Устройство для определения показателей гемодинамики Советский патент 1993 года по МПК A61B5/02 

со

ю

00

VI о

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к устройствам для неин- вазивного определения показателей кровяного давления, скорости распространения пульсовой волны на периферическом участке артериального русла, а также амплитудно- временных показателей перераспределения крови в периферических сосудах артериального и венозного отделов кровеносного русла конечности.

Цель изобретения - повышение помехозащищенности и расширение функциональных возможностей за счет дополнительного определения скорости распространения пульсовой волны и амплитудно-временных параметров перераспределения крови при окклюзии.

На фиг. 1 изображена структурная схема предлагаемого устройства для определения показателей гемодинамики; на фиг. 2 - первый блок управления; на фиг. 3 - первый блок компрессионного воздействия; на фиг. 4 - второй блок управления; на фиг. 5 - второй блок компрессионного воздействия; на фиг. 6 - блок выделения тонов Короткова; на фиг. 7 - блок выделения пульсового сигнала; на фиг. 8 -детектор отсутствия осцилляции; на фиг. 9 - блок сравнения; на фиг. 10 - блок измерения временных интервалов; на фиг. 11 - блок вычислений; на фиг, 12 и 13 - временные диаграммы сигналов, возникающих при проведении измерительного процесса предлагаемым устройством.

Предлагаемое устройство для определения показателей гемодинамики (фиг. 1) содержит блок 1 управления, блок 2 компрессионного воздействия, манжету 3, располагаемую проксимально, преобразователь 4 давления в электрический сигнал, датчик 5 тонов Короткова, блок 6 выделения тонов Короткова, блок 7 управления, блок 8 компрессионного воздействия, манжету 9, располагаемую дистально, преобразователь 10 давления в электрический сигнал, датчик 11 пульса, блок 12 выделения пульсового сигнала, пиковый детектор 13, блок 14 выделения осцилляции давления, детектор 15 отсутствия осцилляции, блок 16 памяти, блок 17 сравнения, блок 18 измерения временных интервалов, блок 19 вычислений, блок 20 отображения информации и логический элемент ИЛИ 21.

Блок 1 управления (фиг. 2) содержит управляемый делитель 22 напряжения, управляемый инвертор 23, электронный ключ 24, интегратор 25 со сбросом, блок 26 сравнения, сумматор 27 источник 28 опорного напряжения, логический элемент ИЛИ 29, четыре триггера 30, 31, 32, 33, блок 34 вычитания и усилитель 35 мощности

Блок 2 компрессионного воздействия (фиг. 3) содержит источник 36 давления, пневмореле 37 нормальноэакрытое и элект- роуправляемый пневморезистор 38.

Блок 7 управления (фиг. 4) содержит генератор 39 линейно изменяющегося напряжения, два блока 40 и 41 вычитания, два , электронных ключа 42 и 43, ПИД-регулятор 44 с усилителем мощности, блок 45 времен0 ной задержки, амплитудный детектор 46 со сбросом, блок 47 памяти, компаратор 48. два логических элемента И 49 и 50, логический элемент ИЛИ 51 и три триггера 52, 53 и 54,

5 Блок 8 компрессионного воздействия (фиг. 5) содержит источник 55 давления, пневмореле 56 нормальнозакрытое и элект- роупрвляемый пневморезистор 57.

Блок 6 выделения тонов Короткова (фиг.

0 6) содержит усилитель 58, источник 59 опорного напряжения, компаратор 60, два формирователя 61 и 62 импульсов, три триггера 63, 64 и 65, логический элемент ИЛ И 66 и три логических элемента И 67, 68 и 69.

5 Датчик 11 пульса выполнен на основе светодиодного излучателя 70 и фотодиодного приемника 71,

Блок 12 выделения пульсового сигнала (фиг. 7) содержит усилитель 72, источник 73

0 опорного напряжения, компаратор 74 и формирователь 75 импульсов. Структурная схема блока 14 выделения осцилляции давления аналогична структурной схеме блока 12 выделения пульсового сигнала.

5 Детектор 15 отсутствия осцилляции (фиг. 8) содержит преобразователь 76 частота-напряжение, источник 77 опорного напряжения, компаратор 78 и формирователь 79 импульсов.

0 Блок 17 сравнения (фиг. 9) содержит два делителя 80 и 81 напряжения, два компаратора 82 и 83 и два формирователя 84 и 85 импульсов.

