Преобразователь пульсовых коле-бАНий Советский патент 1981 года по МПК A61B5/02 

Изобретение относится к медицинской технике, в частности к устройствам для измерения и регистрации частоты сердечных сокращений. Известен преобразователь пульсовых колебаний, содержащий счетчик импульсов и последовательно соединенные датчик кардиоимпульссв, амплитудный селектор, первый и второй формирователи импульсов i. Однако сложность схемы преобразсюате пя при формировании непрерьтного сигнала, пропорционального мгнсженнсму значению частоты сердечных сокращений (чес), ограничивает его применение . Цель изобретения - упрощение схемы преобразователя при формировании непрерывного сигнала, пропорционального мгнсн венному значению частоты сердечных сокращений. Поставленная цепь достигается тем, что в преобразователь введены источник эталонного напряжения, повторитель с измерительным приборсм, генератор Hbix интервалов, мультиплексор, два ко денсатора, блок формирования кода переключения и группа разрядных резисторов, перзые зажимы которых заземлены, ин-г формационные входы мультиплексора соединены соответственно со входом повторителя, с источником эталонного напряжения и вторыми Зажимами соответствующих разрядных резисторе, управляющие входы мультиплексора подключены соответственно к первому и второму выходам формирователя кода переключения и к единичным входам соответствующих разрядов счетчика, выход мультиплексора через первый конденсатор , выход nepiBoro формирователя импульсов подключен ко входам установки нуля счетчика и генератора временных импульсов, выход которого соединен со входом счетчика, выход второго формирователя импульсов и нулевые выходы первого и второго разоядов счетчика подключены соответственно к пегюому, вторсж1у и третьему входам блока формирования кода переключения и вход

повторителя эаземпен через второй кон-денсатор.

На фиг, 1 изображена структурная схема преобразователя пульсовых колебаний; на фиг, 2 - функциональная схема преобрв зоаателя; на фиг, 3 - циклограмма работы.

Преобразователь пульсовых колебаний содержит датчик 1 кардиоимпульссив, амплитудный селектор 2, первый 3 и второй 4 фofж иpoвaтeли импульсе, генератор 5 временных интервалов, счетчик 6 импульсов, блок 7 формирования кода переключения, мультиплексор 8, повторитель 9, измерительный прибор 10, группу раз- ряднмх резисторе 11, конденсатор 12 разрядной цепи 12 аппроксимации, конденсатор 13 памяти, источник 14 эталонного напряжения, инвертор 15 (элй«1енты И-НЕ на схеме обозначены 2) Формирователи импульсов, генератор временных интервапов и блок формирсжания кода переключения могут быть выполнены на логических элементах И-НЕ, например на типсжых микросхемах К 133, К 155 и т,п,, мультиплексор - типа 59О КН-1. Шкала выходного измерительного прибора 10 - линейка.

Преобразователь пульссжых колебаний работает следующим образом,

С датчика 1 кардиоимпульсов, которым может быть фотоэлектрический датчик пулса, кардиограф или другой первичный, поступают импульсы сердечных сокращений. Амплитудный селектор 2 производит необходимое усиление, фильтрацию и выделение сигналов в виде нормированных по амппитуде импульсов прямоугольной формы,соответствующих зубцам R кардиограммы, в отрицательной полярности. Формирователи 3 и 4 импульсов формируют импульсы необходимой длительности (порядка5-10мсек причем формирователь 4 формирует импуль по окончании отрицательного импульса формирователя 3 (а, б, в на фиг, 2),

С приходом кардиоимпульсов формирователя 3 обнуляется двоичный счетчик 6импульсов и произ одится установкав нулааоположение генератора 5 временных инте(валов аппроксимации, С окончанием каждого импульса формирователя 3 reHepatop 5 временных интервале начинает формире вать последеюательность прямоугольных импульсов с периодом повторения 0,3 с постоянной повторяющейся фазой,Период повторения импульсов генератора времен ных интервалов аппроксимации выбирается в соответствии с числом положений переключателя мультиплексора (т.е, с

числом отрезков аппроксимации гиперболической кривой) и необходимыми верхним и нижним пределом измерения частоты импульса. Например, для мультиплексора 59О КН 1 на 8 положений п, использованного в макете устройства, можно получить 6 рабочих интервалов, что даст максимальный период повторения кардиоим пульсов,

Трр- Т,;,6 - О,3 6 - 1,8 с, что соответствует JMCC 60/1,8 - 33,3 уд/мин,

Этот нижний предел ЧСС достаточен для большинства клинических задач исследсжания, В других случаях эту цифру легко изменить соответствующим выбором периода повторения импульсов генератора временных интервалов.

