Устройство для измерения показателя величины сократимости миокарда Советский патент 1983 года по МПК A61B5/04 

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к кардиологическим диагностическим устройствам. Известно устройство для измерения величины сократимости миокарда, которое содержит логарифматор, включающий операционный усилитель с резисторами, и дифференциатор, также вклю чаюций операционный усилитель, резис торы и конденсаторы, причем в цепь обратной связи логарифматора включены последовательно включенные диоДЫ Cl. Недостатками данного устройства . являются.сложность конструкции и невысокая точность. Наиболее близким к предлагаемому является устройство для измерения показателя величины сократимости миокарда, содержащее последовательно включенные логирифматор и дифференциатор, причем логарифматор включает операционный усилитель, инвертирующий вход которого подключен к коллектору транзистора и через резистор к источнику входного сигнала, база транзистора соединена с общей шиной, а эмиттер соединен с эмит тером второго транзистора и неинвертирующим вхором второго операционного усилителя непосредственно, а через резистор - с выходом первого операционного усилителя. База и коллектор второго транзистора соединены через резистор с источником напряжения положительного напряжения, с инвертирующим входом второго опера ционного усилителя, неинвертирующий вход которого соединен через резистор с выходом операционного усилителя и с общей шиной. На вход устройст ва поступает напряжение, пропорциональное давлению крови в сердце, а на его выходе формируется напряжение , пропорциональное индексу сократимости миокарда 2. Однако использование транзистора в качестве элемента с логарифмической характеристикой приводит к тому, что изменение логарифмической составляющей напряжения при изменении входной величины в 100 раз не превышает 120 мВ. Это создает .необходимость включения в схему дополнитель.ного усиления логарифмического сигна ла, что вносит дополнительные погреш ности и усложняет схему логарифматора. Цель изобретения - повышение точности и упрощение устройства. Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для измерения показателя величины coкpaти юcти мио карда, содержащем дифференциатор, вход которого соединен с выходом логарифматора, включакадего операционный усилитель, транзистор и шесть резисторов, первый из которых включе между входной шиной и инвертирующим входом операционного усилителя,второй одним выводом подключен к общей шине, третий включен между выходом операционного усилителя и эмиттером транзистора, коллектор которого соединен с инвертирук&иим входом операционного усилителя, а четвертый резистор одним выводом подключен к источнику постоянного напряжения, интегратор дополнительно содерхсит седьмой резистор, причем пятый резистор включен между общей шиной и точкой соединения третьего резистора, эмиттера транзистора и другого вывода четвертого резистора, а входная шина через последовательно соединенные шестой и седьмой резисторы соединена с неинвертирующим входом операционного усилителя, а к точке соединения шестого и седьмого резисторов подключены база транзистора и другой вывод второго резистора . На чертеже приведена электрическая схема устройства. Устройство содержит дифференциатор 1, логарифматор 2, включающий операционный усилитель 3, транзистор 4 и шесть резисторов 5-10, входную шину 11, общую шину 12, источник 13 постоянного напряжения и седьмой резистор 14, причем входная шина 11 соединена через первый резистор 5 с инвертирующим входом усилителя 3 и коллектором транзистора 4, а через шестой резистор 10 - с Iточкой соединения второго резистора 6 и базы транзистора 4 и первым выводом седьмого резистора 14, второй вывод которого подключён к неинвертирующему входу усилителя 3, выход которого соединен с входом дифференциатора 1 и через третий резистор 7 с точкой соединения эмиттера транзистора 4, пятого резистора 9 и четвертого резистора 8, другой вывод которого подключен к источнику 13 постоянного тока. Устройство для измерения показателя величины сократимости миокарда работает следующим образом. На вход устройства подают напряжение, величина которого пропорциональна давлению крови Ug(t)P(t). При этом напряжение U- на инвертирующем входе операционного усилителя 3 равно u..u,,(tR5i.V-) где 3 - ток коллектора транзистора BXJ входной ток инвертирующего входа операционного усилителя 3. 51057 Напряжение на неинвертирующем входе операционного усилителя 3 li.K , ал F- « u , . , , . 1 . -1 w- -n- + - 10 Ь « йх+ - входной ток неинвертирующего входа операционного усилителя 3,f - коэффициент усиления по току транзистора 4. При данной схеме включения напряжения на входах и входные токи one- 15 рационного усилителя 3 равны и. и, ; ех вх.вх.. следовательно, можно записать l/-,{t)fi, ° ,(.,о,, . . о Ь V При выполнении условия «.-«-, 30 и произведения алгебраических преобразований получают ex ix /OiD о (. I1 Ч -10 I ,. напряженияв общей 40 точке соединения резисторов7-9 и эмиттера транзистора 4 ,. ,,(-fl 45 -- Гфгз- ч т в гдеир„- напряжение на выходе логариф-,п матора 2;50 ст- напряжение источника 13. Тогда напряжение на инвертирующем. входе операционного усилителя 3 Jе« ( , 3pQ ,, 3,{. напряжение, получаемое в на р-п переходе транзистора 4.60 Можно записать, что . 1 ) о к bllR ас 012 . 4 U U см / . R, R J VT-I-V- I , г « Напряжение на выходе логарифматоpa 2, найденное из этого уравнения, имеет постоянную составляющую, линей часть и логарифмическую составля У г,, и -R см.., R . -t 1 «-, кГ Г . /J Г /с / Г M-- (- L Vlo I 9 «в/ -d+ ll-LA. М,. к М V 9 и J - О / ии При выполнении условия f( i/()(i)-° линейная, часть выходного напряжения логарифматора обращается в О. Следовательно, напряжение на выходе логарифматора 2 ,.,,,,(,.j|/ т V o 1с Р Т;-о -5 Т 9 I Л / , I t hrtr- i -- Далее напряжение с выхода логарифматора 2 постуйает на дифференциатор го напряжения дифференцировании дает О Следовательно, выходноенапряжение дифференциатора 1 выражается как , , «, „ , И / где t - постоянная времени диффе„ ренциатора 1. Учитывая, что Ug(t; P(ty , получаютd P(t) /i dli вых,Амф. pTTj что является показателем величины сократимости миокарда. Таким образом, введение в устройство для показателя величины сократимости миокарда резистора 9, включенного между общей шиной 12 и общей точкой соединения резистора 7, эмиттера транзистора 4 и втоТ ого вывода резистора 8, подключение входной шины 11 устройства через последовательно включенные резисторы 10

