Устройство для определения физиологических показателей человека Советский патент 1991 года по МПК A61B5/205 

Ё

Изобретение относится к медицинской технике. Устройство для определения физиологических показателей человека содержит блок 1 съема информации, блок 2 создания давления, блок 3 определения артериального давления, блок 4 определения частоты пульса, блок 5 отображения информации и блок 6 определения частоты дыхания. Блок 1 съема информации содержит окклюзионную манжету с датчиком 8 тонов Короткова. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем одновременного определения артериального давления, частоты пульса и дыхания в одном измерительном цикле. 11 ил.

0

сл

VI

Ј

со

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к устройствам для определения показателей артериального давления, частоты пульса и дыхания.

Цель изобретения - расширение фуь к- циональных возможностей путем одновре- менного определения артериального давления, частоты пульса и дыхания в одном измерительном цикле.

На фиг.1 изображена блок-схема уст ройства для определения физиологических показателей человека; на фиг.2 - блок-схема блока создания давления; нэ фиг.З - блок-схема блока управления; на фиг 4 - блок-схема блока определения артериального давления; на фиг.5 - блок-схема блока выделения тонов Короткова; на фиг 6 - блок-схема блока логического выделения первого и последнего тонов Короткова, на фиг.7 - блок-схема блока определения частоты пульса; на фиг.8 - блок-схема блока определения частоты дыхания; на фиг 9 - блок-схема формирователя огибающей информационных сигналов; на фиг 10 - блок- схема блока выделения фаз дыхательного цикла; на фиг.11 - временные диаграмы изменений сигналов, возникающих пои проведении измерительною цикла

Устройство для определения физиологических показателей (фиг. 1) содержи г блок 1 сьема информации, блок 2 создания давления, блок 3 определения артериального давления, блок4 определения частоты пул - са, блок 5 отображения информации и блок 6 определения частоты дыхания.

Блок 1 съема информации содержит ок- клюзионную манжету 7 с датчиком 8 тсчов Короткова.

Блок 2 создания давления (фиг.2) содержит источник 9 давления, пневмореле 10 (нормально закрытое), пневмореле 11 (нср мально открытое) два электроуправляемых пневморезистора 12 и 13, вычитающее устройство 14, преобразователь 15 давления, два согласующих блока 16 и 17 и блок 18 управления

Блок 18 управления (фиг.З) содержит триггеры 19 - 23. управляемый делитель 24 напряжения, управляемый инвертор 25, интегратор 26 со сбросом, блок 27 выборки с запоминанием, делитель 28 напряжения, блок 29 выборки с запоминанием делитель 30 напряжения, блок 31 суммирования, бпо- ки 32 и 33 сравнения, логические элементы ИЛИ 34 - 38, логический элемент И 39 логический элемент ИЛИ 40 триггер 41 логический элемент ИЛИ 42.

Блок 3 определения артериального давления (фиг 4) содержит блок 43 выделения тонов Корптковэ и блок 44 логичес кого выделения первого и последнего тонов Корот- кова.

Блок 43 выделения тонов Короткова (фиг,5) содержит усилитель 45, компаратор

Блок 44 логического выделения первого и последнего тонов Короткова (фиг.6) содер

0 жит триггеры 50 - 53, логические элементы И 54 - 60, логический элемент ИЛИ 61, элемент 62 задержки и счетчики 63 и 64.

Блок 4 определения частоты пульса (фиг 7) содержит блок 65 выделения пульсо5 вых ударов, счетчики 66 - 68, логические элементы И 69 и 70 логический элемент НЕ 71, регистр 72 констант, генератор 73 импульсов образцовой частоты и блок 74 деления.

0Блок 6 определения частоты дыхания

фиг.8) содержит формирователь 75 огибаю- щ°й информационных сигналов, блок 76 выделения моментов появления экстремумов, блок 77 выделения фаз дыхательного

5 цикла, два измерителя 78 и 79 временных интервалов и блок 80 вычисления частоты дыхания

Формирователь 7S огибающей информационных сигналов (Фиг 9) содержит по0 следовательно соединенные пиковый детектор 81 и блок 82 выборки-хранения Блок 76 выделения моментов появления экстремумов, обеспечивающий выделение моментов появления максимумов и миниму5 мов в сигнале, поступающем на его вход, может быть построен по любой из известных схем такого назначения.