Импульсы генератора 5 поступают на счетный вход счетчика 6, который ссжместно с блоком 7 формирует входной код управления мультиплексором 8, Мультиплексор 8 управления прямьпЛ трехразрядным кодом таким образом, что состоянию 000 на его входах соответствует первое положение переключателя, а состоянию 111 - восьмое.

Блок 7 формирования кода перекпю- i чения формирует код на входах 2 и 2 мультиплексора таким образом, чтобы на время действия импульса формирсжателя

3внутренний переключатель мультиплексора устанавливался в первое положение, при котором конденсатор 12 разрядной цепи аппроксимации подсоединяется к запоминающему конденсатору 13, При этом происходит перезапись напряжения с конденсатора 12 на конденсатор 13, которое индицируется измерительным прибором 10 подключенным к выходу повторителя 9,

С приходом импульса формирователя 4 переключатель мультиплексора устанавливается блоком 7 во второе положение, при котором конденсатор 12 разрядной цепи аппроксимации подключается к источнику 14 эталонного напряжения и заряжается до величины последнего (UQ),

По окончании импульса формирователя

4переключатель мультиплексора устанавливается в третье положение, при котором к конденсатору 12 подключается первый разрядный резистор 11 группы. Последующие переключения мультиплексора происходят через интервалы, определяемы периодом генератора 5 и производят почередное подключение разрядных резисторов 11, осуществляющих гииорбопическую аппроксимацию. С npuxoaoNf нового кардиоим пульс а импупьсом формирователя 3 вся схема обнуляется и описанный процесс повторяется снова. В каждый момент времени измерительный прибор 1О показывает значение ЧСС, попученное на предыдущем интервале кардиоимпульсов. Выходной сигнал псюторителя Ь, про порциональный ЧСС N (-Ь ), может испопзсюаться дпя подачи на пюбой из приборе, регистрирующих медленно изменяющиеся напряжения. Простота, высокая .точность и чрезвычайно малое врекя измерителя делают возможным широкое применение предлагаемого устрой тва, например, с папьцевым датчиком в условиях поликлиник при массовом приеме больных, при проведении хирургических операций и в специальных исследовательских комплексах с любым видом датчиков. Формула изобретения Поеобразсжатель пульсовых колебаний, содержащий счетчик импульсов и последо вательно соединенные датчик кардиоимпул сов, амплитудный селектор, первый и вто рой формирователи импульссж, отлич ющийся тем, что, с целью упрощения схемы его при формировании непрерьшнбго сигнала, пропорционального мгновенно му значению частоты сердечных сокращений, в него введены источник эталонного напряжения, повторитель с измерительным прибором, генератор временных интервапов, мультиплексор, два конденсатора ,блок формирования кода переключения и группа разрядных резисторов, первые зажимы кото{шх заземлены, информационные входы мультиплексора соединены соответственно со входом повторителя, с источником эталонного напряжения и вторыми зажимами COOTSетсвующих разрядных резисторов, управляющие входы мультиплексора подклю- ны соответственно к первому и второму выходам формирователя кода переключения ц к единичным входам соответствующих разрядов счетчика, выход мультиплексора яерез первый конденсатор заземлен, вьгход первого формирсжателя импульсов подклк чен ко входам установки нуля счетчика и генератора временных импульсов, выход которого соединен со входом счетчика, рыход второго форя 1иро6ателя импульсов и нулевые выходы первого и второго ра зрядов счетчика подключены соответстве но к первому, вторсму и третьему входам блока фор 1ирсжания кода переключения и вход повторителя заземлен через второй конденсатор. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2578881/13, кл. А 61 В 5/02, 14.02.78 (прототип).