Устройство для контроля внешнего дыхания Советский патент 1986 года по МПК A61B5/08 A61B8/00 

Изобретение относится к медицинской технике, в частности к устройствам для измерения и регистрации глубины и частоты дыхания человека и животных.. 5

Цель изобретения - повьшение помехозащищенности устройства при движении объекта в процессе исследования,

На фиг, 1 представлена структурная 10 схема устройства; на фиг. 2 - конструктивное вьтолнение двухвходового проходного резонатора.

Устройство содержит последова12А69852

ром 23. Напряжение от источника 16 подается к диоду детектора 5 через. ФНЧ 9 и стержень 20, 24 - это механизм перестройки резонатора 4.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии при полностью введенном аттенюаторе 3 резонатор 4 (или генератор 8) подстраивается по частоте так, что на индикаторе 13 сигнала нет„ При открытии аттенюатора 3 и-при попадании СВЧ-сигнала на грудь пациента отраженный сигнал через антенну 1, фазовращатель 2,

тельно соединенные антенну 1),фазовра- 15 аттенюат Ьр- 3 вновь попадает в резона- щатель 2, первый аттенюатор 3,двух- входовый резонатор 4 с установленным в нем детектором 5, выполненном на полупроводниковом диоде, вентиль 6, второй аттенюатор 7 и генератор 8 20 сверхвысоких частот; резонатор 4 через третий фильтр 9 низких частот (ФНЧ) и первый фильтр 10 низких частот (ФНЧ), включающий резистор 11 и конденсатор 12, соединен с индикато- 25 ром 13 амплитуды, ФНЧ 9 соединен также через второй фильтр 14 низких частот (ФНЧ 14) с индикатором 15 частор 4 и и зменяет режим его работы - изменяется частота генераций и ток через полупроводниковьш диод детектора 5„ Интенсивность (величина) из- 1енени14 будет зависеть от частоты ,и глубины дыхания и может быть за- фиксирсэвана на индикаторах 13, 15, При высокой добротности коаксиального резонатора 4 (это обеспечивается способом выбора отверстия 21)

Ди-1

изменения частоты

-5.

и изменения

проводимости полупроводникового диода

тоты, детектор 5 через ФНЧ 9 и резистор 11 соединен с источником 16 пос- тоянного напряжения ФНЧ 14 представляет собой широкополосный контур. Антенна 1 выполнена в виде пирамидального рупора с соотношением сторон 1:2,3-1:2,5, что обеспечивает мини- мальное поступление в устройство сигналов, отраженных от объектов, расположенных рядом с исследуемым.

I

Двухвходовый резонатор 4 (фиг. 2) выполнен коаксиальным и образован внутренней поверхностью втулки 17, неподвижной торцевой стенкой 18, торцом подвижного органа 19 перестройки с закрепленным в нем полупроводниковым анодом детектора 5, соединенного с диодом центрального стержня 20, проходящего через отверстие 21 связи в торцевой стенке 18, совмещаемой с широкой стенкой волновода 22, Подвижный орган 19 перестройки выполнен в виде цилиндрического бесконтактного волноводного короткозамыкателя, а неподвижная торцевая стенка 18 имее г толщину не более 1/4 минимальной ра- бочей длины волн резонатора 4.Цилиндрический бесконтактный волноводный короткозамыкатель соединен с радиатоаттенюат Ьр- 3 вновь попадает в резона

тор 4 и и зменяет режим его работы - изменяется частота генераций и ток через полупроводниковьш диод детектора 5„ Интенсивность (величина) из- 1енени14 будет зависеть от частоты ,и глубины дыхания и может быть за- фиксирсэвана на индикаторах 13, 15, При высокой добротности коаксиального резонатора 4 (это обеспечивается способом выбора отверстия 21)

Ди-1

изменения частоты

-5.

и изменения

аттенюат Ьр- 3 вновь попадает в резона-

проводимости полупроводникового диода

ДС

- от перемещения грудной клетки

- UO

будут связаны соотношениями:

- -2 -(rjcos4 (1)

LO

i

TIJT

sin

(2)

2-uJ

где V arglrj - -.;- „+V(t-tj ;

Гн|- U. uJp.с -

г..

модуль коэффициента отражения; магнитной, величины от грудной клетки;

внешняя добротность резонатора;

резонансная частота; скорость распространения волны (С 3 10 см-с- ); расстояние между.диодом и первоначальным положением грудной клетки (t t.),

uG

GL

LO GL/Г - 0, 0 - соответствует случаю, когда аттенюатор 3 полностью введен, отражений от грудной клетки нет.

Изменение тока через диод детектора 5 синхронно с изменением положения грудной клетки (или области сердечного толчка), и амплитуда изменения пропорциональна пути, проходимому подвижной поверхностью V(t - t).

uuJ

Минимальные изменения частоты

uJ.

ные изменения тока

волны равна -у и

и соответстЭто означает.

достигаются в точках, где фаза отраж НИИ волны 4 О или . МаксимальаТа

венно напряжение на резисторе 11 достигаются в точках, где фаза отражени F .

/S

что п ациент может занимать наиболее физиологичное рдя нормального дыхания положение, а высокую чувствительность, прибора, высокую точность в определении параметров дыхания можно обеспечить регулировкой фазовращателя 2 без изменения взаимного положения пациента и устройства. На полупроводниковый диод детектора 5 (фиг. 1) поступает сигнал от -сверх- высокочастотного генератора 8. Поэтому на диоде детектора 5 производится смещение сигнала, отраженного от грудной клетки, и сигнала от генератора 8 и на ФНЧ 14 производится выделение сигнала, частота которого

10

15

- 5

20

25

равна частоте изменения положения грудной клетки. Для того, чтобы изменения частоты резонатора 4 отслеживали изменения положения грудной клетки, необходимо избежать явления принудительной синхронизации, т.е. надо удовлетворить соотношению:

T/Pr- Q.,

где Р ,Р - мощность сигналов от резонатора 4 и генератора 8 соответственно.

Соответствующий этим условиям уровень сигнала регулируется аттенюатором 7, а вентиль 6 предотвращает попадание сигналов из резонатора 4 в генератор 8 и обеспечивает стабильность его работы.

Такая взаимосвязь и взаимообуслов- ленность признаков обеспечивает но- гофункциональность устройства, позволяет одновременно регистрировать частоту и глубину дыхания как человека, так и животных, а также частоту сердцебиения и пульса, если использовать резонатор 4 и генератор 8, работающие в коротковолновой части миллиметрового диапазона.

23

ВНИтИ Заказ 4039/4

Тираж 660

Подписное

Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Тираж 660

Подписное

Ужгород, ул. Проектная, 4