Устройство для регистрации ритма сердечной деятельности и характера его изменений Советский патент 1980 года по МПК A61B5/04 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГИСТРАЦИИ РИТМА СЕРДЕЧНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ И ХАРАКТЕРА ЕГО ИЗМЕНЕНИЙ

I

ИзЪбретение относится к медицинской технике и может быть использовано для наблюдения за характером изменения ритма сердечной деятельности у больных в клинической практике,для контроля изменений ритма у здоровых лкщей, работающих в особых условиях, в спортивной медицине, а также при физиологических исследованиях и в педиатрии.

Известно устройство для регистрации ритма сердечной деятельности и хардктера его изменений/ содержанцее последовательно соединенные датчик электрокардиосигнала, усилитель, выделитель R-зуец и формирователь, а также электронно-лучевой индикатор с развертй;и ,lj.

Недостатком известного устройства является потеря информации о характере ритма, что снижает информативность ритмограммы.

Целью изобретения является улучшение диагностики нарушений сердечного ритма путем повышения информативной мощности ритмограммы, формируемой методом парного анализа.

Цель достигается тем, что в устройство введены выделитель помехи, распределитель импульсов, схема совпадений, управляемый счетчик числа RR-интервалов, управляемый формирователь импульса стирания, аналогоцифровой преобразователь, счетчик,регистры X и у, цифровые компараторы X и У, блок,-управления,управляемый счетчик ритмограмм, блок тактирования, адресные счетчики X и У, управляемый генератор знаков,

10 формирователь осей, оперативное запоминающее устройство, управляемый селектор режимов и усилитель импульсов подсветки, причем вход выделителя помехи подключен к выходу усилителя, выход формирователя через переключатель , а выход выделителя помехи непосредственно соединены соответственно с первым и вторым входами схема совпадений, выход которой

20 соединен со входом распределителя импульсов и со вхбдом счетчика числа КК-интервалой, выходы которого соединены с третьим входом схемы совпадений, параллельно соединенным со

25 входом управляемого формирователя импульса стирания и с информационными входами генератора знаков, выходы распределителя, импульсов подключены к входам управления регистров X и

аналого-цифрового преобразователя, выход которого соединен со счетным входом счетчика, а его разрядные выоды подключены через регистр X к информационным входам цифрового компаратора X, -pastmSHSr вйХодаГрегй-стра- У соединены с первыми инфорационными входами цифрового комп аатора У, выходы цифровых компараторов X и У подключены к блоку правления, выходы которого соединены соответственно со входом записи перативного запоминающего устройста и вторым входом усилителя импульов подсветки, параллельно соёдине нным С одни1иг из входов управляемого селектора режимов, при этом второй вход; блока управления подключен к выходу выделителя помехи, первый выхоД б л ока тактиров ания соёд ййе н с

управляющими входами аналого-цифрового преобразователя и распределителя импульсов, а другие выходы блока тактирования соединены со счетными входами адресных счетчиков X и У и входамиблоков развёртки, управляеМЁййи вхбдамй генератора знаков ,разрядные выходы адресных счетчиков и соединены соответственно со вторыми; информационными входами цифровых компараторов X и У, адрёсны вд входами оперативного запоминающего устройства, входами формирователя осей и входами управления генератора знаков j а выходыфбрмирователя осей, генератора знаков, оперативного запоминающего устройства и седьмойВЫХОД блока тактирования через управляемый селектор режимов подключены к первому входу усилителя импульсов подсветки, счетный вход управляемого счетчика ритмограмм соединен с выходом формирователя импульсов стирания, а разрядные выходы счетч:йка ритмограмм соединены с информационными входами генератора знаков. Причем блок управления выполнен в виде Двух параллельных каналов выделения моментов совпадения состояний регистров X и У, первый из

КбТЫ5Б1Х- С ОСТОИТ ИЗ СХёМЫ СОВ ПсЩёНЙЯ

и триггера, причем выход триггера Пбдключён к первому входу схемы совпадения, а выход схемы совпадения

подключён к сбросовому входу триггера,вторюй канал содержит схему совпадения , триггер и сч:етчик, причем выход триггера подключен к первому входи/ схемы совпадения, выход которой через счетчик подключен к сбросовому ВХОДУтриггера.

На фиг. 1 изображена блок-схема устройства Для регистрации ритма сердечной деятельности и характера его изменен.ий; на фиг. 2 - схема блока упра.вления.

