240、電流采樣單元230以及過流保護(hù)單元250連接。微處理器240用于接收目標(biāo)起搏電流信號，目標(biāo)起搏電流信號可以根據(jù)患者的具體情況進(jìn)行設(shè)定。微處理器240根據(jù)接收到的目標(biāo)起搏電流信號計(jì)算恒流源220產(chǎn)生目標(biāo)起搏電流所需要的電壓值。微處理器240根據(jù)計(jì)算得到的電壓值控制DAC(數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器)輸出模擬電壓DAC_CURRENT給恒流源220。恒流源220在模擬電壓DAC_CURRENT的控制下對輸出的起搏電流進(jìn)行調(diào)整，從而達(dá)到調(diào)節(jié)人體電流的目的。電流采樣單元230分別與恒流源220、微處理器240以及過流保護(hù)單元250連接。電流采樣單元230用于對恒流源220回路中的起搏電流進(jìn)行采樣，并將采樣電流輸出給過流保護(hù)單元250。在本實(shí)施例中，電流采樣單元230還會(huì)通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器將采樣電流轉(zhuǎn)換為數(shù)字電流信號后輸出給微處理器240。
[0028]圖3為恒流源220和電流采樣單元230的電路原理圖。恒流源220包括運(yùn)算放大器U5、二極管Q2、MOS管Q3以及電阻RlO?R13。其中，運(yùn)算放大器U5的第一輸入端串聯(lián)電阻RlO后與微處理器240連接，用于接收微處理器240輸出的模擬電壓DAC_CURRENT。運(yùn)算放大器U5的輸出端串聯(lián)電阻Rl3后連接于MOS管Q3的柵極。MOS管Q3的柵極還連接于三極管Q2的集電極。三極管Q2的基極與過流保護(hù)單元270連接，用于接收其輸出的過流信號。三極管Q2的發(fā)射極接地。MOS管Q3的漏極串聯(lián)電阻Rll和電阻R12后接地。MOS管Q3的源極通過電極與患者連接。電流采樣單元230包括運(yùn)算放大器U6、第一采樣點(diǎn)Pl和第二采樣點(diǎn)P2。第一采樣點(diǎn)Pl和第二采樣點(diǎn)P2分別位于恒流源220中的不同位置，從而可以避免電路出現(xiàn)單一故障時(shí)影響電流采樣的正常工作。具體地，第二采樣點(diǎn)P2設(shè)置于MOS管Q2的漏極，第一采樣點(diǎn)Pl則設(shè)置于電阻Rll和電阻R12之間。第一采樣點(diǎn)Pl和第二采樣點(diǎn)P2分別與運(yùn)算放大器U6的第一輸入端和第二輸入端連接。第一采樣點(diǎn)Pl還作為第一電流采樣信號輸出端與過流保護(hù)單元250中的第一級過流保護(hù)電路中的采樣電流輸入端連接。運(yùn)算放大器U6的輸出端則與過流保護(hù)單元250中的第二級過流保護(hù)電路中的采樣電流輸入端連接。
[0029]過流保護(hù)單元250用于根據(jù)電流采樣單元230輸出的采樣電流對起搏電流是否存在過流情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，一旦檢測到過流情況則輸出過流信號給恒流源220，控制恒流源220中的三極管Q2導(dǎo)通，從而使得MOS管Q3截止，迅速有效地關(guān)斷起搏電流的輸出，確保施加在患者身體上的電流安全。同時(shí)，過流保護(hù)單元250還會(huì)將過流信號輸出給微處理器240。微處理器240接收到過流信號后，控制DAC停止輸出模擬電壓給恒流源220，使得恒流源220停止工作，進(jìn)一步保證電流安全。
