Устройство для регистрации,воспроизведенияи АНАлизА физиОлОгичЕСКиХ СигНАлОВ Советский патент 1981 года по МПК A61B5/00 

формирования окна и блок управления, при этом блок компенсации смещения изолинии включен между выходом блока памяти предварительной обработки и первым входом блока преобразования, первые (N+1) вхоXUJ блока измерений соединены соот.вественно с N выходами блока хранения и выходом блока памяти предварительной обработки,(Н+2)-й и (М+3)-й входы блока измерений соединены соответственно с первым и вт рым выходами блока управления, трет четвертый, пятый, шестой и .седьмой выходы которого соединены соответст венно со вторым входом блока компен ции смещения изолинии, со вторыми входами блока памяти предварительной обработки и блока преобразования , с первым входом блока хранения и.третьим входом блока преобразования, с первым и вторым входами блока нормировки, первые N выходов которого соединены соотйетственно с первыми N входами блока управления, (М+1)-й и (Ы+2)-й входы которого соединены соответственно с первым и вторым выходами блока формирования окна, (Н+1)-й, (Н+2)-й, (М+3)-й... и {2Н+1)-й выходы блока нормировки соединены соответственно с четве тым, пятым, шестым, ... и(Н+4)-м входами блока преобразования, (М+5 (Ы+б)-й ... и(2М+5)-й входы которог соединены соответственно с N выходами блока хранения, второй и трети входы визуального индикатора соедин ны соответственно с первым выходом блока управления и первым выходом блока измерения, второй выход которого соединен с третьим входом .бло компенсации смещения изолинии, тре тий и четвертый выходы блока измер ний соединены соответственно с CN+ и (N-iSI)-M входами блока управления второй вход блока хранения соедине с выходом блока компенсации смещения изолинии. Кроме того, блок компенсации с щения изолинии выполнен в виде бло ка суммирования и формирователя линии смещения,причем первый вход и выход блока суммирования являются соответственно первым входом и выходом блока компенсации смещения изолинии, второй вход блока суммирования соединен с выходом формирователя линии смещения, первый и второй входы которого являют ся соответственно вторым и треть входами блока компенсации смещения изолинии. При этом блок измерений выполне в виде последовательно включенных блока формирователя меток, блока считывания и- регистратора результатов измерений на бумажной ленте. также индикатора результатов изерений, причем первый и второй вхоы блока формирования меток являтся соответственно (N+2)-M и {N+3)-M входами блока измерения, второй,третий и четвертый выходы формирования меток являются соответстенно первым,третьим и четвертым ыходами блока измерений, пятый выход блока формирования меток соединен со вторым входом блока считывания, третий, четвертый,...и (М+3)-й входы которого являются соответственно первым, вторым, ... и (М+1)-м входами блока измерений, второй выход блока считывашия является вторым выходом блока измерения, а третий выход блока считывания соединен со входом индикатора результатов измерений. На чертеже изображена структурная схема предлагаемого устройства для регистрации, воспроизведения и анализа физиологаческих сигналов. Устройство содержит последовательно включенные блок 1 фильтрации и . преобразования и блок 2 памяти предв.арительной обработки, последовательно включенные блок 3 преобразования и визуальный индикатор 4, а также блок 5 хранения, блок б компенсации смещения изолинии, блок измерений,блок 8 нормировки, блок 9 формирования окна и блок 10 управления.Блок 6 компенсации смещения изолинии включен между выходом блока 2 -памяти предварительной обработки и первым входом блока 3 преобразования. Первые (N+I) входов блока 7 измерений соединены соответственно с N .