Устройство для анализа фотоплетизмографического сигнала Советский патент 1991 года по МПК A61B5/02 

п но длг |,iс--ледованил г (i i , онпрбпащ нич в раз- i TKiHTx человека и в и;,

р и I ,1 qri i Г Л ПОВЫi .it1;) пин IK

i 041 С К IX ИЗ

уплрном |.-усле адаптивной подстрой i pv анализируемого

м

Ц

i,pen laqrotM функциональ р IMC г Р i; на фИ1 . 2 п г рп fnoKci преоСра- 4-„н if - гВРТТЗОИ гюгок

, к,( ,| ИЛЛГ МОГ О фМЛЬТе 01 носится к медицин, q частности к приборам и д| мостики, и может

1HI иг MI d ч пьтров Ь , од которых опт1-1чески до преобразователя 7 ъ г г поток, их с i itrf( i с выходом п i переменной составCV i i юго из них - с к i /on,- ми остапьнь х i vnpiwmeMbix фильт

1ЭОР1НИЯ напряжеи гтток содержит усили r/ipy iu ifi вход кото п чм о зистор 10 под- ut KV опорного напряк 1 Hi1 , if рея пеовкй 1 t- входной клемме,

ПП

ч i г чп i .плетизI 11 И ) и 1 СО™

)т i мо Фо1 опг 1 м- i- гот ног о т о «а , iг с), п

i i MI MI о 1 1 , бно- -ii пос.тег.ователь- гн - i-j лемен гй сос- атель 6 период - п зчВсП РЛЬ 7 напря- i г , н га не N

0

5

5

0

35

0

5

0

5

i яыход через второй резистор 12 и источник 13 света, оптиче ки связано и с фотсрезистором 10, - к общей шине.

Оптически управляемый Аильтр 8 содержит усилитель 14, выход которого соединен i выходной клеммой, через первый резистор 15 обратной - си сро,1м инвертирующим входом, через включенные параллельно резисторы 16 - с N-1 дополнительными входами оптически управляемого. фнрьтро 8, через последовательно вклю- чрнные второй фоторезистор 17 и емкость 18 - с неинвертирующим входом усилителя 1k, а через параллельно нкгючгинме третий фоторезистор 19 и емкость 20 - с общей шиной. Фото- ре игторы 1/ и 19, оптичгски связа- чы с выходом преобразователя 7 на- иргченио - световой поток.

Иетсичик 13 света и все фоторезисторы / тройства выполняются в единой м v цчсбооке.

YciDOHCTB j работает следующим ОМ

fit и исследовании кровообращения р различных органах и гканях челове- Ki источник 3 света и фотоприемник 1 кр ЛЯ1эт иг, изучаемом участке тела. Сгкмоьой поток от источника 1, пронизывая исследуемый объект, попадает bd фотоприемник 1, выходной сигнал которого через усилитель 2 постоянно- г ч тока поступает на первую выходную клемму устройства.

Переменная составляющая этого сигнала подается на первые входы оптически управляемых фильтров 8.

Реализованный по указанной на фиг.2 структуре оптически управляемый фильтр позволяет получить малый уровень искажений полезного сигнала на низких и средних частотах.

Цепь, состоящая из преобразователя 6 период - напряжение и преобразо- оатепя 7 напряжение - световой поток, позполяет осуществить автоматмиескую

1674798

перестройку частот избирательных усилителей На выходе преобразователя 6 формируется напряжение Ug, пропорциональное периоду входного сигнала

5

с к

вхиб V

Т

ВХ 1

где К - коэффициент пропорциональности .

Это напряжение в преобразователе 7 преобразуется в световой поток, а затем в величину фоторезигторов всех четырех усилителей, и изменяется она в соответствии с изменением периода входного сигнала.

При наличии большого коэффициента усиления операционного усилителя преобразователя 7 напряжение - световой поток его сходной ток, равный разности токов, один из которых обусловлен наличием опорного источника Up-,а другой определяется выходным напряжением преобразователя 6 период напряжение, практически равен нулю выбирается обратной к полярности и). Тог(полярность Г0 выбирается обратной

по отношение

да

Uo Не

R

R,

R - сопротивление резистора, связанного с опорным исто1- ни к ом ,

R - сопротивление фоторезис- т ора

Отсюда R.