УстрЬйстбо содержитдатчик элект рокардиосигнала (на фигурах не показо н), усилитель 1, выделитель 2 Rзубца, формирователь 3, блоки 4,. 5 развертки, электроннолучевой индикаор 6, вьщелитель 7 помехи, переклюатель 8, кнопку 9 Пуск, переклюатель 10 количества RR-интервалов, нопку 11 Остановка, кнопку 12 Стирание, распределитель 13 тактоых импульсов, схему 14 совпадений, правляемый счетчик 15 числа RR-инервалов , управляемый формирователь 16 импульса стирания, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 17, счетчик 18, регистр 19 X, регистр 20 У, перёклгачатель 21 установки нуля, цифровой компаратор 22 X, блок

23управления, цифровой компаратор

, управляемый счетчик 25 ритмограмм, блок 26 тактирования, адресный счетчик 27 X, адресный счетчик 28 У, управляемый генератор 29 знаков, формирователь 30 осей, оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) 31, управляемый селектор 32 режимов и усилитель 33 импульсов подсветки.Причем блок 23 содержит схему 34 совпаения, триггер 35, вторую схему 36 совпадения, второй триггер 37 и счетчик 38.

Устройство работает следующим образом.

Электрокардиосигнал, поступивший на вход прибора, усиливается усилителем 1 и поступает на выделитель 2 R-зубца и формирователь 3. Вьвделение R-зубца индицируется индикатором 6 QRS.. Далее нормализованные импульсы поступают на вход схемы 14 -а через нее в случае отсутствия помех на счетчик 15 и распределитель 13.

Счетчик 15 связан с переключателем 10 и кнопкой 11. При помощи переключ а те Ля ТО осуществляется выбор количества кардиоциклов, анализ кото-, рых хотят произвести, т.е. переключателем 10 определяется то количество точек, которое может быть воспроизведено на ритмбграмме. Счетчик 15 и схема 14 сконструированы таким образом, что в; на чальный момент, когда счетчик еще не заполнен, т.е. после сброса счетчика КНОП.КОЙ 9, схема совпадения открывается и выделенные из QRS-комплекса импульсы R беспрепят- . Ь-тгвенно поступают на вход распределителя 13 управляющегоузлами АЦП 17, счетчиком-18, регистром 19 и регистром 20.

Интервалы времени между импульсами, сформированными из зубцов R,преобразуются АТДП 17 в последовательный число-импульсный код, значение которрго записыв,ается в двоичном коде в счетчик 18, а затем последовательно переписывается в регистры 19 и 20.

Регистры 19 и 20 предназначены для промежуточного хранения кодов двух смежных RR-интервалов (предыдущего и послёдуквдего) .

Преобразование RR-интервалов и записи их значений в регистры производятся за четыре такта.

Пйд действием одного приходящего импульса R распределитель 13 генерирует 4 тактовых импульса, каждый изкоторых сдвинут во времени относительно заднего фронта предыдущего на величину его длительности, и распределяет их на 4 раздельных выхода.

Пёрвьлм тактовым импульсом разрешается прием информации из регистра 19 в регистр 20, т.е. производится запись предыдущего RR-интервала.

Вторым тактовым импульсом записывается информация о последующем RRинтервале из счетчика 18 в регистр 19. .

Третьим тактовым импульсом производится сброс счетчика 18, т.е. подготовка к приему новой информации.

Последним тактом разрешается преобразование и запись в сметчике нового RR-интервала. Информация, записанная в счетчике 18, регистре 19 и регистре 20, хранится до прихода следующего R-зубца.

С приходом нового R.-зубца цикл переноса информации повторяется. В результате в любой момент времени в регистрах 19 и 20 существует информация о двух смежных RR-интервалах. Эта информация (состояние регистров 19 и 20) и отображает координаты точки в двухмерном пространстве.Обновление этой информации происходит с появлением каждого нового R-зубца на входе распределителя импульсов.

Для формирования на экране индикатора 6 ритмограммы, состоящей из множества точек, и обеспечения при этом высокой и постоянной яркости изображения в течение длительного времени производится запись координат всех точек в устройстве 31, хранение и считывание- записанной информации вплоть до выключения прибора.

Ввод этих координат в устройство 31 производится путем записи уровня логической единицы в ячейку памяти этого устройства. Номер ячейки ,т.е. относительное положение ее в матрице устройства 31 при последовательном его опросе, соответствует значениям кодов регистров 19 и 20.

Выбор номера или адреса ячейки, в которую необходимо произвестизапись -логической единицы, осуществляется посредством компараторов 22 и 24 следующим образом.

Блок 26 генерирует импульсы с равличны 1и, но кратными частотами, которыми управляются почти все узлы прибора.