выходами блока 5 хранения и выходом блока 2 памяти предварительной обработки, (N+2)-и и (Н+3)-й входы блока 7 измерений соединены соответственно с первым и вторым выходами блока 10 управления. Третий, четвертый, пятый, шестой и седьмой выходы блока 10 соединены соответственно со вторым входом блока б компенсации смещения изолинии, со вторыми -входами блока 2 памяти предварительной обработки и блока преобразования, с первым входо блока 5 хранения и третьим входом блока 3 преобразования, с первым и вторым входами блока 8 нормировки . Первые N выходов блокав соединены соответственно с первыми N входами блока 10 управления, (М+1)-й и (N+2)-й входы которого соединены соответственно с первым и вторым выходами блока 9 формирования окна, (М+1)-й (М+2)-й, (М+3)-й, ... и (2 N-f 1) -и выходы блока 8 нормировки соединены соответственно с четвертым, пятым, шестым ... и (Ы-ь4) входами блока 3 преобразования, (Ы+5)-й и (N4-6)-и,...и (N+5)-и входы которого соединены соответственно с N выходами блока 5 хранения. Второй и третий входы визуального индикатора 4 соединены соответственно с первым выходом блока 10 управлени и первым выходом блока 7 измерения. Второй выход блока 7 соединен третьим входом -блока 6 компенсации смещения изолинии-, третий и четвертый выходы блока 7 измерений соединены соответственно с {N+3)-M и (N+4)-M входами блока 10 yпpaвлeния второй вход блока 5 хранения соединен с выходом блока 6 компенса-. . ции смещения изолинии. При этом блок б компенсации смещения изолинии выполнен в виде блока 11 суммирования и формирователя 12 линии

смещения, причем первый вход и выхо блока 11 суммирования являются соответственно первым входом и выходом блока 6 компенсации смещения излинии. Второй вход блока 11 суммирования соединен с выходом фор1|«1рова теля 12 линии смещения первый и вто рой входы которого являются соответственно вторым и третьим входами блока б компенсации смещения изолинии . Блок 7.измерений выполнен в виде последовательно включенных блока 13 формирования меток, блока 14 считывания и регистратора 15 результатов измерений на бумажной ленте, а также индикатора 16 результатов измерений, причем первый и второй входы блока 13 формирования меток являются соответственна (N+2)-M и (N+3)-M входами блока 7 измерения, второй, третий и четвертый выходы блока 13 формирования меток являются соответственно первым, третьим и четвертым выходами блока 7 измерений, пятый выход блока 13 формирования меток соединен со вторым входом блока 14 считывания, третий, четвертый,... и (Ы+3)-й входы которого являются соответственно первым, вторым ... и (N+l)-M входами блока 7 измерений. Второй . выход блока 14 считывания является вторым выходом блока 7 измерения, а третий выход блока 14 считывания соединен со входом индикатора 16 результатов измерений.

Устройство работает следующим образом..

Физиологический сигнал в аналоговой форме поступает на вход 17 устройства и вход блока 1 фильтрации и преобразования, где производится отфильтровывание сигнала от помех и его аналого-цифровое преобразование. Затем сигнал уже в цифровой форме заносится в память. предварительной обработки блока 2 в течение времени, ограниченном объемом памяти..и скоростью записи. Далее сигнал воспроизводится циклически из блока 2 памяти предварительной обработки и поступает в блок .6 компенсации смещения изолинии, где происходит компенсация

смещения изолинии (обусловленная, например, мышечными потенциалами при исследовании электрокардиограмм). Затем сигнал поступает в блок 3 преобразования, в котором производится цифроаналоговое преобразование, причем блок -3 преобразования содержит .(N+1) независимых цифроаналоговых преобразователей с упр,авляемыми усилителями на выходах, и сигнал с блока 6 компенсации смещения изолинии обрабатывается в одном из них (например, в первом). Далее сигнал поступает на (N+1)-канальный визуальный индикатор 4 и восщ оизводится в одном из каналов (например, в первом). Исследователь имеет возможность осмотреть весь сигнал целиком и определить характер изменения сигнала в течение времени записи Срегистрации). Кроме того, с 20 помощью блока 9 формирования окна и блока 8 нормировки исследователь имеет возможность просмотреть весь сигнал более подробно, как лупой при этом блок формирования окна 25 задает размер окна и осуществляет передвижение окна, а блок 8 нормировки задает размер изображения- исследуемой части сигнала на экране визуального индикатора 4. Максимальный