[0030]在本實(shí)施例中，過流保護(hù)單元250包括第一級過流保護(hù)電路、第二級過流保護(hù)電路以及過流復(fù)位電路，如圖4所示。其中，第一級過流保護(hù)電路包括第三比較器U3、第三二極管D3、第五電阻R5以及第一自鎖電路。第三比較器U3的輸入端分別為第一級保護(hù)電流信號輸入端和采樣電流輸入端。其中，第一級保護(hù)電流信號輸入端與微處理器240連接，用于接收微處理器240輸出的第一級保護(hù)電流信號DA_SAMPLE。采樣電流輸入端則與電流采樣單元230中的第一采樣點(diǎn)Pl連接，用于接收第一電流采樣信號。在本實(shí)施例中，第一級保護(hù)電流信號DA_SAMPLE是由微處理器240根據(jù)目標(biāo)起搏電流信號來進(jìn)行設(shè)定的，為可調(diào)電流信號。由于不同的患者可以設(shè)定不同的目標(biāo)起搏電流信號，因此第一級保護(hù)電流信號的設(shè)置可以與患者的具體情況相適應(yīng)，從而確保施加在患者身體上的電流安全。在本實(shí)施例中，第一級保護(hù)電流信號DA_SAMPLE設(shè)置為目標(biāo)起搏電流信號的1.1倍。第三比較器U3的輸出端串聯(lián)第三二極管D3后分別與微處理器240和恒流源220連接。第三比較器U3在采樣電流大于第一級保護(hù)電流信號時(shí)，會(huì)輸出過流信號給微處理器240和恒流源220。在本實(shí)施例中，過流信號為高電平信號。第一自鎖電路包括二極管D5。二極管D5的陽極連接于第三比較器U3的輸入端，陰極則連接于第三比較器U3的采樣電流輸入端。第一自鎖電路能夠?qū)崿F(xiàn)自鎖功能，即當(dāng)過流出現(xiàn)時(shí)，自鎖電路能夠?qū)⒌谌容^器U3的輸出信號反饋到輸入端，從而使得輸入端獲得恒定的輸入信號，以維持第三比較器U3的輸出。而不帶自鎖功能的比較器，由于采樣電流減小導(dǎo)致第三比較器U3的輸出切換、微處理器出現(xiàn)故障而未停止DAC輸出起搏電流時(shí)，起搏電流將繼續(xù)施加在人體上，給患者造成傷害。
[0031]第二級過流保護(hù)電路包括第四比較器U4、第六電阻R6、第七電阻R7、第八電阻R8以及第四二極管D4，還包括第二自鎖單元。第四比較器U4的輸入端分別為第二級保護(hù)電流信號輸入端和采樣電流輸入端。其中，第二級保護(hù)電流信號大于第一級保護(hù)電流信號。第二級保護(hù)電流信號為固定電流信號，其根據(jù)起搏發(fā)生裝置的最大工作電流進(jìn)行設(shè)定。在本實(shí)施例中，第二級保護(hù)電流信號設(shè)置起搏發(fā)生裝置的最大工作電流的1.2倍。第二級保護(hù)電流信號輸入端連接于第六電阻R6和第七電阻R7之間。第六電阻R6還與電源輸入端VCC連接，第七電阻R7的另一端接地。采樣電流輸入端則與電流采樣單元230中的運(yùn)算放大器U6的輸出端連接，用于接收其輸出的第二電流采樣信號。第四比較器U4的輸出端串聯(lián)第四二極管D4后與微處理器240以及恒流源220連接。第四比較器U4的輸出端的還串聯(lián)第八電阻R8后與電源輸入端VCC連接。第四比較器U4在采樣電流大于第二級保護(hù)電流信號時(shí)輸出過流信號。第二自鎖電路包括二極管D6。二極管D6的陽極連接于第四比較器U4的輸出端，陰極連接于第四比較器的采樣電流輸入端，用于穩(wěn)定第四比較器的輸出。
[0032]在本實(shí)施例中，電流采樣單元230還與微處理器240連接，用于將采樣電流輸出給微處理器240。微處理器240中設(shè)定有過流保護(hù)閾值，該過流保護(hù)閾值與第二級保護(hù)電流信號相同。微處理器240可以通過內(nèi)部的定時(shí)器定時(shí)接收采樣電流，當(dāng)檢測到的采樣電流大于過流保護(hù)閾值時(shí)，控制DAC停止輸出模擬電壓，從而使得恒流源220停止工作。
