Устройство для анализа реокардиосигнала Советский патент 1988 года по МПК A61B5/02 

макс

СО СО

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к устройствам автоматизированного исследования сердечно-сосудистой системы, и пред- назначе но для использования в системах анализа состояния гемодинамики. Целью изобретения является повышение точности определения начала периода изгнания.

На фиг 1 представлена блок-схема устройства для анапиза реокардиосиг- нала; на фиг. 2 - временные диаграм- мЫ( поясняющие работу устройства.

Устройство анализа реокардиосигна ла содержит соединенные последова- тельно датчик 1, первый компаратор 2, элемент И 3 и регистратор 4, второй 5, третий 6 и четвертый 7 компараторы, выходы которых подключены соот- ветственно к второму и третьему входам элемента И 3.

В устройство введены соединенные последовательно первый 8 и второй 9 дифференциаторы и выпрямитель 10, выход которого подключен к первому входу четвертого компаратора 7, амплитудный детектор 11, выход которого подключен к второму входу четвертого компаратора 7, первый вход - к выходу второго компаратора 5, второй вход - к выходу выпрямителя 10 и первому входу второго компаратора 5. Устройство работает следующим образом.

Начало периода изгнания обозначается точкой Е, расположенной на сигнале дифференцированной импедансной плетизмограммы (ДИПГ) x(t) (фиг. 2). Точка Е должна быть автоматически зафиксирована в реальном масштабе времени с учетом широкой вариабельности формы сигнала и наличия помех. Началу периода изгнания соответствуе резкий подъем кривой центрального пульса, т.е. возникновение волны давления в аорте. Подтверждено, что этот момент приходится именно на максимальное изменение крутизны восходящего участка систолической волны ДИПГ. Данный максимум ускорени ДИПГ, как правило, является глобальным в течение сердечного цикла. Таким образом, положение точки Е на кривой соответствует максимуму второ производной сигнала х (t) ДИПГ.

Сигнал ДИПГ, предварительно пронормированный по .амплитуде при помощи регулируемого усилителя датчика 1

содержащего, например, реографические электроды, реограф и усилитель (не показаны) дифференцируется первым 8, а затем вторым 9 дифференциаторами. Сигналы дифференцированной реоплетиз- мoгpaм ы x(t) , ее первой производной X (t) и -второй производной x(t) изображены на фиг, 2.

С целью выявления наибольшего значения сигнала х (t) ,, обеспечения помехоустойчивости и устранения ложных срабатываний устройства сигнал второй производной х (t) сравнивается с пороговым напряжением 11,. с помощью второго компаратора 5. Значение Upop выбирается опытным путем. При х (t) на выходе второго компаратора 5 формируется сигнал сброса, запирающий амплитудный детектор 11 . При х (t) второй„ компаратор 5 срабатывает и инициирует вьщёление максимального уровня сигнала х (t) на выходе амплитудного

детектора 11 (х

). Максимальный

5 о

0

5

0

5

уровень сигнала второй производной

А101(с поступает на нeинвepтиDVюший вход четвертого компаратора 7 и сравнивается с текущим значением производной; х (t) , Причем на инвертирующий вход четвертого компаратора 7 поступают только положительные значения сигнала X (t) 5 так как в цепь включен выпрямитель 10.В случае, когда х (t) О, диод выпрямителя 10 запирается и на инвертирующем входе четвертого компаратора 7 фиксируется нулевой уровень. Это справедливо и для амплитудного детектора 11 как детектора положительного напряжения,

При- возрастании положительного сигнала второй производной напряжение на выходе амплитудного детектора 11 аналогично напряжению на выходе выпрямителя 10, и на выходе четвертого компаратора 7 вырабатывается низкий логический уровень, В момент, когда напряжение на инвертирующем входе компаратора 7 меньше напряжения на его неинвертирующем-входе, на выходе компаратора 7 вырабатывается сигнал с положительным логическим уровнем. Данный импульс U (t) (фиг. 2) передним фронтом соответствует положению максимума второй производной х (t), т.е, искомой точке Е начала периода изгнания,

Для исключения ложных срабатываний устройства необходимо анализиро

йать полярность напряжения исходного сигнала х (t) и его первой производной х (t), С этой целью указанные сигналы поступают на неинвертирующие входы первого 2 и третьего 6 компараторов и сравниваются с нулевы уровнем. Максимуму второй производной х (t), т.е. началу периода изгнания (фиг. 2), соответствует положительная полярность исходного х (t) и его первой производной X (t). В данном случае на выходах первого 2 и третьего 6 ком-

Операторов устанавливаются высокие уровни Ug (t) и Ug (t) напряжения, в связи с чем импульс из третьего компаратора U (t) обуславливает формирование на выходе элемента И 3 сигнала U, , который подается на вход регистратора 4. На других участках сигнала, где х (t) и (или) х (t) меньше нуля, на выходах первого 2 и или) третьего 6 компараторов уста навливаются нулевые логические уровни, запирающие элемент ИЗ.

Ширина импульса U(t) ограничена временем, в пределах которого вторая

производная x(t) .

Импульсы, соответствующие началу

периода изгнания, регистрируются регистратором А. Одновременно они могу подаваться на другие внешние устройства.

Таким образом, при определении начала периода изгнания с помощью предлагаемого устройства учитывается вариабельность формы кривой ДИПГ. Эт достигается с помощью выявления максимума второй производной ДИПГ, соот ветствующего наибольшему изменению крутизны каждого анализируемого комплекса сигнала. Учет знака исходного сигнала и первой производной дает

возможность осуществлять попек точки начала периода изгнания на восходящем участке систологического комплекса ДИПГ. При этом обеспечивается более высокая точность идентификации указанной точки по сравнению с методом порогов и экстраполяции.

Основным назначением предлагаемого устройства является получение в реальном масштабе времени информации о начале периода изгнания крови из левого желудочка сердца. Устройство может применяться в составе.автоматизированных комплексов для исследования состояния гемодинамики, а также для управления работой биосинхрони- зируемых устройств.

20 Формула изобретения

Q

Устройство для анализа реокардио- сигнала, содержащее соединенные последовательно датчик, первьй компаратор, элемент И, и регистратор, второй компаратор, а также третий и четвертый компараторы, выходы которых подключены соответственно к второму и третьему входам элемента И, отличающееся тем, что, с целью повьшения Точности определения начала периода изгнания крови, в него введены соединеные последовательно первый, второй дифференциаторы и выпрямитель, выход которого подключен к первому входу четвертого компаратора, амплитудный детектор, выход которого подключен к второму входу четвертого компаратора, первый вход - к выходу второго компаратора, второй вход - к входу выпрямителя и первому входу вторсЯ о компаратора, вход первого дифференциатора соединен с выходом датчика.

5

0

5

Изобретение относится к медицинской технике. Устройство для анализа реокардиосигнала содержит соединенные последовательно датчик 1, ко таратор 2, элемент И 3 и регистратор 4, а также компараторы 5, 6 и 7, с целью повышения точности определения начала .периода изгнания крови в него введены дифференциаторы 8 и 9, выпрямитель 10, амплитудный детектор 11. При определении начала периода изгнания с помощью данного устройства учитывается вариабельность формы кривой дифференциальной импе- дансной плетизмограммы (ДИИПГ), что .достигается посредством вьгавлений максимума второй ее производной. Учет знака исходного сигнала и первой производной дает возможность осуществлять поиск точки начала периода изгнания на восходящем участке систолического комплекса ДИПГ. 2 ил. с (Л