Устройство для проверки измерителей артериального давления Советский патент 1989 года по МПК A61B5/02 

ел

со

СО

СХ) со

Изобретение относится к области медицинской техники и может быть использовано для проверки метрологических характеристик измерителей артериального давления крови. Устройство содержит генератор 1 импульсов, формирователь 2 длительности тона, формирователь 3 огибающей тона, формирователь 4 шумоподобного сигнала, электромеханический преобразователь 5, имитатор 6 помех, задатчик 7 пределов измерения, блок 8 логики, формирователь 9 опорного сигнала и манометр 10. Для формирования испытательного сигнала тонов Короткова, имитирующего аускультаторный провал, что приближает процесс проверки к реальным условиям измерения артериального давления на пациенте и тем самым повышает достоверность проверки измерителей артериального давления. В устройство введены детектор 11 экстремума, триггер 12, элемент И 13, счетчик 14 импульсов и задатчик 15 кода. 2 ил.

к

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к устройствам для контроля состояния медицинской измерительной аппаратуры.

Целью изобретения является повьше ние достоверности проверки путем формирования испытательного сигнала с аускультаторным провалом.

На фиг.1 представлена структурная электрическая схема устройства для проверки измерителей артериального давления; на фиг.2 - структурная электрическая схема блока логики.

Устройство для проверки измерителей артериального давления (фиг„1) содержит последовательно соединенные генератор 1 импульсов, формиройатели 2 длительности тона, 3 огибающей тона, 4 шумоподобного сигнала и элект ромеханический преобразователь 5, к второму входу которого подключен имитатор 6 помех, последовательно соединенные задатчик 7 пределов измерения и блок 8 логики, второй вход которого подключен к выходу формирователя 2 длительности тона, а первый выход к второму входу формирователя /4 шумоподобного сигнала, формирователь 9 опорного сигнала, вход которого подключен к выходу генератора 1 им-- пульсов, последовательно соед1- ненные манометр 10, детектор 11 экстреьгума, триггер 12, элемент И 13 и счетчик 1Д импульсов, выход которого подключен к р орому входу триггера 12, выход которого соединен с входом за- датчика 7 пределов измерения, и задатчик 15 кода, подключенный к второму входу счр.тчика 14 импульсов, третий вход которого соединен с выходом детектора 11 экстремума, второй вход которого подключен к втором выходу блока 8 логики, первый выход которого соединен с вторым входом элемента И 13, а третий вход с выходом манометра 10, с вторым входом формирователя 2 длительности топа и с третьим входом Формирователя 4 шум

подобного сигнала.

Испытуемый измеритель 16 артериального давления подключается к устройству таким образом (фиГрО, что его датчик тонов Короткова соединен с выходом электромеханического преобразователи 5, корреляцион1гый вход с выходом формирователя 9 опорного сигнала, а пневмосистема - с входом манометра 10.

0

5

0 В предпочтительном варианте вы- полнеушя устройства формирователь 4 шумоподобного сигнала содержит (фиг.1) последовательно соединенные стохастический генератор 17, блок 18 фильтров, сумматор 19, второй вход которого является первым входом формирователя 4 шумоподобного сигнала, и схему 20 управления, выход и второй вход которой являются соответственно выходом и вторым входом формирователя 4 шумоподобного сигнала, и блок 21 функциональных преобразователей, выход которого подключен к второму входу блока 18 фильтров, а вход является третьим входом формирователя 4 шумоподобного сигнала.

Блок 8 логики (фиг,2) может быть выполнен, например, в виде последовательно соединенных первого компаратора 22, инвертора 23 и элемента 24 совпадения, к второму входу которого подкл1бчен второй компаратор 25, при- 5 чем выход элемента 24 совпадения

и выход первого компаратора 22 являются соответственно первым и вторым выxoдa ги блока 8 логики, а первые . входы первого 22 и второго 25 компа- раторот), третий вход элемента 24 совпадения и вторые входы первого 22 и второго 25 компараторов являются соответственно первым, вторым и третьим входами блока 8 логики.

Устройство для проверки измерите- . Гей артериального давления работает следующим образом.