[0033]過流復(fù)位電路包括第一三極管Q1、第九電阻R9以及二極管D7、D8。其中，第一三極管Ql的基極與微處理器240連接，用于接收微處理器240輸出的過流復(fù)位信號。第一三極管Ql的集電極分別與二極管D7、二極管D8的陰極連接。二極管D7的陽極連接于第三比較器U3的采樣電流輸入端，二極管D8的陽極則連接于第四比較器U4的采樣電流輸入端。第一三極管Ql的發(fā)射極串聯(lián)第九電阻R9后接地。在本實(shí)施例中，由于過流保護(hù)電路中均設(shè)置有自鎖電路，因此在過流發(fā)生之后比較器一直穩(wěn)定輸出過流信號。當(dāng)過流解除之后，微處理器240可以向過流復(fù)位電路輸出過流復(fù)位信號。過流復(fù)位信號為高電平信號，使得第一三極管Q3導(dǎo)通，將第三比較器U3和第四比較器U4的采樣電流輸入端的電平拉低，第三比較器U3和第四比較器U4停止輸出過流信號，實(shí)現(xiàn)對比較器的復(fù)位。
[0034]通過設(shè)置兩級電流保護(hù)電路，第二級過流保護(hù)點(diǎn)高于第一級過流保護(hù)點(diǎn)。因此在發(fā)生過流時(shí)，首先會(huì)觸發(fā)第一級保護(hù)，如果第一級保護(hù)失效，還可以觸發(fā)第二級過流保護(hù)，從而能夠有效保證加載在患者身體上的電流安全。電流保護(hù)電路能夠?qū)崿F(xiàn)自鎖功能，一旦發(fā)生過流，將鎖定過流信號輸出，關(guān)斷起搏電流的輸出。并且，微處理器240也可以根據(jù)采樣電流對起搏電流進(jìn)行監(jiān)測。因此，在過流保護(hù)單元250失效時(shí)，還能夠通過微處理器240進(jìn)行過流保護(hù)，從而實(shí)現(xiàn)對過流的三級保護(hù)，確保加載到人體的電流安全。由于微處理器240的過流保護(hù)具有延時(shí)性，因此其過流保護(hù)必然延后于第二級過流保護(hù)電路。
[0035]微處理器240還用于接收阻抗檢測單元210輸出的阻抗值，并根據(jù)阻抗值和目標(biāo)起搏電流信號計(jì)算適合于患者的目標(biāo)電壓值。微處理器240根據(jù)計(jì)算的目標(biāo)電壓值輸出相應(yīng)的調(diào)節(jié)信號給升壓單元260。升壓單元260根據(jù)該調(diào)節(jié)信號對起搏電壓進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而達(dá)到改變輸出的起搏電壓的目的。升壓單元260包括升壓變換器以及數(shù)字電位器。數(shù)字電位器連接于升壓變換器的反饋端和接地端之間。數(shù)字電位器還與微處理器240的連接，用于根據(jù)調(diào)節(jié)信號來調(diào)整電阻值，從而實(shí)現(xiàn)對起搏電壓的調(diào)整。
[0036]過壓保護(hù)單元270連接于升壓單元260和微處理器240之間。過壓保護(hù)單元270用于對升壓單元260輸出的起搏電壓進(jìn)行采樣，在采樣電壓存在過壓時(shí)輸出過壓信號給升壓單元260，直接將升壓變換器的使能信號拉低，禁止升壓變換器使能，迅速有效地關(guān)斷起搏電壓的輸出。過壓保護(hù)單元270還會(huì)將過壓信號輸出給微處理器240。微處理器240在接收到過壓信號后，輸出禁止使能信號給升壓單元，關(guān)斷起搏電壓的輸出。
