Адаптивный измеритель кардиоинтервалов Советский патент 1980 года по МПК A61B5/02 

- 1

Изобретение относится к медицинс-г кой технике, а именно к кардиографической технике,

известен адаптивный измеритель . кардиойвтервалов, который содержит датчики, усилитель биопотенциалов, оптимальный ли.нейный фильтр в каждом канале, а также схему автоматического поддержания оптимального . уровня порога с компаратором.кроме того, в устройство входят селектор, длительности измеряемых интервалов, формирователь селектирующих импуль-. сов, схема автоматической оптимизации времени селекции и регистратор,, Общим для всех каналов является мйбгоканальный преобразователь временнух интервалов в аналоговое напр5ше-нце и преобразователь длительности сердечного цикла в аналоговое напряжение. В устройстве производится автоматическая адаптадия на основе накопления информации о предыдущих кардиоциклах к амплитуде зубиов злектрокардиосигнала (ЭКС) (измене,ние уровня порога) к амплитуде помех и. к частоте следовайия зубцов (изменение положения во времени и ширины селектирующего импульса) 1). Однако применение этого устройства ограничено вследствие необходимости иметь в его составе, сложное , вычислительное устройство, которое производит накопление и обработку . информациидля адаптации к.амплитуде помех и к частоте следования зубцов. .

10

Целью изобретения является упрощение измерителя и повышение помехоустойчивости путем адаптации к амплитуде зубцов электрокардиограммы и к частоте их следования.

Цель достигается тем, что измеритель содержит два канала, первый из которых со.стоит из пикового детектора, первого компаратора и схема совпадения, а второй канал сос20тоит из последовательно соединенных второго пикового детектора, сумматора,, второго компаратора преобразователя частоты, следования импульсов в напряжение, интегратора и порогового устройства, причем входы первого и второго пикового детекторов подключены к выходу пол.осового фильтра, выход первого пикового детектора подключен через первый компара30тор к первому входу схемы совпаде-.

НИИ и к первому входу регистратора, а выход второго пикового детектора . подключен к первому входу сумматора, второй вход которого подключен через пороговое устройство к выходу интегратора, первый вход которого соединен с выходом второго компара-. тОра, со вторым входом регистратора, входом преобразователя частоты следова;1ия импульсов в напряжение и со вторым входом cxeNH совпадений, наход которой подклюнен к третьему входу регистратооа, четвертый вход которого соединен с выходом преобразователя частоты следования импульсов: в напряжение и со втбрЗй входом ййтегратора, выход сумматора подключён к перёому входу второго компаратора, а. вторые входы первого и второго компараторов Подключены к выходу полосового фильтра, ,

На чертеже изображена структурная схема предлагаемогхэ адаптивного измерителя кардиоинтёрвал ов. . Измеритель состоит из датчиков, 1, усилителя 2 биопотенциалов, полосового фильтра 3, соединенных последовательно. К выходу фильтра

3подключены два пиковых детектора

4и 5, выходы которых соединены с пёрШмй BSfojTaivm дьух компараторов

6 и 7, причем, к компаратору б непосредственно, а.к компаратору 7 через сумматор 8, вторые входы комПа 5ат0р6в соединены вместе и подключены к выходу фильтра 3. Выход компаратора 6 подсоединен к первому

входу схемы 9 совпадений и ко входу регистратора 10.

Выход компаратора 7 подключен к входу преобразователя 11 частоты .

слЖдОвания импульсов в напряжение, . ко второму входу схемы 9 совпадения, а выход последней к регистратору 10, к которому присоединены также выход преобразователя 11 и выход компаратора 7, Кроме того, измеритель содержит интегратор 12, соединенный по управляющему входу с выходом компаратора 7, а входом - с выходом преобразователя 11. Выход интегратора 12 соединен iS входом порогового устройства 13, вЫход которого подключен ко второму входу сумматора 8,

Устройство работает следующим образОм, .

ЭКС, снимаег«лй датчиками 1, усили еается усилителем 2 биопотенциалов и фильтруется в полосовом фильтре 3, а сформированный ЭКС подается на два пиковых детектора 4 и 5. Последние осуществляют адаптацию к амплитуде зубцов ЭКС, заряжаясь при прохождении зубца до его макси-. мальногё значения,в проЙ сутке между ними разряжаются по линейному закону. Время разряда задается таким, чтобы к моменту прихода очередного

зубца выходное напряжение пикового детектора уменьшалось до величины выбранного порога обнаружения.

