Устройство для определения синхронизации физиологических процессов Советский патент 1991 года по МПК G06F19/00 A61B5/04 G06F159/00 

О

о

3

ON

Изобретение относится к вычислительной технике и медицине и может быть использовано для количественных оценок эффективности терапевтических процедур, а также для прогнозирования эффективности операторской деятельности человека.

Цель изобретения - расширение диагностических возможностей за счет фиксирования внутренних связей регистрируемых параметров,

На фиг. 1 приведена блок-схема устройства; на фиг. 2 - схема блока управления; на фиг. 3 и 4 - временные диаграммы работы блока управления.

Устройство содержит аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 1, элемент 2 задержки, узел 3 выделения R-зубцов, измеритель 4 максимума R-зубцов, счетчик 5, из- меритель 6 - R-R интервалов, блок 7 управления, блок 8 интегрирования, мультиплексор 9, АЦП 10, коррелятор 11, пульт 12 управления, индикатор 13, усилители 14-20, генератор 21 прямоугольных импульсов, элемент И 22, формирователь 23 параллельного кода и шифратор 24 адреса.

Устройство работает следующим образом.

С выхода усилителя 14 сигнал электрокардиограммы (ЭКГ) поступает на АЦП 1, выходной сигнал которого поступает на узел 3 выделения R-зубцов и элемент 2 задержки, с выхода узла 3 выделения R-зубцов сигнал поступает на измеритель 4 максимума R-зубцов, измеритель 6 R-R интервалов, на синхронизирующий вход блока 7 управления и счетчик 5.

При анализе временных параметров синхронизации важную роль играет динамика амплитуды R-зубца. Так как для надежности выделения R-зубца используется задний фронт, то для обеспечения измерения максимума R-зубца необходимо осуществить задержку сигнала ЭКГ на время формирования синхросигнала. Для этой цели служит элемент 2 задержки, с выхода которого сигнал поступает на измеритель 4 максимума зубцов, результаты измерений которого поступают на первый информационный вход цифрового коррелятора 11. С выходов усилителей 15-20 сигналы других параметров (например, энцефалограмма) поступают на соответствующие входы блока 8 интегрирования. Синхронизация физиологических процессов организма определяется низкочастотными компонентами в регистрируемых сигналах, поэтому в качестве таких компонент целесообразно использовать такие показатели как уровень функционирования - интегральное значение амплитуды сигнала за данное время анализа. Этой цели служит многоканальный блок 8 интегрирования. Выходы блока 8 интегрирования подключены к мультиплексару 9, который в соответствии с адресом, поступающим с блока 7 управления, поочередно или в заданной последовательности подключает АЦП 10, который также управляется сигналами с блока 7 управления. В результате измерения всех информативных параметров сигналов осуществляются синхронно с ритмограммой сердца (сигналами ЭКГ). Одновременно с приходом выделенного R-зубца с узла 3, а также при подключении каждого канала мультиплексора 9 к АЦП 10 блок 7 управления вырабатывает управляющий адрес канала.

Таким образом, на информационные входы коррелятора 11 поступают цифровые

значения R-R интервалов с выхода измерителя 6, цифровые значения максимума R- зубца с выхода измерителя 4, цифровые значения интегральных амплитуд сигналов с выхода АЦП 10 и адрес канала с адресного

выхода блока 7 управления.

Измеренные коэффициенты корреляции пар сигналов с выхода коррелятора 11 поступают на индикатор 13. Пульт 12 управления в результате ручной установки

вырабатывает сигналы, обеспечивающие заданный режим работы цифрового коррелятора: анализ синхронизации параметров во всех сочетаниях пар регистрируемых сигналов; анализ синхронизации параметров в

заданных сочетаниях пар сигналов.

Так как анализ временной синхронизации осуществляется относительно числа R- R интервалов, то и временная развертка

измеренных коэффициентов корреляции должна осуществляться по числу R-R интервалов. С этой целью сигналы с узла 3 выделения R-зубцов поступают на счетчик 5, с выхода которого сигнал поступает на управляющий вход временной развертки индикатора 13,

Коррелятор 11 работает следующим образом.

