Устройство для измерения частоты сердечных сокращений Советский патент 1988 года по МПК A61B5/02 

L-T

М О 1чЭ

Устройство для измерения частоты сердечных сокращений содержит селектор 1 R-зубца, формирователь 2 выборки RR-ин- тервалов, два счетчика 3 и 4, индикатор 5, генератор 6 импульсов, делитель 7 частоты, с целью повыщения точности в него введены два распределителя 8 и 9 импульсов, три формирователя 10-12, счетчик 13 с переменным коэффициентом деления и блок 14 сигнализации, а селектор 1 R-зубца содержит усилители 15 и 16, компаратор 17, пятый формирователь 18, блок 19 регулировки порога. 2 ил.

Фиг. 7

Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано для измерения Честоты сердечных сокращений.

Цель изосретения - новьипение точности измерения.

На . I представлена структурная c.xc.via устройства; на фиг. 2 - временные диа1 раммы работы устройства.

Устройство для измерения частоты сер- дечны.х сокращений содержит селектор 1 R-зубца, нерЕ1ый формирователь 2 выборки RR-интервалов, первый счетчик 3, второй счетчик 4, индикатор 5, генератор 6 импульсов, делитель 7 частоты, первый рас- иределитель 8 имнульеов, второй распреде- ;1итель 9 импульсов, второй формирователь 10, третий формирователь 11, четвертый формирователь 12, счетчик 13 с нере- мспным коэффициентом деления, блок 14 сигнализации, а селектор 1 R-зубца содержит входной усилитель 15, адантивный усилитель 16, компаратор 17, пятый формирователь 18 и блок 19 регулировки норога.

Устройство работает следующим образом .

Сигналы бионотенциалов (фиг. 2а) поступают на входы входного усилителя 15, выполненного на базе операционного дифференциального усилителя, усиливаются и поступают на адаптивный усилитель 16. Величина сигнала на выходе адантивного усилителя 16 зависит от величины сигнала на его входе, из которого формируется напряжение регули)овки величины усиления адаптивного усилителя 16. Цень его отрицательной обратной связи состоит из постоянной отрицательно обратной связи на резисторах и активной динамической отрицательной обратной связи с усилением на транзисторе. Этим устраняется плавание нулевого уровня сигнала из-за артефактов, достигается выравнивание импульсов R-зубцов по амн- литуде. Выходное напряжение адантивного усилителя юступает на первый (неинвертирующий; вход компаратора 17 (фиг. 26) и на вход блока 19 регулирования , выполненного по схеме пик- детектора сиг нала, выход которого нагружен на инверсный вход компаратора 17. Таким образом, выходной сигнал компаратора 17 представляет собой нормированные но амнлитуде имнульсы (фиг. 2в). Пятый формирователь 18 нормирует сигнал компаратора 17 по длительности, что обесне- чивается, например, схемой ждущего .мультивибратора. Длительность сигнала определяется эр1 ономическими требованиями к блоку 14 сигнализации (оптического или- акустическог о). С выхода пятого формирователя 18 сиг нал поступает также на вход первого фор|уирователя 2 выборки RR-ии- тервала, однозременно на нервые входы второго распределителя 9, имнульеов и вто

10

15

20

25

30

35

45

2

10,

который определя40

рого формирователя ет режим измерения.

Первый формирователь 2 выборки RR-ин- тервала определяет интервал между импульсами R-зубцов, поступающими с пятого формирователя 18, в течение которого и происходит определение средней частоты пульса. Импульсы положительной полярности с его выхода поступают на второй вход (разре- щение записи) второго счетчика 4.

Второй формирователь 10 формирует сигнал управ чения прохождением через первый распределитель 8 импульсов на счетчик 13 с переменным коэффициентом деления сигнала с частотой fgj., и fj делителя 7 частоты (фиг. 2е,ж) в течение времени нескольких (заданных) интервалов R-зубцов (фиг. 2р).

