Устройство для выделения желудочковых экстрасистол Советский патент 1991 года по МПК A61B5/472 

//,

4

Фиг 1

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к устройствам для обработки и анализа электрокардиосигналов.

Целью изобретения является повышение достоверности диагностики путем увеличе- нил количества анализируемых форм элект- рокардиосигнала.

На фиг,1 представлена структурна электрическая схема устройства для выделения желудочковых экстрасистол; на фиг,2 - 4 приведены структурные электрические схемы блока классификации, блока измерения и индикации и блока управления соответственно; на фиг 5 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства; на фиг.6 - классы форм электрокардиосигнала, выделяемые устройством.

Устройство для выделения желудочковых экстрасистол содержит (фиг,1) последовательно соединенные усилитель 1, вход которого подключен к входной шине устройства, полосовой фильтр 2, выпрямитель 3, первый компаратор 4, ждущий мультивибратор 5, блок 6 усреднения и второй компаратор 7, последовательно соединенные ограничитель 8, сумматор 9, третий компаратор 10, блок 1 I классификации и блок 12 измерения и индикации, второй вход которого подключен к выходу второго компаратора 7, и четвертый компаратор 13, выход которого соединен в вторым входом блока 11 классификации, а вход - с выходом сумматора 9, второй вход которого подключен к выходу выпрямителя 3, вход которого соединен с входом ограничителя.8.

В предпочтительном варианте выполнения устройства блок 11 классификации содержит (фиг.2) блок 14 управления, распределитель 15 импульсов, блок 16 регистров, инвертор 17, девять элементов 18-26 задержки, девятнадцать элементов И 27 - 45, три элемента ИЛИ 46 - 48 и четырнадцать триггеров 49 -62. Блок 12 измерения и индикации может включать четырнадцать идентичных каналов, каждый из которых содержит, например, последовательно соединенные счетчик 63 импульсов, дешифратор 64 и индикатор 65, выполненный на светодиодных матрицах, и светодиод (не показан), подключенный ко второй входной шине блока 12 измерения и индикации (фиг.З). Блок 14 управления, входящий в состав блока 11 классификации, содержит, например, генератор 66 импульсов, счетчик 67 импуль- сов, триггер 68, элемент И 69 и элемент 70 задержки (фиг.4), а распределитель 15 импульсов блока 11 классификации может быть реализован на основе счетчика-дешифратора, Блок 6 усреднения может быть выполнен в виде интегратора

Устройство для выделения желудочковых экстрасистол работает следующим образом.

Поступающий на входную шину устройства электрокардиосигнал (ЭКС) Ua (фиг.5) усиливается с помощью усилителя 1 и подается на полосовой фильтр 2, который осуществляет подавление низкочастотных и высокочастотных помех, содержащихся во входном сигнале (Ув, фиг.5). Низкочастотные помехи проявляются в основном виде дрейфа изолинии ЭКС, а высокочастоными помехами обычно являются наводка от сети переменного тока и помехи, вызываемые тремором мышц пациента Полосовой фильтр 2 сущест венно снижает дрейф изолинии и уровень помех, связанных с тремором мышц, что повышает помехозащищенность и достоверность выделения устройством желудочковых экстрасистол. Одна о световую наводку посредством фильтрации практически невозможно отделить от ЭКС без искажения его формы, поэтому в устройстве осуществляются обнаружение и индикация наличия существенного уровня сетевой помехи во входном сигнале с помощью первого компаратора 4, ждущего мультивибратора 5, блока 6 усреднения, второго компаратора 7 и блока 12 измерения и индикации. ЭКС с выхода выпрямителя 3 (Ud, фиг,5) подается на вход первого компаратора 4. Если амплитуда ЭКС превысит значение опорного напряжения Ui, то срабатывает первый компаратор 4, по выходному сигналу которого запускается ждущий мультивибратор 5. Напряжение на выходе блока б усреднения пропорционально частоте срабатывания ждущего мультивибратора 5. Если это напряжение превышает пороговый уровень Ua, то второй компаратор 7 вырабатывает сигнал, свидетельствующий о наличии во входном сигнале устройства высокочастотной помехи большой амплитуды. Выходной сигнал второго компаратора 7 подается на второй вход блока 12 измерения и индикации, индикаторный светодиод которого сигнализирует о наличии повышенного уровня сетевой наводки, поступающей вместе с ЭКС на входную шину устройства.