размер окна определяется из условия, чтобы в нем размещался один максимально возможный для физиологических сигналов период его повторения. В реальном времени это составляет одну-две секунды. В процессе подробного просматривания сигнф а исследователь определяет . наибсхпее интересные части, котоЕще могут быть затем переписаны в блок 5 хранения. Блок 5 хранения 0 состоит из К независилвлх блоков памяти, входы которых объединены. Размер каждого блока памяти в блоке5 хранения равен максимальному размеру окна. Порядок заполнения бло- . ков памяти в блоке 5 хранения определяется исследователем, N сигналов из блока хранения при воспрог изведении попадаю соответственно каждый на один из цифроаналогбвых преобразователей в блоке 3 преобразования и далее на один из каналов (N-}-l)-канального визуального индикатора 4. На экране визуального индикатора 4, таким образом, можно одновременно наблкэдать.(М+1) 5 изображений сигналов, записанных в блоке 5 хранения и блоке 2 памяти предварительной обработки, причём каждое изображение сигнала из блока 5 хранения маркировано на экране Q номером блока памяти в блоке 5 хранения, в котором этот,сигнал записан. При этом исследователь может при сравнении различных сигналов с помощью блока 8 нормировки -изме5 нять независимо масштабы изображения всех сигналов на экране и производить их взаимные перемещения по горизонтали и вертикали, что имеет большое значение при визуальной обработке нескольких сигналов, так как позволяет привести вид сигналов к некоторой базисной форме и производить сравнение по критерию отклонения исследуемого сигнала. от базисной формы, при котором глаз человека обладает наибольшей чувствительностью. За базисную форму можно принять форму сердечного цикла в спокойном состоянии и к ней ,приводить, например, по параметру общей длительности все сердечные циклы под нагрузкой. Используя блок 7 измерений, исследователь может та же устанавливая метки, сформированны в блоке измерений на интересующие его участки сигналов., измерять временные и амплитудные параметры сигналов . Для этого выходы блока 2 памяти предварительной обработки и выходы блока 5 хранения подключены ко входам блока 7-измерений. Метки на экране визуального индикатора представляют собой, например, яркостные точки на кривых и могут перемещаться независимо на каждом изображении. Результаты измерений пред ставляются в привычной десятичной ф ме в милливольтах и миллисекундах, причем абсолютное значение измеряем параметров не зависит от изменений, вносимых в изображение блоком.8 нор мировки. Кроме того, наличие блока .измерений и блока б компенсации смещения изолинии позволяет скомпен сировать как статическое, так и дин мическое смещение изолинии сигнала Перед перезаписью выбранного участк сигнала из блока 2 памяти предварительной обработки в блок 5 хранения следэватель устанавливает метки, сформированные в блоке 13 формирова ния меток блока измерений, на изоли нию сигнала на всем его протяжении При этом происходит считывание значений отклонений сигнала от нулевой линии в точках, отмеченных метками с помощью блока 14 считывания. Результат измерений попадает в форми рователь 12 линии смещения блока компенсации смещения изолинии. Сф мированная изЬЛиния затем вычитает ся из сигнала в блоке 11 суммирова ния, содержащемся в блоке компенса ции смещения изолинии. Результат проведения этой операции перед пер писью контролируется по экрану. В блоке 7 измерений имеется также ин дикатор 16 результатов измерений и регистратор результатов измерений на бумажной ленте, которые предназначены для непосредственного считывания результатов измерений, а также их.записи. Блок 10 управления выполняет функции управления аботой блока 2 памяти предварительой обработки,, блока 5 хранения,а акже синхронизирует работу всего стройства. Применение предлагаемого устройста обеспечивает облегчение проведения сравнительного анализа сигналов, получаемых в различные моменты вреени и при различных состояниях исследуемых органов, возможность измерения параметров сигналов в автономном режиме, регистрацию, воспроизведение и анализ сигналов в нестационарных условиях, например в автомобилях, самолетах, мто важно в случаях транспортирсэвки больных с коронарной недостаточностью, в спортивной медицине и т.