УСТРОЙСТВО РЕГИСТРАЦИИ ПОЛИКАРДИОСИГНАЛОВ Российский патент 1997 года по МПК A61B5/02 

Описание патента на изобретение RU2080818C1

Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано при регистрации низкочастотных и звуковых колебаний прекардиальной области грудной клетки.

Известно устройство регистрации поликардиосигналов на основе датчика Б. С. Боженко, представляющего собой пьезоэлектрический микрофон с квадратным кристаллом из сегнетовой соли, три угла которого закреплены в корпусе, а к четвертому (свободному) прикреплен шток, соединенный с центром воронкообразной гофрированной мембраны. Закрепление датчика на поверхности грудной клетки осуществляется матерчатым поясом. Датчик подключен к усилительно-регистрирующему устройству для регистрации электрокардиографических сигналов с большой постоянной времени, имеющему два и более каналов (см. Б. С. Боженко, З. Ю. Юзбашев. Грудная хирургия. 1978. N 1, с. 40 43).

Датчик позволяет осуществить регистрацию толчков сердца в полосе частот от 4 5 до 35 40 Гц. Возможно расширение полосы в сторону низших до 1 2 Гц.

Однако данное устройство обладает низкой помехоустойчивостью, не позволяет производить синхронную регистрацию сейсмокардиограммы и фонокардиограммы.

Известно также устройство регистрации поликардиосигналов на основе пьезоэлектрического микрофона и преобразователя пульсовых ударов сердца (см. Авт. св. СССР N 523690, кл. A 61 B 5/02, 1976). Датчик имеет воздушную камеру, выполненную в виде корпуса с крышкой, в котором расположен микрофон, в центре камеры размещен преобразователь пульсовых ударов. Датчик имеет пелот из диэлектрического материала и электрокардиографический электрод, расположенный на торце пелота. При этом кабель микрофона подключен к входу фоноканала поликардиографа, преобразователь пульсовых ударов через коробку питания подключен к входу усилителя переменного тока того же поликардиографа, а электрокардиографический электрод подключен к одному из проводов кабеля грудных отведений ЭКГ. Данное устройство позволяет в одной и той же точке грудной клетки регистрировать фонокардиограмму (ФКГ), электрокардиограмму (ЭКГ) и апекскардиограмму (АКГ). Однако регистрация фонокардиограммы возможна только на фонокардиографе с определенным входным сопротивлением. Кроме того, чувствительность данного устройства при регистрации низкочастотных колебаний прекардиальной области сердца недостаточно высока, поскольку используемый датчик является датчиком с контактным проведением и обладает достаточной инерцией.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство регистрации поликардиосигналов на основе сейсмокардиографического датчика СП-03, выполненного в виде широкополосного пьезоэлектрического микрофона с воздушным проведением (см. Юзбашев З. Ю. Сейсмокардиографическая диагностика приобретенных пороков. Саратов. 1989, с. 95). Пьезоэлектрический микрофон имеет расположенную в корпусе воронкообразную гофрированную мембрану, центральная часть которой соединена с одним из концов пьезоэлемента, другой конец которого жестко прикреплен к корпусу. При этом датчик подключен к делителю, выходы которого соединены с каналами усилителя, подключенного к регистратору и блоку визуализации. Устройство позволяет производить одновременную регистрацию сейсмо- и фонокардиограмм (СКГ и ФКГ). Кроме этого, оно допускает использование различных типов усилительных устройств, предназначенных как для кристаллического, так и динамического микрофонов.

Однако устройство не позволяет одновременно с ФКГ и СКГ регистрировать апекскардиограмму (АКГ) кривые перемещения и виброкардиограммы (ВКГ) - кривые ускорения. Введение различного рода предусилителей в данную конструкцию не позволяет получить перечисленные характеристики без временных и фазовых искажений. Кроме того, мощность сигнала, возникающего в пьезоэлементе, используемая для получения ФКГ и СКГ, недостаточно высока, что затрудняет синхронную регистрацию указанных кривых у лиц с плотной грудной стенкой и глухими тонами сердца.

