Устройство для эргометрических исследований Советский патент 1989 года по МПК A61B5/22 

(21)4274553/28-14

(22)02.07о87

(46) 30.12.89, Бюл. № 48

(71)Специальное конструкторское бюро экспериментального оборудования при Институте медико-биологических проблем

(72)О.Г. Меморский, Н.А. Борисов, Б.А. Калинчук и В.Н. Носов

(53)615.47 (088.8)

(56)Авторское свидетельство СССР f 644462, кл. А 61 В 5/05, 1976.

(54)УСТРОЙСТВО Д.ПЯ ЭРГОМЕТРИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ

(57)Устройство для зргометрических исследований относится к области

спортивной медицины. Целью изобретения является уменьшение влияния артефактов на формирование управляющего напряжения в процессе проведения нагрузочных проб. Устройство содержит блок 1 выделения физиологического параметра, блок 2 уставки и регулятор 3 нагрузки, преобразователь 4 интервал - напряжение, блок 5 выборки- хранения, усилитель 6, фильтр 7 низкой частоты, делитель 8, двухпорого- вый компаратор 9, элемент 10 ИЛИ, одновибратор 11, формирователь 12, счетчик 13 и генератор 14. Устройство позволяет повысить эффективность тренировки.

с

&

Устройство для эргометрических исследований относится к области спортивной медицины. Целью изобретения является уменьшение влияния артефактов на формирование управляющего напряжения в процессе проведения нагрузочных проб. Устройство содержит блок 1 выделения физиологического параметра, блок 2 уставки и регулятор 3 нагрузки, преобразователь 4 интервал - напряжение, блок 5 выборки - хранения, усилитель 6, фильтр 7 низкой частоты, делитель 8, двухпороговый компаратор 9, элемент 10 ИЛИ, одновибратор 11, формирователь 12, счетчик 13 и генератор 14. Устройство позволяет повысить эффективность тренировки.

Отдать чика 1

1

СЛ

со со

00 4

Изобретение относится к медицине и может быть использовано в спортивной тренажной технике, в спортивных тренажерах, а также в области спор- тивной медицины.

Целью изобретения является уменьшение влияния артефактов на формирование управляющего напряжения в процессе проведения нагрузочных проб.

На чертеже представлена функциональная схема устройства.

Устройство для эргометричсских исследований содержит блок 1 выделения физиологического параметра, сое- диненные последовательно блок 2 уставки и регулятор 3 нагрузки, соединенные последовательно преобразователь 4 интервал - напряжение, блок 5 зы- борки-хранения, усилитель 6, фильтр 7 низкой частоты, делитель 8, двухпо- роговый компаратор 9, элемент 10 ИЛИ одновибратор , формирователь 12 и счетчик 13, выход которого подключен к элементу 10 ИЛИ, генератор 14 так- товых импульсов, первый выход которого подключен к второму входу счетчика 13, а второй выход - к первому входу преобразователя 4 интервал - напряже- ние, второй вход которого подключен к выходу блока 1 выделения физиологического параметра, второй выход - к второму входу одновибратора II, а мерный выход - к второму входу двухпорогового компаратора 9, третий BX07I которого подключен к входу делителя 8 и второму входу регулятора 3.

Устройство работает следующим образом.

В блоке 1 выделения физиологического параметра сигнал, поступающий с датчика (не показан), усиливается и после фильтрации подается на вход порогового формирователя (не показан который формирует прямоугольные импульсы, частота которых равна частоте сердечных сокращений (ЧСС).

Отформированные импульсы поступают на преобразователь 4 интервал- напряжение, который служит для преобразования периода R-R в аналоговое напряжение, пропорциональное ЧСС, которое запоминается в преобразователе 4.

Кроме того, после окончания преобразования преобразователь 4 вырабатывает импульс, который запускает одновибратор 11 в случае наличия на

5 0 5 О

0

5

Q 5

5

его втором входе разрешения от элемента 10 ИЛИ. Одновибратор 11 формирует импульс определенной длительности, который обеспечивает надежную запись аналогового значения ЧСС в блок 5 выборки-хранения.