В зависимости от адреса, поступившего

с блока 7 управления, он считывает байт информации с соответствующего информационного входа, помещает его в выделенную для этого канала область памяти и начинает вычисления в соответствии с режимом, который устанавливается с пульта 12 управления. Блок 7 управления вырабатывает адрес канала строго последовательно; первым вырабатывается адрес измерителя R-R интервалов, вторым адрес измерителя 4 максимума зубца. Остальные

шесть каналов, которые проходят через блок 8 интегрирования и мультиплексор 9, варьируются блоком 7 управления в соответствии с режимом, установленным с пульта 12 управления. На опрос каждого информационного входа коррелятор тратит время не более 10 мкс, следовательно, на вход всех восьми каналов коорелятор 11 затрачивает не более 80 мкс. Это время существенно меньше такта работы всего устройства, определяемого длительностью R-R интервалов, минимальное значение которого составляет «0,3 с.

Блок управления работает следующим образом.

С приходом R-зубца с узла 3 выделения R-зубца (фиг. 1) шифратор 24 адреса открывает элемент И 22 и с генератора 21 проходят импульсы на формирователь 23 параллельного кода. С первым импульсом шифратор 24 адреса вырабатывает адрес, соответствующий каналу измерения амплитуды R-зубца, и коррелятор 11 считывает код с измерителя 4 амплитуды зубца. С вторым импульсом вырабатывается адрес измерителя R-R интервалов и соответственно в коррелятор поступает код с измерителя R-R интервалов. С приходом 3-7 импульсов шифратор адреса вырабатывает адрес соответствующего номера усилителя. Этот код. кроме коррелятора, поступает на управляющий вход мультиплексора 9, который подключает выбранный интегратор к АЦП 10. Кроме того, шифратор 24 адреса вырабатывает импульсы, которые служат для запуска АЦП 10. После подключения последнего канала шифратор 24 адреса блокирует элемент И 22 на входе формирователя 23 параллельно адреса до прихода очередного R-зубца.

К шифратору 24 адреса подключают пульт 12 управления, с помощью которого можно выбрать любую комбинацию каналов. Шифратор 24 адреса - это комбинация элементов И и НЕ, которая пропускает, блокирует или инвертирует сигналы, поступающие от формирователя 23 параллельного

кода и генератора 21, после чего упаковывает их в адресную шину.

Форму i а изобретения Устройство для определения синхронизации физиологических процессов, содержащее усилители, входы которых являются информационными входами устройства, а выходы через блок интегрирования подключены к информационным входам мультиплексора соответственно, выход мультиплексора соединен с информационным входом первого аналого-цифрового преобразователя, измеритель максимума R-зубцов, счетчик, коррелятор и блок управления, отличающ е е с я тем, что, с целью расширения диагностических возможностей за счет фиксирования внутренних связей регистрируемых параметров, в него введены узел выделения R-зубцов, измеритель R-R интервалов, элемент задержки, второй аналого- цифровой преобразователь, вход которого подключен к выходу усилителя сигналов электрокардиограммы, а выход соединен с входами элемента задержки и узла выделения R-зубцов, выход элемента задержки со- единен с информационным входом измерителя максимума R-зубцов, выход которого подключен к первому информационному входу коррелятора, выход узла

выделения R-зубцов подключен к входам счетчика и измерителя R-R интервалов и к синхронизирующим входам измерителя максимума R-зубцов и блока управления, выход измерителя R-R интервалов подключен к второму информационному входу коррелятора, адресный выход блока управления соединен с адресным входом мультиплексора и с третьим информационным входом коррелятора, четвертый информационный вход которого подключен к выходу первого аналого-цифрового преобразователя, управляющий вход которого соединен с синхронизирующим выходом блока управления, вход задания режима устройства соединен с командными входами блока управления и коррелятора, управляющий вход которого соединен с выходом счетчика, выход коррелятора является выходом устройства.

От J

(риг. 2

Изобретение относится к вычислительной технике и медицине и может быть использовано для количественных оценок эффективности терапевтических процедур, а также для прогнозирования эффективности операторской деятельности человека. Целью изобретения является расширение диагностических возможностей за счет фиксирования внутренних связей регистрируемых параметров. Устройство содержит аналого-цифровой преобразователь 1, элемент 2 задержки, узел 3 выделения R зубцов, измеритель 4 максимума R зубцов, счетчик 5, измеритель 6 R - R интервалов, блок 7 управления, блок 8 интегрирования, мультиплексор 9, аналого-цифровой преобразователь 10, коррелятор 11, пульт 12 управления, индикатор 13, усилители 14 - 20. 4 ил.

ЭКГ

Задержка

К- эуВец

Код К-К 8-бит

Код Я-то 8-6 ит

Код КГР 8-Sum

Код ЗЭП 8-Sum

Код ЭЗЪ 8-Sam

Код ЭЭГ3 S-5vm

I

С блока 7 на АЦП

С А ЦП на блок 7

блок 7 признак

Код

Л