Устройство для исследования гемодинамики Советский патент 1981 года по МПК A61B5/02 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ГЕМОДИНАМИКИ

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к диагностичес ким кардиологическим устройствам. Известно устройство для исследова ния гемодинамики, которое содержит последовательно соединенные датчик температуры, преобразователь, усилитель, блок обработки и регистрирующий прибор 1 . Однако из-за нелинейной температурной характеристики датчика извест ное устройство не обеспечивает высокую точность измерения скорости кровотока при изменении температуры тела человека от нормальной до глубоко гипотермии, что затрудняет диагности ку. Цель изобретения - повышение точности измерения скорости кровотока при менепяк температуры тела чело5.ека от нормальной до глубокой гипотермии. Поставленная цель достигается тем что в устройство для исследования ге модинамики, содержащее последователь но соединенные датчик температуры, преобразователь, усилитель, блок обработки и регистрирукадий прибор, вве дей сумматор, выполненный с возможностью работы в режиме генератора то ка, выход которого через дополнительно введенные ограничительный резистор соединен с источником питания, .а выход через разделительный резистор соединен параллельно с датчиком температуры и входом преобразователя. При этом преобразователь выполнен в виде дифференцисШьного операционного усилителя, охваченного двумя цепями отрицательной обратной связи - одной постоянной через масштабный резистор на инвертирующий вход и второй коммутируемой через последовательно соединенные коммутатор, усилитель и резисторный делитель на инвертируемый вход, причем выход усилителя ком.. мутируемой обратной связи одновременно соединен через ограничительный резистор со входом сумматора. При этом сумматор выполнен в виде операционного усилителя, охваченного отрицательной обратной связью., На чертеже изображена структурная схема устройства для исследования гемодинамики. Устройство содержит последовательно соединенные датчик 1 температуры, преобразователь, усилитель 2, блок обработки и регистрирующий прибор 31 Причем преобразователь выполнен в

виде дифференциального операционного усилителя 4, охваченного двумя цепями отрицательной обратной связи - одной постоянной через масштабный резистор 5 на инвертирующий вход и второй коммутируемой через последовательно соединенные коммутатор 6, усилитель 7 и резисторный делитель, образованный резисторами 8 и 9, на инвертируемый вход.

Выход усилителя 7 коммутируемой обратной связи одновременно соединен через ограничительный резистор 10 с вышеуказанным сумматором, выполненным в виде операционного усилителя 11 с цепью отрицательной обратной связи. Причем сумматор выполнен с возможностью работы в режиме генератора тока и его вход через ограничительный резистор 12 соединен с источником питания. А выход сумматора через разделительный резистор 13 соединен параллельно с датчиком 1 температуры и входом преобразователя.

Кроме того, вышеуказанный блок обработки включает в себя масштабный блок 14, интегратор 15, коммутатор 16, компаратор 17 и блок 18 памяти.

Устройство работает следующим образом.

На термисторный датчик 1, введенный в KpOBeHocVjoe русло, воздействует изменение температуры крови. Происходящее при этом изменение сопротивления тep диcтopa влечет за собо изменение коэффициента передачи усилителя 4 в соответствии с фop -гyлaми

ку- %

R о . с .

1 +

} RT

где Ку- и Ky. - коэффициент передачи

усилителя соответственно для инвертирующего и неинвертирующего входов;

R о . с .-сопротивление масштабного резистора 5 в цепи отрицательной обратной связи; , RT - сопротивление термистора.

Преобразователь изменений температуры в напряжение имеет два режима работы - режим автоматической подстройки нуля и режим измерения.

Пр замкнутом ключе коммутатора 6 (режим автоподстройки нуля) напряжение разбаланса с выхода усилителя 4 поступает на вход операционного усилителя 7 и непрерывно отслеживается им таким образом, что на неинвертирующем входе усилителя 4 появляется напряжение, равное по величине и совпадающее по фазе с напряжением на инвертирующем входе усилителя 4. В этом режиме

на выходе усилителя 4 поддерживается устойчивый нуль, независимо от изменний температуры вокруг термистора.

При переходе в режим измерения . ключ коммутатора 6 разг-ыкается, а опрационный усилитель 7 реализует память, удерживая напряжение компенсации на прежнем уровне в течение всего периода измерения. При атом изменение сопротивления термистора датчика 1 под влиянием изменений температуры крови после введения его в организм сопровождается появлением на выходе преобразователя электрического напряжения, пропорционального изменению температуры крови в сосуде где находится термистор. Эти изменения напряжения подвергаются в блоке обработки аналоговой обработке сигнала. Часть тока, ответвляющаяся через резистор 10, обеспечивает компенсацию небольшой остаточной нелинейности.

По окончании периода измерения ключ коммутатора б вновь замыкается и операционный усилитель 7 обеспечивает автоматическую подстройку нуля до следующего измерения.

В устройстве обеспечивается линейная зависимость между выходным сигналом (напряжением на выходе усилителя) и входным сигнешом (изменением температуры среды вокруг датчика-термистора) во всем рабочем диапазоне температур путем автоматического регулирования коэффициента передачи усилительного тракта благодаря исползованию такой схемы отрицательной обратной связи, при которой глубина ее однозначно определяется сопротивлением термистора.

Таким образом, устройство позволяет исследовать параметры гемодинамики с меньшей погрешностью при температуре тела больного, отличающейся от нормальной как в сторону более высокой (до 40с) ,так и в сторону низких температур (до ) , например, при гипотермии.

Вычисление параметров гемодинамики производится предлагаемым устройством автоматически, в реальном масштабе времени, т.е. непосредственно в момент исследования. Повторные замеры могут производиться многократно через короткие интервалы времени.

Формула изобретения

нормальной до глубокой гипотермии, в него введен сумматор, выполненный с возможностью работы в режиме генератора тока, выход которого через дополнительно введенные ограничительный резистор соединен с источником питания, а выход через разделительный резистор соединен параллельно с датчиком емпературы и входом преобразо вателя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Патент США 4015593,

5 кл. А 61 В 5/02, опублик. 1977.