С выхода блока 5 выборки-хранения напряжение, пропорциональное значению ЧСС за предыдущий кардиоцикл, поступает на усилитель 6 с KU- , который формирует опорное напряжение для компаратора 9, определяющее верхнее значение окна, равное +20% от текущего значения. Это напряжение поступает на фильтр 7 низких частот (ФНЧ с частотой среза 0,015 Гц Среднее значение напряжения, получаемого после фильтра 7, поступает на один из опорных входов двухпорогового компаратора 9 в качестве верхнего порога,а также подается на делитель 8 напряжения, который обеспечивает формирование нижней границы окна, т.е. -20% от текущего значения ЧСС. Это напряжение подается на второй вход двухпорогового компаратора 9 в качестве нижнего порога. На третий вход компаратора 9 поступает сигнал текущего значения ЧСС с выхода преобразователя 4 о Если напряжение текущего з 1ачгэния ЧСС находится в пределах между двумя порогами компаратора, т.е. в диапазоне +207, от среднего . значения ЧСС, то на выходе компаратора 9 присутствует разрешающий потенциал, который через элемент 10 ИЛИ разрещает запуск одновибратора 1I при проходе с преобразователя 4 импульса конца преобразования. В этом случае с приходом каждого R-импульса и блок 5 выборки-хранения все время переписывается текущее значение ЧСС, вычиспенное по предыдущему R.-R ин- тервалуо Среднее значение ЧСС с выхода ФНЧ 7 поступает, кроме того, на вход регулятора 3, который вырабатывает управляющее напряжеьие для управления нагрузочными устройствами. Поступающее на его вход напряжение все время сравнивается с определенным напряжением уставки .поступающим с блока 2 уставки, которое соответствует заданному значению ЧСС.

Регулятор 3 относится к типу интегрирующих регуляторов (И-регуля- тор),, Этот регулятор до тех пор изменяет свой выходной сигнал управления величиной нагрузки, пока значение

чес тренирующегося не достигает заданного значения. В этот момент сигнал разбаланса становится равным нулю и выходное напряжение регулятора перестает изменяться, сохраняя последнее значение. Если среднее значение чес изменяется, то регулятор обеспечивает необходимую корректировку напряжения управления так, что в устано- вившемся режиме погрешность регулирования всегда будет равна нулю,

Следуюпсий пришедший R-импульс может не попасть в окно i20%. Это может произойти либо в случае по- тери надежного контакта датчиков, когда пройдут артефакты, либо в случае резкого учащения пульса, либо при прохождении экстрасистолы„ В случае потери контакта датчика (R-импульсы перестают поступать) текущее значение чес опускается ниже значения нижнего порога и компаратор 9 выдает сигнал запрета на элемент 10 ИЛИ, В этом слу чае сигнал на вход элемента 10 ИЛИ. поступает через 8 с со счбтчика 13, который все время находится в счетной режиме, поскольку на его вход поступает тактовая частота с генератора 14, Однако при нормальной работе счетчик 13 асе время сбрасывается каждым R-импульсом формирователя 12, который запускается одновибратором 1I, так как период R-R всегда заведомо меньше 8 с. При непоступлении разрешения в течение этого времени с компаратора 9 счетчик 13 дает разрешение на запуск одновибратора М, и через 8 с происходит запись в блок 5 выборки-хранения. Если в силу потери контакта датчика импульсы так и не поступают, то в блок 5 записывается нуль, который поступает через элементы 6 и 7 на вход регулятора 3, последний выдает сигнал на резкое увеличение нагрузки до максимальной, что служит сигналом для тренирующегося о неисправности датчи

ю

15 20 25 0 5

5

0

ка. В случае сбоя работа устройства будет продолжена при том же уровне нагрузки, В случае же резкого учаще- ьгая , пульса через 8 с в блок 5 выборки-хранения записывается новое значение. Прн этом автоматически устанавливаются новые пороги, но среднее значение ЧСС будет выше заданного и регулятор 3 начинает уменьшать нагрузки до тех пор, пока ЧСС не достигнет заданного значения.

Применение изобретения позволяет повысить эффективность тренировки на управляемом тренажере.

Формула изобретения

Устройство для эргометрических исследований, седержащее блок выделения зиологического параметра, соединенные последовательно блок уставки и регулятор нагрузки, отличающееся тем, что, с целью уменьшения влияния артефактов на формирование управляющего напряжения в процессе проведения нагрузочных проб, в него введены соединенные последовательно преобразователь интервал - напряжение, блок выборки-хранения, усилитель, фильтр низкой частоты, делитель, двухпороговый компаратор, элемент ИЛИ, одновибратор, формирователь и счетчик, выход которого п(д- ключен к элементу ИЛИ, генератор тактовых импульсов, первый выход которого подключен к второму входу счетчика, а второй выход - к первому входу преобразователя интервал - напряжение, второй вход которого подключен к выходу блока выделения физиологического параметра, второй выход - к второму входу одновибратора, а первый выход - к второму входу двухпорогово- го компаратора, третий вход которого подключен к входу делителя и второму входу регулятора.