[0037]過壓保護(hù)單元270包括第一級過壓保護(hù)電路和第二級過壓保護(hù)電路，如圖5所示。第一級過壓保護(hù)電路包括第一比較器Ul、第一電阻Rl和第一二極管Dl。其中，第一比較器Ul的輸入端為采樣電壓輸入端和第一級保護(hù)電壓信號輸入端。第一級保護(hù)電壓信號輸入端與微處理器240連接，用于接收微處理器240輸出的第一級保護(hù)電壓信號DA。在本實(shí)施例中，第一級保護(hù)電壓信號DA為可調(diào)電壓信號，由微處理器240根據(jù)目標(biāo)起搏電壓值進(jìn)行確定，從而使得第一級保護(hù)電壓信號DA與患者相匹配。在本實(shí)施例中，第一級保護(hù)電壓信號DA設(shè)定為目標(biāo)起搏電壓的1.1倍。第一比較器Ul的輸出端串聯(lián)第一二極管Dl后分別與微處理器240以及升壓單元260連接。第一比較器Ul的輸出端還串聯(lián)第一電阻Rl后與電源輸入端VCC連接。當(dāng)采樣電壓大于第一級保護(hù)電壓信號DA時(shí)，第一比較器Ul輸出過壓信號。
[0038]第二級過壓保護(hù)電路包括第二比較器U2、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4和第二二極管D2。其中，第二比較器U2的輸入端為采樣電壓輸入端和第二級保護(hù)電壓信號輸入端。第二級保護(hù)電壓信號輸入端連接于第二電阻R2和第三電阻R3之間。第二電阻R2還與電源輸入端連接，第三電阻R3的另一端接地。在本實(shí)施例中，第二級保護(hù)電壓信號大于第一級保護(hù)電壓信號DA。第二級保護(hù)電壓信號為固定電壓信號，其可以根據(jù)起搏發(fā)生裝置的最高工作電壓進(jìn)行設(shè)定。在本實(shí)施例中，第二級保護(hù)電壓信號設(shè)置為起搏發(fā)生裝置的最高工作電壓的1.15倍。第二比較器U2的輸出端串聯(lián)第二二極管D2后分別與微處理器240以及升壓單元260連接。第二比較器U2的輸出端還串聯(lián)第四電阻R4后與電源輸入端VCC連接。當(dāng)采樣電壓大于第二級保護(hù)電壓信號時(shí)，第二比較器U2輸出過壓信號。
[0039]過壓保護(hù)單元270采用雙級保護(hù)的方式，充分考慮了單一故障情況，使得在單一故障情況仍能有效關(guān)閉起搏電壓的輸出，提高了系統(tǒng)的安全性和可靠性，能夠保證施加在患者身上的電壓安全。并且第一級保護(hù)電壓信號可以根據(jù)目標(biāo)電壓值(即目標(biāo)起搏電流信號以及患者阻抗)進(jìn)行過壓保護(hù)點(diǎn)的調(diào)整，從而使得過壓保護(hù)能夠適應(yīng)不同的患者。
[0040]上述起搏發(fā)生裝置，施加在患者身體上的起搏電流以及起搏電壓可以根據(jù)患者自身的阻抗值進(jìn)行設(shè)定，從而避免起搏電壓過高、起搏電流過大對患者造成損害。并且，上述起搏發(fā)生裝置還設(shè)置有雙級保護(hù)的過流保護(hù)單元250和雙級保護(hù)的過壓保護(hù)單元270，能夠保證施加在患者身體上的電壓以及電流安全。
[0041]上述起搏發(fā)生裝置還包括DC-DC隔離單元，用于完成起搏電壓輸出回路與輸入源之間的隔離，起到起搏輸出回路與網(wǎng)電源隔離的目的。升壓單元260為DC-DC升壓單元。
[0042]以上所述實(shí)施例的各技術(shù)特征可以進(jìn)行任意的組合，為使描述簡潔，未對上述實(shí)施例中的各個(gè)技術(shù)特征所有可能的組合都進(jìn)行描述，然而，只要這些技術(shù)特征的組合不存在矛盾，都應(yīng)當(dāng)認(rèn)為是本說明書記載的范圍。