Блок 18 измерения временных интерва5 лов (фиг. 10) содержит генератор 86 импульсов образцовой частоты, делитель 87 частоты, четыре измерителя 88, 89, 90 и 91 временных интервалов и блок 92 сравнения. В свою очередь, каждый из измерителей 88,

0 89. 90 и 91 временных интервалов содержит логический элемент И 93, триггер 94 и счетчик 95 импульсов.

Блок 19 вычислений (фиг. 11) содержит регулируемый источник 96 опорного нэпря5 жения, цифроуправляемое сопротивление 97, резистор 98 и аналого-цифровой преобразователь 99.

Предлагаемое устройство для определения показателей гемодинамики работает следующим образом

Предварительно на плече обследуемого оборачивается окклюзионная плечевая манжета 3. «Очтчик 5 тонов Короткова располагается во внутреннем кармане манжеты 3, на ее дистальном крае. Манжета 3 должна быть обернута таким образом, чтобы датчик 5 тонов Короткова располагался над плечевой артерией вблизи локтевого сгиба.

Кроме того, на одном из пальцев той же руг- располагается дистальная (пальцезая) манжета 9, в которой укреплены свеюдиод и фотодиод, которые вместе с соответствующим внешним электронным обрамлением представляют соответственно светодиодный излучатель 70 и фотодиодный приемник 71 Пальцевая манжета 9 располагается на второй фаланге пальца таким образом, чтобы светодиод и фотодиод были обращены в сторону к поверхности пальца и на фотодиод попадал проходящий через кровеносные сосуды пальца свет от светодиода.

Ручкой регулировки блок 19 вычислений устанавливается значение протяженности (L) участков от датчика тонов Короткова 5 до пальцевой манжеты 9 (это расстояние предварительно измеряется обыкновенной линейной; достаточная точность измерения ± 1 см).

После подачи требуемых питающих напряжений на все блоки предлагаемого устройства оно готово к проведению измерительного процесса, который начинается при подаче каждой команды Пуск на устройство для определения поксззателей гемодинамики. При этом пиковый детектор 13, блок 16 выделения тонов Короткова и блок 20 отображения информации устанавливается в свое исходное состояние: на выходе пикового детектора 13 устанавливается напряжение О В; индикаторы блока 20 обнуля- ются; блок 16 выделения тоноз Короткова устанавливается в режим ожидания выделения тонов Короткова. Кроме того, в блоке 7 управления формируются сигналы, управляющие блоком 8 компрессионного воздей- ствия. Блок 8 компрессионного воздействия в соответствии с управляющими сигналами обеспечивает линейный подъем давления в пальцевой манжете 9 (фиг. 12а, участок 1). По мере повышения давления в пальцевой манжете 9 происходит рост амплитуды пульсаций обьемных изменений кровеносных сосудов пальца под манжетой, что регистрируется с помощью датчика 11 пульса (фиг. 126, участок 1). В блоке 7 управления произ- водится-сопоставления амплитудных значе- НУЫ этих пульсаций, возникающих е соседних циклах сердечных сокращений и выделяется момент появления максимальной (мах) амплитуды пульсаций (фиг. 126.

участок 1). 1 ыдепение каждого сер- дечногс сокращения осуществляется блоков 12 выделения пульсового сигнала и в виде импульсов эта информация передается в блок 7 управления. Значение максимальной амплитуды пульсаций обьемных изменений кровеносных сосудов запоминается а блоке 7 управления и в нем жа замыкается следящая система управления давлением в манжете 9, которая стабилизирует кровенаполнение сосудов пальца на уровне запомненной амплитуды.

При этом происходит непрерывное изменение давления в манжете 9, постоянно создающее ненагруженное состояние стенки артериальных сосудов пальца (2, 7). Это давление уравновешивает артериальное давление в пальце (2) и через преобразователь 10 давления в электрический сигнал передается на регистр блока 20 отображения информации.

Кроме того, пиковым детектором 13 определяется напряжение на выходе преобразователя 10, которое пропорционально максимальному систолическому давлению в сосудах пальца Р сист. в пальце (фиг. 12а, участок 1); на выходе блока 14 выделения осцилляции давления формируются импульсы с каждой пульсовой волной давления, регистрируемой преобразователем 1C.