R . - V Т

к Г к 1 а х }

где Твх - период входного сигнала.

Частота настройки для каждого усилителя определяется соотношением

где R - величина сопротивления фоторезисторов последователь- но-паралельной RC-цепи.

1„ Устройство для анализа фото- ллетизмографического сигнала, соПоскольку фоторезистор и светоизлуча-50 держа щее соединенные последовательно

тель масштабного блока и фоторезисторы последовательно-параллельных RC-цепей выполняются в виде одной интегральной микросборки (например

фотоприемник и усилитель постоянного тока, а также источник света, оптически связанный с фотоприемником отличающееся тем, что,

ОЭП-8), то отсюда следует что часто- 55 с целью повышения точности диагноЫ Ј-е

5

0

5

Q

5

0

5

0

5

Величины емкостей (они одинаковы для каждой RC-цепи) в усилителях оптически управляемых фильтров 8 выбираются постоянными, изменяясь обратно пропорциональна, номерам этих усилителей. 7 t- , RO втором усилителе 1ч первого оптически управляемого фильтра величина емкостей соответствует частоте первой гармоники. Во втором фильтре 8 она выбирается в два раза меньше, Е третьем - в 3 раза меньше, в четвертом 11 - в раза меньше величины емкостей по сравнению с усилителем первого блока и т.д.

Следовательно, предлагаемое устройство автоматически адаптируется под частоты гармонических составляющих исходного сигнала.

Как отмечено, фаза гярмоническо- го сигнала на выходе каждого усилителя переменного тока отличается ровно на 180 от фазы данной гг.смг - ники, содержащейся в исходном сигнале. Поэтому подымай выходного сигнала каждого усилителя на суммирующие входы всех остальных произго- дится вычитание из входного сигнала посторонних для каждого избирательного усилителя трмоник, что позволяет знаиитегьно снизить требования к качеству избирательности.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет полч чить сигналы, пропорциональные амплитудам, например , первых четырех гармоник пульсаций кровотока в сосудах человека, что дает возможность значительно повысить диагностическую значимость ФПГ метода исследования кровообращения.

Формула изобретения

1„ Устройство для анализа фото- ллетизмографического сигнала, со0 держа щее соединенные последовательно

фотоприемник и усилитель постоянного тока, а также источник света, оптически связанный с фотоприемником, отличающееся тем, что,

с целью повышения точности диагно

Изобретение относится к медицине и предназначено для исследования периферического кровообращения в различных органах и тканях. Цель изобретения - повышение точности диагностики ранних функциональны/ и морфологических изменений в микроциркулярном русле путем обеспечения адаптивной подстройки фильтров

та настройки для каждого усилителя пропорциональна величине, обратной периоду входного сигнала

стики ранних функциональных и морфологических изменений в микроциркулярном русле путем обеспечения адаптивной подстройки фильтров к спектру анализируемого сигнала, в него введены соединенные последовательно блок выделения переменной составляющей, преобразователь период - напряжение и преобразователь напряжение - световой поток, а также N оптически управляемых фильтров, управляющие входы которых оптически связаны с выходом преобразователя напряжение - световой поток, первые входы соединены с выходом блока выделения переменной составляющей, а выход каждого из них- с дополнительными входами остальных N-1 оптически управляемых фильтров.

Ю rf-сгзРЯ

J У Л

f

у

(

резистор - к входной клемме, а выход через второй резистор и источник света, оптически связанный с фоторезистором, - к общей шине.

3 Устройство по п. 1 , о т л и - чающееся тем, что оптически управляемый фильтр содержит усилитель, выход которого соединен с выходной клеммой, через первый резистор обратной связи - со своим инвертирующим входом, и через включенные параллельно резисторы - с дополнительными входами управляемого

5 фильтра, через последовательно включенные второй фоторезистор и емкое гь - с неинвертирующим входом уси- дителя, а через параллельно включенные третий фоторезистор и ем

0 кость - с общей шиной, фоторезисторы оптически связаны с выходом поеобразователя напряжение - световой поток.

-УЫ2

I

Ugb,t Ц.

пт

Мы 5