Генератор 6 импульсов, делитель 7 частоты, первый распределитель 8 импульсов, второй распределитель 9 импульсов, первый счетчик 3, счетчик 13 с переменным коэффициентом деления, второй формирователь 10, третий формирователь 11, четвертый формирователь 12 служат для осуществления следующего алгоритма работы устройства.

Задается некоторое известное число А, которое рассчитывается в зависимости от:

NH - нормально принятой выбранной частоты сердечных сокращений, равной, например, 60 ударов в мин,

NK.K. - количества произведенных измерений смежных RR-интервалов,

fj - частоты заполнения RR-интервалов,

Л S - разрещающей способности устройства в ударах в 1 минуту, т.е.

д- N wlliпч

Д5-

Например, для Гц, N,., 60 уд/мин, А 5 0,1 уд/мин, , 4

А .73200,

0;

тогда пульс N (средняя частота сердечных сокращений) определяется по формуле

N Ht« f

(2)

гдей - временной интервал .между смежными R-зубцами.

Таким образом, измеряя интервал At, подсчитывая первым счетчиком 4 количество произведенных измерений Njy (которое находится в одноз.начной зависимости от числа выбранных RR-интервалов No и проводя вычисления по формуле (2), определяется средняя частота сердечных сокращений.

Четвертый формирователь 12 формирует импульсы управления (фиг. 2з, к), первым

счетчиком 3 и счетчиком 13 с переменным коэффициентом деления.

При поступлении на первый вход второго формирователя 10 первого импульса R-зубца (фиг. 2г) разрешается прохождение сигнала с частотой fjcn и f на первый и второй вход счетчика 13 с переменным коэффициентом деления и частоты fj на второй вход первого счетчика 3.

При поступлении очередного RR-импуль- са (фиг. 2г) на вход четвертого формирователя 12 на его выходе формируются импульсы установки счетчика 13 с переменным коэффициентом деления, поступающие на четвертый и пятый его входы.

Информация о значении средней на интервале л t средней частоты сердечных сокращений, т.е. число импульсов перезаписи информации в счетчике 13 с переменным 5 коэффициентом деления, через второй распределитель 9 импульсов поступает на вход второго счетчика 4, где также дешифруется и результат измерения отображается на индикаторе 5.

10

Формула изобретения

Устройство для измерения частоты сердечных сокращений, содержащее селектор

Первый счетчик 3 служит д,1я ограниче- 15 R-зубца, подключенный к первому формирователю выборки RR-интервалов, первый и второй счетчики, инди14атор, генератор импульсов, подключенный к делителю частоты, отличающееся тем, что, с целью повышения

НИИ числа импульсов вспомогательной частоты , поступающих на четверть й вход (второй информационный вход СЕ) счетчика. 3 с переменным коэффициентом деления. В момент установления в первом счет- 2 точности, оно дополнительно содержит перчике 3 кода соответствующего числа А на его выходе появляется сигнал (фиг. 2o,t), который с помощью первого распределителя 8 импульсов при поступлении на третий его вход запрещает прохождение вспомогательной частоты. Сигнал с второго выхода первого счетчика 3 поступает на вход третьего формирователя 11, где формируется сигнал положительной полярности, обеспе- чиваюпдий при поступлении ег О на второй

вый и второй распределители импульсов, второй, третий и четвертый формирователи, счетчик с переменным коэффициентом деления и блок сигнализации, при этом селектор R-зубца содержит последовательно сое- - диненные входной усилитель, адаптивный усилитель, компаратор, пятый формирователь и блок регулировки порога, вход которого подключен к выходу адаптивного усилителя, а выход - к второму в.ходу компавход второго формирователя 10, запреще- , выход селектора R-зубца также чение прохождения сигналов с частотой 1 и аоп через первый распределитель 8 импульсов.

