Устройство для анализа ритма сердца Советский патент 1993 года по МПК A61B5/402 

ел

С

Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано для контроля и диагностики состояния человека в медицинских и спортивных целях. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем оценки аритмии сердца. Устройство для оценки аритмии сердца содержит генератор 1 импульсов, источник 2 постоянного потенциала, задатчик 3 порога, пороговый элемент 4, три формирователя 5, 7, 8 импульсов, два элемента 11, 12 задержки, два счетчика 13, 14 импульсов, элемент 15 сравнения, три элемента И 9,10, 22, пять групп 16.17,18, 19,21 элементов И, регистр 6 сдвига, арифметический блок 20 и блок 23 регистрации результата оценки. Устройство обеспечивает оперативное измерение коэффициента аритмии сердечной функции в широком интервале его амплитудных и временных изменений с выводом результата оценки в цифровой форме. 2 ил.

00

4 09

-ч

Сл)

Изобретение относится к медицинской технике и может быть применено в медицине, спорте и быту для контроля и диагностики состояния организма человека.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей путем оценки аритмии сердца.

На фиг. 1 показана схема устройства для оценки аритмии сердца; на фиг.2 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства.

Устройство содержит генератор тактовых импульсов 1, источник постоянного потенциала 2, задатчик порога срабатывания 3, пороговый элемент 4, соединенный входом ввода порогового значения через задатчик 3 порога срабатывания с выходом источника 2 постоянного потенциала, а ин- формационным входом - со входом устройства, первый формирователь импульсов 5, соединенный входом с выходом порогового элемента 4, регистр сдвига 6, (кольцевой), соединенный входом сдвига с выходом формирователя 5, второй формирователь импульсов 7, соединенный входом с третьим выходом регистра 6, третий формирователь импульсов 8, соединенный входом с четвертым выходом регистра 6, первый элемент И 9, соединенный первым входом с выходом генератора 1, а вторым входом - с первым выходом регистра 6, второй элемент И 10, соединенный первым входом с выходом генератора 1, а вторым входом - со вторым выходом регистра 6, первый элемент задержки 11, соединенный входом с выходом формирователя 8, первый счетчик импульсов 13, соединенный счетным входом с вы ходом элемента И 9, а входом обнуления - с выходом элемента задержки 12, второй счетчик 14 импульсов, соединенный счетным входом с выходом элемента И 10, а входом обнуления - с выходом элемента задержки 12, элемент сравнения 15, соединенный поразрядно первыми входами с выходами счетчика. 13, а вторыми - с выходами счетчика 14, первую группу элементов И 16, соединенных вторыми входами поразрядно с выходами счетчика 13, а первыми - с первым выходом элемента сравнения 15, вторую группу элементов И 17, соединенных первыми входами с первым выходом элемента сравнения 15, а вторыми входами- поразрядное выходами счетчика 14, третью группу элементов И 18, соединенных первыми входами с третьим выходом элемента сравнения 15. а вторыми входами - поразрядно с выходами счетчика 13. четвертую группу элементов И 19, соединенных первыми входами с третьим выходом элемента сравнения 15, а вторыми входами - поразрядно с выходами счетчика 14, арифметический блок 20, соединенный входом управления с выходом элемента задержки 11, первыми информационными входами - поразрядно с выходами групп элементов И 17 и 18, а вторыми информационными входами - поразрядно с выходами групп элементов И 16 и 19, пятую группу элементов И 21, соединенных первыми входами с выходом

0 формирователя 8, а вторыми входами - поразрядно с выходами арифметического блока 20, третий элемент И 22, соединенный первым входом с выходом формирователя 8, а вторым входом - со вторым выходом эле5 мента сравнения 15, и блок регистрации результата 23, соединенный входом обнуления с выходом формирователя 7, первыми информационными входами - поразрядно с выходами группы элементов И 21, а

0 вторым информационным входом - с выходом элемента И 22.

Устройство для оценки аритмии сердца работает следующим образом.