[0043]以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種起搏發(fā)生裝置，其特征在于，包括: 阻抗檢測單元，用于檢測患者的阻抗值并輸出； 恒流源，用于與患者連接并向所述患者輸出起搏電流； 微處理器，分別與所述阻抗檢測單元、所述恒流源連接；所述微處理器用于根據(jù)目標(biāo)起搏電流信號輸出模擬電壓給所述恒流源，從而控制所述恒流源輸出起搏電流；所述微處理器還用于接收所述阻抗值，并根據(jù)所述阻抗值和所述目標(biāo)起搏電流信號確定目標(biāo)電壓值后輸出調(diào)節(jié)信號；以及 升壓單元，與所述微處理器連接，用于接收所述調(diào)節(jié)信號并根據(jù)所述調(diào)節(jié)信號調(diào)整起搏電壓；所述升壓單元還用于與患者連接向所述患者輸出起搏電壓。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的起搏發(fā)生裝置，其特征在于，還包括過壓保護(hù)單元；所述過壓保護(hù)單元連接于所述升壓單元和所述微處理器之間；所述過壓保護(hù)單元用于對所述升壓單元輸出的起搏電壓進(jìn)行采樣并在采樣電壓存在過壓時(shí)輸出過壓信號給所述升壓單元和所述微處理器；所述過壓保護(hù)單元包括第一級過壓保護(hù)電路和第二級過壓保護(hù)電路； 所述第一級過壓保護(hù)電路用于將所述采樣電壓與第一級保護(hù)電壓信號比較并在所述采樣電壓大于所述第一級保護(hù)電壓信號時(shí)輸出過壓信號； 所述第二級過壓保護(hù)電路用于將所述采樣電壓與第二級保護(hù)電壓信號比較并在所述采樣電壓大于所述第二級保護(hù)電壓信號時(shí)輸出過壓信號；所述第一級保護(hù)電壓信號小于所述第二級保護(hù)電壓信號。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的起搏發(fā)生裝置，其特征在于，所述第一級保護(hù)電壓信號為可調(diào)電壓信號，由所述微處理器根據(jù)所述目標(biāo)電壓值進(jìn)行設(shè)定；所述第二級保護(hù)電壓信號為固定電壓信號，根據(jù)所述起搏發(fā)生裝置的最高工作電壓確定。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的起搏發(fā)生裝置，其特征在于，所述第一級過壓保護(hù)電路包括第一比較器、第一電阻和第一二極管；所述第一比較器的輸入端分別為米樣電壓輸入端和第一級保護(hù)電壓信號輸入端；所述第一比較器的輸出端分別與所述第一電阻、所述第一二極管連接；所述第一電阻還與電源輸入端連接；所述第一二極管的陰極還與所述微處理器、所述升壓單元連接； 所述第二級過壓保護(hù)電路包括第二比較器、第二電阻、第三電阻、第四電阻以及第二二極管；所述第二比較器的輸入端分別為采樣電壓輸入端和第二級保護(hù)電壓信號輸入端；所述第二級保護(hù)電壓信號由所述第二電阻和所述第三電阻分壓形成；所述第二比較器的輸出端分別與所述第四電阻、第二二極管連接；所述第四電阻還與所述電源輸入端連接；所述第二二極管的陰極還與所述第一二極管的陰極連接。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的起搏發(fā)生裝置，其特征在于，還包括過流保護(hù)單元和電流采樣單元；所述電流采樣單元與所述恒流源連接，用于對所述恒流源輸出的起搏電流進(jìn)行采樣并輸出采樣電流；所述過流保護(hù)單元分別與所述電流采樣單元、所述恒流源以及所述微處理器連接；所述過流保護(hù)單元包括第一級過流保護(hù)電路和第二級過流保護(hù)電路； 所述第一級過流保護(hù)電路用于將所述采樣電流與第一級保護(hù)電流信號比較并在所述采樣電流大于所述第一級保護(hù)電流信號時(shí)輸出過流信號； 所述第二級過流保護(hù)電路用于將所述采樣電流與第二級保護(hù)電流信號比較并在所述采樣電流大于所述第二級保護(hù)電流信號時(shí)輸出過流信號；所述第一級保護(hù)電流信號小于所述第二級保護(hù)電流信號。