Фотоплетизмограф Советский патент 1991 года по МПК A61B5/02 

Изобретение относится к медицинской технике, в частности к медицинским фотометрическим устройствам, и может быть ис- пользовано в физиотерапии и функциональной диагностике для контроля и изучения периферического кровотока при диагностике состояния сердечно-сосудистой системы человека.

Целью изобретения является повышение точности измерения параметров периферического кровообращения путем исключения из сигнала фотоплетизмограм- мы неинформативных составляющих,

На чертеже представлена функциональная схема устройства.

Фотоплетизмограф содержит соединенные последовательно генератор 1 импульсов, источник 2 света, а также первый 3 и второй 4 преобразователи, регистратор 5, первый 6 и второй 7 интегрирующие усилители, входы которых соединены соответственно с выходом первого 3 и второго 4 преобразователей, вычислитель 8, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходом первого б и второго 7 интегрирующих усилителей, а выход- с входом регистратора 5, блок 9 управления, выход Запуск которого соединен с входом генератора 1 импульсов, входы Разрешение и Сброс - с вторым и третьим входами соответственно первого 6 и второго 7 интегрирующих усилителей, выход управления мультиплексированием, выход управления дискретизацией и выход управления счетом соединены соответственно с третьим, четвертым и пятым входами вычислителя 8.

Вычислитель 8 содержит соединенные последовательно мультиплексор 10, аналого-цифровой преобразователь 11, процессор 12, выход которого подключен к выходу вычислителя 8, первый, второй и третий входы которого соединены соответственно с первым, вторым и третьим входами мультиплексора 10, а четвертый и пятый - соответ- ственно с вторыми входами аналого-цифрового преобразователя 11 и процессора 12.

Фотоплетизмограф работает следующим образом.

Процесс измерения параметров периферического кровотока состоит из двух основных этапов. В начале каждого этапа с третьего выхода блока 9 управления подается команда очистки интегрирующих усилителей 6 и 7, хранящих результат предыдущего этапа измерений. В первом этапе по команде с блока 9 управления генератор 1 импульсов формирует электрический импульс, мощность которого

достаточна для питания источника 2 света. Одновременно с излучением светового импульса, на втором выходе блока 9 управления формируется импульс разрешения для

работы интегрирующих усилителей 7 и 6. Источник 2 излучает световой поток, который, частично поглощаясь тканями биологи- ческого объекта, достигает первого преобразователя 3. От источника 2 световой

поток достигает второго преобразователя 4, не взаимодействуя с биологическим объектом. Преобразователи 3 и 4 формируют электрические сигналы, пропорциональные величине падающего на них светового потока. Электрический сигнал с преобразователя 3 поступает на вход интегрирующего усилителя 6, а сигнал с преобразователя 4 - на вход интегрирующего усилителя 7. В течение действия разрешающего импульса

интегрирующие усилители б и 7 производят интегрирование поступающих на них сигналов, после чего эти усилители переходят в режим хранения. В следующий момент времени на пятом выходе блока 9 управления

формируется импульс, запускающий АЦП 11, который преобразует в цифровой код сигнал, поступающий с выхода интегрирующего усилителя 6 через мультиплексор 10. Результат преобразования h заносится в

память процессора 12 и содержит следующие составляющие:

Нинф + 1ф1+1др1,(1)

где инф - составляющая, пропорциональная световому потоку, прошедшему сквозь

биологическую ткань (информационная составляющая);

1Ф1 - составляющая, пропорциональная фоновой засветке, измеренной преобразователем 3;

1др1 - составляющая, зависимая от температурного и временного дрейфов первого преобразователя.

В последующие моменты времени по сигналам с четвертого и пятого выходов блока 9 управления переключается мультиплексор 10 и опять запускается АЦП 11, преобразующий в цифровой код сигнал, поступающий с выхода интегрирующего усилителя 7 через мультиплексор 10. Результат

преобразования г также заносится в память процессора 12 и содержит следующие составляющие:

1ф2+ 1др2,(2)

где 1ист - составляющая, обусловленная из- 5 лучением источника 2 света, но не прошедшим сквозь биологическую ткань;

1Ф2 - составляющая, пропорциональная фоновой засветке, измеренной преобразователем 5;

1др2 - составляющая, обусловленная температурным и временным дрейфами преобразователя 5,

Второй этап измерения повторяет первый этап, но без включения источника 2 света. На этом этапе преобразователи 3 и 4 формируют электрические сигналы, обусловленные воздействием внешних паразитных засветок, В итоге в память процессора 12 записываются результаты преобразова- ний l;i и 2:

1|-1ф1+1др1:(3)

Иф2-Ндр2.(4) После завершения обоих этапов измерений с шестого выхода блока 9 управления подается команда, инициирующая процессор 12 на выполнение следующих вычислительных, операций:

ll-h (1инф+1ф1+1др.1)-{1ф1+1др.1Нинф,

I2-I 2(1ист+1ф2+1дР,2Н1ф2+1др.2)1ист;

1инф

1рег . 1ист

Результат последней арифметической операции поступает на регистратор 5,

Пульсации кровотока в периферических сосудах ткани биологического объекта вызывают модуляцию светового потока, дости- гающего преобразователя 3. При многократном повторении описанных двух тактов графически регистрируется фотопле- тизмограмма, которая не искажена влиянием внешних , источников света, нестабильностью как источника 2 света, так и нестабильностью преобразователя 3 и 4.

По сравнению с известным предлагаемое устройство обеспечивает более высокую точность измерения параметров периферического кровотока путем исключения воздействия на результаты измерения внешних световых потоков и нестабильности собственных источников света и преобразователей.

Формула изобретения Фотоплетизмограф, содержащий соединенные последовательно генератор импульсов и источник света, а также первый и второй преобразователи, регистратор, о т- ли чающийся тем, что, с целью повышения точности измерения параметров периферического кровообращения путем исключения из сигнала фотоплетизмограм- мы неикформативных составляющих, в него введены первый и второй интегрирующие усилители, входы которых соединены соответственно с выходами первого и второго преобразователей, вычислитель, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходами первого и второго интегрирующих усилителей, а выход - с входом регистратора, блок управления, выход Запуск которого соединен с входом генератора импульсов, выходы Разрешение и Сброс - с вторым и третьим входами соответственно первого и второго интегрирующих усилителей, выход управления мультиплексированием, выход управления дискретизацией и выход управления счетом - соответственно с третьим, четвертым и пятым входами вычислителя.

Фотоплетизмограф относится к медицинской технике и может быть использован для контроля и изучения периферического кровотока. Целью изобретения является повышение точности измерения параметров периферического кровообращения путем исключения из сигнала фотоплетизмограм- .мы неинформативных составляющих. Фотоплетизмограф содержит генератор 1, источник 2 света, первый и второй преобразователи 3 и 4, регистратор 5, первый и второй интегрирующие усилители б и 7, вычислитель 8, блок 9 управления. Вычислитель 8 содержит мультиплексор 10, аналого-цифровой преобразователь 11 и процессор 12. 1 ил.