При выделении максимальной амплитуды пульсаций объемных измеяен-Н кровеносных сосудов пальца в бпоке 7 улравнения формируется команда, поступающая на блок 1 управления. По этой комзь- де блок 1 управления задает чзрез 5л;,.ч 1 компрессионного воздействия бысп utA подъем давления в плечевой манжете 3, создаваемого блоком 2 компрессионного воздействия (фиг. 12в, участок И). Контроль га изменениями давления в манжете 3 производится блоком 1 управления по сигналам обратной связи от преобразовэтеля.4 давления в электрический сигнал. В блоке 1 управления производится сравнение уровня достигнутого давления в манжете 3 с уровнем Рсист. в пальце. При этом рост давления в манжете 3 прекращается и будет оставаться на постоянном уровне при давлении в манжете равным Рсист. в пальце 20 мм рт.ст. (фиг. 12в, участок lit).

При достижении давления в манжете 3 уровня систолического артериального давления в плечевой артерии прекращается поступление крови в периферическую область конечности. В этот момент на выходе блока 14 выделения осцилляции давления прекращаются сигналы, соответствующие пульсо- аым волнам давления. Детектором 15 отсутствия осцилляции определяется это

состояние кровообращения и формируется команда включающая измеритель 88 временных интервалов блока 18 измерения временных интервалов.

После остановки кровообращения в конечности наблюдается спад кровяного давления в ее артериальном русле (фиг. 12а, участки III и IV). Спад происходит за счет перераспределения крови между артериальной, венозной и капиллярной сетью сосудов и обусловлен перепадом кровяного давления между ними. Характер спада связан с соотношением объемов артериального и венозного русла, их исходным кровенаполнением, зависит от периферического сопротивления сосудов и асимптотически приближается к уровню венозного давления. Отмеченный спад и последующие изменения кровяного давления регистрируются преобразователем 10 давления (фиг, 12а, участки III и IV) и этот процесс отображается на регистраторе блока 20,

Текущее давление в манжете 9, регистрируемое преобразователем 10, сопоставляется со значением Р сист. в пальце на выходе пикового детектора 13. Это осуществляется в блоке 17 сравнения. В момент времени, когда регистрируемое на спаде давление достигнет уровня Рсист. в пальце на соответствующем выходе блока 17 сравнения формируется команда, останавливающая счет времени в измерителе 88 временных интервалов блока 18 измерения временных интервалов, Зафиксированное измерителем 88 временных интервалов блока 18 время п (фиг. 12а) представляет собой меру длительности переходного процесса перераспределения крови между артериальным и венозным руслами в конечности после прекращения поступления в нее артериальной крови. Измеренное значение TI выводится на соответствующий индикатор блока 20 отображения информации.

В блоке 18 измерения временных интервалов выделяется момент времени 3 п (фиг. 12а) от момента прекращения кровообращения в конечности и формируется сигнал, поступающий на блок 1 управления, блок 6 выделения тонов Короткова, , блок 16 памяти и на блок 20 отображения информации. При этом на соответствующем индикаторе блока 20 и в блоке 16 памяти фиксируется значение текущего давления Рз т (фиг. 12а, участки III и IV) в пальцевой манжете 9, которое соответствует кровяному давлению в данный момент в кровеносных сосудах пальца.

Кроме того, указанным сигналом от блока 18 определения временных интервалов включается в блоке 1 управления процесс, управляющий через блок 2 компрессионного воздействия спадом давления в плечевой манжете 3 (фиг. 12в, участки IV и V) и разрешается выделение тонов Короткова в блоке 6 выделения тонов Короткова,

Блок 1 управления через блок 2 компрессионного воздействия обеспечивает линейное снижение давления в манжете 3.

В процессе декомпрессии воздуха в плечевой манжете 3 достигается уровень верхнего артериального давления в плечевой артерии Рсист. пл.арт. (фиг, 12в, участки IV и V). Этот момент определяется при возникновении первого тона Короткова, выделяемого блоком 6 выделения тонов Короткова (фиг. 12д),

По соотвекЛующему сигналу от блока 6 выделения тонов Короткова в блоке 20 отображения информации регистрируется давление в плечевой манжете 3 и индицируется в нем как Р сист.пл.арт. и, кроме того,

включается счет времени измерителями 89 и 90 временных интервалов блок 18 измерения временных интервалов.

Как следствие открытия просвета плечевой артерии, пульсовые волны артериального давления начнут проходить до кровеносных сосудов пальца, что обнаруживается блокам 14 выделения осцилляции давления. При этом по сигналу первой выделенной пульсовой волны прекращается счет

времени измерителем 89 временных интервалов блока 18 измерения временных интервалов. Зафиксированный временной интервал At (фиг. 13) преобразуется в блоке 19 вычисления и отображается на соответствующем индикаторе блока 20 отображения информации в виде скорости (С) распространения пульсовой волны на участке артериального русла от датчика 5 тонов Короткова до пальцевой манжеты 9. Этот

измеренный показатель характеризует упруго-вязкие свойства артериального сосуда (8).