Сравнение полученного порога со сформированным ЭКС осуществляется . в компараторах б и 7, вырабатывающих прямоугольный импульс при превышении ЭКС уровня порога. С выхода компаратора б сигнал подается на первый вход схемы 9 совпадения и в регистратор 10, осуществляющий счет

0 числа срабатываний компаратора б. Сигнал с пикового детектора 5 подается на вход компаратора 7 через сумматор 8, на второй вход которого подключен выход порогового устройст5ва 13. Пороговое устройство 13, подавая высокий потенциал на сумматор 8 после прихода зубца ЭКС на время, задаваемое шириной, импульса порогового устройства 13, зависящее от

0 частоты следэвания зубцов, запирает компаратор 7, запрещая ему срабатывание при любых изменениях амплитуд ЭКС, После окончания действия импульса запрета порогового устройства 13 напряжение последнего становится рав5ным нулю и сформированный ЭКС сравнивается с выходным напряжением пикового детектора 5 аналогично приведенному выше. Выходные импульсы компаратора 7 подаются на вход преобраDзователя 11. Выходное напряжение последнего представляет собой ступенчатое напряжение, амплитуда напряжения каждой ступени пропорциональна длительности истекшего кардиоинтер5вала. Это напряжение подается на вход интегратора 12, разряжаемого, импульсом-компаратора 7, Очевидно, что за время кардиоцикла напряжение на выходе интегратора возраста0ет по линейному закону, причем скорость его нарастания определяется напряжением на выходе преобразователя 11. Изменяя величину уровня сраг батывания порогового устройства 13,

5 добиваются нужной длительности запрещающего импульса. Таким образом, чем больше будет частота сердечных сокращений, тем больше станет напряжение на выходе преобразователя 11 частоты следованияимпульсов в на0пряжение И я-ем короче станет импульс запрета на выходе порогового устройства 1з. Выход компаратора. 7 связан со вторым входом cxeNw 9 .совпадения. При одновременном появлении импуль5сов в обоих кангшах схемы 9 совпадения запускается счетчик кардиоциклов регистратора. Разность числа импульсов с выходов компаратора 6 и схемы 9 совпадения равна числу сбоев

0 ритма за время измерения. Регистратор 10 может содержать, кроме счет- чиков кардиоциклов и числа сбоев,, аналоговые самописцы для записи ритмограмм с выхода преобразователя 11

5 и вычислитепя косвенных оценок .ритма. Устройство отличается высокой надежностью распознавания зубцов ЭКС, высокой помехоустойчивостью, простотой и дешевизной. Устройство может применяться для экспресс-контроля состояния человека в экстремальных условиях в спортивной, космической, клинической медицине. Формула изобретения Адаптивный измеритель кардиоинтер валов, содержащий последовательно соединенные датчики, усилитель и полосовой фильтр, два компаратора, преобразователь частоты следования импульсов в напряжение и регистра тор о т, лич аюци и ся тем, что, с целью упрощения Измерителя и повышения помехоустойчивости адаптации к амплитуде зубцов, электрокардиограммы и к частоте их следования, измеритель содержит два канала, первый из которых состоит из пи.кового детектора, первого компаратора и схемы совпадения, а второй канал состоит из последовательно соединенных второго пикового детектора сумматора, второго компаратора, пре образователя частоты, следования импульсов и напряжение интегратора, и порогового устройства, причем входы первого и вгорого пикового детек торов подключены к выходу полосового фильтра, выход первого пикового детектора подключен через первый компаратор к первому входу схемы совпадений и к пер-вому входу регистратора, а юход BTOporq пикового, де-, TekTOpa подключен к первому входу . су татора, второй вход которого подключен через пороговое устройство к выходу интегратора, первый вход которого соедивён о к:1ходом второго ксмпаратора, со вторым входом регистратора, входом преобразователя частоты следования импульсов в напряжение и со вторым входом схемы совпадений, выход которой подключен к третьему входу регистратора, четвертый вход соединен с клходом йрёобр&эователя частоты следования импульсов в напряжение и со вторым входом интегратора, выход сумматора подключен к первому входу второго компаратора, а втсфые входы 1юрвого и второго компараторов подключены к. полосового фильтра.. Яе.рч«якя информации, зтые до внимание при экспертизе. 1. двт фское свидетельство СССР 304775, кл. А 61 В 5/04, 1972.