Устройство для выделения @ -зубца электрокардиосигнала Советский патент 1987 года по МПК A61B5/04 

113

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к устройствам определения диагностических признаков электрокардиосигнала (ЭКС).

Цель изобретения - повышение надежности выделения R-зубца при аритмии .

На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема устройства; на фиг. 2 и 3 - временные диагра1 мы, поясняющие работу устройства.

Устройство для выделения R-зубца ЭКС содержит последовательно соединенные первый фильтр I низкой частоты, вход которого подключен к первой входной шине устройства первый нормирующий элемент 2, первый дифференциатор 3, первый компаратор 4 напряжения, второй вход которого подключен- к. первой пшне опорного напряжения, первьй одновибратор 5, элемент 6 совпадения и ключ 7, выход которого подключен к выходной шине устройства, второй компаратор.8 напряжения, первый вход которого соединен с выходом первого дифференциатора 3, а второй вход - со второй шиной опорного на- пряжения, второй одновибратор 9, вход которого подключен к выходу второго компаратора 8 напряжений,, а выход - ко второму входу элемента 6 совпадения, и последовательно соединенные второй фильтр 10 низкой частоты, вход которого подключен к второй входной шине устройства, второй нормирующий элемент 1 1 , второй дифференциатор 12., третий компаратор 13 напряжения, второй вход которого соединен с третьей шиной опорного напряжения, третий одновибратор 14 и триггер 15, второй вход которого подключен к первому входу ключа 7, а выход - ко второму входу ключа 7.

Нормирующие элементы 2 и 11 могут быть выполнены в виде резисторных делителей напряжения с переменным коэфс1)ициентом деления.

Устройство для вьщеления R-зубца ЭКС работает следующим образом.

ЭКС, поступающий на первую входную гаину устройства, фильтруется первым фильтром 1 (фиг. 2а-), имеющим частоту среза, например, 30 Гц и подается на вход первого нормирующего элемента 2, обеспечивающего на своем выходе постоянную максимальную амплитуду отфильтрованного электрокардиографического сигнала, например, 0,2 В (фиг. 2). ЭКС с выхода перво62

го нормирующего элемента 2 поступает на вход первого дифференциатора 3, который осуществляет формирование первой производной ЭКС (фиг. 2 ).

Этот сигнал поступает на первые входы первого компаратора 4 и второго компаратора 8, на вторые входы кото- рь1х поданы опорные напряжения U и и. . Первый компаратор 4 срабатывает

при достижении положительной волной первой производной ЭКС, например, 70% ее максимальной амплитуды (фиг.2г а второй компаратор 8 срабатывает при достижении отрицательной волной

первой производной ЭКС, например,

70% ее максимальной амплитуды (фиг.

Сигналы с выходов первого компаратора 4 и второго компаратора 8 поступают соответственно на входы первого одновибратора 5 и второго одновиб- ратора 9, на выходах которых формируются импульсы стандартной длительности (фиг. 25 и ). Эти импульсы подаются на соответствующие входы

элемента 6 совпадения, на выходе ко - торого формируется импульс(фиг. 2л), который возникает на интервале времени t (фиг, 2g), соответствующем совпадению во времени входных импульсов элемента 6 совпадения. Этим достигается улучшение помехоустойчивости устройства при выделении R-зубца ЭКС.

Импульс с выхода элементов 6 совпадения поступает на второй вход триггера I5 и на первый сигнальный вход ключа 7. Триггер 15 срабатывает по заднему фронту этого импульса, при этом на выходе триггера 15 формируется запрещающий сигнал (фиг.Зр), поступающий на второй (управляющий) вход ключа 7. Выходной импульс элемента 6 совпадения пропускается ключом 7 на выходную шину устройства,

так как- на время его прохождения отсутствует запрещакщий сигнал на управляющем входе ключа 7.