Si()(il2

и 13 к неиныертируюцому пкопУ опора- транзистора 4 и резистором О оек специонного усилителя 3, соединение об- чивают упрощение схемы предлагаемого щйй точки резисторов 10 и 13 с базой устройства по сравнению с известным.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПОКАЗАТЕЛЯ ВЕЛИЧИНЫ СОКРАТИМОСТИ МИОКАРДА, содержащее дифференциатор, вход которого соединен с выходом логарифматора, включающего операционный усилитель, транзистор и шесть ре зисторюв, первый из которых включен между входной шиной и инвертирующим входом операционного усилителя,второй одншл выводом подключен к общей шине, третмй включен между выходом операционного усилителя и эмиттером транзистора, коллектор которого сординен с инвертирующим входом операционного усилителя, а четвертый резистор выводом подключен к ксточнику постоянного напряжения, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и упрощения, в нем интегратор дополнительно, содержит седьмой резистор, причем пятый резистор включен между общей шиной и точкой соединения третьего резистора, эмиттера транзистора и другого вывода четвертого резистора,, а входная шина через последовательно соединенные шестой и седьмой ре- зисторы соединена с веинвертируищим входом операционного усилителя, а к точке соединения шестого и седьмого резисторов подключены база транзис- тора и вывод второго резистора. .-«-. I