Повышение достоверности диагностики желудочковой экстрасистолии достигается в устройстве путем идентификации четырнадцати классов формы QRS-комплекса ЭКС(Ф1- Фи). Выпрямленный ЭКС (Ud, фиг.5) поступает на второй вход сумматора 9, на первый вход которого подается ЭКС без отрицательной части (Uc, фиг 5) с выхода ограничителя 8. Суммарный сигнал Uc (фиг.5) сравнивается с пороговыми уровнями Us и UA () третьим 10 и четвертым 13 компараторами,

в зависимости от состояний которых блок 11 классификации осуществляет идентификацию формы поступающего на вход устройства QRS-комплекса.

Возможные варианты входныхЭКС(ивх), сигналов на выходе сумматора 9 (Квых) и соответствующих им кодов, вырабатываемых блоком 11 классификации, приведены на фиг,6. Предствленные на фиг.5 временные диаграммы отражают прохождение сигналов по цепям устройства для трех вариантов формы входного ЭКС (коды Аа, АА, АаА, где символ а обозначает низкоамплитудный зубец, а символ А - высокоамплитудный зубец QRS-комплекса ЭКС).

На второй вход блока 11 классификации поступают импульсы, соответствующие срабатыванию четвертого компаратора 13 с меньшим значением порогового уровня IU. Четвертый компаратор 13 срабатывает также и при амплитуде зубцов ЭКС, большей порогового уровня Уз, поэтому инвертор 17, элемент 18 задержки и элемент И 27 блока 11 классификации (фиг.2) производят отделение моментов срабатывания третьего компаратора 10 от моментов срабатывания четвертого компаратора 13. На первый вход распределителя 15 импульсов подается с элемента ИЛИ 46 сигнал, возникающий при срабатывании как третьего компаратора 10, так и четвертого компаратора 13. Распределитель 15 импульсов на первом, втором и третьем выходах формирует сигналы, несущие информацию о порядке следования импульсов срабатывания компараторов 10 и 13 (соответственно первое, второе или третье срабатывание за время прохождения одного QRS-комплекса ЭКС). Затем с помощью элементов И 28 и 29 и триггеров 49 и 50 определяется наличие первого срабатывания компараторов 10 и 13 (коды ai и AI на фиг.2), а с помощью элементов И 30 - 32 и 36 - наличие второго и третьего срабатываний компараторов 10 и 13 (коды 32 и А2, аз и Аз соответственно). Далее фиксируется наличие форм ЭКС, соответствующих двухзначным кодам: Аа - элементом И 37 и триггером 51, АА - элементом И 33 и триггером 52, аА - элементом Л 34 и триггером 53, за - элементом И 35 и триггером 54, и трехзначным кодам: Ааа - элементом И 38 и триггером 55, АаА - элементом И 39 и триггером 56, ААа - элементом И 40 и триггером 57, ААА - элементом И 41 и триггером 58, аАэ - элементом И 42 и триггером 59, аАА - элементом И 43 и триггером 60, ааа - элементом И 44 и триггером 61, азА - элементом И 45 и триггером 62. Соответствующие выявленным кодам сигналы поступают на входы блока 16 регистров, стробирование записи информации в

который производится по сигналу СТ, поступающему с первого выхода блока 14 управления (фиг.2). Такое стробирование необходимо в связи с тем, что в блоке 11 классификации

предусмотрена система приоритетов, запрещающая анализ однозначных кодов в случае появления двухзначных кодов и анализ двухзначных кодов при формировании трехзначных кодов во время действия одного и того

же QRS-комплекса. На втором выходе блока 14 управления вырабатывается сигнал R окончания анализа одного QRS-комплекса, приводящий к исходному состоянию триггеры 49 - 62 блока 11 классификации.

