Устройство для контроля частоты пульса Советский патент 1993 года по МПК A61B5/245 

Изобретение относится к медицинской технике, в частности к устройствам для кон- .троля частоты пульса, и может использоваться на занятиях по общефизической подготовке при индивидуальном дозирова- нии физических нагрузок спортсменов.

Цель изобретения - сокращение времени обработки результатов контроля частоты пульса за счет повышения оперативности подстройки границ контролируемых зон.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 - диаграммы сигналов.

Устройство для контррля частоты пульса содержит последовательно соединенные датчик 1. усилитель 2, формирователь 3, од- новибратор 4, первый инвертор 5 и N КР 6.

Каждый из КР состоит из регулируемого генератора 7 импульсов, элемента И 8 и инвертора 9.

На выходе каждого КР включены счетчики 10, дешифраторы 11 и многоразрядный индикатор 12. Работа устройства синхронизирована при помощи элемента ИЛИ - 13, входы которого соединены с выходами элемента И 8 всех КР 6. Младшие разряды (единицы) всех индикаторов 12 содержат параллельно подключенные к их входам шкальные индикаторы 14, сегменты которых расположены вертикально, а вход питания каждого шкального индикатора соединен с источником через аналоговый ключ 15. Вход управления ключом 15 через

00

00 4Ьь

о ч|

инвертор 16 подключен к выходу элемента ИЛИ 13, соединенному также с вторыми входами регулируемых генераторов 7 импульсов.

Устройство работает следующим образом..

С помощью датчика пульса 1, например ЭКГ-электрода, физиологические проявления деятельности сердца преобразуются в электрокардиосигнал, который усиливается и фильтруется в усилителе 2.

Помехи, такие, например, как электро- миографическая - от работающих мышц, по- давляются фильтром усилителя 2. На выходе формирователя 3 образуются короткие импульсы (фиг. 2а), при помощи которых запускается одновибратор 4, с первым инвертором 5 на выходе. Таким включением обеспечивается запуск устройства для контроля частоты пульса с задержкой относительно каждого импульса кардиопоследовательности, с тем чтобы в КР 6 для регистрации и подсчета поступал следующий за ним импульс. Регулируемый генератор 7 импульсов выполнен-по схеме одновибратора со сбросом, яход запуска которого составляет первый вход, з вход сброса - второй. На выходах генераторов 7 формируются одиночные прямоугольные импульсы различной длительности. Генератор 7 одиночного прямоугольного импульса (ГОПИ) в первом из N каналов формирует самый короткий импульс, а ГОПЙ 7 в N канале - самый продолжительный. Для осуществления подстройки границ контролируемых пульсовых зон длительность одиночного импульса любого генератора 7 регулируется в определенных пределах изменением параметров врвмязадающих цепей при помощи электронно-регулируемых R, С и I элементов, переключающих диодов или аналоговых ключей, а также многополюсных галетных переключателей. Между срезом запускающего импульса от одновибратора 4 и фронтом следующего за пусковым импульсом кардиопоследовательности образуется временной интервал, в котором укладывается различное число целых (до ограничения следующим импульсом) одиночных прямоугольных импульсов (фиг. 2 - б, в иг), соответствующих пульсовым зойам с высокими частотами пульса, например до 200 - 250 уд/мин. Для выравнивания пульсовых зон по длительности и повышения точности подстройки их границ в каждом i-ом канале из N измерения и регистрации, начиная со второго канала (I 2, 3..., N), третий вход элемента И 8 соединен через i-тый инвертор 9 с выходом 1-1-го регулируемого генератора 7 импульсов, а третий

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

вход элемента И 8 первого из N канала - с выходом N-ro регулируемого генератора 7, непосредственно. На трехвходовых элементах И 8 происходит частотное распределение импульсов кардиопоследовательности по соответствующим пульсовым зонам. По первому и третьему входам элемента И 8 каждого i-ro канала формируется разностный интервал, соответствующий l-ой пульсовой зоне, вычитанием из одиночного импульса 1-го генератора 7 инвертированного одиночного импульса от 1-1-го регулируемого генератора 7 импульсов (фиг. 2 - 3 ,

#,..., (f). Так как на вторые входы всех элементов И 8 поступают счетно-пусковые импульсы кардиопоследовательности (фиг. 2- а), то срабатывает элемент И 8 того канала, в котором счетно-пусковой импульс находится в разностном интервале (фиг. 2 - oj), a счетчик 10 соответствующего КР б регистрирует увеличение на единицу пульсовой суммы (фиг. 2 - а, «г1, ). Помехозащищенность i в первом из N КР 6 достигается тем, что кроме формируемого по первому входу элемента И 8 пропускного разностного интервала самим одиночным импульсом генератора 7 на третий вход И 8 подан сигнал от N-ro регулируемого генератора 7 импульсов, и только полезный кардио-импульс может запустить этот генератор и оказаться а пульсовой зоне 1-го канала с достаточной для регистрации амплитудой.

При возникновении необходимости в перемещении одной-двух из фиксируемых границ пульсовых зон, для анализа или коррекции пульсовых сумм, изменяют параметры времязадающих цепей регулируемых

генераторов 7 в соответствующих каналах и таким образом выбирают оптимальные режимы тренировок. Например, с момента начала тренировки прошло 30 с, и фиксация пульсовых CVMM последовательно переходи- ,ла с индикаторов i 5-го и 4-го КР 6, остановившись на втором.

