ИНДИКАТОР СРЕДНЕЛЕГОЧНОГО ДАВЛЕНИЯ И ЧАСТОТЫДЫХАНИЯ Советский патент 1971 года по МПК A61B5/08 

Индикаторы среднелегочного давления и частоты дыхания, содержащие индукционный датчик давления в виде сильфона, соединенного с сердечником индукционной катушки, известны.

Недостатком известных индикаторов является то, что среднелегочное давление и частота дыхания определяются лишь графическим путем, для чего записывают сначала с помощью самопишущего прибора кривую изменения давления во времени за период дыхания, а затем с помощью планиметра или вручную производят интегрирование этой кривой с последующим делением вычисленной площади под кривой на период дыхания. При этом весьма трудно проследить за изменениями среднелегочного давления от одного дыхательного цикла, а процесс определения среднелегочного давления занимает много времени.

Предлагаемый индикатор позволяет автоматически измерять среднелегочное давление и частоту дыхания. Это обеспечивается тем, что индикатор снабжен усилителем с пиковым детектором и фильтром; системой выделения дыхательных циклов, выполненной в виде балансного диодно-регенеративного компаратора; блоком синхронизации; измерителем периода дыхательных циклов, в качестве которого использован двоичный семиразрядный счетчик; интегратором работающего по принципу частотной модуляции сигнала датчика давления; блоком вычитания постоянной составляющей интегрирования; блоком деления в виде двух счетчиков, связанных со схемой

поразрядного сравнения блоком определения конца вычислений; блоком определения знака интеграла; выходной системой, содержащей трехразрядный двоичный счетчик и блок дешифраторов с цифровыми индикаторами.

На фиг. 1 дана блок-схема предлагаемого индикатора; на фиг. 2 - его функциональная схема.

Индикатор содержит индукционный датчик 1 давления, представляющий собой сильфон,

соединенный с сердечником индукционной катушки, на выходе которой включен усилитель с пиковым детектором и фильтром. Последний преобразует сигнал катушки в сигнал постоянного тока, повторяющий кривую давления. Индикатор содержит также систему 2 выделения дыхательных циклов, блок 3 синхронизации, измеритель 4 дыхательных циклов, интегратор 5, работающий по принципу частотной модуляции, блок 6 вычитания постоянной составляющей интегрирования, блок 7 деления, блок 8 определения конца вычислений, блок 9 определения знака интеграла и выходную систему 10. На вход индикатора подается измеряемое

выходе получается среднее за период Т дыхания давление Р.

Система 2 выделения дыхательных циклов состоит из эмиттерного повторителя //, балансного диодно-регенеративного компаратора 12 к формирователя 13, превращающего серии импульсов ко-мпаратора в прямоугольные импульсы, пригодные для запуска триггера, связанного с блоком 3. Блок 3 синхронизации состоит из триггеров 14 и 15, включеиных последовательно и управляющих дещифратором 16 с выходами а-г формирователя 17 сброса управления, формирователя 18 сброса счетчика времени, формирователя 19 сброса измерения частоты, формирователя 20 сброса интегрирования и связанного с блоком 3 формирователя 21 сброса счетчика результата. Измеритель 4 периода дыхательных циклов содерлсит му льтивибратор 22 и клапан 23, управляющий счетчик 24 времени. Интегратор 5 состоит из эмиттериого повторителя 25, преобразователя 26 напряжения в частоту, выполненного в виде двухтактного блокинг-генератора с сердечником из материала с прямоугольной петлей гистерезиса, усилителя-формирователя 27, клапана 23, схемы «ИЛИ 29 и реверсивного щестнадцатиразрядного двоичного счетчика 30 делимого. Блок 6 вычитания постоянной составляющей интегрирования состоит из датчика 31 постоянного регулируемого напряжеиия, преобразователя 32 напряжения в частоту, усилителя-формирователя 33 и клапана 34. Блок 7 деления содерл ит высокочастотный генератор 35, клапан 36, счетчик 37 сравнения со схемой поразрядного сравнения, формирователь 38 сброса; с блоком 7 связан клапан 39. Блок 8 определения конца вычислений состоит из индикатора 40 (схема совпадения на 16 входов), схемы совпадения 41 и статического триггера 42. Блок 9 определения знака интеграла состоит из схемы совпадения 43, статического триггера 44, схем совпадения 45 и 46, схем «ИЛИ 47 и 48, усилителя 49 управления вычитанием и усилителя 50 управления слол ением. Выходная система 10 содержит клапан 51, двоично-десятичный счетчик результата 52, разъем 53 для электрического выхода кода, блок 54 дещифраторов и цифровых индикаторов. Переключатель 55 для переключения индикатора с режима измерения среднелегочного давления на измерения частоты дыхания. Среднелегочное давление определяется по средством вычисления интеграла; .(f)dt-Jcdt

Т - период дыхания;

С - постоянная составляющая сигни

ла датчика давления; /Ci - коэффициентпропорциональности.

Частота дыхания определяется посредством деления коэффициента пропорциональности /Са на период дыхания Т.