В исходном состоянии генератор 1 вы5 рабатывает импульсы высокого потенциала с постоянной частотой f, на выходе источника потенциала 2 - высокий постоянный потенциал Uo, на выходе порогового элемента 4, формирователей 5, 7 и 8, элементов И 9 и

0 ю, элементов задержки 11 и 12, счетчиков 13 и 14, на первом и третьем выходах элемента сравнения 15, на выходах групп элементов И 16, 17, 18, 19 и 21, на выходах арифметического блока 20 и на выходе эле5 мента И 22 - низкие, нулевые потенциалы (цепи установки устройства в исходное состояние на чертеже не показаны). Задатчи- ком 3 устанавливается значение порога срабатывания Un U0, внешний датчик

0 ритма сердца, например пьезоэлектрический, соединяется со входом устройства и закрепляется наружно в точке поверхности пациента с ощущаемым пульсом сердца. Первым импульсом с выхода датчика на вре5 мя превышения сигнала U(t) над заданным значением порога Un, устанавливаемым за- датчиком 3 и поступающим на вход ввода порогового значения порогового элемента 4. на его выходе устанавливается высокий

0 потенциал. По переднему фронту высокого потенциала с выхода порогового элемента 4 на выходе формирователя 5 вырабатывается короткий импульс высокого потенциала, которым состояние регистра 6 изменяется

5

на очередное, т.е. единица из нулевого разряда регистра 6 переводится в его первый разряд, на первом выходе регистра 6 уста иавливэется высокий потенциал. При наличии высокого потенциала на первом входе элемента И 9, который поступает с первого

выхода регистра 6. элемент И 9 открыт и импульсы с выхода генератора 1 поступают на счетный вход счетчика 13. Вторым импульсом ритма сердца через пороговый элемент 4 и формирователь 5 первый выход регистра 6 обнуляется, а на втором его выходе устанавливается высокий потенциал, которым открывается элемент И 10 и импульсы с выхода генератора 1 поступают на счетный вход счетчика 14. В счетчике 13 фиксируется число пропорциональное длительности импульса высокого потенциала на первом выходе регистра 6, а в счетчике 14 - число пропорциональное длительности импульса высокого потенциала на втором выходе регистра 6. Содержимое счетчиков 13 и 14 N2 T2fсравнивается элементом сравнения 15, причем на первом выходе элемента сравнения 15 устанавливается в,ы- сокий потенциал при , а остальные выходы оказываются обнуленными, на втором выходе - при и обнуленными оказываются остальные выходы, и на третьем выходе элемента сравнения 15 устанавливается высокий потенциал при при нулевых потенциалах на первом и втором его выходах. Высоким потенциалом с первого выхода элемента сравнения 15 открываются группы элементов И 16 и 17, высоким потенциалом со второго его выхода открывается элемент И 22, а высоким потенциалом с третьего выхода элемента сравнения открываются группы элементов И 18 и 19. Управление открыванием попарно групп элементов И 16 и 17 или 18 и 19 обеспечивает ввод на первые информационные входы арифметического блока 20чис- ла NI при и числа N2 при с выходов счетчиков 13 и 14, а на вторые его входы числа N 2 и NI соответственно. Третьим импульсом ритма сердца на третьем выходе регистра 6 устанавливается высокий потенциал, а второй выход обнуляется. Передним фронтом высокого потенциала на третьем выходе регистра б на выходе формирователя 7 генерируется короткий импульс высокого потенциала, который поступает без задержки на вход обнуления блока 23 регистрации результата, и с задержкой во времени т через элемент задержки 11 на вход управления арифметического блока 20. По импульсу управления арифметический блок 20 определяет частное N от деления делимого Ni(N2J на делитель Na(Ni), т.е. N Mi/Na при или N N2/Ni при , a т.к. и , то N Ni/N23 Tif/T2f Ti/T2, но тогда на выходах арифметического блока 20 имеет место результат вида . Четвертым импульсом ритма сердца на четвертом выходе регистра б устанавливается высокий потенциал, а третий его выход обнуляется. Передним фронтом высокого потенциала с четвертого выхода регистра 6 фермирова- 5 тель 8 генерирует короткий импульс высокого потенциала, которым без задержки во времени открываются элементы И группы 21 или элемент И 22, а с задержкой во времени т через элемент задержки 21 счет10 чики 13 и 14 обнуляются, при этом в блоке 23 регистрации результата фиксируется либо содержимое выходов блока 20, либо сигнал с выхода элемента сравнения 15 об отсутствии аритмии сердца. При на

