Измеритель частоты пульса Советский патент 1980 года по МПК A61B5/02 

.(54) ИЗМЕРИТЕЛЬ ЧАСТОТЫ ПУЛЬСА

1

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к диагностическим устройствам, используемым в кардиологии.

Известен измеритель частоты пульса, который содержит последовательно соединённые датчик, усилитель, формирователь прямоугольных импульсов, частотомер и индикатор. Сигнал с датчика, усиленный усилителем, запускает схему, формирующую прямоугольные импульсы, которые подаются на частотомер. Выходной сигналпоследнего подается на индикатор, в качестве которого может быть использован как стрелочный или цифровой индикаторы, так и самописец. Последний предназначен для длительной записи и хранения информации 1.

В этом измерителе имеется возможность только отсчета текуш,ей. и записи длительной информации. Однако в целом ряде случаев возникает необходимость сокраш,ения избыточности и статистической обработки информации за определенный промежуток времени, исчисляемый, например, часами или даже днями. Однако такой возможности измеритель частоты пульса не обеспечивает.

; Цель изобретения - сокращение избыточности информации, накапливаемой при длительной регистрации пульса путем вычисления квантильных оценок числовых характеристик распределения.

5 Поставленная цель достигается тем, что в измерителе выход частотомера через дополнительно введенные и последовательно соединенные преобразователь код-аналог, дещифратор величины пульса, формирователь гистограмм и сумматор соединен с вновь

10 введенной схемой сравнения квантилей, а выход сумматора через также дополнительно введенные и последовательно соединенные выходной регистр, микропроцессор и переключатель соединен с индикатором, выход формирователя гистограмм соединен со вто15рым входом упомянутого переключателя, при этом измеритель имеет счетчик объема выборки и схему управления переполнением соединенные между собой, а выход счетчика объема выборки соединен со входами

20 Дещифра ора величины пульса и сумматора. Кроме того, схема сравнения квантилей содержит задающий генератор, счетчик номера столбца гистограммы и блок памяти, причем задающий генератор соединен со счетчнком номера столбцов гистограмм, который имеет двухстороннюю связь с блоком памяти. При этом микропроцессор содержит преобразователь код-аналог, последовательно . соединенный с суммирующим устройством и масштабным преобразователем.

На чертеже изображена структурная схема измерителя частоты пульса.

Измеритель частоты пульса составлен из последовательно соединенных датчика 1, уси, лителя2, формирователя 3 прямоугольных

импульсов, частотомера 4 и индикатора 5. ю - Выход частотомера 4 через последовательно соединенные преобразователь 6 код-аналог, дешифратор 7 величины пульса, формирова тель 8 гистограмм исумматор 9 соединен со схемой 10 сравнения квантилей. Выход сумматора 9 через последовательно соединен- ные выходной регистр 11, микропроцессор 12 и переключатель 13 соединен с панорамным индикатором 14. Кроме того, выход формирователя 8 гистограмм соединен со вторым входом упомянутого переключателя 13.

Микропроцессор 12 содержит соединенный с выходным регистром 11 преобразователь 15 код-аналог, связанный через последовательно подключенные суммирующее устройство 16, масштабный преобразователь 17 и переключатель 13 с панорамньга индика- 2S тором 14. Входы дешифратора.7 и сумматора 9 соединены со счетчиком 18 объема выборки, фиксирующим число компонентов каждой гистограммы; счетчик 18 связан со схемой 19 управления переполнением, осу илествляющей центрирование гистограмм, т.е. выполняющей функции переключения поддиапазонов измерения каждого параметра. Схема 10 сравнения квантилей включает в свой состав задающий генератор 20, соединенный со счетчиком 21 номера столбца 35 гистограммы, и блок 22 памяти.

Измеритель частоты пульса работает следующим образом.

. Сигнал, поступающий с датчика 1, после некоторого усиления в усилителе 2 подается на формирователь 3 прямоугольных импуль- сов. Частотомер 4 преобразовывает частоту импульсов в соответствующий уровень напряжения, который индицируется стрелочным или цифровым индикатором 5. Уровень напряжения с выхода частотомера 4 в преобра- 4j зователе 6 код-аналог преобразуется в двоичный код. Дешифратор 7 величин пульса распределяет информацию по соответствующим каналам и направляет ее в форМИроШтёлй 8 гистограмм. Последний может быть состав, лен, например, из системы двоичных счетчиков, образующих запоминающее устройство. В каждый из этих счетчиков вводится вь1борочное значение частоты пульса. Таким образом, формирователь 8 гистограмм дает возможность сформировать стандартные гистограммы за определенный промежуток времени. В сумматоре 9 суммируются значения выборок частоты по заданным квантиля, - которые предварительно сравниваются в

схеме 10 сравнения квантилей. Выходной регистр 11 по существу является буферным устройством, через который сигнал поступает в микропроцессор 12 для его дальнейшей математической обработки, т.е. для вычисления квантильной оценки математического ожидания и квантильной оценки среднеквадратичеркого отклонения. Сигнал, отображающий упомянутые величины, подается на панорамный индикатор 14 через переключатель 13, в одном положении которого на экране панорамного индикатора 14 можно наблюдать упомянутые сигналы, в другом - стандартные, гистограммы.