По мере прохождения пульсовых волн артериального давления в периферическую

область артериальной системы происходит процесс наполнения ее кровью, в результате чего с каждым пульсовым ударом возрастает кровяное давление в сосудах пальца. В момент времени, когда значение пульсирующего давления крови достигнет уровня равного Р з TI ехр, в блоке 17 сравнения формируется команда, останавливающая счет времени та в измерителе 90 временных интервалов блока 18 измерения временных интервалов. Зафиксированное измерителем 90 временных интервалов блока 18 время Т2 (фиг. 12а, участок V) представляет собой меру длительности переходного процесса восстановления артериального давления после процесса его уравновешивания с венозным давлением в конечности. Время т зависит от объема артериального русла конечности, его кровенаполнения в момент начала восстановления кровотока и от периферического сопротивления кровотоку в артериальном русле конечности. Измеренное значение Г2 выводится на соответствующий индика- ifjp блока 20 отображений информации.

По мере проходящего линейного спада давления в плечевой манжете 3 возникает серия тонов Короткова, регистрируемых датчиком 5 тонов Короткова (фиг. 12г) и достигается уровень давления, соответствующий нижнему артериальному давлению в плечевой артерии (фиг. 12в, участки V, VI). При этом в блоке 6 выделения тонов Короткова обнаруживается последний тон (фиг. 12е) и формируется команда об окончании измерительного цикла, поступающая на блок 20 отображения информации и на логический элемент ИЛИ 21, На индикаторе блока 20 отображения информации, отображающем диастолическое давление в плечевой артерии, фиксируется текущее значение давления в плечевой манжете 3. Коме того, команда окончания измерительного цикла через логический элемент ИЛ И 21 передается на блоки 1 и 7, которые обеспечивают через блоки 2 и 8 сброс давления соответственно в пальцевой и плечевой манжетах 9 и 3 (фиг. 12, а, в, участок IV). Этим заканчивается полный измерительный цикл.

Сброс давления в манжетах может быть произведен по команде сброс в экстренных случаях на любом из этапов измерительного цикла.

По окончании полного измерительного цикла, проведенного предлагаемым устройством определения показателей гемодинамики в автоматическом режиме, на цифровых индикаторах блока 20 отображения зафиксированы:

-показатели систолического и ди- астолического артериального давления в разных участках артериального русла руки (Рсист пл арт , Рдиаст.пя.арт., Рсист.пал.арт.),

-показатель кровяного давления Pafi , достигнутый при уравновешивании артериального и венозного давления в процессе перераспределения крови между артериальным и венозным руслом в конечности;

-постоянная времени гт уравновешивания артериального и венозного давления

при перераспределении крови между артериальным и венозным руслом в конечности после остановки кровообращений в ней;

-постоянная времени is восстановле- 5 ния кровообращения в артериальном русле

конечности после уравновешивания артериального и венозного давлений в ней;

-скорость (С) распространения пульсовой волны в артериальном русле конечности

0 на участке от локтевой ямки до пальца.

Кроме того, в результате проведенного измерительного процесса, на регистраторе блока 20 отображения информации представлены осциллограммы, отражающие его

5 основные этапы (фиг. 12). Из этих осциллограмм, при необходимости, могут быть определены частота сердечных сокращений (ЧСС), значения среднего (РСр) и диастоличе- ского (Рдиаст.пальца) артериального давления

0 в пальцевых артериях и характерные особенности кривой непрерывного изменения артериального давления в пальце (например, положение инцизуры5), время анакроти- ческого подъема кривой артериального

5 давления и др.).

Ввиду того, что временные показатели перераспределения крови между сосудами артериального и венозного русла определялись в период прекращения кро0 вообращения в конечности и исключалась непосредственно связь кровеносной системы конечности из контура центральной гемодинамики, на результаты определения показателей tri и не оказывают впия5 ния артефакты, связанные с волнами грег.- его порядка, дыхательными волнами артериального давления и шевелениями тела человека,

Ниже приводится описание работы от0 дельных блоков предлагаемого устройстез для определения показателей гемодинамики.

Блок 1 управления (фиг. 2) функционирует следующим образом.