Перед проведением проверки измерителя 16 артериального давления в устройстве с помощью задатчика 15 кода устанавливается необходимое значение числа тоной Короткова, предшествующих аускультаторному провалу, С помощью задатчика 7 пределов измерения устанавливаются требуемые значения первого и второго верхнего и нижнего уровней артериального давления Формирователем 9 опорного сигнала задаются необходимые амплитуды и длительности участков сигнала, имитирующего пульсовые колебания Формирователем 2 длительности тока устанавливается требуемый вид зависимости длительности тона от величины давления С по- мощью блока 21 функциональных преобразователей устанавливается вид зависимости спектра тонов Короткова от величинь артериального давления, а с помощью имитатора 6 помех - требуе0

5

0

45

50

мое соотношение сигнала и помехи в формируемом сигнале тонов Короткова. Подключается к устройству (фиг.1) и запускается испытуемый измеритель 16 артериального давления. Начинается процесс компрессии, и поднимается давление в пневмосистеме измерителя 16 артериального давления, что приводит к

возрастанию выходного сигнала маномет- Q ного нижнего давления на выходе втора 10.

Генератор 1 импульсов вырабатывает импульсы с частотой, равной частоте пульса. Эти импульсы поступают на первый вход формирователя 2 длительности тона и на вход формирователя 9 опорного сигнала.

Формирователь 2 длительности тона осуществляет задержку каждого входного импульса и формирует по нему импульс заданной длительности, причем время задержки и длительность формируемого импульса зависят от величины сигнала, поступающего с выхода манометра 10 на второй вход фор- мирЪвателя 2 опорного сигнала, . определяются давлением в пневмосистеме испытуемого измерителя 16 артериального давления.

С выхода формирователя 2 длительности тона импульс поступает иа формирователь 3 огибающей тона и на третий вход элемента 24 совпадения (фиг,2) блока 8 логики. На другие входы элемента 24 совпадения подаются сигналы с второго компаратора 25 и инвертора 23, на вход которого поступает сигнал с выхода первого компаратора 22 (фиг.2).

На первые входы первого 22 и второго 25 компараторов подаются опорные уровни напряжения с выхода задат- чика 7 пределов измерения, причем опорный уровень на первом входе второго компаратора 25 задает требуемое нижнее значение давления, подлежащее фиксадии испытуемым измерителем 16 артериального давления, а опорный уровень на первом входе первого компаратора 22 задает требуемое верхнее значение давления, подлежащее фиксации измерителем 16 артериального давления На вторые входь первого 22 и второго 25 компараторов (на третий вход блока 8 логики) поступает сигнал с манометра 10„

Пока давление в пневмосистеме измерителя 16 артериального давления не превьпаает значения нижнего давлерого компаратора 25 возникает высокий уровень напряжения. Следовательно, на первый и второй входы элемента 24 совпадения, связанные с вторым

)5 компаратором 25 и с инвертором 23, воздействуют высокие уровни напряжения, и импульсы с выхода формирователя 2 длительности тона проходят на первый выход блока 8 логики Ког20 да давление в пневмосистеме достигает значения заданного верхнего давления, на выходе первого компаратора 22 появляется высокий уровень напряжения. На выходе инвертора 23 напря25 жение падает и запирает элемент 2Д совпадения, блокируя тем сам.1м прохождение импульсов с формирователя 2 длительности тона на первый выход бло ка 8 логики,

30 Таким образом, на первом выходе блока 8 логики появляются импульсы только тогда, когда значение давления в пневмосистеме измерителя 16 артериального давления находится в преk делах верхнего и нижнего уровней.

Длительность этих импульсов равна дли тельности импульсов, поступающих с выхода формирователя 2 длительности тона, и зависит от текущего значения давления в пневмосистеме, Сигнал с второго выхода блока 8 логики, а имен но с выхода первого компаратора 22, подается на второй (управляющий) вход детектора 1I экстремума и обеспечивает его переход в режим выделения экст ремума при превьшении давлением в пневмосистеме установленного верхнего уровня, когда на выходе первого компаратора 22 возникает высокий уро50 вень напряжения.

