Детектор желудочковых экстрасистол Советский патент 1984 года по МПК A61B5/04 

2. Детектор по п. , отличающийся тем, что генератор импульсов содержит послеловательпо соединенные мультивибратор и делитель частоты, выход которогоподключен к первым входам первого и второго счетчикоЕ интервалов RR, а выход мультивибратора подключен к вторым входам первого и второго распределителей импульсов.

1. ДЕТЕКТОР ЖЕЛУДОЧКОВЫХ ЭКСТРАСИСТОЛ, содержащий блок управления, состоящий из последовательно соединенных первого блока выделения зубца R, вход которого соединен с шиной сигнала электрокардиограммы, и первого распределителя импульсов, последовательно соединенные генератор импульсов и первый счетчик интервалов RR, второй вход которого соединен с первым выходом первого распределителя импульсов, последовательно соединенные счетчик аритмий и блок индикации и блок сравнен ия, первый вход которого подключен к первому выходу первого распределителя импульсов, второй вход которого соединен с вторым выходом генератора импульсов, а второй его выход - с первым входом счетчика аритмий, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности диагностики желудочковых акстрасистол, в него введены дифференциатор, вход которого подключен к входу первого блока выделения зубца R, последовательно соединенные второй счетчик интервалов RR, первый вход которого подключей к первому выходу генератора импульсов, регистр, блок вычитания, второй вход которого подключен к выходу первого счет-. чика интервалов RR, а третий вход - к третьему выходу первого распределителя импульсов, блок анализа знака, первый элемент И, вход которого подключен к выходу блока сразнения, и триггер, выход которого соединен со вторым входом счетчика аритмий, второй элемент И, подключенный между вторым выходом блока i (О анализа знака и вторым входом риггера, и блок постоянной уставки, под, люченный к второму входу блока сравнения, а в блок управления введены последе.чательно соединенные второй блок выделения зубца R, вход которого соединен с выходом о дифференциатора, и второй распредели-1 тель импульсов, второй вход которого под.- ключен к второму выходу генератора им-;| пульсов, первый выход - к второму входу второго счетчика интервалов RR, а втоО) рой выход - к второму входу регистра, причем второй вход второго элемента И сое- о динен с выходом блока сравнения, трерий ел вход которого подключен к выходу блока со вычитания. J

1

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к диагностическим кардиологическим устройствам.

Известно устройство для контроля-сердечной деятельности, состоящее из блока возведения в квадрат, дискриминатора порога, каскада временного контроля, дискриминатора зубца R, мультивибратора и схем И {.. Устройство позволяет выявлять желудочковые экстрасистолы путем сравнения нжрины желудочкового компле1 са, которая выделяется дискриминатором порога на уровне 5% от максимальной амплитуды сигнала, с контрольной величиной.

Недостатком этого устройства является относительно низкая точность выявления желудочковых экстрасистол, обусловленная потерей части информации при измерении ширины желудочкового комплекса изза колебания амплитуды электрокардиограм мы, а также из-за пологости фронтов комплекса QRS, что снижает достоверность диагностики всех видов желудочковых экстрасистол и может приводить к ошибочным заключениям.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство, предназначенное для выделения жеЛудэчковых экстросистол и содержащее блои управления, состоящий из последовательно соединенных блока выделения зубца R, вход которого соединен с щиной сигнала электрокардиограммы, и распределителя импульсов, последовательно соединенные генератор импульсов и счетчик интервалов RR, второй вход которого соединен с первым выходом распределителя импульсов, последовательно соединенные счетчик аритмий и блок индикации, и блок- сравнения, вход которого подключен к выходу распределителя импульсов, второй -вход которого соединен со вторым выходом генератора импульсов, а второй его выход - со входом счетчика аритмий (2).

Известное устройство - позволяет выявлять различные виды аритмий, в том числе и желудочковые экстрасистолы, характери зующие(:я преждевременностью появления ORS-комплекса. Однако оно .не позволяет дифференцированно диагностироват

келудочковые экстрасистолы, а также невыявляет желудочковые экстра систолы, не характеризующиеся преждевременностью а. именно поздние, вставочные, на фоне атрйовентрикулярной блокады II и HI степейи и на фоне синоаурикулярнон блокадь В результате этого снижается достоверность диагностики желудочковых экстрасистолв которые . являются основным г редвестни ком возникновения пароксизмальной желудочковой тахикардии, фибрилляции желудочков сердца и асистолии.

Целью изобретения является повыи ение досто1зерности диагностики желуж чковых экстрасистол.