5 При поступлении на вход 2 блока 1 управления прямоугольного импульса триггеры 30, 31, 32, 33 устанавливаются в единичное состояние, а интегратор 25 со сбросом разблокируется. При этом с по0 мощью управляемого делителя 22 напряже- ния, управляемого инвертора 23 и интегратора 25 со сбросом обеспечивается линейное нарастание напряжения на выходе интегратора 25 со сбросом. Скорость на5 растания напряжения пропорциональна постоянной времени, определяемой время- задающими элементами интегратора 25 и выходным напряжением управляемого делителя 22 напряжения.

Рост напряжения на выходе интегратора 25 будет продолжаться до тех пор, пока не сработает блок 26 сравнения, в котором производится сравнение уровня напряжения на входе 5 блока 1 управления и выход-4 ного напряжения сумматора 27.

В сумматоре 27 суммируются напряжение, поступающее на вход 4 блока 1 управления, и постоянное напряжение с выхода источника 28 опорного напряжения.

При срабатывании блок 26 сравнения триггер 30 сбрасывается в нулевое состояние и электронный ключ 24 переключается в непроводящее состояние. На выходе интегратора 25 со сбросом будет сохраняться постоянным достигнутый к этому времени уровень напряжения. С приходом прямоугольного импульса на вход 3 блока 1 управ- ления триггер 30 устанавливается в единичное состояние, а триггеры 31 и 32 сбрасываются. При этом электронный ключ 24 возвращается в проводящее состояние, на выходе управляемого делителя 22 напряжения происходит изменение величины выходного напряжения, изменяется полярность напряжения на выходе управляемого инвертора 23 и начинается линейный спад напряжения на выходе интегратора 25 со сбросом. Этот спад напряжения будет продолжаться до появления блокирующего сигнала на входе 1 блока 1 управления. Тогда на выходе интегратора 25 со сбросом установится уровень напряжения О В.

Напряжение на выходе интегратора 25 со сбросом постоянно сопоставляется в блоке 1 управления с приходящим на его пятый вход внешним сигналом от преобразователя давления в напряжение. В блоке 34 формируется разностный сигнал между ними, который усиливается по мощности усилителем 35 и управляет состоянием элек- троуправляемого пневморезистора 38 блока 2 компрессионного воздействия (фиг. 3).

Блок 2 компрессионного воздействия (фиг. 3) функционирует следующим образом.

При подаче питающего напряжения на обмотку нормальнозакрытого пневмореле 37 оно отрывается и воздух от источника 36 под давлением передается к преобразователю 4 давления и манжете 3. Электрический сигнал, подаваемый от усилителя 35 мощности (фиг. 2) на обмотку злектроуправ- ляемого пневморезистора 38, управляет шириной зазора между его соплом и заслонкой Тем самым меняется величина пневмосопротивления для проходящего через него воздуха и соответственно производится управление давлением в манжете 3.

При снятии питающего напряжения с

обмотки пневмореле 37 оно приходит в исходное состояние (закрывается). При этом исключается пневматическая связь источника 36 давления с манжетой 3 (фиг. 1). Блок 7 упраления (фиг. 4) функционирует следующим образом.

При поступлении на устройство 2 управления команды Пуск триггер 54 устанавливается в единичиное состояние, а триггер 53 сбрасывается в нулевое состояние. При

этом подается питающее напряжение на пневмореле 56 блока 8 (фиг. 5) и разблокируется генератор 39 линейно изменяющегося напряжения: на его выходе начинает линейно повышаться напряжение. Кроме

того, на втором входе блока 7 управления также начинается рост напряжения. Таким образом, выделяется замкнутая система автоматического регулирования давления в манжете 9 (фиг. 1), в которой задается линейно изменяющееся давление. В ней напряжение на втором входе блока 7 управления является сигналом обратной связи о величине давления в манжете 9. Это напряжение сопоставляется с задающим

напряжением с помощью блока 40 вычитания. Разностный сигнал с выхода блока 40 проходит через электронный ключ 42, корректируете и усиливается в блоке 44 ПИД- регулятора с усилителем мощности и

подается кэлектроуправляемому пневморе- зистору 57.

По мере повышения напряжения на втором входе блока 7 управления происходит рост амплитуды осцилляции сигнала, постулающего на вход 4 блока 7.

На вход 3 блока 7 управления поступают импульсные сигналы с блока 12 выделения пульсового сигнала (фиг. 1). В амплитудном детекторе 46 со сбросом фиксируется амплитудное значение каждой осцилляции и проводится сброс напряжения на его выходе по сигналам, поступающим на вход 3, задержанных в блоке 45 временной задержки,

В блоке 47 памяти осуществляется выборка и хранение информации, поступающей на него от амплитудного детектора 46. Выборка проходит по сигналам, поступающим на вход 3 блока 7 управления.