Блок Ч выделения фаз дыхательного цикла (фиг.10) ссдержит триггеры 83 - 85,

С логические элементы И 86 - 89 и логический элемент ИЛИ 90

Измерители 78 г 79 временных интервалов построены по стартстопному принципу

5Ус для определения физиологических показателей человека работает следующим образом.

На плечо обследуемого накладывается окклюэионная манжета 7 с расположенным

0 в ее внутреннем кармане на дистальном крае датчиком 8 тонов Короткова. Манжета 7 должна быть обернута нэ плечо таким об- разьм, чтобы датчик 8 тонов Короткова рас- ропагался над плечевой артерией вблизи

5 локтевого сгиба.

Ручкой регулировки, расположенной на лицевой панели,устанавливается в блоке 3 создания давления уровень ограничения давления (Рогр) в манжете 3, заведомо больший, чем систолическое давление (Рс) Поеле подачи требуемых питающих напряжений на все блоки предлагаемого усгр ойства оно готово к проведению измерительного процесса.

При подаче команды Пуск.1 на устройство для определения физиологических показателей человека цифровые индикаторы блока 5 отображения информации обнуляются и блок 2 создания давления обеспечивает подьем давления в манжете 7 до уровня ограничения Р0гр. (фиг. 11). Затем давление в манжете 7 будет уменьшаться, а на блок 3 определения артериального давления от блока 2 создания давления поступит сигнал, разрешающий определение артериального давления.

В период декомпрессии воздуха - манжете 7 в блоке 3 определения артериального давления выделяется серия тонов Короткова Атк (фиг 11J, первичное преобразование которых осуществляется датчиком 8 тонов Короткова, При этом в Блоке 3 выделяются моменты появления первого и последнего тонов Короткпва в серии возникших тонов.

В момент выделения первого юна Короткова по команде от блока 3 в блоке 5 отображения информации фиксируется уровень давления в манжете 7, информации о величине которого поступает от Элэкл 2 с j здания давления Зафиксированной уровень давления предстаьляет результат определения систолического давления Р0 (фиг.11).

В соответствии с выделением момента появления последнего тона Короткова по команде от блока 3 определения артериального давления в блоке 5 отображения информации фиксируется уровень давления в манжете 7, который будет индицироваться на его цифровом табло как результат определения диастолического деления Рд (фиг. 11).

Одновременно с определением артериального давления в блоке 4 .оеделения частоты пульса производятся выделение пульсовых волн, подсчет их числа и измерение времени, прошедшего от моментов по- ячления первого и последнего счетных импульсов. Здесь же в блоке производится вычисление отношения числа подсчитанных пульсовых ударов за одну минуту Полученное значение передается в блок 5 отображения информации как результат определения частоты пульса. Передача этой информации осуществляется по команде от блока 3 определения артериального давления при выделении последнего тона Короткова.

По окончании определения диастолического давления Рд по команде от блока 3

определения артериального давленир бло 2 создания давления обеспечит подъем дэь- ления --э заданную величину по отношению к диастолическому давлению Рд+const

(фиг 11) В течение неско 1ьких циклов сердечных сокращений в манжете 7 будет поддерживаться установленный постоянный уровень давления Р,const

За это время на блок G определения

0 частоты дыхания поступит серия сигналов с выхода блока 3 определения артериального давления. Огибающая амплитудных значений зтих сигналов ATK 9фиг 11), возникших в условиях одного и того же уровня внешнего

5 чоздййствия на сосудистую систему например при давлении в манжете 7 нч 10 15 м рт.ст. вышедиастолического юррелиру- ет с пневмограммои снимаемой не грудной клетке и отражающей процесс дыхания Та0 кой эффект связан с дыхательными волнами артериального давления и представляет собой дыхательные волны амплитудных значений информационного сигнала

В формирователе 75 огибающей инфор5 мационных сигналов блока 6 определения частоты дыхания обеспечиваются детектирование, выборка и запоминание экстремальных амплитудных значений каждого сигнала этой серии

СИз сформированного сигнала на выходе

формирователя 75 либающей информационных сигналов с помощью плока 76 выделения моментов появления экстремумов и блока 77 выделения фаз дыхательного цикла

Ь выделяются моменты начала вдоха и выдоха

Измерителями 78 и 79 временных интервалов проводится измерение продолжи- тельностей фаз дыхания Твдоха и Твыдоха

0 (фиг 11)

В блоке 80 вычисления частоты дыхания производятся суммирование результатов измерения продолжительностей фаз вдоха и выдоха, а также преобразование получен5 ного результата периода дыхательного цикла в число дыханий за одно минуту (частоту дыханий).