Технический результат расширение функциональных возможностей устройства за счет осуществления синхронной регистрации электро-, сейсмо-, фоно-, апекс-, виброкардиосигналов в одной и той же точке сердца.

Технический результат достигается тем, что в устройство регистрации поликардиосигналов, содержащее преобразователь в виде пьезоэлектрического микрофона, имеющего расположенную в корпусе гофрированную мембрану, центральная часть которой соединена с одним из концов пьезоэлемента, другой конец которого жестко прикреплен к корпусу, а вывод пьезоэлемента подключен к делителю, выход которого соединен с одним из ЭКГ-каналов усилителя, имеющего сейсмокардиологический выход и ФКГ-каналы, введены интегрирующий и дифференцирующий элементы и потенциометр, вход которого подключен к выходу дополнительно введенного в преобразователь второго пьезоэлемента, расположенного симметрично первому, также соединенного с центральной частью гофрированной мембраны и корпусом, сейсмокардиографический выход усилителя подключен к входам интегрирующего и дифференцирующего элементов, выходы которых соединены с входами ЭКГ-каналов усилителя, один из ФКГ-каналов которого подключен к выходу потенциометра.

В известных источниках патентной и научно-технической информации не описано устройства, позволяющего регистрировать поликардиосигналы сейсмо-, фоно-, электро-, вибро- и апекс- синхронно в одной и той же точке одним и тем же датчиком. Известны попытки зарегистрировать ФКГ совместно с АКГ путем размещения в прикардиальной области двух датчиков (см. Я. В. Оберемченко. Кардиология. 1968. N 6, с. 109 116) или совмещенных датчиков различной конструкции (см. например, А. А. Якубович, А. Л. Гребенев. Клиническая медицина. 1968. N 1, с. 72 78). В первом случае получают кардиограммы из разных отделов сердца, что снижает точность диагностических исследований. Во втором случае попытка совместить воздушные камеры пульсового датчика и микрофона приводит к существенным искажениям акустических характеристик. Все это позволяет сделать вывод о наличии изобретательского уровня в предлагаемом устройстве.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства регистрации; на фиг. 2 - преобразователь в виде пьезоэлектрического микрофона; на фиг. 3 - принципиальная схема устройства; на фиг. 4 синхронная регистрация АКГ, СКГ, ВКГ; на фиг. 5 синхронная регистрация СКГ и ФКГ.

Устройство содержит преобразователь 1, делитель 2, потенциометр 3, усилитель 4, интегрирующий 5, дифференцирующий 6, регистратор 7. При этом один из выводов преобразователя 1 подключен к делителю 2, а другой к потенциометру 3. Выход делителя 2 подключен к входу ЭКГ-канала (вход Б на фиг. 1) усилителя 4, сейсмокардиографический выход которого (выход Б на фиг. 1) подключен к интегрирующему 5 и дифференцирующему 6 элементам, соединенным с входами ЭКГ-каналов (входы В и Г на фиг. 1) усилителя 4.

Выход потенциометра 3 подключен к входу ФКГ-канала (вход Д на фиг. 1) усилителя 4.

Преобразователь 1 представляет собой (см. фиг. 2) корпус 8 с камерой воздушного проведения 9, разделенных пластиной 10 с отверстиями.

В корпусе 8 расположена воронкообразная гофрированная мембрана 11, которая делит герметично его полость на подмембранное 12 и надмембранное 13 пространства. В подмембранном пространстве 12 смонтированы два пьезоэлемента 14, 15. Одни из концов пьезоэлементов соединен с центральной частью мембраны 11, а другие их концы жестко прикреплены к корпусу 8. Оба пьезоэлемента имеют самостоятельные выходы.

Устройство может быть снабжено эмиттерным повторителем 16 (см. фиг. 3), который позволяет при использовании динамического микрофона согласовать сопротивление преобразователя 1 с входным сопротивлением усилителя 4.

В качестве усилителя 4 с ЭКГ-каналами и ФКГ-каналами может быть использован стандартный поликардиограф, имеющий ЭКГ-блок и ФКГ-блок, включающий усилитель с частотными фильтрами. Поликардиограф имеет также записывающее устройство и блок визуализации.

