Устройство для передачи электрокардиосигнала по каналу связи Советский патент 1987 года по МПК A61B5/04 

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к устройствам передачи биологической информации, и предназначено для передачи электрокардиосигнала (ЭКС) по каналу связи.

Целью изобретения является снижение уровня помех при переключении отвердения электрокардиосигнала.

На чертеже приведена схема устройства.

Устройство для передачи по каналу связи

выходе нулевой сигнал, поступающий на вход модулятора 21. Модулятор 21 при этом генерирует мощный переменный сигнал постоянной частоты (несущая частота). Этот сигнал поступает через канал связи 22 на вход узкополосного фильтра 23, средняя частота пропускания которого равна несущей частоте модулятора 21. Фильтр 23 очищает си,гнал от помех, возникших в канале 22 связи, и передает его на вход демодусодержит передатчик ЭКС состоящий из элек- 10 лятора 24, который превращает частоту вход

трода 1, взаимосвязанных переключателей 2-4, ключа 5, конденсаторов б-9, резисторов 10-12, 13, 14, элементов И-НЕ 15 и 16, инверторов 17-19, последовательно соединенных усилителя 20, модулятора 21 соединенный через канал 22 связи с приемником, состоящим из последовательно соединенных фильтра 23, демодулятора 24 и фильтра 25 нижних частот.

Устройство работает следующим образом.

При переносе электрода 1 с одной точки человеческого тела на другую, т. е. в момент, когда от рук человека возникают помехи и наводки, замыкают второй и третий переключатели 3 и 4 и размыкают первый переключатель 2, при этом электрод 1 отключается от остальных частей устройства и первый конденсатор 6 соединяется с общей щиной. При замыкании переключателя 4 на втором резисторе И образуются перепад напряжения от Ujmi до нуля, который дифференцируется цепочкой: второй конденсатор 7 и третий резистор 12, вырабатывая короткий отрицательный импульс. Этот импульс проходит первый элемент И-НЕ 15 и через второй инвертор 17 поступает на вход второго элемента И-НЕ 16 , на другом входе которого имеется высокий уровень сигнала, образованный третьим инвертором 18, на входе которого имеется низкий уровень сигнала, образованный пятым резистором 14. В результате на выходе элемента И-НЕ 16 образуется высокий уровень сигнала, который проходит на другой вход элемента И-НЕ 16, через четвертый конденсатор 9 и инвертор 18, образуя. низкий уровень сигнала, который независимо от сигнала на его первом входе поддерживает на выходе сигнала высокого уровня, который поступает на вход управления ключа 5. Конденсатор 9 при этом заряжается через резистор 14, уровень сигнала на входе инвертора 18 падает и через время, равное произведению емкости конденсатора 9 и сопротивления резистора 14, на выходе инвертора 18 появляется сигнал высокого уровня, образуя на выходе элемента И-НЕ 16 сигнал низкого уровня, закрывая ключ 5.

При замыкании ключа 5 вход усилителя 20 соединяется с общей щиной, при этом напряжение, остающееся на конденсаторе 6 после предыдущего отведения, быстро умень- щается до нулевого значения, которое подается на вход усилителя 20, образуя на его

15

20

25

30

35

40

45

50

55

ного сигнала внапряжение. Причем при частоте входного сигнала, равной несущей, на входе демодулятора 24 образуется нулевой сигнал, поступающий на вход фильтра 25 нижних частот, который сглаживает выходной сигнал всего устройства, исключая пульсации, возникающие при преобразовании аналогового сигнала в модуляторе 21.