В обоих случаях коэффициенты пропорциоальности Ki и К-2. подбираются таким обраом, чтобы после деления результат получаля в нужной размерности, например среднеегочное давление - в см вод. ст., а частота ыхания - в дых/мин. Индикатор работает следующим образом. Сигнал P(t) с датчика / давления постуает через эмиттерные повторители 11 и 25 на омпаратор 12 и преобразователь 26 напряения в частоту. Компаратор 12 выдает сеию импульсов, если сигнал превыщает опрееленный уровень напряжения, который можно менять с помощью переменного сопротивления, и не выдает никакого напряжения, если сигнал ниже этого уровня. Серии импульсов с компаратора 12 поступают на формирователь 12, преобразующий каждую серию импульсов в прямоугольный сигнал н запускающий этим сигналом триггер 14, который, в свою очередь, запускает триггер 15. Выходы триггеров 14 и 15 подключены к дещифратору 16, который управляет формирователями 17- 21 сброса, а также клапанами 23, 28, 34, 36, 39 и 51. В промежуток времени, когда отрицательный уровень напрял ения имеется на выходе а дещифратора 16, сигнал датчика давления, частично промодулированный на преобразователе 26, через усилитель-формирователь 27, открытый в это время клапан 2S, схему «ИЛИ 29 поступает на счетный вход реверсиного счетчика 30, который работает в это время в , благодаря схеме «ИЛИ 48 и усилителю 50. Иередним фронтом импульса дещифратора 16 с выхода запускается формирователь 20 сброса, который сбрасывает счетчик 30 в состояние «О. В этот же дыхательный цикл открыт клапан 23, который пропускает импульсы мультивибратора 22 в счетчик 24 времени, предварительно сброщенный в «О формирователем 18. Таким образом, за дыхательный цикл, в течение которого имеется отрицательное напряжение на выходе а дещифратора 16, в счетчике 30 будет зафиксирован интеграл от кривой давления за один период, а в счетчике 24 - величина периода этого дыхательного цикла. В следующий дыхательный цикл отрицательный уровень напрял ения появляется уже на выходе 6 дещифратора 16. В течение этого времени постоянное напряжение датчика 31, промодулированное преобразователем 32, че13 усилитель 33 и открытый в это время клаIII 34 поступает на счетный вход счетчика , переклЕоченного схемой «ИЛИ 47 и уси1телем 49 в режим вычитания. Таким образом, за дыхательный цикл, в тение которого имеется отрицательное напряение на выходе б дешифратора 16, из интеала, зафиксированного ранее в счетчике 30, дет вычтена постоянная составляющая. При этом, если величина среднелегочного шления отрицательна, то lP(t) при вычитании счетчик 30 переходит через I. Тогда срабатывает индикатор «О 40, и ема совпадения 43 переводит статический (иггер 44 в состояние «1, а в следующем 1кле триггер 44 переключает счетчик 30 с ;жима вычитания на режим сложения через :ему совпадения 45, схему «ИЛИ 47 н уси1тель 49, а также включает в блоке индикат знак минус. Если же величина среднелегочного давления )ложительна, то гт P( Cdt, оо при вычитании индикатор «О не срабатызет, статический триггер 44 остается в состоя1И «О, и счетчик 30 в следующем цикле ;тается в режиме вычитания, а на блоке ин1кации остается включенным знак плюс. В следующий дыхательный цикл отрица:льный уровень напряжения появляется на 1ходе в дещифраторе 16. В этот момент отзываются клапаны 36, 39 и 51. Импульсы с лсокочастотного генератора 35 через открыли в этот цикл клапан 36 поступают в счетIK 37 сравнения со схемой поразрядного )авнения. Когда в счетчике 37 сравнения на-1рается число, равное числу в счетчике 24 земени, схема поразрядного сравнения выает импульс, поступающий на формирова;ль 38 сброса, который сбрасывает счетчик завнения в состояние «О в промежуток вреени между двумя импульсами генератора 35. дновременно с этим импульс со схемы поазрядного сравнения поступает через открыз1й в это время клапан 51 в счетчик резульзта 52, предварительно сброщенный в состояне «О формирователем 21 сброса включаеым от переднего фронта импульса с выхода дещифратора 16. В это же время импульсы генератора 35 остунают через открытый клапан 39 на счетый вход счетчика 30 делимого, включенного в нредыдущем цикле на режим сложения или вычитания в зависимости от знака интеграла. Этот процесс протекает до тех пор, пока число в счетчике 30 не станет равным нулю. В этот момент срабатывает индикатор «О 40 и через схему совпадения 41 переводит статический триггер 42 в состояние «О. В результате закрывается клапан 51, и на блоке индикации устанавливается результат деления и знак среднелегочного давления. В режиме вычисления частоты дыхания устройство работает так же, как и в режиме вычисления среднелегочного давления, с той лищь разницей, что нри помощи переключателя 55 от счетного входа счетчика 30 отключаются клапаны 28 и 34, а сам счетчик отключается тем же переключателем от блока 9 определения знака интеграла и включается постоянно на режим вычитания. Кроме того, к сбросу счетчика 30 подключается формирователь 19 сброса, который в начале каждого третьего дыхательного цикла устанавливает на счетчике 30 число 12000 в двоичном коде, при делении которого на величнну периода дыхания получается число с размерностью частоты дыхания (дых/мин). В конце третьего дыхательного цикла импульсом с выхода г дешифратора 16 при помощи формирователя 17 триггеры 14 н 15 устанавливаются в состояние «О, после чего процесс вычисления повторяется. Предмет изобретения Индикатор среднелегочного давления и частоты дыхания, содержащий индукционный датчик давления в виде сильфона, соединенного с сердечником индукционной катущкн, отличающийся тем, что, с целью автоматического измерения средиелегочного давления и частоты дыхания, он снабжен усилителем с никовым детектором и фильтро.м, системой выделения дыхательных циклов, выполненной в виде балансного диодно-регенеративного компаратора блоком синхронизации, измерителем периода дыхательных циклов в качестве которого использован двоичный семиразрядный счетчик, интегратором частотной модуляции сигнала датчика давления, блоками вычитания постоянной составляющей интегрирования, деления в виде соединенных со схемой поразрядного сравнения двух счетчиков онределения окончання вычислений и установления знака интеграла и системой на выходе, содержащей трехразрядный двоично-десятичный счетчик и блок дещнфраторов с цифровыми индикаторами.

10

«50

,|1

Е±Э