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的起搏發(fā)生裝置，其特征在于，所述第一級保護(hù)電流信號為可調(diào)電流信號，由所述微處理器根據(jù)所述目標(biāo)起搏電流信號進(jìn)行設(shè)定；所述第二級保護(hù)電流信號為固定電流信號，根據(jù)所述起搏發(fā)生裝置的最大工作電流確定。7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的起搏發(fā)生裝置，其特征在于，所述第一級過流保護(hù)電路包括第三比較器、第五電阻、第三二極管；所述第三比較器的輸入端分別為采樣電流輸入端和第一級保護(hù)電流信號輸入端；所述第三比較器的輸出端分別與所述第五電阻、所述第三二極管連接；所述第五電阻還與電源輸入端連接；所述第三二極管的陰極還與微處理器、所述恒流源連接； 所述第二級過流保護(hù)電路包括第四比較器、第六電阻、第七電阻、第八電阻以及第四二極管；所述第四比較器的輸入端分別為采樣電流輸入端和第二級保護(hù)電流信號輸入端；第二級保護(hù)電流信號輸入端連接于所述第六電阻和所述第七電阻之間；所述第六電阻還與電源輸入端連接，所述第七電阻的另一端接地；所述第四比較器的輸出端還分別與所述第八電阻、所述第四二極管連接；所述第八電阻還與所述電源輸入端連接；所述第四二極管的陰極還與所述第三二極管的陰極連接。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的起搏發(fā)生裝置，其特征在于，所述第一級過流保護(hù)電路還包括第一自鎖電路；所述第一自鎖電路連接于所述第三比較器的輸出端和采樣電流輸入端；所述第二級過流保護(hù)電路還包括第二自鎖電路；所述第二自鎖電路連接于所述第四比較器的輸出端和米樣電流輸入端。9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的起搏發(fā)生裝置，其特征在于，所述過流保護(hù)單元還包括過流復(fù)位電路；所述過流復(fù)位電路包括第一三極管和第九電阻；所述第一三極管的基極與所述微處理器連接，用于接收所述微處理器輸出的過流復(fù)位信號；所述第一三極管的集電極分別與所述第三比較器的采樣電流輸入端、第四比較器的采樣電流輸入端連接；所述第一三極管的發(fā)射極串聯(lián)所述第九電阻后接地。10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的起搏發(fā)生裝置，其特征在于，所述電流采樣單元包括運(yùn)算放大器、第一采樣點(diǎn)和第二采樣點(diǎn)；所述第一采樣點(diǎn)和所述第二采樣點(diǎn)分別位于所述恒流源的不同位置；所述第一采樣點(diǎn)、所述第二采樣點(diǎn)分別與所述運(yùn)算放大器的第一輸入端、第二輸入端連接；所述第二采樣點(diǎn)還與所述第三比較器的采樣電流輸入端連接；所述運(yùn)算放大器的輸出端與所述第四比較器的采樣電流輸入端連接。
【文檔編號】A61N1/36GK105983178SQ201510054434
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2015年2月2日
【發(fā)明人】王晶, 尹鵬, 易明生
【申請人】深圳市科曼醫(yī)療設(shè)備有限公司