Однако индикатор 3-го КР 6, регистрируя одиночные кардиоимпульсы, указывал на то, что граничный участок 3-ей пульсовой зоны следует как бы расширить в область 2-й пульсовой зоны/Уменьшив постоянную времени заряда (разряда) времязадающей цепи генератора 7, и соответственно - длительность одиночного импульса на его выходе во втором КР 6, расширяем третью пульсовую зону. Уменьшая длительность одиночного импульса в третьем канале, перемещаем пульсовую зону 3 КР 6 в сторону границы со второй пульсовой зоной.

Если единичные кардиоимпульсы будут при этом зарегистрированы в 4 КР 6, можно

судить о некоторой перерегулировки и следует несколько увеличить длительность одиночного импульса в 3 КР б, а границы других пульсовых зон остаются неизменными, Поскольку все регулировки генераторов 7 осу- ществляются дистанционно, при помощи пульта, значительно сокращаются временные потери на составление тренировочных программ и контроль пульсовых сумм в про цессе тренировок спортсменов.

При подсчете пульсовых сумм одновременно со сменой цифр младшего разряда на цифровом индикаторе изменяется высота светящегося столба шкальногр индикатора 14. Для большей заметности работы шкаль- ного индикатора 14 его питание от источника постоянного тока осуществляется через аналоговый ключ 15, управляемый сигналами сброса с выхода элемента ИЛИ - 13 через инвертор 16, поэтому при быстрой смене цифр индикаторов 12 одновременно с изменением высоты столба шкального индикатора 14 происходит его светомодуля- ция в пульсовом ритме, что делает особенно заметной быструю смену пульсовых сумм на знаковых 12 и шкальных 14 индикаторах.

Целесообразно включение данного устройства в состав силовых тренажеров для эффективного самоконтроля

Формул а изо бретени я

1. Устройство для контроля частоты пульса, содержащее последовательно соединенные датчик пульса, усилитель, форми- рователь импульсов, одновибрат&р и первый инвертор, и N каналов измерения и регистрации, каждый из которых включает последовательно соединенные счетчик импульсов, дешифратор и цифровой индика- тор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью сокращения времени обработки результатов контроля за счет повышения оперативности подстройки границ контролируемых зон частоты пульса, в него введены N-вхо- довой элемент ИЛИ, и N-1 инверторов, а

каждый из N каналов измерения и регистрации дополнительно содержит последовательно соединенные регулируемый генератор одиночных прямоугольных импульсов и трехвходовый элемент И, второй вход которого подключен к входу одновиб- ратора. а выход - к входу соответствующего счетчика импульсов и к соответствующему входу N-входового элемента ИЛИ, причем в каждом из N каналов измерения и регистрации первый вход регулируемого генератора одиночных прямоугольных импульсов соединен с выходом первого инвертора, а второй вход - с выходом N-входового элемента ИЛИ, в каждом 1-м канале измерения и регистрации, начиная с второго ( 2, 3...., N), третий вход трехвходового элемента И подключен к выходу 1-го инвертора, вход которого соединен с выходом регулируемого генератора одиночных прямоугольных импульсов (1-1)-го канала измерения и регистрации, а выход регулируемого генератора одиночных прямоугольных импульсов N-ro канала измерения и регистрации подключен к третьему входу трехвходового элемента И первого канала измерения и регистрации.

2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е- с я тем, что, с целью упрощения считывания показаний, в него введены последовательно соединенные инвертор, вход которого подключен к выходу N-входового элемента ИЛИ, и ключ, второй аход которого соединен с шиной питания устройства, регулируемый генератор одиночных прямоугольных импульсов выполнен по схеме одновибрато- ра со сбросом и содержит управляемый формирователь-расширитель импульсов, и каждый из N каналов измерения и регистрации дополнительно содержит полупроводниковый шкальный индикатор, сегменты которого расположены вертикально и подключены соответственно к входам младших разрядов соответствующего цифрового индикатора, а вход питания каждого шкального индикатора соединен с выходом ключа.

Изобретение относится к экспресс-измерениям в медицине неэлектрических величин, отражающих функциональное состояние человека, занимающегося физической культурой и спортом, в частности к пульсометрии. Цель изобретения - создание надежного измерителя частоты сердеч- ных сокращений (ЧСС) в широком диапазоне сердечных пульсоритмов, а также четкой регистрации пульсовых сумм с отражением информации от быстроменяющихся процессов, происходящих на границе пульсовых зон, которые определяются параметрами каналов регистрации частоты сердечных сокращений. Указанная цель достигается тем, что временные интервалы каждой из N пульсовых зон устанавливаются независимыми друг от друга, для чего в каждый канал регистрации дополнительно введены логические элементы И и ИЛИ, а также генератор одиночных прямоугольных импульсов, с помощью которых параметры каналов регистрации могут изменяться одновременно (параллельно). Дополнительно в цифровые индикаторы введены светодиодные шкальные (линейчато-аналоговые) индикаторы, по которым визуально оценивается динамика деятельности сердечной .системы человека, тпенйоующегося с неко- торой перегрузкой, и контролируемая ЧСС находится на границах пульсовых зон. 2 ил.