[發明專利]生物醫學信號的波形生成方法及設備

有效

• 申請號: 200910107514.6
• 申請日: 2009-05-22
• 公開（公告）號: CN101572534A
• 公開（公告）日: 2009-11-04
• 發明（設計）人: 曹陽
• 申請（專利權）人: 深圳迪美泰數字醫學技術有限公司
• 主分類號: H03K3/02
• 分類號: H03K3/02;H03K5/00
• 代理公司: 深圳市康弘知識產權代理有限公司
• 代理人: 胡朝陽;孫潔敏

技術領域

本發明涉及信號處理技術中的波形生成方法及設備，尤其是涉及一種由測試信號輸出任意信號波形以及由測試步驟輸出一系列用于生物醫學各種信號的模擬輸出的波形生成方法，以及使用該方法的生物醫學信號的波形生成設備。

背景技術

生物醫學信號是指信號幅值可隨時間變化且含有生物醫學相關信息內容的物理量。生物醫學信號波形生成設備用于模擬生物體產生的自然信號以及生成應用所需要的生物醫學波形，為生物醫學相關的生產、研究、教學及檢測工作中所必需，廣泛用于各種計量、檢測單位、生產企業、科研單位、教育機構等單位。

目前國內及國際市場上生產及使用的各種信號波形生成設備的工作原理是：波形數據預存于芯片內并由查表(Lookup?Table)來產生模擬信號波形，再經模擬放大/衰減電路實現信號波形輸出。但是，目前的生物醫學信號波形生成設備存在如下缺陷：

1、由于預存的信號波形數據類型有限并且不能編輯，故該類設備只能夠產生正弦波、方波、三角波以及常用醫用信號波形。

2、這些信號波形的輸出方式為N選1，即輸出波形只能為預存波形數據的其中一種，而不能根據用戶需要實現數個信號波形混合后輸出。

3、對于復雜的信號波形如P-QRS-T復合波群，P波幅值與間期、QRS波幅值與間期、T波幅值與間期、P-R間期、Q-T間期、S-T段等諸多參數無法分別調整。

4、該信號波形生成設備也不能產生混合有噪聲、直流偏移、交流干擾、突發脈沖等的復合信號波形，更無法由用戶任意編輯混合信號的參數。

用戶在使用信號波形生成設備的過程中往往需要改變信號混合的種類和參數，并且在多種設置中常常需要多次選擇不同信號類型和參數，目前市場上各類信號波形生成設備均無法滿足用戶實時選擇預設類型和參數的要求。此外，信號波形生成設備輸出多種信號波形需要詳細的文字和參數描述以及波形圖示，然而目前各種信號波形生成設備均不具有這種功能。

上述需求在醫療器械研發、生產、檢定和標定等應用中普遍存在，在臨床刺激實現方法中具有很大價值，在生物醫學的教學和科研中也有廣泛應用。以《心電監護儀》行業標準YY1079-200X為例，信號波形生成設備需要提供幾種信號(比如心電信號、直流信號、脈沖信號、正弦信號等)的混合、十幾種異常心電波形、幾十種不同信號波形混合參數的隨機變化等。目前國際市場上沒有一種信號波形生成設備能夠滿足這些要求，以FlukePS410為例，其波形參數為出廠預設并用代碼表示，例如：代碼01為1.0mV心電圖，06為80BPM，等等；用戶不能根據自己需要改變參數(如設為0.75mV心電、75BPM等)，不能分別改變P-QRS-T波群的參數；用戶也無法根據面板顯示的提示信息直接獲取預設的參數，而是需要借助說明書查出相應參數的代碼；同時，用戶無法預覽所需要的波形，這在用戶評價復合信號輸出時尤為重要。

發明內容

本發明提出一種生物醫學信號的波形生成方法及設備，通過提供用戶選擇和定義測試信號和測試方案來達到編輯輸出波形，以解決目前波形生成設備僅具有有限類型的信號波形輸出而無法滿足實際復雜多變需求的技術問題。

為解決本發明的技術問題，本發明公開一種生物醫學信號的波形生成設備，其包括運算模塊、存儲模塊、顯示模塊、實現輸出任意信號波形的波形生成控制模塊，該波形生成控制模塊包括：

測試信號生成模塊，通過建立基本信號源庫，提供用戶從基本信號源庫選擇基本信號類型，并提供對基本信號進行參數和描述編輯，生成用于信號輸出的信號表達并可預存至測試信號源庫的測試信號，或提供用戶從測試信號源庫選擇預存的測試信號；

測試方案生成模塊，通過建立測試信號源庫，提供用戶從測試信號源庫選擇測試信號，并提供將選擇的測試信號添加到特定的測試步驟及對該測試步驟進行描述編輯，由一個或多個邏輯組合的測試步驟生成用于多步驟信號輸出并可預存至測試方案庫的測試方案，或提供用戶從測試方案庫選擇預存的測試方案；

信號波形輸出模塊，將測試信號或測試步驟經過數字運算得到波形幅值數據，將波形幅值數據經過數模轉換輸出波形，并同步輸出波形顯示或文字描述。

其中，所述測試信號生成模塊包括：基本信號源庫；提供對基本信號進行參數和描述的編輯的測試信號編輯器；根據用戶選定的基本信號的類型、參數和描述形成用于信號輸出的信號表達的測試信號形成單元。

其中，所述測試信號編輯器包括：基本信號類型選擇界面；提供用戶對選擇的基本信號的參數值進行調整的參數選擇界面；提供用戶對選擇的基本信號的描述進行編輯的信號描述編輯界面。