п. При этом, по сравнению со средствами анализа физиологических сигналов, не использующих ЭВМ, скорость обработки увеличивается в десятки и сотни раз и во столько же раз У1увныааетс.я трудоемкость анализа. Формула изобретения 1. Устройство для регистрации, воспроизведения и анализа физиологических сигналов, содержащее последовательно соединенные блок фильтрации и преобразования и блок памяти предварительной обработки, последовательно соединенные блок преобразования и визуальный индикатор, а также блок хранения, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и уменыиения времени исследования при экспресс-диагностика, путем упрсяцения сравнительного анализа физиологических сигналов, в устройство введены блок компенсгщии смещения изолинии, блок измэрений, блок нормировки, блок формирования окна и блок управления, при этом блок компенсшлии смещения изолинии включен между выходом блока памяти предварительной обработки и первым входом блока преобразования, .(N+1) входы блока измерений соединены соответственно с N етаходами блока хранения и выходом блока памяти предварительной обработки, (Н+2)-й и (Н4-3)-й входы блока измерений соединены соответственно с первым и вторьм выходами блока управления, третий, четвертый, пятый, шестой и седьмой выходы которого соединены соответственно со вторым входом блока компенсации смещения изолинии, со вторывми входами блока памяти предварительной обработки и блока преобразования, с первым входом блока хранения и третьим входом блока преобразования, с первые и вторым входами блока .ровки,первые М выходов которого соедикены.соответственно с первыми N входами блока управления, (Ы+1)-й и (Н+2)-й входы которого соединены соответстзенно с первым и вторым выходами блока формирования окна, (N4-l)-fi,(N+2)-fl, {N+3)-ft. .. и (2М+1)-й выходы блока нормировки соединены соответственно с четверт пятым и шестым... и (.N+4)-M входам блока преобразования, (N+5)-fl, (М4-б)-й .... и (2N+5)-ft входы котор го соединены соответственно с N выходами блока хранения, второй и третий входы визуального индикатор соединены соответственно с первым выходом блока управления и первым tвыходом блока измерения, второй выход которого соединен с третьим входом блока компенсации смещения изолинии, третий и четвертый выходы блока измерений соединены соотвётст венно с (N+3}-M и {N+4)-M входами блока управления, второй вход .блока хранения соединен с, выходом блока компенсации смещения изолинии. 2, Устройство по п.1, отличающееся тем, что, блок компенсации смещения изолинии выполнен в виде блока суммирования и формиро вателя линии смещения, причем первый вход и выход блока суммирования являются соответственно первым входом и каходом блока компенсации сме щения изолинии, второй вход блока суммирования соединен с выходе фор мирователя линии смещения, первый и второй входы которого являются соответственно вторым и третьим входами блока компенсации.смещения изолинии. 3. Устройство по П.1, о тли ч ia ющ е е с я тем, что блок измерений выполнен в виде последовательно включенных блока формирования меток, блока считывания и регистратора результатов измерений на бумажной ленте, а также индикатора результатов измерений, причем первый и BTOpoti. входы блока формирования мгток являются соответственно (N+2)-M и(МН-3)-м входами блока измерения, второй, третий и четвертый выходы блока формирования меток являются соответственно первым, третьим и четвертым выходами блока измерений, пятый выход блока формирования меток соединен со вторым входом блока считывания, третий, четвертый, ... и (Н+3)-й входы которого являются соответственно первым, вторым,... и (N+1)-M входами блока измерений, второй выход блока считывания является вторым выходом блока измерения, а третий выход блока считывания соединён со входом индикатора результатов измерений. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе . 1. Патент США № 4098267, 128-2.08, 1978.