Устройство работает следующим образом. При наложении преобразователя 1 к грудной клетке пациента между кожей и пластиной 10 образуется воздушная подушка. Под влиянием вибраций, передающихся через грудную стенку от работающего сердца, происходят колебания давления в воздушной подушке, вызывающие колебания мембраны 11, а через нее колебания пьезоэлементов 14, 15 преобразователя 1.

Вследствие прямого пьезоэффекта сигнал от пьезоэлемента 14 поступает через делитель 2 на вход усилителя 4 (вход Б), а затем в регистратор 7, где производится запись СКГ. При этом сигнал может быть подан одновременно и на осциллоскоп (на фиг. 1 не показан). С сейсмокардиографического выхода этого канала (выход Б на фиг. 1) сигнал одновременно поступает на вход интегрирующего 5 и дифференцирующего 6 элементов, а затем на свободные входы ЭКГ-каналов (входы В и Г) усилителя 4 с большой постоянной времени.

Причем параметры элементов подобраны эмпирически таким образом, чтобы, проходя через них, сигнал стал полностью идентичным классической апекскардиограмме (АКГ) и виброкардиограмме (ВКГ). Сигнал от пьезоэлемента 15 преобразователя 1 через потенциометр 3 поступает на вход ФКГ-канала (вход Д) усилителя 4. В случае использования динамического преобразователя 1 сигнал поступает от пьезоэлемента 15 в эмиттерный повторитель 16, а затем на вход ФКГ-канала усилителя 4. Таким образом, одновременно осуществляется регистрация с одной и той же точки грудной клетки одним преобразователем кривой скорости (СКГ), кривой перемещения (АКГ), кривой ускорения (ВКГ), а также ФКГ на различных частотных диапазонах (в зависимости от используемых каналов усилителя 4).

На фиг. 4 изображены синхронно зарегистрированные кривые АКГ, СКГ, ВКГ с помощью данного устройства над верхушечной областью сердца у здорового мужчины.

Как известно, АКГ по форме весьма близка к кривой внутрижелудочного давления (Willems J. K. Kyle M. C. Pillsbury H. C. Fries E. D. Amer.g. Cardiology. 1975, 36, N 12, p. 873 879; Макаровская Е. С. Беляев П. А. Кардиология. 1978. N 2, с. 143 145 и др. Амплитудно-временной анализ АКГ дает возможность судить о функциональном состоянии мышцы).

СКГ богаче элементами. На ней хорошо представлены элементы, отображающие открытие и захлопывание парусных и полученных клапанов, в диастолической части выделяются волны, отображающие приток в левый желудочек крови в ранней диастоле (волн быстрого наполнения l1) и в пресистоле (волны пресистолического наполнения а3). Указанные элементы дают возможность дифференцировать различные асцилляции ФКГ, различать функциональные диастолические шумы от шумов органического происхождения (см. Юзбашев З. Ю. Сейсмокардиографическая диагностика приобретенных пороков сердца. Саратов. 1989). Следовательно, СКГ-кривая, помимо изучения деятельности левого желудочка во времени систолы, динамики диастолического наполнения, может быть использована в качестве эталонной кривой при расшифровке сложных фонокардиограмм.

ВКГ идентична кинетокардиограмме ускорения, регистрируемой с помощью датчика И. Е. Оранского (см. И. Е. Оранский. Акселерационная кинетокардиогафия. М. 1973). Кривая отображает силовые моменты сердечной деятельности.

Таким образом, с помощью единого преобразователя и стандартного поликардиографа воспроизводятся различные стороны механической деятельности исследуемого желудочка сердца, что дает возможность их комплексного анализа.