Поставленная цель достигается тем, что в детектор желудочковых экстрасистол, содержащий блок управления, состоящий из последовательно соединенных первого блока выделения зубца R, вход которого соединен с щиной сигнала электрокардиограммы, и первого распределителя импульсов, последовательно соединенные генератор импульсов и первый счетчик интервалов RR, второй вход которого соединен с первым выходом первого распределителя импульёов, последовательно соединенные счетчик аритмий и блок индикации и блок сравнения, первый вход которого подключен к первому выходу первого распределителя импульсов, второй вход которого соединен со вторым выходом генератора импульсов, а второй его выход - с первым входом счетчика аритмий, введены дифференциатор, вход которого подключен к входу первого блока выделения зубца R, последовательно соединенные второй счетчик интервалов RR, первый вход которого подключен к первому выходу генератора импульсов, регистр, блок вычитания, второй вход которого подключен к выходу первого счетчика интервалов RR, а третий вход - к третьему выходу nepBorj распределителя импульсов, блок анализа знака, первый элемент И, второй вход которого под лючей к выходу блока сравнения, и триггер, выход которого соединен со вторым входом счетчика аритмий, второй элемент И, подключейный между вторым выходо.м блока анализа знака и вторым входом триггера, и

блок постоянной уставки, подключенный к второму входу блока сравнения, а в блок управления введены последовательно соединенные второй блок выделения зубца R, вход которого соединен с выходом дифференциатора, и второй распределитель импульсов, второй вход которого подключен к второму выходу генератора импульсов, первый выход - к второму входу второго счетчика интервалов RR, а второй выход к второму входу регистра, причем второй вход второго элемента И соединен с выходом блока сравнения, третий вход которого подключен к выходу блока вычитания.

При этом генератор импульсов состоит из последовательно соединенных мультивибратора и делителя частоты, выход которого подключен к первым входам первого и второго счетчиков интервалов RR, а выход мультивибратора подключен к вторым входам первого и второго распределителей импульсов.

На фиг. I изображена структурная электрическая схема детектора желудочковых экстрасистол, на фиг. 2 - структурная электрическая схема генератора импульсов и блока управления; на фиг. 3 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства.

Детектор желудочковых экстрасистол (фиг. ) содержит дифференциатор I, блок 2 управления (фиг. 2), состоящий из последовательно соединенных первого блока 3 выделения зубца R, вход которого соединен с шиной сигнала электрокардиограммы ЭКС и первого распределителя 4 импульсов и последовательно соединенных второго блока 5 выделения зубца R, вход которого соединен с выходом дифференциатора I, и второго распределителя 6 импульсов, последовательно соединенные генератор 7 импульсов и tiepBbW счетчик 8 интервалов RR, второй вход которого соединен с первым выходом первого распределителя 4 импульсов, последовательно соединенные второй счетчик 9 интервалов RR, первый вход которого подключен к первому выходу reitepaTopa 7 импульсов, а второй вход - к первому выходу второго распределителя 6 импульсов, регистр 10, второй вход которого соединен с вторым выходом второго распределителя ( импульсов, блок 11 вычитания, второй вход которого подключен к выходу первого счетчика 8 интервалов RR, блок 12 анализа знака, первый элемент И 13 и триггер 14, второй элемент И 15, подключеннь й между вторым выходом блока 12 анализа знака и вторым входом триггера 14,. блок 16 постоянной уставки, блок 17 сравнения, выход которого соединен с вторым входом первого элемента И 13 и с вторым входом второго элемента И 15, первый вход - с первым выходом

первого распределителя 4 импульсов, второй вход - с выходом блока 16 постоянной уставки, а третий вход - с выходом блока 11 вычитания, и последовательно соJ единенные счетчик 18 аритмий, первый вход которого соединен со вторым выходом второго распределителя 6 импульсов, а второй вход - с выходом триггера 14, и блок 19 индикации, причем вход дифференциатора I подсоединен к входу первого бло0 ка 3 выделения зубца R, второй выход генера-тора 7 импульсов подключен к второму входу первого распределителя 4 импульсов и к второму входу второго распределителя 6 импульсов, а третий вход блока

г 11 вычитания соединен с третьим выходом первого распределителя 4 импульсов.

При этом генератор 7 импульсов (фиг.2) состоит из последовательно соединенных мультивибратора 20 и делителя 21 частоты, выход которого подключен к первым вхо0 дам первого счетчика 8 интервалов RR и второго счетчика 9 интервалов RR, а выход мультивибратора 20 подключен к вторым входам первого распределителя 4 импульсов и второго распределителя 6 импуль5

Устройство работает следующим образом.

Элекгрокардиосигнал ЭКС (фиг. За) Jioдается на вход дифференциатора 1, кото0 рый формирует сигнал первой производной по времени от ЭКС, обозначенный rtq фиг. За как (ЭКС). Моменты перехода через изолинию (линию нулевого сигнала) дифференцированного ЭКС соответствуют экстремумам исходного ЭКС, а экстрему5 мы дифференцированного ЭКС соответствуют точкам перегиба ис.ходйого ЭКС. В случае уширения комплекса QRS при желудочковой экстрасистолии увеличивается расстояние между точками перегиба исходного

п ЭКС, что приводит к смещению в противоположные стороны пиков (ЭКС) . Блок 3 выделения зубца R исходного ЭКС формирует прямоугольные синхроимпульсы СИ по каждому R-зубцу ЭКС. Блок 5 формирует синхроимпульсы (СИ) по первому экстре5 муму R каждого дифференцированного комплекса QRS. Импульсы (СИ) в устройстве 2 управления запускают распределитель 6 импульсов (фиг. 2), который формирует соответственно на втором и первом его выходах командные импульеы (КИ) К1, К2