Во время, действия каждого прямого хода строчной развертки со второго выхода этого блока на счетный вход счетчика 27 поступает пакет импульсов, под действием которых происходит переключение состояний этого счетчика (полный цикл).

Выходы всех разрядов этого счетчика соединены с соответствующими входами адресного коммутатора ячеек, находящегося в составе устройства 31, который при каждом изменении состояция счетчика производит коммутацию ячеек памяти в пределах одной строки матрицы устройства 31.

Аналогичным образом действует па0 .кет импульсов, поступающих с третьего выходаблока 26, поступающий на вход счетчика 28, однако, он действует во время каждого прямого хода кадровой развертки и частота следова5ния импульсов в пакете значительно ниже, т.е. новое состояние счетчик 28 приобретает только тогда,когда будет закончен опрос (или перебор) всех ячеек одной строки матрицы устройства 31 счетчиком 27.

0

После каждого изменения состояния счетчика 28 адресным коммутатором строк устройства 31 будет произведен выбор следуквдей строки матрицы этого устройства, в которой снова

5 начнется цикл опроса элементов этой строки.

После -опроса последней строки матрицы устройства 31 весьцикл повторяется сначала.

0

Разрядные выходы счетчиков 27 и 28 соединены не только с входами ад.ресных коммутаторов, но и подключены также к соответствующим разрядным входам компараторов 22 и 24 по X

5 и У координатам.

На другие входы этих компараторов поступают двоичные коды регистров 19 и 20 соответственно. Коммутаторы производят сравнение состояния

0 регистра 20,, хранящего информацию о предыдущем RR-интервале, с состоянием счетчика 28 и состояние регистра 19, хранящего информацию о предыдущем RR-интервале, с состоянием счетчика 27.

5

Поскольку состояние регистров 19 и 20 неизменно в течение одного кардиоцикла, а состояния счетчиков 27 и 28 за это время многократно изменяются, то в отдельные моменты време0ни эти состояния будут совпадать, причем будут и такие моменты, когда равенство состояний будет одновременно по iX и У. Это и отображает, что адрес выбранной ячейки устройдт5ва 31 или ее номер соответствует координатам, записанным в регистрах 19 и 20. При этом блок 23 под действием выходных сигналов компараторов переводит устройство 31 в, режим записи и в выбранную таким образом

0 ячейку записывается 1. По истечении времени совпадения равенства состояний по X и У (время опроса одной ячейки) устройство 31 снова переводится в режим считывания.

5

Одновременно с опросом этого устройства блоками 4 и 5 производится перемещение электронного луча по экрану индикатора б. Подсвет же электронного пятна будет происходить только .в те моменты, когда на выходе схема считывания устройства 31 будет присутствовать,уровень логической единицы. Управление яркостью индикатора 6 проиэводится селектором 32 и усилителем 33. Поскольку перемещение луча осуществляется синхронно с опросом устройства 31, положение светящихся точек на экране будет неподвижным и строго определенным.

Для индицирования точек, появляющихся вторично с координатами уже заполненной ранее ячейки памяти,организован второй дополнительный канал выделения момента совпадений по координатам X и У. Второй канал блока 23, посредством которого в моменты появления каждой новой точки (канодого нового импульса R) дополнительно, через второй вход усилителя 33, увеличивается яркость в точке с этими координатами. Это увеличение яркости длится короткое время, четыре кадра, затем эта точка продолжает высвечиваться, но с яркостью не сколько меньшей - такой .же, что и у , соседних точек, записанных ранее.

Это дает возможность наблюдать появление точки в виде вспышек на фоне светящейся зоны, образованной совокупностью точек ритмограммы.

Границы информационного поля на экране индикатора обозначены светящимися осями координат, а само поле разграфлено на участки также светящимися линиями, положение которых соответствует определенным временным интервалам.

формирование сигналов, осуществляющих подсвет электронного пучка во время высвечивания осей и линий,произвЬдйтся формирователем 30 через один из каналов селектора 32.

Формирование ритмограммы сопровождается подсчетом точек счетчиков 15 и высвечиванием на экране текущего их числа, а также числа ртображакидего номер ритмограммы и условный номе масштаба.

Цифровые символы формируются генератором 29, на который воздёйствуют кодц чисел от счетчиков 1Ь и 25. ; Отирание запиеа:нной ритмограммы производится путем записи логического О во все ячейки памяти устройства 31 «посредством формирователя 16. Стирание может осуществляться вручную от кнопки 12 в режиме.1 или автоматически, после накопления заданного числа точек, в режиме II.