После закрепления электрода 1 на теле человека замыкают переключатель 2 и размыкают переключатели 3 и 4, при этом на конденсатор 6 поступает постоянное напряжение (до 1 В), имеющееся в данной точке на теле человека, и сигнал ЭКС, имеющий значительно меньший уровень (1мВ). Одновременно при размыкании переключателя 4 на резисторе 11 образуется положительный перепад напряжения от нуля до Uffli, фронт которого дифференцируется цепочкой: конденсатор 8 и резистор 13, при этом на резисторе 13 образуется короткий положительный импульс, который, пройдя инвертор 19, поступает на другой вход элемента И-НЕ 15 и после описанных преобразований цепочкой; элемент И-НЕ 15, инвертор 17, элемент И-НЕ 16, инвертор 18, открывает ключ 5. В этот момент вход усилителя соединяется с общей щиной, конденсатор 6 через открытый ключ 5 заряжается до постоянного напряжения, имеющегося на теле человека, и на вход усилителя 20 подается вновь нулевой сигнал, выходной сигнал усилителя 20 равен нулю. После размыкания ключа 5 на резисторе 10 появляется только сигнал ЭКС, снимаемый с электрода 1, а постоянное напряжение на электроде 1 скомпенсировано напряжением на конденсаторе 6. Усиленный сигнал ЭКС с выхода усилителя 20 поступает на вход модулятора 21, который изменяет частоту входного сигнала пропорционально входному напряжению. Частотно-модулированный сигнал затем, пройдя канал 22 связи, фильтр 23, поступает на демодулятор 24, который на выходе образует напряжение, пропорциональное частоте входного сигнала. При этом на выходе устройства образуется усиленный сигнал, описывающий форму ЭКС.

Таким образом, устройство позволяет исключить возникновение по.мех и наводок на выходе устройства при переносе электрода с одной точки человеческого тела на другую, кроме того, сократить время переходного процесса во входной цепи устройства.

выходе нулевой сигнал, поступающий на вход модулятора 21. Модулятор 21 при этом генерирует мощный переменный сигнал постоянной частоты (несущая частота). Этот сигнал поступает через канал связи 22 на вход узкополосного фильтра 23, средняя частота пропускания которого равна несущей частоте модулятора 21. Фильтр 23 очищает си,гнал от помех, возникших в канале 22 связи, и передает его на вход демодулятора 24, который превращает частоту вход

0

5

0

5

0

5

0

55

ного сигнала внапряжение. Причем при частоте входного сигнала, равной несущей, на входе демодулятора 24 образуется нулевой сигнал, поступающий на вход фильтра 25 нижних частот, который сглаживает выходной сигнал всего устройства, исключая пульсации, возникающие при преобразовании аналогового сигнала в модуляторе 21.

После закрепления электрода 1 на теле человека замыкают переключатель 2 и размыкают переключатели 3 и 4, при этом на конденсатор 6 поступает постоянное напряжение (до 1 В), имеющееся в данной точке на теле человека, и сигнал ЭКС, имеющий значительно меньший уровень (1мВ). Одновременно при размыкании переключателя 4 на резисторе 11 образуется положительный перепад напряжения от нуля до Uffli, фронт которого дифференцируется цепочкой: конденсатор 8 и резистор 13, при этом на резисторе 13 образуется короткий положительный импульс, который, пройдя инвертор 19, поступает на другой вход элемента И-НЕ 15 и после описанных преобразований цепочкой; элемент И-НЕ 15, инвертор 17, элемент И-НЕ 16, инвертор 18, открывает ключ 5. В этот момент вход усилителя соединяется с общей щиной, конденсатор 6 через открытый ключ 5 заряжается до постоянного напряжения, имеющегося на теле человека, и на вход усилителя 20 подается вновь нулевой сигнал, выходной сигнал усилителя 20 равен нулю. После размыкания ключа 5 на резисторе 10 появляется только сигнал ЭКС, снимаемый с электрода 1, а постоянное напряжение на электроде 1 скомпенсировано напряжением на конденсаторе 6. Усиленный сигнал ЭКС с выхода усилителя 20 поступает на вход модулятора 21, который изменяет частоту входного сигнала пропорционально входному напряжению. Частотно-модулированный сигнал затем, пройдя канал 22 связи, фильтр 23, поступает на демодулятор 24, который на выходе образует напряжение, пропорциональное частоте входного сигнала. При этом на выходе устройства образуется усиленный сигнал, описывающий форму ЭКС.