(фиг. 36), отключаясь затем командой К2 до прихода следующею ((И). Распределитель 4 импульсов запускается сигналом СИ, формирует соответственно на третьем, первом и втором его выходах команды КЗ,

К4, К5 и отключается затем командой К5 до оявления очередного СИ. Команды КИ следуют с частотой сигналов, вырабатываемых мультивибратором 20. С помощью командных импульсов осуществляется управление работой устройства; К1 занесение информации из счетчика 9 интервалов RR дифференцированного ЭКС в регистр 10; К2 - сброс {установка в 0) счетчика 9 интервалов RR; КЗ -- вычитание в блоке И вычитания RR-{RR); К4 - сброс (установка в 0) счетчика 8 интервалов RR исходного ЭКС, сравнение в блоке 17 сравнения разности RR-(RR) с постоянной уставкой;К5 - насчитывание в счетчике 18 аритмий выявляемых желудочковых экстрасистол. Счетчики 8 и 9 интервалов RR подсчи-, тывают количество измерительных импульсов (ИИ на фиг. 36), формируемых йа выходе делителя 2 частоты, входящего в геператор 7 импульсов. При этом счетчик 8 интервалов RR подсчитывает число ИИ между двумя соседними СИ, т. е. длительность интервалов RR исходного ЭКС, а счетчик 9 интервалов RR подсчитывает число ИИ между двумя соседними (СИ), т. е. длительность интервалов (RR) дифференцированного ЭКС, Команды управления формируются G приходом соответствующих СИ в течение времени, не превышающего период следования ИИ, Импульс (СИ) всегда появляется раньше импульса СИ. Так как принцип действия детектора желудочковых экстрасистол основан на анализе значений RR и (RR) , то при формировании (СИ) содержимое счетчика 9 интервалов RR (to команде К1 запоминается в регйстре Ш до прихода СИ. По команде К2 счетчик 9 интервалов RR дифференцированного ЭКС сбрасывается до нуля, после чего начинает насчитывать ИИ следующего ийтервала (RR). С приходом СИ на выходе блока 11 вычитания по команде КЗ формируется величина разности содержимого счетчика 8-ийторвалов RR и регистра 10, т. е. величина RR-(RR), хранящаяся до появлении следующей команды КЗ. По команде К4 счетчик 8 интервалов RR исходного ЭКС сбрасывается до нуля, после чего он также начинает насчитывать ИИ следующего интервала RR. По этой же команде К4 в блоке 17 сравнения осуществляется сравнение разности RR-(RR) с постоянной уставкой, соответствующей 10 мс, хранящейся в блоке 16 постоянной уставки. В блоке 12 анализа знака анализируется знак разности., (RR). При появлении желудочковой экстрасистолы интервал (RR) перед экстрасистолой по сравненик/, с интервалом RR укорачивается, а интервал (RR) за экстрасистолой удлиняется, taK как зубец R смещается влево (фиг. За). Если RR-(RR), (RR-(RR), что соответствует интервалу перед желудочковой экстрасистолой, то формируется сигнал на втором выходе (выход «-f) блока 12 анализа знака, срабатывает схема И 15, триггер 14 устанавливается в единичное состояние и по команде К5 в счетчике 18 аритмий насчитывается экстрасистола. При групповой желудочковой экстрасиотоли и с появлением второй из последующих экстрасистол второе неравенство условия (1) не выполняется, триггер 14 остается в е.циничном состоянии и после каждого СИ к содержимому счетчика 18 аритмий прибавляется единица. При выходе из экстрасистолии выполняется условие RR-(RR), RR-(RR), формируется сигнал на первом выходе (выходе «-) блока 12 анализа знака, срабатывает схема И 13, триггер14 сбрасывается в О и по команде К5 содержимое счетчика 18 аритмий не изменяется. Таким образом,- желудочковые экстрасистолы диагностируются путем измерения и сопоставления длительностей интервалов между R-зубцами исходного ЭКС с длительностями интервалов между зубцами R дифференцированного ЭКС. Измерение этих параметров ЭКС и (ЭКС) осуществляется более точно, нежели измерение ширины комплекса QRS, так как зубцы R и R сигналов четко выражены и их точное детектирование не вызывает затруднений. В результате диагностика любых желудочковых экстрасистол, как сопровождающихся, так и не сопровождающихся изменениями длительностей RR-интервалов ЭКС, становится более достоверной, что позволяет повысить качество профилактики и .лечения опасных желудочковых аритмий в процессе длительного мониторного йаблюдепия за больными. Детектор желудочковых экстрасистол может использоваться для диагности1 и в условиях обь1чной жизнедеятельности человека, для интенсивного контроля за состоянием больных в условиях реанимационной палаты, скорой по.мощи, в амбулаторной практике при управлении ходом ; лечения,, при проведении П,грузочных проб, а также для наблюдения за человеком- в экстремальных условиях (авиационной, космической, спортивной медицине).