Амплитудный детектор 46 со сбросом и блок 47 памяти выполнены по известным схемам (9).

В компараторе 48 производится сравнение текущего значения сигнала, поступающего на входе 4 блока 7 управления с выходными сигналами блока 47 памяти.

В период, когда при очередной осцилляции на входе 4 блока 7 управления ее амплитуда будет меньше уровня напряжения на выходе блока 47 памяти, компаратор 48 не сработает. При этом сигнал на входе 3 блока 7 управления пройдет через логический элемент И 50 и установит триггер 53 в единичное состояние. Тогда электронный ключ 42 установится в непроводящее состояние, а электронный ключ 43 - в проводящее и, кроме того, через логический элемент И 49 ефекратится прохождение сигналов, поступающих на входе 3 блока 7 управления.

С этого момента функционирует замкнутая система автоматического регулирования, отслеживающая за постоянством сигнала на четвертом входе блока 7 управления и стабилизирующего его на уровне выходного сигнала блока 47 памяти. В ней разностный сигнал между входными напряжениями на вычитающем блоке 41 проходит через электронный ключ 43, корректируется и усиливается в блоке 44 ПИД-регулятора с усилителем мощности и подается на элект- роуправляемый пневморезистор. Сигналом обратной связи на этот сформированный сигнал являются изменения сигнала на входе 4 блока 7 управления.

С приходом от элемента 21 на блок 7 управления команды Сброс триггеры 53 и

54сбрасываются в нулевое состояние. При этом снимается питающее напряжение, поступающее к пневмореле 57, блокируется работа генератора 39 линейно изменяющегося напряжения (на его выходе устанавливается уровень напряжения 0В) и заслонка электроуправляемого пневморезистора 57 максимально открывается, благодаря чему происходит быстрое уменьшение напряжения на входе 2 блока 7 управления (как следствие спада давления в манжете 9).

Блок 8 компрессионного воздействия (фиг. 5) функционирует следующим образом.

При подаче питающего напряжения на обмотку нормальнозакрытого пневмореле 56 оно открывается, и воздух от источника

55давления под давлением передается к преобразователю 10 давления и манжете 9. Электрический сигнал, подаваемый от блока 44 (фиг. 4) на обмотку электроуправляемого пневморезистора 57 управляет шириной зазора между его соплом и заслонкой. Тем самым меняется величина пневмо- сопротивления для проходящего через него воздуха и соответственно производится изменение давления в манжете 9.

При снятии питающего напряжения с обмотки пиевмореле 56 оно приходит в исходное состояние /закрывается). При этом исключается пневматическая связь источ- 5 ника 55 давления с манжетой 9 (фиг. 1).

Блок 6 выделения тонов Короткова (фиг. 2) функционирует следующим образом.

Сигналы от датчика 5 тонов Кротком, предварительно усиленные в нем, поступа0 ют на вход 1 блока 6 выделения тонов Корот- кова. Здесь они проходят частотную фильтрацию и усиливаются в усилителе 58, частотная характеристика фильтра которого соответствует спектральным характеристи5 кам тонов Короткова. Компаратором 60 производится сравнение уровней напряжения сигналов с выхода усилителя 58 и с выхода источника 59 опорного напряжения. При превышении сигналов с выхода усилителя

0 58 установленного порогового значения сработает компаратор 60 и формирователь 61, на выходе которого при этом возникают прямоугольные импульсы заданной длительности.

5 При поступлении команды Пуск на блок 6 выделения тонов Короткова триггеры 63 и 65 сбрасываются и блок 6 будет находиться в режиме ожидания разрешения. С приходом на вход 4 блока 6 разрешающей

0 команды триггер 63 устанавливается в единичное состояние и все сигналы с выхода формирователя 61 импульсов будут проходить на выход 3 блока 6 и устанавливать триггер 64 в единичное состояние. Первый 5 из импульсов на входе 2 блока 6 выделения тонов Короткова, появившийся после первого импульса на выходе логического элемента И 67, установит триггер 65 в единичное состояние и по переднему фронту

0 этого перепада формирователь 62 имульсов сформирует прямоугольный импульс на выходе 2 блока 6. В момент, когда с приходом на вход 2 блока 6 выделения тонов Короткова очередного импульса триггер 64 окажет5 ся в сброшенном состоянии, на выходе логического элемента И 69 формируется импульсный сигнал, обеспечивающий сброс триггера 63 и передачу его через выход 1 блока 6.

