Биоуправляемый формирователь управляющих импульсов Советский патент 1986 года по МПК A61N1/36 H03K5/01 

Изобретение относится к медицинской технике и может быть использован в различных устройствах, для функционирования которых требуется формирование импульсов определенной длительности в зависимости от величины биосигнала, в том числе в медицинских электронных приборах - злектро- стимуляторах органов и тканей, в частности в злектростимуляторах дыхания.

Целью изобретения является автоматическое поддержание контролируемого параметра в заданных пределах.

На чертеже изображена структурная схема устройства.

Устройство содержит первый IK- триггер 1, второй 1К-триггер 2, счетчик 3, RS-триггер 4, элемент ИЛИ 5, элемент НЕ 6, мультиплексор 7, реверсивный счетчик 8, первый компаратор 9, второй компаратор 10, элемент 11 сравнения, делитель 12 частоты, элемент И 13, датчик 14 биосигнала, задатчик 15 ритма, генератор 16 тактовых импульсов и источник 17 питания .

Устройство работает следующим образом.

Задатчик 15 ритма вырабатывает положительные импульсы длительностью Т , частота которых соответствует требуемой частоте контролируемого биологического параметра, например частоте дыхания. Генератор 16 тактовых импульсов вырабатывает положительные импульсы, период повторения которых существенно меньше Т. . Пусть контролируемый параметр, например дыхательный объем, находится .в пределах нормы, т.е. V..V V,

где V

mi n

И У„

V . V mtrt

соответственно

moiic

минимально и максимально допустимые значения дыхательного объема. В этом случае напряжение U, снимаемое с выхода датчика 14 биосигнала (датчика дыхательного объема), удовлетворяет условию и . и и

dflM

ип.ц

где

on. оп.г уровни сравнения соответственно первого 9 и второго 10 компараторов. При этом величина U, соответствует V

ОП.1

ствует V.-.

На

min

а Ugn 2 соответ.д . lid выходе компаратора 9 устанавливается уровень логического О, на выходе компаратора 10 - уровень логической 1 и на выходе элемента 11 сравнения - уровень логического О, поступающий на второй

о 1250310

вход элемента И 13 и запрещающий поступление импульсов с делителя 12 частоты на С-вход реверсивного счетчика 8. Последний при этом находится в некотором состоянии и код записанного в нем числа поступает с

выходов А

на адресные вхо

5

0

5

0

5

0

5

0

ды мультиплексора 7. Формирование длительности управляющего импульса на выходе устройства происходит следующим образом.

Передний (положительный) фронт импульса на выходе задатчика 15 ритма переводит первый 1К-триггер в состояние 1 и через элемент ИЛИ 5 - обнуляет счетчик 3, нулевой вьосодной потенциал которого через один из открытых ключей мультиплексора 7 сЬот- ветственно коду на его адресных вко дах поступает на S-вход RS-триггера 4. Триггер 4 находится в состоянии О, так как на его R-вход через элемент НЕ 6 поступают инвертированные тактойые импульсы с выхода генератора 16 тактовых импульсов. Вто-. рой 1К-триггер 2 находится в состоянии логического О и потенциал на выходе устройства равен нулю. После окончания импульса на выходе задатчика 15 ритма нулевой потенциал,по- ступакнций на R-вход счетчика 3 через элемент ИЛИ 5, разрешает работу счетчика 3, на С-вход которого непрерывно поступают тактовые импульсы.

При появлении уровня логической 1 на вьгходе счетчика 3, соединенного с открытым ключом мулбти- плексора 7, он поступает на S-вход RS-триггера 4 и устанавливает его в состояние 1. При этом на R-входе триггера 4 существует уровень логического О, так как на К-вход поступают инвертированные тактовые импульсы. Положительный перепад напряжения на выходе RS-триггера 4, поступая на С-вход второго 1К-тригге- ра 2, передает уровень логической 1 с 1-входа (с выхода первого 1К-триггера 1) на его выход. Одновременно через элемент ИЛИ 5 обнуляется счетчик.3. При этом на выходе устройства устанавливается уровень логической 1, а первый IK- триггер 1 - в состояние логического 5 О. Ближайший тактовый импульс, по- ступающий через элемент НЕ 6 на R- вход RS-триггера 4, устанавливает его в состояние логического О,

разрешая счетчику 3 считать тактовые импульсы.

Следующий уровень логической 1 на А выходе счетчика 3, соединенного с открытым ключом К- мультиплексора 7, устанавливает выход RS-триггера 4 в состояние логической 1. Положительный перепад с выхода RS- триггера 4, поступая на С-вход второго 1К-триггера.2, передает состояние логического О с 1-входа (с выхода первого 1К-триггера 1) на его выход (на выход устройства) и через элемент ИЛИ 5 обнуляет счетчики 3, устанавливая его выходы в состояние логического О, Положительный перепад следующего импульса на выходе за датчика 15 ритма, поступая на синхро низирз ющий вход первого 1К-триггера 1, передает сигнал логической 1 с 1-входа на его выход (на К входе 1К-триггера 1 имеется уровень логического О), и схема возвращается в исходное состояние.

Таким образом, при каждом отрицательном перепаде импульса на выходе задатчика 15 ритма на выходе устройства формируется положительный импульс, длительность которого равна произведению периода повторения тактовых импульсов и коэффициента пересчета счетчика 3 из нулевого состояния до состояния логической 1 на А,- выходе, соединенным с открытым

0

ключом мультиплексора 7, номер которого определяется кодом на выходе реверсивного счетчика 8..

Если контролируемый параметр вышел за допустимые пределы, например превысил максимально допустимое значение, на выходах компараторов 9 и 10 устанавливаются уровни логического О, а на выходе элемента 11 сравне5

0

ния - уровень логической 1, в результате чего элемент И 13 начинает пропускать на С-вход реверсивного счетчика 8 импульсы с выхода делителя 12 частоты. Так как на управляющем входе счетчика 8 имеется уровень логического О, то он работает в режиме вычитания и приходящие на его С-вход импульсы уменьщают записанное в нем число, В результате этого длительность формируемого на выходе устройства импульса начинает также уменьшаться до тех пор, пока контролируемый параметр не придет в норму, Ана- 5 логичным образом устройство работает, если кoнтpoлиpye Iый параметр становится ниже минимально допустимого значения, но в этом случае реверсивный счетчик 8 работает в режиме сложения и длительность выходного импульса начинает возрастать. Скорость изменения длительности выходного импульса определяется коэффициентом деления делителя 12 частоты.

Редактор Н. Швыдкая

Составитель А.Фальцман Техред И.Гайдош Корректор М. Сщ борская

Заказ 4356/7Тираж 660Подписное

ВНШШИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4