Сигнал сфигмограммы (СФГ), например, сонной артерии или плечевой

артерии, поступающий на вторую входную шину устройства, фильтруется вторым фильтром 10 (фиг. 3л), реализуется по амплитуде вторым нормирующим элементом 11 (фиг. 3м), на выходе которого максимальная амплитуда СФГ устанавливается равной, например, 0,2 БЭ и дифференцируется вторым дифференциатором 12, на выходе которого формируется сигнал первой производной сфигмограммы (фиг, 3н). Этот сигнал поступает на первый вход третье- Го компаратора 13, на второй вход которого подано опорное напряжение U- , при котором второй компаратор 13 ера- батывает при достижении отрицательной волной первой производной сфигмограммы, например, 70% ее максимального значения. При этом на выходе третьего компаратора I3 формируются импульсы (фиг. Зо), поступающие на. вход третьего одновибратора 14, на выходе которого формируется стандарт- ньм импульс (фиг. Зп), начало которого соответствует первому срабатыва- нию третьего компаратора 13. Этот импульс поступает на первый вход триггера 15 и устанавливает его в исходное состояние, при котором на управляющем входе ключа 7 отсутствует за- прещающий сигнал, и ключ 7 готов к пропусканию на выходную шину устройства импульса (фиг. 2и), который формируется при поступлении на первую входную шину устройства следую1чего R-зубца ЭКС.

Таким образом, длительность блокировки тракта селекции R-зубца ЭКС не зависит от длительности предыдущего кардиоцикла, а определяется вре- менной характеристикой текущего кардиоцикла. Длительность блокировки равна интервалу от заднего фронта импульса (фиг. 2и), соответствующего по времени нисходящей части QRS- комплекса ЭКС, до переднего фронта импульса (фиг. Зо), соответствующего по времени инцизуре сфигмограммы. Те самым осуществляется блокировка тракта селекции R-зубца ЭКС на время прохождения Т-зубца ЭКС, являющегося основной периодической помехой при выделении R-зубца ЭКС.

Q

5

Использование устройства в клинической практике дает возможность повысить надежность выделения R-зуб- цов ЭКС в, условиях скачкообразного изменения длительности RR-интервалов ЭКС и, тем самым, улучшить диагностику заболеваний сердца. Формула изо бретения

Устройство для выделения R-зубца электрокардиосигнала, содержащее последовательно соединенные первый фильтр низкой частоты, вход которого подключен к первой входной шине устройства, первый нормируклций элемент, первый дифференциатор, первый йомпа- ратор напряжения, второй вход которого подключен К первой шине опорного напряжения, первый одновибратор и элемент совпадения, второй компаратор напряжения, первый вход которого соединен с выходом первого дифференциатора, а второй вход - с второй шиной опорного напряжения, второй одновибратор , вход которого подключен к выходу второго компаратора напряжения, а выход - к второму входу элемента совпадения, и ключ, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности выделения R-зубца при аритмии, в него введены последовательно соединенные второй фильтр низкой частоты, вход которого подключен к второй входной шине устройства, второй нормирующий злемент, второй дифференциатор, третий компаратор напряжения, второй вход которого подключен к третьей шине опорного напряжения, третий одновибратор и триггер, второй вход которого подключен к выходу элемента совпадения и к первому входу ключа, а выход - к второму входу ключа, выход которого соединен с выходной шиной устройства.

У

Изобретение предназначено для выделения R-зубца электрокардиосиг- нала (ЭКС) и позволяет повысить надежность временной селекции R-зубца Б условиях аритмии сокрап ений сердца. Снимаемый с обследуемого ЭКС поступает в злектрокардиографи- ческий канал устройства, содержащий первый фильтр 1 низкой частоты, первый нормирующий злемент 2, первый зкг 1Ж1 дифференциатор 3, два компаратора 4 и 8, два одновибратора 5 и 9 и злемент 6 совпадения, на выходе которого формируется нормированный импульс, синхронный с R-зубцом ЭКС. Этот синхроимпульс проходит на выход устройства через открытый ключ 7, который закрывается через триггер 15 по заднему фронту синхроимпульса, препятствуя прохождению на вьгход устройства высокоамплитудного Т-зуб- ца ЭКС. Сфигмографический канал уст-, ройства, содержащий второй фильтр 10 низкой частоты, второй нормирующий злемент 11, второй дифференциатор 12, третий компаратор 13 и третий одновибратор 14, вырабатывает в текущем кардиоинтервале сигнал открывания ключа 7 в момент инцизуры сфигмограммы, наступающей позднее Т-зуб- ца ЭКС. Благодаря зтому обеспечивается надежное выделение R-зубца ЭКС при скачкообразных изменениях RR-ин- тервала ЭКС. 3 ил. (Л 1М ял. о О) cfr J Фиг.1

Фиг. 2

Редактор П.Гереши

Составитель Э.Балуев Техред М.Ходанич

Заказ 19)1/4 Тираж 596Подписное

ВНИИПИ 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

Фиг.З

Корректор С.Черни