0 Работа блока б выделения тонов Короткова будет теперь заблокирована вплоть до поступления следующей команды разрешения на вход 4 блока 6.

Блок 12 выделения пульсового сигнала

5 (фиг. 7) функционирует следующим образом.

Сигналы от фотодиодного приемника 71 датчика 11 пульса поступают на усилитель 72 блока 12 выделения пульсового сигнала. Здесь они проходят частотную фильтрацию

и усиливаются. Частотная характеристика фильтра соответствует спектральным характеристикам пульсового сигнала. Компаратором ТА производится сравнение уровней напряжения сигналов с выхода усилителя 72 и с выхода источника 73 опорного напряжения. При превышении сигналов с выхода усилителя 72 установленного порогового значения сработает компаратор 74 и формирователь 75, на выходе которого при этом возникают прямоугольные импульсы заданной длительности.

Пиковый детектор 13 со сбросом обеспечивает детектирование максимального входного сигнала. При поступлении на вход 2 пикового детектора сигнала Пуск производится обнуление информации, накопленной на нем.

Детектор 15 отсутствия осцилляции (фиг. 8) функционирует следующим образом.

Прямоугольные импульсы, поступающие от блока 14 выделения осцилляции давления на детектор 15 отсутствия пульса, преобразуются преобразователем 76 частота-напряжение. В компараторе 78 производится сравнение уровней напряжения с выходов преобразователя 76 и источника 77 опорного напряжения. Когда сигнал на выходе преобразователя 76 станет меньше порогового уровня напряжения на выходе источника 77, срабатывает компаратор 78 и на выходе формирователя 79 формируется прямоугольный импульс.

Блок 16 памяти выполнен по схеме выборки и хранения информации, поступающей на его вход 2; управляющим входом является вход 1. При поступлении сигнала на вход 1 в блоке 16 запоминается текущая информация и сохраняется до следующего разрешающего сигнала.

Блок 17 сравнения (фиг. 9) работает следующим образом.

В блоке 17 сравнения компараторами 82 и 83 сравниваются уровни напряжений сигналов соответственно от делителя 80 напряжения и входа 2 блока 17 vt от делителя 81 напряжения и входа 1 блока 17, причем выходом делителя 80 напряжения является вход 3 блока 17, ходом делителя 81 напряжения является вход 2 блока 17. При срабатывании компараторов 82 и 83 на выходах соответственно формирователя 84 и 85 импульсов формируется прямоугольный импульс.

Блок 18 измерения временных интервалов (фиг 10) работает следующим образом.

Импульсы образцовой частоты поступают от генератора 86 на первые входы измерителей временных интервалов 88. 89, 90 и на делитель 87 частоты.

В делителе 87 производится деление частоты на три и его выход соединен с первым

входом измерителя 91 временных интервалов.

При поступлении на вторые входы измерителей 88, 89. 90, 91 временных интервалов соответствующего разрешающего

0 импульса соответствующий триггер 94 устанавливается в единичное состояние, а счетчик 95 числа импульсов обнуляется. При этом начинается счет импульсов в счетчике, который продолжается до появления на со5 ответствующем третьем входе измерителя временных интервалов импульса конца сче-г та. Импульс конца счета измерителя 91 временных интервалов определяется при равенстве кодовых комбинаций на выходах

0 измерителей 88 и 91.

При использовании предлагаемого устройства обеспечивается комплексное определение в одном измерительном цикле показателей гемодинамики: показа5 телей кровяного давления и скорости расп остра нения пульсовой волны на периферическом участке артериального русла, временных показателей перераспределения крови в периферических сосудах арте0 риального и венозного русла.

Кроме того, предлагаемое устройство для определения показателей гемодинамики позволяет исключить влияние на результат измерений артефактов, связанных с

5 шевелениями пациента во время измерений, волнами третьего порядка и дыхательными волнами артериального давления.

Таким образом предлагаемое устройство для определения показателей

0 гемодинамики обеспечивает расширение функциональных возможностей и повышение помехоустойчивости.

Изобретение создано в связи с выполнением служебного задания.