Счетчик 18 объема выборки подсчитывает фиксированное количество выборочных значений контролируемого параметра в течение времени формирования одной гистограммы. Преобразователь б код-аналог хранит последнее показание параметра до тех пор, пока на выходе формирователя 8 гистограммы не появится следующий адрес. В этотмомент значение соответствующего столбца гистограммы увеличивается на единицу. Сумматор 9 подсчитывает число двоичных единиц в соответствующем столбце гистограммы слева направо, суммирует показания столбцов и одновременно сравнивает их с записанными в блоке 22 памяти схемы 10 сравнения квантилей числами выборочных значений, соответствующих первым четырем выборочным квантилям. Формирователь 8 гистограммы последовательно накапливает столбцы, образуя эмпирическую функцию плотности распределения вероятностей случайной величины контролируемого параметра. В выходной регистр поступают полученные сумматором фактические числа событий, соответствующие каждой выборочной квантили, и сами выборочные квантили - четыре номера столбцов гистограммы, зарегистрированных счетчиков 21 схе.мы 10 сравнения квантилей в моменты совпадения показания сумматора 9 с числами, находящимися в блоке 22 памяти.

Число двоичных единиц, приходящихся на каждый столбец в формирователе 8 гистограммы, непостоянно, но оно может зависеть от знаний априорных вероятностей распределения событий.. На практике изменением тактирующей частоты задающего генератора 20 в случае переполнения, которое выявляется схемой 19 управления переполнением, осуществляется разумноецентрирование гистограмм. Это обеспечивает получение еще больщего коэффициента сжатия информации. На вход микропроцессора 12 подаютс.я значения выборочных квантилей и величины столбцов гистограммы, относящиеся к этим квантилям.

Статистические квантильные оценки математического ожидания и среднеквадратичбского отклонения (дисперсия) случайных величин параметров вычисляются по следующим линейным комбинациям четырех выборочных квантилей m 0,1919248 ( Z(0,1067498) + + Z(0,8932502) + 0,3080752 X X Z (0,3512307) + Z (0,6487693) G 0,11543.60 Z(0,9769786) -Z(0,0230214)+ + 0,2364010 X Z(0,8730650) - Z(0,1269350) Таким образом, кроме значений частоты пульса, отсчитываемых по индикатору,измеритель позволяет получить автоматически: значительное сокращение избыточности информации; статистическую оценку графического и цифрового отображения эмпирических распределений (гистограмм) с использованием выборочных квантилей; значения математического ожидания; дисперсии частоты пульса (стандартного отклонения); оценку вида распределения частоты пульса. Формула изобретения I. Измеритель частоты пульса, содержащий последовательно соединенные датчик, усилитель, форми зователь прямоугольных импульсов, частотомер и индикатор, отличающийся тем, что, с целью сокращения избыточности информации, накапливаемой при длительной -регистрации пульса путем вычисления квантильных оценок числовых характеристик распределения, выход частотомера через дополнительно введенные и последовательно соединенные преобразователь код-аналог, дешифратор величины пульса, формирователь гистограмм и сумматор, соединен с вновь введенной схемой сравнения квантилей, а выход сумматора через также дополнительно введенные и последовательносоединенные вьгходной регистр, микропроцессор и переключатель соединен с индйкаtopOM, выход формирователя гистограмм соединен со вторым входом упомянутого переключателя, при Э.ТОМ -измеритель имеет счетчик объема выборки и Схему управления переполнением, соединенные между собой, а выход счетчика объема выборки соединен со входами дещифратора. величины пульса и сумматора. 2.Измеритель по п. 1, отличающийся тем, что схема сравнения квантилей содержит задающий генератор, счетчик номера столбца гист ограммы и блок памяти, причем задающий генератор соединен со счетчиком номера столбцов гистограмм, который имеет двухстороннюю связь с блоком памяти. 3.Измеритель по п. 1, отличающийся тем, что микропроцессор содержит преобразоваель код-аналог, последовательно соединенный с суммирующим устройством и масщтабым преобразователем. Источники информации, принятые во внйманйе при экспертизе 1. Вопросы радиоэлектроники 1971 ып. 20, с. 56.