Таким образом, если первый формирователь 2 выборки RR-иптервала формирует RR-интервал, равный восьми и.мпульсам R-зубцов, то счетчик 13 с переменным коэф- фициептом деления работает в четыре такта.

Счетчик 13 с переменны.м коэффициентом деления в данном устройстве осуществляет операцию деления запрограммированного определенного числа А на число частоты сигнала f делителя 7 частоты, при этом в качестве частоты сигнала вычитания информации, записанной в этот счетчик, исрез второй распределитель импульсов подключен к первому входу второго счетчика, к первому входу второго фор.мирователя и к входу блока сигнализации, первый и второй выходы делителя частоты соединены со- 35 ответственно с первым и вторым входами первого распределителя импульсов, первый и второй выходы которого соединены соответственно с первым и вторы.м входами счетчика с переменным коэффициентом деления, выход которого подключен к второму входу второго распределителя импульсов, а третий вход подключен к второму выходу второго распределителя импульсов, четвертый вход соединен с первым выходом четвертого формирователя, пятый вход сое40

пользуется сигнал с вспомогательной часто- 45 динен с вторым выходом четвертого форми- той f,,

Ben- Когда информация станет равной пулю, формируется сигнал, поступающий на второй вход второго распределителя 9 импульсов, на второ.м выходе которого в свою очередь формируется сигнал, разрерователя и с первым входом первого счетчика, второй вход которого подключен к второму выходу первого распределителя импульсов, третий вход которого соединен с первым выходом первого счетчика, а четшающий по третьему входу счетчика 13 с 0 вертый вход соединен с первым выходом переменным коэффициентом деления нов- второго формирователя, второй выход перторно записывать информацию.

Перезанись и вычитание производятся столько раз, во сколько число импульсов более высокой вспомогательной частоты (A n-fecfl) больше числа импульсов At-fj. Коэффициент деления выбирается в соответствии с формулой (2).

вого счетчика через третий формирователь подключен к второму входу второго формирователя, второй, выход которого соединен 55 с входом четвертого формирователя, второй вход второго счетчика соединен с выходом первого формирователя выборки RR-интервалов.

Информация о значении средней на интервале л t средней частоты сердечных сокращений, т.е. число импульсов перезаписи информации в счетчике 13 с переменным коэффициентом деления, через второй распределитель 9 импульсов поступает на вход второго счетчика 4, где также дешифруется и результат измерения отображается на индикаторе 5.

10

Формула изобретения

Устройство для измерения частоты сердечных сокращений, содержащее селектор

вый и второй распределители импульсов, второй, третий и четвертый формирователи, счетчик с переменным коэффициентом деления и блок сигнализации, при этом селектор R-зубца содержит последовательно сое- диненные входной усилитель, адаптивный усилитель, компаратор, пятый формирователь и блок регулировки порога, вход которого подключен к выходу адаптивного усилителя, а выход - к второму в.ходу компарез второй распределитель импульсов подключен к первому входу второго счетчика, к первому входу второго фор.мирователя и к входу блока сигнализации, первый и второй выходы делителя частоты соединены со- 5 ответственно с первым и вторым входами первого распределителя импульсов, первый и второй выходы которого соединены соответственно с первым и вторы.м входами счетчика с переменным коэффициентом деления, выход которого подключен к второму входу второго распределителя импульсов, а третий вход подключен к второму выходу второго распределителя импульсов, четвертый вход соединен с первым выходом четвертого формирователя, пятый вход сое0

динен с вторым выходом четвертого форми-

рователя и с первым входом первого счетчика, второй вход которого подключен к второму выходу первого распределителя импульсов, третий вход которого соединен с первым выходом первого счетчика, а четвертый вход соединен с первым выходом второго формирователя, второй выход первого счетчика через третий формирователь подключен к второму входу второго формирователя, второй, выход которого соединен с входом четвертого формирователя, второй вход второго счетчика соединен с выходом первого формирователя выборки RR-интервалов.

.y stift t t ts 2J

Фие.2