5 первом и третьем выходах элемента сравнения 15 низкие, нулевые потенциалы, группы элементов И 16, 17, 18 и 19 закрыты, на выходах арифметического блока 20 - нулевые потенциалы, а на втором выходе эле0 мента сравнения 15 - высокий потенциал, поэтому импульс е выхода формирователя 8 через элемент И 22 поступает на второй информационный вход блоха 23 регистрации результата, что абсолютно отвечаегус5 ловию f 0, т.о. наличие высокого потенциала на выходе элемента И 22 является однозначным признаком отсутствия аритмии сердца. В блоке 23 регистрации результата оценки аритмии сердца по каж0 дои группе из четырех импульсов сердечных сокращений фиксируется относительный коэффициент ритмичности работы сердца и чем он ниже, тем выше аритмия сердца, тем опаснее состояние пациента или спортсме5 на, оценка ритмичности сердца которого оценивается. В дальнейшем устройство продолжает работу по замкнутому четырехтактному циклу неограниченно во времени.

0 Повышение быстродействия в работе достигается за счет автоматической обработки информации при синхронизации входными сигналами, количественной оценки временных интервалов между тактами

5 сокращения сердца, численные значения ритмичности работы сердца предъявляются блоком регистрации результата. Динамика изменения ритмичности сердечной деятельности является.высоко репрезентативным

0 параметром состояния организма и позволяет врачу оценить состояние пациента для принятия квалифицированных оперативных мер по нормализации его состояния.

Предлагаемое устройство реализуемо

5 на автономном питании, в ограниченных габаритно-весовых и энергетических пределах, может быть выполнено в приемлемом конструктивном оформлении с желаемым дизайном, транспортабельным, носимым и даже в карманном исполнении.

Формула изобретения

Устройство для анализа ритма сердца, содержащее генератор тактовых импульсов, источник постоянного потенциала, пороговый элемент, соединенный информационным входом с входом устройства, первый формирователь импульсов, первый элемент задерж- ки, первый и второй элементы И, соединенные первыми входами с выходами генератора импульсов, первый счетчик импульсов, соединенный счетным входом с выходом первого элемента И, второй счетчик импульсов, соединенный счетным входом с выходом второго элемента И, арифметический блок и блок регистрации результата, о т- личающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем оценки аритмии сердца, в него введены задатчик порога срабатывания, соединенный входом с выходом источника постоянного потенциала, а выходом с входом ввода порога срабатывания порогового элемента, выход которого соединен с входом первого формирователя импульсов, кольцевой регистр -сдвига, соединенный входом сдвига с выходом первого формирователя импульсов, первым выходом - с вторым входом первого элемента И, а вторым выходом - с вторым входом второго элемента И, второй формирователь импульсов, соединенный входом с третьим выходом кольцевого регистра сдвига, а выходом -с входом обнуления блока регистрации результата и через первый элемент задержки с входом управления арифметического блока, третий формирователь импульсов, соединенный входом с четвертым выходом кольцевого регистра сдвига второй элемент задержки, соединенный входом с выходом третьего формирователя

импульсов, а выходом с входами обнуления первого и второго счетчиков импульсов, элемент сравнения, соединенный поразрядно первыми входами с выходами первого счетчика импульсов, а вторыми входами с выходами второго счетчика импульсов, первая группа элементов И, соединенных первыми входами с первым выходом элемента сравнения, а вторыми входами - поразрядно с

выходами первого счетчика импульсов, вторая группа элементов И, соединенных первыми входами с первым выходом элемента сравнения, а вторыми входами поразрядно с выходами второго счетчика импульсов,

третья группа элементов И., соединенных первыми входами с третьим выходом элемента сравнения, а вторыми входами - поразрядно с выходами первого счетчика импульсов, четвертая группа элементов И,

соединенных первыми входами с третьим выходом элемента сравнения, а вторыми входами - поразрядно с выходами второго счетчика импульсов, причем выходы первой и четвертой групп элементов И поразрядно

соединены с вторыми информационными входами арифметического блока, а выходы второй и третьей групп элементов И поразрядно соединены с первыми информационными входами арифметического блока,

пятая группа элементов И, соединенных первыми входами с выходом второго формирователя импульсов, вторыми входами - поразрядно с выходами арифметического блока, а выходами - поразрядно с первыми

информационными входами блока регистрации результата, и третий элемент И, соединенный первым входом с выходом второго формирователя импульсов, а выходом - с вторым информационным входом

блока регистрации.

1814873

lfl-ААА- -AA-AA-l