Таким образом, устройство позволяет исключить возникновение по.мех и наводок на выходе устройства при переносе электрода с одной точки человеческого тела на другую, кроме того, сократить время переходного процесса во входной цепи устройства.

вызванного зарядом и разрядом входного конлексатора 6 1фи подключении к разным точкам человеческого тела, имеющим разные постоянные напряжения. В предлагаемом устройстве уменьшение времени переходного процесса равно соотношению сопротивлений резистора 10 и открытого ключа 5, которое может достигать 10 и более. При постоянной времени входной цепи устройствЁ 10 с время переходного процесса при переключении электрода составляет Ю с,.что практически не скажется на выходном сигнале устройства, так как его полоса пропускания ограничивается сверху частотой 100 Гц что эквивалентно передаче импульса 10 с, а импульсы меньшей длительности устройство не передает. В результате на ленте самописца, подключенного к выходу устройства, при переключении электрода регистрируется нулевой сигнал, после подключения электрода в течение времени подрядка 10 t тоже регист

рируется нулевой сигнал, регистрироваться ЭКС.

затем начинает 20

Формула изобретения

Устройство для передачи электрокардио- сигнала по каналу связи, содержаш,ее передатчик, состояший из электрода и последовательно соединенных усилителя, модулятора, приемник, состоящий из фильтра, де

5

0

5

модулятора и фильтра нижних частот, отличающееся тем, что, с целью снижения уровня помех при переключении отведения электро- кардиосигнала, в него введены три переключателя, четыре конденсатора, пять резисторов, ключ, два элемента И-НЕ и три инвертора, причем электрод через первый переключатель соединен с выводом первого конденсатора, который через второй переключатель соединен с общей шиной, другой вывод первого конденсатора соединен с входом усилителя и через параллельно соединенные ключ и первый резистор с общей шиной, два вывода второго и третьего резисторов соединены с источником питания, второй вывод второго резистора через второй конденсатор соединен с вторым выводом третьего резистора и первым входом последовательно соединенных первого элемента И-НЕ, второго инвертора, второго элемента И-НЕ, выход которого подключен к входу управления ключа, и через четвертый конденсатор с входом третьего инвертора, вход которого соединен с общей шиной через пятый резистор, а выход - с вторым входом второго элемента И-НЕ, кроме того, второй вывод второго резистора через третий переключатель соединен с общей шиной и через третий конденсатор с входом первого инвертора, вход которого соединен с общей шиной через четвертый резистор, а выход - с вторым входом первого элемента И-НЕ.

Изобретение относится к устройствам для передачи биологической информации - электрокардиосигнала (ЭКС) по каналу связи и позволяет снизить уровень помех при переключении отведения ЭКС. Устройство содержит электрод I, переключатели 2, 3 и 4, ключ 5, элементы И-НЕ 15 и 16, инверторы 17, 18 и ,19, усилитель 20, модулятор 21, канал 22 связи, приемник в виде фильтров 23 и 25, демодулятор 24. При переносе электрода 1 он отключается от устройства, конденсатор 6 соединяется с общей шиной, закрывается ключ 5, усилитель 20 также соединяется с общей шиной. Модулятор 21 генерирует переменный сигнал постоянной (несуш,ей) частоты, фильтр 23 очи- ш,ает сигнал от помех, а фильтр 25 сглаживает выходной сигнал устройства, исключая пульсации. При закрепленном электроде 1 замыкается переключатель 2 и размыкаются переключатели 3 и 4, на конденсатор 6 поступает постоянное напряжение, имеющееся в данной точке и ЭКС. Через открытый ключ 5 конденсатор 6 заряжается до постоянного напряжения в точке тела человека и после размыкания ключа 5 на усилитель 20 поступает только ЭКС. Введение новых элементов и образование новых связей между элементами устройства позволяют исключить помехи и наводки при переносе электрода с одной точки тела человека на другую и сократить время переходного процесса во входной цени устройства. 1 ил. S (Л г 6 ю оо 00 4 ГС