На фиг. 5 представлены зарегистрированные с помощью предлагаемого устройства синхронно ФКГ и СКГ (аппарат "6-НЭК") с левого (А) и правого (Б) желудочков сердца у больного Я. 22 лет, с ревматизмом. На фиг. 5А видно, что на СКГ нет волн наполнения l1 и а3. Весь диастолический период занят низкочастотными вибрациями, соответствующими низкочастотными колебаниям ("кошачье мурлыканье"). Это говорит о резком сужении митрального отверстия. На синхронно зарегистрированной ФКГ диастолический высокоамплитудный шум, начало которого совпадает с точкой l СКГ, отображающей начало наполнения желудочка. Благодаря СКГ удается выделить осцилляции, отображающие щелчок открытия (OS) митрального клапана. На фиг. 5Б кривые, зарегистрированные у этого же больного, с правого желудочка. На СКГ большая волна быстрого наполнения l1 и увеличенная волна пресистолического наполнения а3, что свидетельствует о значительном повышении давления в правом предсердии. Это является признаком сужения правого венозного устья, следовательно, шум на ФКГ, следующий вслед за волной а3, обусловлен трикусцидальным стенозом. Диагноз подтвержден на операции.

Предлагаемое устройство обеспечивает синхронную запись с одной и той же точки грудной стенки без фазовых и временных сдвигов различных параметров механической деятельности сердца АКГ, СКГ, ВКГ, а также звуковых проявлений указанной деятельности ФКГ. Возможна комбинация любых перечисленных кривых или их раздельная регистрация в зависимости от задач исследования. Предлагаемая конструкция избавляет от необходимости использования нескольких датчиков пульсового, сейсмокардиографического, акселерометрического и микрофона. Обеспечивает комплексность обследования с одновременной экономией рабочего времени врача по сравнению с устройствами, реализующими раздельные записи кривых деятельности сердца. Синхронная регистрация повышает информативность результатов и облегчает их расшифровку.

Похожие патенты RU2080818C1

название год авторы номер документа
УСТРОЙСТВО РЕГИСТРАЦИИ ПОЛИКАРДИОСИГНАЛОВ 2009
  • Булдакова Татьяна Ивановна
  • Вакуленко Алексей Юрьевич
  • Кузьменко Евгений Степанович
  • Суятинов Сергей Игоревич
RU2395231C1
Способ сейсмокардиографии 1959
  • Боженко Б.С.
SU131018A1
Способ комплексного исследования биомеханики сердечно-сосудистой системы 2018
  • Фатенков Олег Вениаминович
  • Дьячков Владислав Александрович
  • Щукин Юрий Владимирович
  • Грицин Алексей Валерьевич
  • Рябов Алексей Евгеньевич
  • Абросимов Альберт Александрович
  • Фатенков Дмитрий Олегович
RU2727748C2
СПОСОБ ОЦЕНКИ ФУНКЦИОНАЛЬНОГО СОСТОЯНИЯ СЕРДЦА У ЧЕЛОВЕКА ЗРЕЛОГО ВОЗРАСТА 2005
  • Буянов Евгений Сергеевич
  • Спирин Владимир Федорович
  • Новикова Тамара Анатольевна
RU2318434C2
МЕДИЦИНСКИЙ ДИАГНОСТИЧЕСКИЙ КОМПЬЮТЕРНЫЙ КОМПЛЕКС "ПОЛИРЕОКАРДИОГРАФ" 1998
  • Шутов В.А.
  • Зубарев М.А.
  • Думлер А.А.
  • Крылов А.А.
RU2145792C1
Способ сейсмокардиографии и устройство для его осуществления 1989
  • Липский Евгений Анисимович
SU1804784A1
СПОСОБ СИНХРОННОЙ РЕГИСТРАЦИИ РЕОГРАММЫ С ЭЛЕКТРОДОВ ЭКГ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ 2006
  • Воронова Ольга Константиновна
  • Зернов Владимир Алексеевич
  • Колмаков Сергей Викентьевич
  • Македонский Дмитрий Фёдорович
  • Мамбергер Константин Константинович
  • Руденко Михаил Юрьевич
  • Руденко Сергей Михайлович
RU2345709C2
СПОСОБ ОЦЕНКИ ФУНКЦИОНАЛЬНОГО СОСТОЯНИЯ СЕРДЦА 2006
  • Буянов Евгений Сергеевич
  • Спирин Владимир Федорович
  • Новикова Тамара Анатольевна
  • Кац Виталий Альбертович
  • Авдеев Виктор Александрович
  • Сосновцева Ольга Петровна
  • Смирнов Игорь Валентинович
RU2351278C2
СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ДЛИТЕЛЬНОСТИ ФАЗ СЕРДЕЧНОГО ЦИКЛА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ 2004
  • Зернов Владимир Алексеевич
  • Руденко Михаил Юрьевич
  • Руденко Сергей Михайлович
  • Мамбергер Константин Константинович
  • Македонский Дмитрий Федорович
RU2282393C2
Способ неинвазивного определения биофизических сигналов 2020
  • Ачильдиев Владимир Михайлович
  • Грузевич Юрий Кириллович
  • Евсеева Юлия Николаевна
  • Балдин Александр Викторович
  • Спасенов Алексей Юрьевич
  • Кучеров Кирилл Владимирович
  • Рулев Максим Евгеньевич
  • Шабаев Роман Гумарович
  • Бедро Николай Анатольевич
RU2761741C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 080 818 C1