Стохастический генератор 17 формирователя 4 шумоподобкого сигнала (фиг.1) вырабатывает непрерывный шу- мовой сигнал, поступающий на первый

55 вход блока 18 фильтров, на второй (управляющий) вход которого подается сигнал с выхода блока 2I функциональных преобразователей. Этот управляющий сигнал определяет спектр шумов,

40

45

ния, задаваемого с помощью задатчи- ка 7 пределов измерения, на выходе компараторов 22 и 25 поддерживается низкий уровень напряжения, который запирает элемент 24 совпадения по его второму входу, связанному с выходом второго компаратора 25, После достижения давлением значения заданного нижнего давления на выходе второго компаратора 25 возникает высокий уровень напряжения. Следовательно, на первый и второй входы элемента 24 совпадения, связанные с вторым

компаратором 25 и с инвертором 23, воздействуют высокие уровни напряжения, и импульсы с выхода формирователя 2 длительности тона проходят на первый выход блока 8 логики Когда давление в пневмосистеме достигает значения заданного верхнего давления, на выходе первого компаратора 22 появляется высокий уровень напряжения. На выходе инвертора 23 напряжение падает и запирает элемент 2Д совпадения, блокируя тем сам.1м прохождение импульсов с формирователя 2 длительности тона на первый выход бло ка 8 логики,

Таким образом, на первом выходе блока 8 логики появляются импульсы только тогда, когда значение давления в пневмосистеме измерителя 16 артериального давления находится в пределах верхнего и нижнего уровней.

Длительность этих импульсов равна длительности импульсов, поступающих с выхода формирователя 2 длительности тона, и зависит от текущего значения давления в пневмосистеме, Сигнал с второго выхода блока 8 логики, а именно с выхода первого компаратора 22, подается на второй (управляющий) вход детектора 1I экстремума и обеспечивает его переход в режим выделения экст ремума при превьшении давлением в пневмосистеме установленного верхнего уровня, когда на выходе первого компаратора 22 возникает высокий уровень напряжения.

Стохастический генератор 17 формирователя 4 шумоподобкого сигнала (фиг.1) вырабатывает непрерывный шу- мовой сигнал, поступающий на первый

вход блока 18 фильтров, на второй (управляющий) вход которого подается сигнал с выхода блока 2I функциональных преобразователей. Этот управляющий сигнал определяет спектр шумов,

подаваемых на первый вход Сумматора 19, который изменяется в зависимости от текущего значения давления, поступающего на вход блока 21 функциональ- ных преобразователей.

По выходным импульсам формирователя 2 длительности тона формирователь 3 огибающей тона формирует импульсы

колоколообразной формы которые посту- пают на- второй вход сумматора 19, изменяя его коэффициент передачи. Это п{)иводит к тому, что шумовой сигнал на выходе сумматора 19 изменяется не только в зависимости от значения давления в пневмосистеме, но также имеет периодическую (с частотой пульса) амплитудную модуляцию Непрерывный шумовой сигнал с выхода сумматора 19 подается на первый вход схемы 20 управления, на второй (управляющий) вход которой подаются импульсы (если давление в пневмосистеме находится между заданными нижним и верхним уровнями) с выхода элемента 2А совпа- дения блока 8 логики Схема 20 управления открывается на время действия на ее управляющем входе импульса, пос тупающего с первого вб1хода блока 8 ло гики.

Таким образом, на выходе схемы 20 управления формируется импульсный шумоподобный сигнап, имитирующий тон Короткова, спектр которого зависит от текущего значения давления в пневмо- CHCTeN e, а так как формирователь 3 огибающей тона работает синхронно с формирователем 2 длительности тона, то огибающая щумового импульса имеет колоколообразную форму, близкую к оги бающей тона Короткова.

Шумовые импульсы с выхода схемы 20 управления подаются на электромеханический преобразователь 5, на который также подаются сигналы с выхода имита тора 6 помеХо Имитатор 6 помех воспроизводит предварительно записанную фонограмму помех, имею1дих место при измерении давления в реальных условиях работы измерителя 16 артери- ального давления. Регулировкой уровня воспроизведения имитатора 6 помех устанавливается требуемое соотношение сигнала и помехи.