В блоке 14 управления по сигналу с первого выхода распределителя 15 импульсов, соответствующему первому срабатыванию компараторов 10 и 13, с помощью триггера 68 и элемента И 69 разрешается заполнение

счетчика 64 импульсов тактовыми импульсами, поступающими с генератора 66 импульсов. Счетчик 67 импульсов формирует интервал времени, требуемого для проведения анализа одного QRS-комплекса. Длительность этого интервала задается емкостью счетчика 67 импульсов и может быть выбрана равной, например, 180 мс. По окончании времени анализа счетчик 67 импульсов формирует сигнал, который поступает на первую выходную шину блока 14 управления в виде сигнала стробирования (СТ), и также поступает через элемент 70 задержки на вторую выходную шину блока 14 управления в виде сигнала R окончания времени анализа одного QRSинтервала. Время задержки, производимой элементом 70 задержки, определяется временем записи информации в блок 16 регистров.

Элементы 18-26 задержки блока 11

классификации предназначены для осуществления сбросов триггеров 49 - 62 по приоритетам. Время задержки п, производимой каждым из элементов 18-26 задержки, определяется по следующим соотношениям:

718- 717,

719 717 + 727 ,

Т20 Г 15(1) + 729 + 750 - ( 7 15(2) + 748) .

+ 715(1) ,

722 721 ,

723 746+7 15(2) - 722 .

724 723 ,

725 746+7 15(3) - ( 722 + 72з) , 726 725 ,

где т - время задержки при прохождении сигнала через 1-й элемент блока 11 классификации;715(1) . 715(2) 715(з) «- время задержки

сигнала при его прохождениис первого вхо,да распределителя 15 импульсов.

до ею первого, второго и третьего

выхода соответственно.

Выявленные блоком 11 классификации формы QRS-комплекса в виде сигналов Ф14(фиг,6) поступают на первый вход блока 12 измерения и индикации, где для каждого класса формы осуществляются индикация их наличия, подсчет и цифровая индикация количества зафиксированных форм ЭКС по классам за все время анализа. Стабильная индикация одной и той же формы QRS-комплекса и отсутствие индикации форм других классов свидетельствуют о нормальной для обследуемого пациента форме ЭКС. Индикация нескольких классов формы ЭКС для одного пациента отображает наличие патологических форм QRS-комплекса, а подсчет количества форм ЭКС разных классов позволяет сделать вывод о степени политоп- нос™ желудочковых экстрасистол.

Таким образом, устройство обеспечивает расширение функциональных возможностей и повы шение достоверности диагностики желудочковых экстрасистол благодаря увеличению количества анализируемых форм электрокардиосигнала до четырнадцати видов формы QRS-комплекса.

Формула изобретения Устройство для выделения желудочковых экстрасистол, содержащее усилитель,

вход которого подключен к входной шине устройства, последовательно соединенные выпрямитель, первый компаратор, ждущий мультивибратор, блок усреднения и второй компаратор, и последовательно соединенные блок классификации и блок измерения и индикации, отличающееся тем, что, с целью повышения достоверности диагностики путем увеличения количества анализируемых форм электрокардиосигнала,

в него введены полосовой фильтр, включенный между усилителем и выпрямителем, последовательно соединенные ограничитель, сумматор и третий компаратор, выход которого подключен к первому входу блока классификации, четвертый компаратор, выход которого соединен с вторым входом блока классификации, а вход- с выходом сумматора, второй вход которого подключен к выходу выпрямителя, вход которого соединен с входом ограничителя, причем выход второго компаратора подключен к второму входу блока измерения и индикации.

фиг 4

Изобретение относится к медицинской технике. Устройство для выделения желудочковых экстрасистол осуществляет селекцию и индикацию различных видов желудочковых экстрасистол, проявляющихся в изменении формы QRS-комплекса электрокардиосигна- ла. В состав устройства входят усилитель 1, полосовой фильтр 2, выпрямитель1 3, четыре компаратора 4,7, 10 и 13, ждущий мультивибратор 5, блок 6 усреднения, ограничитель 8, сумматор 9, блок 11 классификации и блок 12 измерения и индикации. Цель изобретения - повышение достоверности диагностики достигается путем увеличения количества анализируемых форм электрокардиосигнала. Устройство обеспечивает выделение четырнадцати типов формы QRS-комплекса и опре- деляет количество кардиокомплексов каждого типа, наблюдаемых в процессе обследования пациента, что позволяет оценить степень политопности желудочковой экстра- систолии.6 ил. (Л

Щиг.5

фиг. 6