Выбор режимов работы производится переключателем 8.

В третьем режиме работы экран индикатора погашен, подсвет точек

784867

осуществляется кратковременно. После вспыхивания определенного количества точек, заданного переключателем 10 точки прекращают появляться на экране и в это время кратковременно высвечиваются: координатные оси, линии разграничивающие информационное поле номер ритмограммы, условный номер выбранного временного масштаба информационного поля и число, отображающее количество точек, составляющих данную ритмограмму.

Причем время высвечивания любой точки постоянно и в четыре раза меньше времени высвечивания координатных осей, линий и цифр.

Такой режим работы при фотографировании ритмограммы еще больше повышает ее информативную Мощность, так как время экспозиции фотоматериала в местах, где точки совпадают,многократно суммируется,что автоматически выявляет на фоне общих границ изменения- ритма различные области с раЭной степенью сгущения (моды,), а это позволяет выявить дополнительные диагностические признаки. Благодаря разли 1ию во времени экспозиции точки и координатных осей создается возможность не только качественной оценки ритмограммы (форма или характер распределения точек и выделение областей с различной степенью сгущения) но и количественной путем сравнения степени яркости или сгущения выделенных областей с координатными осями.

Формула изобретения

Устройство для регистрации ритма сердечной деятельности и характера его изменений, содержащее последовательно соединенные датчик электрокардиосигнала, усилитель, выделитель R-эубца и-формирователь, а также электронно-лучевой индикатор с блоками развертки, .отличающеео я тем, что, с целью улучшения диагностики нарушений сердечного ритма путем повьпиения информативной мощности ритмограммы, формируемой методом парного анализа, в него введены вьщелитель помехи, распределитель импульсов, схема совпадений, управляемый счетчик числа RR-интервалов, управляемый формирователь импульса стирания, аналого-цифровой преобрахователь, , регистры X и У, цифровые компараторы X и У, блок управления, управляемый, счетчик ритмограмм, блок тактирования, адресные счетчики X и У, управляемый гейератор знаков, формирователь осей, оперативное запоминающее устройство, управляемый селектор режимов и усилитель импульсов подсветки, причем вход вьщелителя помехи

подключен к выходу усилителя, выход формирователя через переключатель, а выход вьвделителя помехи непосредственно соединены соответственно с первым и вторым входами схемы совпадений, выход которой соединен со вхо дом распределителя импульсов и со входом счетчика числа RR-интервалов, выходы которого соединены с третьим входом схемы совпадений, параллельно соединенным со входом управляемого формирователя импульса стирания и с информационными входами генератора знаков/ выходы распределителя импульсов подключены к входам управления регистров. X. и У, входу счетчика и входу запуска аналого-цифрового преобразователя,.выход которого соединен со счетным входом счетчика, а его разрядные выходы подключены через регистр X к информационным вхо дам регистра У и первым информационным входам цифрового компаратора X, разрядные выходы регистра соединены с первыми информационньми входами цифрового компаратора У, вйходы цифровых компараторов X и У подключены к блоку управления, выходы которого соединены соответственно со входом записи оперативного запоминающего устройства и вторым входом усилителя импульсов подсветки параллельно соединенным с одним из входов управляемого селектора режигмов, при этом второй вход блока управления подключен к выходу вьделителя помехи, -первый выход блока тактирования соединен с управляющими входами аналого-цифрового преобразователя и распределителя импульсов, а ДРУ гие выходы блока тактирования соединены со счетными входами адресных счетчиков X и входами блоков

развертки, управляемыми входами генератора знаков, разрядные выходы ад- , ресных счетчиков X и У соединены соответственно со вторыми информационными входами цифровых компараторов X и У, адресными входами оперативного запоминающего устройства, входами формирователя осей и входами управления генератора знаков, а выходы формирователя осей,г енератора знаков, оперативного запо0минающего устройства и седьмой выход блока тактирования через управляемый селектор режимов подключенны к первому входу усилителя импульсов подсветки, счетный вход управляемого счет5чика ритмограмм соединен с выходом формирователя импульсов стирания, а разрядные выходы счетчи-ка ритмограмм соединены с информационными входами генератора знаков.

5 схемы совпадения и триггера, причем выход триггера подключен к первому входу схемы совпадения, а выход схемы совпадения подключен к сбросовому входу триггера, второй канал со0держит схему совпадения, триггер и счетчик, причем выход триггера подключен к первому входу схемы совпадения, выход которой через счетчик подключен к сбросовому вхрду тригге5ра.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

0