5 Формула изобретения

Устройство для определения показателей гемодинамики, содержащее последовательно соединенные датчик пульса и блок выделения пульсового сигнала,

0 последовательно соединенные первый блок управления и первый блок компрессионного воздействия, первый и второй преобразователи давления в электрический сигнал, проксимальную манжету, соединен5 ную с первым преобразователем давления в электрический сигнал, дистальную манжету, соединенную с вторым преобразователем давления в электрический сигнал, и последовательно соединенные вычислительный блок и блок отображения информации, отличающееся тем, что, с целью повышения помехозащищенности и расширения функциональных возможностей за счет дополнительного определения скорости распространения пульсовой волны и ампли- тудно-временных параметров перераспределения крови при окклюзии, в него введены последовательно соединенные второй блок управления и второй блок компрессионного воздействия, подключенный к дистальной манжете, последовательно соединенные датчик тонов Короткова, блок выделения тонов Короткова и элемент ИЛИ, второй вход которого подключен к шине Сброс, а выход - к первым входам первого блока управ- ления и второго блока управления, второй выход которого соединен с вторым входом первого блока управления, второй вход - с выходом второго преобразователя давления в электрический сигнал, а третий вход - с выходом блока выделения пульсового сигнала, вход которого подключен к четвертому входу второго блока управления, последовательно соединенные блок выделения осцилляции давления, детектор отсутствия осцилляции, блок измерения временных интервалов, блок памяти и блок сравнения, выходы которого подключены к соответствующим второму и третьему входам блока измерения временных интервалов, вторые выходы которого соединены с входами вычислительного блока, третьи и четвертые

ВЫАОДЫ - с соответствующими вторыми и третьими входами блока отображения информации, четвертый вход - с вторым входом блока выделения тонов Короткова и с выходом блока выделения осцилляции давления, а пятый вход - с четвертым входом блока отображения информации и с вторым выходом блока выделения тонов Короткова, третий выход которого подключен к пятому вяоду блока отображения информации, третий вход - к шине Пуск, а четвертый вход - к первому выходу блока измерения временных интервалов, к шестому входу блока отображения информации и к третьему входу первого блока управления, и пиковый детектор, первый вход которого соединен с вторыми входами второго блока управления, блока памяти и блока сравнения, с входом блока выделения осцилляции давления и с седьмым входом блока отображения информации, второй вход - с пятым входом второго блока управления и с шиной Пуск, а выход - с четвертым входом первого блока управления, с третьим входом блока сравнения и с восьмым входом блока отображения информации, девятый вход которого подключен к шине Пуск, десятый вход - к шине Сброс, а одиннадцатый вход - к выходу первого преобразователя давления в электрический сигнал и к пятому входу первого блока управления.

Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано для не- инеазивного определения показателей давления крови, скорости распространения пульсовой волны, а также амплитудно-временных показателей перераспределения крови артериального и венозного отделов кровеносного русла конечности. Целью изобретения является повышение помехозащищенности и расширение функциональных возможностей за счет дополнительного определения скорости распространения пульсовой волны и амплитудно-временных параметров перераспределения крови при окклюзии. Устройство содержит два блока 1, 7 управления, два блока 2, 8 компрессионного воздействия, два преобразователя 4, 10 давления в электрический сигнал, проксимальную манжету 3, дистальную манжету 9, датчик 5 тонов Короткова, блок 6 выделения тонов Короткова. датчик 11 пульса, блок 12 выделения пульсового сигнала, пиковый детектор 13, блок 14 выделения осцилляции давления, детектор 15 отсутствия осцилляции, блок 16 памяти, блок 17 сравнения, блок 18 измерения временных интервалов, вычислительный блок 19 и блок 20 отображения информации. 13 ил. С

г.

KffAQKyJS о

((риг. 3)

К д/юку 37

Тфиг 3)

Фиг. 2 .

36

J7

От faoxa JJ (фиг. 2)

Фиг.З

От $Аока 5$ (фиеЛ)

Фиг.5

Л блок.-у 4J 4(фиг.1)

От йюмсг35 С (фиг. 2)

К 5шу1(фиг.1)

5ш& 21

К блоку56 фиг. 5) КйАОку5ПФи 5)

Фиг.

К локон 9,10 (фиг. 1)

ОтйлокаЩ

(фиг. 4)

От $л. 11 (фиГп

г

От$лока

№(фиг.1}

76

г

- Фие.8

Фиг. 6

7

tfe/ioKu 7

(&/&)

Фиг. 7

79

/(&локу18 (риг. )

1

Фиг. 9

86

91

.

S

Ь

От hong 18(фиг.) фие.10

ЯЬ/лгр|

т Ьлалше 20мми /чст

Х$ту20(фиг.1)

{выходы 3)

К faoxy 19 (фиг.1)

(Выходы 2)

KSmgWltpujl)

ч

(йыхо&ь/ 4)

ч

Т

2

;7

to. 7/

№

14 4 jЈ7T7 .

aprn

Ж Фиг 12

Ж Ж

Участок I

Фиг. 13