Результирующий сигнал с выхода электромеханического преобразователя 5 в механической форме поступает на датчик тонов Короткова испытуемого измерителя 16 артериального давления

0

д

з Q

с

5

По импульсам, поступающим с выхода генератора I импульсов, формирователь 9 опорного сигнала вырабатывает импульсы, близкие по форме пульсовым колебаниям, которые подаются на корреляционный вход испытуемого измерителя 16 артериального давления

В момент достижения давлением в пневмосистеме испытуемого измерителя 16 артериального давления уровня ограничения (максимального значения) начинается процесс декомпрессии и на выходе детектора 11 экстремума возникает сигнал, который устанавливает триггер 12 в единичное состояние, а в счетчик 14 импульсов записывается число, установленное предварительно на задатчике 15 кодас При сниже- давления в пневмосистеме до заданного верхнего уровня срабатывает первый компаратор 22 блока 8 логики, открывается элемент 24 совпадения и щумовые сигналы начинают поступать на датчик тонов Короткова измерителя 16 артериального данпения. Момент поступления первого тока определяет значение верхнего давления, подлежащего фиксации измерителем 16 артериального давления, В процессе продол кающейся декомпрессии спектр тонов и их длительность изменяются согласно заданному закону, и в зависимости от текущего значения комперссионного давления происходит смена фаз тонов Короткова.

С момента.достижения верхнего уровня давления импульсы с первого выхода блока 8 логики начинают также поступать через открытый триггером 12 элемент И 13 на первый (вычитающий) вход счетчика 14 импульсов. При достижении заданного числа тонов Короткова, предшествующих аускультатор- HOMi провалу, счетчик 14 импульсов обнуляется, устанавливает триггер 12 в нулевое состояние и прохождетше импульсов с первого выхода блока 8 логики на счетчик 14 импульсов прекращается. Выходным сигналом триггера 12 в задатчике 7 пределов измерения устанавливается новое значение верхнего уровня давления.

Если текущее дaвлe шe в пневмосистеме окажется больше нового верхнего значения давления, то срабатывает первый компаратор 22, закрывается элемент 24 совпадения (фиг,2) и прекращается поступт ние импульсов с

первого выхода блока 8 логики на второй вход схемы 20 управления формирователя 4 шумоподобного сигнала и, соответственно, прекращается поступление сигналов, имитирующих тоны Короткова, на датчик испытуемого измерителя 16 артериального давления. Тем самым в устройстве имитируется аускультаторный провал в испытательном сигнале тонов Короткова,

При достижении давлением в пневмо системе нового верхнего уровня давления снова срабатывает первый компаратор 22, Который открывает элемент 24 совпадения блока 8 логики, на датчик испытуемого измерителя 16 артериального давления начинают поступать сигналы тонов Короткова, При достижении нижнего давления срабатывает второй компаратор 25, закрывается элемент 24 совпадения блока 8 логики и тем самым имитируется момент исчезновения тонов, что указывает на- соответствие давления в пневмосисте- ме заданному значению нижнего давления, подлежащего фиксации измерителем 16 артериального давления.

По разности задаваемых задатчи- ком 7 пределов измерения и фиксируемых испытуемым измерителем 16 артериального давления уровней нижнего и верхнего давлений производится оценка точности измерителя 16 артериального давления в условиях, адекватных условиям реального процесса измерения артериапьного давления пациента.

Таким образом, при работе устройства воспроизводят шумовые импульсы, параметры которых (спектр, длительность, огибающая) соответствуют пара

метрам реальных тонов Короткова, имитируются помехи, действуюпше на измерители артериального давления в реальных условиях их функционирования и формируются опорные пульсовые колебания и испытательный сигнал тонов Короткова, имеющий, аускультаторный провал регулируемой длительности. Все это позволяет проверять измерители артериального давления в условиях имитации помех или различных патологий биологического объекта, что обеспечивает возможность испытаний раз- личных типов измерителей артериального давления, а также повышение достоверности оценки их метрологических параметров.

Формула изобретения

Устройство для проверки измерителей артериального давления по авт.св. 728836, отличающееся тем, что, с целью повышения достоверности проверки путем формирования испытательногр сигнала с аус- культаторным провалом, в него введены последовательно соединенные детектор экстремума, триггер, элемент И и счетчик импульсов, выход которого подключен к второму входу триггера, выход которого соединен с входом задатчика пределов измерения, и за- датчик кода, подключенный к второму входу счетчика импульсов, третий вход которого соединен с выходом детектора экстремума, первый вход которого подключен к выходу манометра, а второй вход - к второму выходу блока логики, первый выход которого соединен с вторым входом элемента И.

Редактор Л Веселовская

Составитель Э. Балуев Техред Л.Сердюкова

Заказ 7976/6

Тираж 643

ВНИИ11И Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-:55, Раушская наб., д. Д/5

Производственно-издательскиГ комбинат Патент, г.Ужгород, ул. Гагарина,101

Вых1

Корректор В. Кабаций

Подписное