Реферат патента 1997 года УСТРОЙСТВО РЕГИСТРАЦИИ ПОЛИКАРДИОСИГНАЛОВ

Использование: изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано при регистрации низкокачественных и звуковых колебаний прекардиальной области грудной клетки. Сущность: устройство содержит преобразователь 1, делитель 2, потенциометр 3, усилитель 4, интегрирующий 5 и дифференцирующий 6 элементы, регистратор. Один из выводов преобразователя 1 подключен к делителю 2, другой - к потенциометру 3. Выход делителя 2 подключен к входу ЭКГ-канала усилителя 4, сейсмокардиографический выход которого подключен к интегрирующему 5 и дифференцирующему 6 элементам, соединенным с входами ЭКГ-каналов усилителя 4. Выход потенциометра 3 подключен к входу ФКГ-канала усилителя 4. Преобразователь 1 представляет собой корпус 8 с камерой воздушного проведения 9, разделенных пластиной 10 с отверстиями. В корпусе 8 расположена воронкообразная гофрированная мембрана 11, которая делит герметично его полость на подмембранное 12 и надмембранное 13 пространства. В подмембранном пространстве 12 смонтированы два пьезоэлемента 14, 15. Одни из концов пьезоэлементов соединены с центральной частью мембраны 11, а другие их концы жестко прикреплены к корпусу 8. Оба пьезоэлемента имеют самостоятельные выходы. 5 ил.

Формула изобретения RU 2 080 818 C1

Устройство регистрации поликардиосигналов, содержащее преобразователь в виде пьезоэлектрического микрофона, имеющего расположенную в корпусе гофрированную мембрану, центральная часть которой соединена с одним из концов пьезоэлемента, другой конец которого жестко прикреплен к корпусу, а вывод пьезоэлемента подключен к делителю, выход которого соединен с одним из ЭКГ-каналов усилителя, имеющего сейсмокардиографический выход и ФКГ-каналы, отличающееся тем, что оно содержит интегрирующий, дифференцирующий элементы, потенциометр, вход которого подключен к выводу дополнительно введенного в преобразователь второго пьезоэлемента, расположенного симметрично первому, также соединенного с центральной частью гофрированной мембраны и корпусом, сейсмокардиографический выход усилителя подключен к входам интегрирующего и дифференцирующего элементов, выходы которых соединены с входами ЭКГ-каналов усилителя, один из ФКГ-каналов которого подключен к выходу потенциометра.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 1997 года RU2080818C1

Юзбашев З.Ю
Сейсмокардиографическая диагностика приобретенных пороков
- Саратов, 1989, с
Прибор для очистки паром от сажи дымогарных трубок в паровозных котлах 1913
  • Евстафьев Ф.Ф.
SU95A1

RU 2 080 818 C1

Авторы

Юзбашев З.Ю.

Гусинцев А.Г.

Цукерман Б.И.

Даты

1997-06-10Публикация

1994-09-26Подача