Измеритель среднего времени циркуляции крови Советский патент 1990 года по МПК A61B5/02 

ел

о

00

(Х)

О5 СП

Изобретение относится к медицине и медицинской технике и может быть использовано цри исследовании состоя-.

где К10

15

ния сердечно-сосудистой систекь путем анализа циркуляции крови.

Цель изобретения - сокращение времени измерения путем автоматического масштабирования.

На чертеже приведена структурная схема предлагаемого измерителя сред- него времени циркуляции крови.

Измеритель содержит сцинцилляци- онные датчики 1 и 2, оптоэлектронные преобразователи 3 и 4, управляе14 1й усилитель 5, блоки 6 и 7 дифференцирования, компаратор 8, одновибратор 9, интегрирующую RC-цепь 10, алгебраический сумматор 11, ключ 12, интегратор 13 и блок 14 деления.

Датчики 1 и 2 представляют собой например, коллимированные сцинцилляци- онные детекторы, устанавливае1УЬ1е снаружи, причем датчик 1 устанавливается спереди грудины над сердцем для ре-25 HUfCt) гистрации выходной кривой разведения

индикатора, который вводят в периферическую вену, а датчик 2 устанавливают в области правой подключичной вены для регистрации входной кривой разведения. Оптоэлектронные преобразователи 3 и 4 могут быть выполнены, например, на фотоэлементах или фотоэлектронных умножителях.

Напря рующей Е же диффе (

(

Разде

не1шя (

уравнени

Ь

где

Так к Цировани лителя 5 на выход на выход ходе алг сутствуе

30

J ,

Для а ния выхо К, Из в момент в U((t) до и ряжение но обращ t д опреде сравнения 5 При этом де, компар тор 9 , от время клю ратной св II - ключ тель 5. К ля 5 уста выходе.су вится рав

Измеритель работает следующим образом.

40

После установки над исследуемой областью датчиков 1 и 2 в локтевую вену правой руки вводят индикатор. На выходах преобразователей 3 и 4 появляются напряжения, пропорциональные соответственно выходной и входной кон- .центрациям индикатора. Напряжение45

U(t) на выходе преобразователя 3, соответствующее выходной концентрации индикатора,изменяется в соответствии с дифференциапьным уравнением

Ki

Для автоматического масштабирования выходной кривой нужно, чтобы KU- К, Из выражения (3) следует, что в момент времени t, когда напряжение U((t) достигает максимума, U (t.,)0 и + Uj- Ки,0, т.е. напряжение на выходе сумматора 11 должно обращаться в нуль. Момент времени t д определяется компаратором 8 путем сравнения напряжения U, (t) с нулем. 5 При этом Перепад напряжения на выходе, компаратора 8 запускает одновибратор 9 , открывающий на определенное время ключ 12 и замыкающий цепь обратной связи: усилитель 5 - сумматор II - ключ 12 - интегратор 13 - усилитель 5. Коэффициент усиления усилителя 5 устанавливается таким, что на выходе.сумматора 11 напряжение становится равным нулю, что соответствует

17 TJ-гт.

. Поскольку напряжение на выходе блока 14 деления соответсует выраже,.™ ../ % Ч

u ,(t)+ -:i- u,(t)

C,(t), (I)

50

t K,

НИЮ (3), TO при выходе блока 14 деления устанавливается напряжение, пропорциональное среднему времени циркуляции крови (равное ).

ИЧТ

1аким образом, в момент достижения выходной кривой концентрации ин- среднее время циркуляции дуктора максимума происходит ее автоifr.r.t,T „«55 матическое масштабирование, после чего на выходе устройства устанавливается напряжете, соответствующее среднему времеьш циркуляции крови, т.е.

где Cg.jj(t) - концентрация индикатора

на входе сердца;

крови через сердце; коэффициент преобразования цепи датчик 1 - преобразователь 3.

где К

HUfCt)

Напряжение ) на выходе интегрирующей ЕС-це1ш 10 подчиняется такому же дифференциальному уравнению I,. (

() 5..(t). 2)

суммарный коэффициент преобразования цепи датчик 2 - интегрирующая КС-цепь 10. Разделив левую и правую части уравне1шя (1) на соответствующие части

уравнения (2) , получаем

.)