По команде, формируемой в блоке 77 выделения фаз дыхательного цикла, произ0 водятся запись и индикация результатов определения временных показателей дыхания в блоке 5 отображения информации. По этой же команде блок 2 создания давления обес- пе«ивает сброс давления в манжете 7,

5 Таким образом, измерительный цикл определения физиологических показателей закончен. В результате проведенного в автоматическом режиме измерительного цикла на цифровых индикаторах блока 5 отображения информации отображаются

результаты определения систолического Р - и диастолического Рд давлений, частоты пульса и частоты дыхания.

При этом информация получена без изменения и усложнения блока съема инфор- мации, что позволяет минимальным числом первичных преобразователей (с помощью датчика тонов Короткова и преобразователя давления) обеспечить определения артериального давления, частоты импульса и дыха- ния в одном измерительном цикле.

Формула изобретения Устройство для определения физиологических показателей человека, содержа- щее соединенный с блоком создания давления блок съема информации, выход которого соединен с блоком определения артериального давления, второй вход и первый выход которого соединены соотвегст- венно с вторым выходом и первым входом блока создания давления, второй выход блока определения артериального давления подключен к первому входу блока определения частоты пульса, второй вход которого соединен с выходом блока съема информации, первый выход 5лока опре деления частоты пульса подключен к третьему входу блока определения прте

От блока 3 От блока ск ,юс

ризльного давления, при этом второй вход блока создания давления, четвертый вход блока определения артериального давления и первый вход блока отображения информации соединены с шиной Пуск, третий вход блока создания давления - с шиной Сброс, а третий выход блока создания дав ления. второй и третий выходы блока определения артериального давления и второй выход блока определения частоты пульса подключены к соответствующим входам блока отображения информации, отличающееся тем, что. с целью расширения функциональных возможностей пу-ем одновременного определения артериального давления, частоты пульса и дыхания в одном измерительном цикле, в него введен блок определения частоты дыхания, четыре входа которого соединены соответственное четвертым выходом блока создания давления, первым выходом блока определения частоты пульса, с вторым и четвертым выходами блока определения артериального давления, при этом второй выход и соединенный с четвертым входом блока создания давления первый выход блока определения чэстиш дыхания подключены к соответствующим входаН блока отображения информации.

К. блоку / b

К Ьлоку 5

К блоку3

I

/f Ьлокуб

Фиг. 2

((риг J)

Фиг 3

От блока 4((pu.t)

Пуск

От 5/1.2 (фиг 1)

От датчика 8,

43

((риг. 3)

Фиг. 4 От блока 2 ((риг. /)

Фиг. 5

От блока 43 (фиг 4)

От бяоко 4 (tputi)

r-ug

Пуск

1G57143

М

о К. блоку 5 (фиг I)

К блоку 2 ((риг. 1)

К блокам 4и6

((риг 1) К 5/юку 6

(фиг. 1)

UP

К блоку 5 (сриг I)

К &локу 5 ( I)

61

SV1

Чет О

{(put )

С импульсного быхода 5л 43 (сриг 4)

С бы кода отметчика 76 ((риг. в)

86

С быхода отметчика 76 ((риг. 8)

А

63

т

К Ьлокам 5 и 2 (фиг f)

Стоп 2

tf

Фиг 8

Фиг. 9

К Ькоду Старт измерителя 78

((риг 8) К блоку 5 и блоку2 ((риг /)

К входу Старт измерителя 79 (фиг. 8)

Фиг Ю

т

psl$tola /If+co/ist

fyiostoia

A

TK

Старт 1

Стоп 1 Старт Јj Стоп 2

Фив. П