где ,7K,,

Так как для блоков 6 и 7 дифферен- Цирования(,д,С,„, то на выходе усилителя 5 действует напряжение KuU ,(t) на выходе блока 6 - ,,,,.u (tj, а на выходе блока 7 - ,„, U (t). На выходе алгебраического сумматора 11 присутствует напряжение Ui(t) UUt)-,

5 HUfCt)

0

0

5

J ,

Для автоматического масштабирования выходной кривой нужно, чтобы KU- К, Из выражения (3) следует, что в момент времени t, когда напряжение U((t) достигает максимума, U (t.,)0 и + Uj- Ки,0, т.е. напряжение на выходе сумматора 11 должно обращаться в нуль. Момент времени t д определяется компаратором 8 путем сравнения напряжения U, (t) с нулем. 5 При этом Перепад напряжения на выходе, компаратора 8 запускает одновибратор 9 , открывающий на определенное время ключ 12 и замыкающий цепь обратной связи: усилитель 5 - сумматор II - ключ 12 - интегратор 13 - усилитель 5. Коэффициент усиления усилителя 5 устанавливается таким, что на выходе.сумматора 11 напряжение становится равным нулю, что соответствует

17 TJ-гт.

. Поскольку напряжение на выходе блока 14 деления соответсует выраже,.™ ../ % Ч

НИЮ (3), TO при выходе блока 14 деления устанавливается напряжение, пропорциональное среднему времени циркуляции крови (равное ).

измерение происходит в реальном масштабе времени.

Формула изобретения Измеритель среднего времени циркуляции крови, содержащий интегрирующую RC-цепь, последовательно соединенные первый- сцинцилляционный датчик и первый оптоэлектройный преобразователь и последовательно соединенные второй сцинцилляционный датчик и второй оптоэ- лектронный преобразователь, отличающийся тем, что, с целью сокраще10

вания, компаратор, обновибратор, ключ и интегратор, выход которого соединен с входом управления управляемого усилителя, алгебраический сумматор, вход вычитания которого подключен к выходу управляемого усилителя, блок деления, вход делимого которого соединен с выходом алгебраического сумматора и сигнальным входом ключа, а выход делителя - с выходом первого блока дифференцирования, и второй блок дифференцирования, вход которого подключен к выходу интегрирующей КС-цепи и ния времени измерения путем автоматичес-, 5 первому входу сложения алгебраическо- кого масштабирования, в него введены сумматора, а выход - к его второпоследовательно цоединенные управляе- сложения, вход интегриругацей

КС-цепи соединен с выходом второго преобразователя, выход блока деления разователя, первый блок дифференциро- 20 является выходом измерителя.

мый усилитель, сигнальный вход которого подключен к выходу первого преоб

вания, компаратор, обновибратор, ключ и интегратор, выход которого соединен с входом управления управляемого усилителя, алгебраический сумматор, вход вычитания которого подключен к выходу управляемого усилителя, блок деления, вход делимого которого соединен с выходом алгебраического сумматора и сигнальным входом ключа, а выход делителя - с выходом первого блока дифференцирования, и второй блок дифференцирования, вход которого подклю

Изобретение относится к медицинской технике и позволяет сократить время измерения путем автоматического масштабирования выходной кривой концентрации индикатора. Сцинцилляционные датчики 7 и 1 устанавливаются соответственно на входе и выходе сердца и преобразуют концентрацию индикатора введенного в локтевую вену, в электрический сигнал. Напряжение с выхода оптоэлектронного преобразователя 8 сигнала датчика в электрический сигнал через интегрирующую RC-цепь 9 и блок 13 дифференцирования поступает на первый и второй входы сложения алгебраического сумматора 10. На его вход вычитания поступает сигнал с выхода оптоэлектронного преобразователя 2 через регулируемый усилитель 3. В момент времени, когда сигнал на выходе усилителя 3 достигает максимума, напряжение на выходе блока 4 становится равным нулю, срабатывает компаратор 5, запускает одновибратор 6, который открывает ключ 11, пропуская сигнал с выхода сумматора 10 на вход интегратора 12 и замыкая цепь обратной связи, в результате чего на выходе сумматора 10 устанавливается напряжение, равное нулю. Затем цепь обратной связи разрывается и на выходе блока 14 деления устанавливается напряжение, пропорциональное среднему времени циркуляции крови. При этом постоянные времени блоков 4,19 и 13 выбираются равными. 1 ил.