Устройство для измерения временных параметров сфигмографических кривых Советский патент 1982 года по МПК G01R29/02 G04F10/04 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕгеНИЯ ВРЕМЕННЫХ ПАРАМЕТРОВ СФИГМОГРАФИЧЕСКИХ КРИВЫХ

1

Изобретение относится к меаицинскому приборостроению и может быть использовано цля определения временных параметров физиологических кривых, таких как |сфигмограмма.

Известно устройство цля измерения интервалов времени физиологических кривых, содержащее измерительные каналы с цетектором, усилителем и пороговой схемой в кажцом из них, генератор импульсов и блок управления 1

Однако то, что временные интервалы определяпотся между началами подъема неравномерного наращивания кривых, а также наличие помех, затрудняющих выставление порога, приводит к уменьшению точности измерений.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является устройство для измерения интервалов времени физиологических кривых, содержащее измерительные каналы с датчиком информации, усилителем, блоком памяти амплитуд, делителем напряжения и две пороговые схемы в каждом из них, блок управления, генератор импульсов и счетчик импульсов 23.

Недостатками этого устройства являются низкая точность измерений, обусловленная нелинейным характером нарастания переднего фронта физиологических кривых, и недостаточно широкие 45 нкциональные возможности.

Цель изобретения - повышение точности измерений и расширение функциональных возможностей.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения временных параметров сфигмографических кривых, содержащее два измерительных канала, выходы которых подключены соответственно к первому и второму входам блока управления, третий вход которого соединен с выходом генератора импульсов, а выход - со входом первого счетчика импульсов, введен второй счетчик импульссв, вход которого подключен к дополнительному выходу блока управления. 390 вхоа первого измерительного канала соединен с дополнительным выхоцом второго измерительного канала, а дополнитель ный вход блока управления подключен к выходу первого измерительного канала. Также тем, что первый измерительны канал содержит послецовательно соединенные датчик информации, фильтр, усилитель и блок дифференцирования, первый выход которого подключен к первому вхо ду коммутатора, выход которого через последовательно соединенные интегратор и пороговый элемент подключен к первом входу блока памяти и выходу канала, вто рой выход блока дифференцирования через блок выделения максимума подключен ко вхоау формирователя импульсов и второму Входу блока памяти, выход которого соединен непосредственно с первым входом первого ключа и через инвертор - с первым входом второго ключа, вторые входы ключей объединены и соединены со входом канала, выходы ключей подключены ко второму входу коммутатора, третий вход которого соединен с выхоцом формирователя импульсов, Кроме того, второй измерительный канал содержит последовательно соединенные дат чик информации, фильтр, усилитель и блок дифференцирования, первый выход которого подключен к первому входу коммутатора, выход которого через послецовательно соединенные интегратор и пороговый элемент подключены к первому входу блока памяти и выходу канала, второй вход бло ка дифференцирования через блок выделе ния максимума подключен ко входу форми рователя импульсов к второму входу бло ка памяти, выход которого через инвертор подключен ко второму входу коммутатора, третий вход которого соединен с первым выходом формирователя импульсов, второй выход которого является дополнительным выхоцом канала. БЛОК управления содержит два триг-гера, два элемента И, дифференциатор и два диода, причем входы первого триггера являются первым и вторым входами блока управления, третий вход которого подключен к первым входам элементов И выход - к выходу первого элемента И, а дополнительный выход - к выходу второго элемента И, второй вход которого соединен с выходом второго триггера, первый и второй входы которого подключены соответственно к катоду первого и аноду второго диодов, выход первого три гера соединен со вторым входом первого элемента И, анод первого и катод второ 94 диодов объединены и подключены к выходу дифференциатора, вход которого соединен с дополнительным входом блока управления. На фиг. I приведена блок-схема устройства; на фиг. 2 - кривые, иллюстрирующие работу устройства. Устройство для измерения временных параметров сфигмографических кривых содержит первый измерительный канал 1, второй измерительный канал 2, блок 3 управления, генератор 4 импульсов, счетчики 5 и 6 импульсов, датчики и информации, фильтры и , усилители и , блоки и дифференцирования, блоки и выделения максимума, блоки и памяти, коммутаторы и , инверторы и , интеграторы и , пороговые элементы 16 1и , Ключи 17 и 18, формирователи и импульсов, триггеры 20 и 21, элементы И 22 и 23, блок 24 формирования управляющих импульсов, включающий в себя диоды 25 и 26 и дифференциатор 27. На фиг, 2 приведены кривые, объясняющие работу устройства: 28 - кривая напряжения на выходе усилителя первого измерительного канала, 29 - сигнал на выходе интегратора цервого измерительного канала, 30 - кривая напряжения на выходе усилителя второго измерительного канала 31 - сигнал на выходе интегратора второго канала, 32 и 33 сигналы на выходах блоков дифференцирования соответственно первого и второго каналов, 34 и 35 - напряжение на Выходах блоков памяти соответственно первого и второго каналов, 36 и 37 импульсы на выходах формирователей импульсов первого и второго каналов соответственно, 38 и 39 - импульсы на выходах пороговых элементов второго и первого каналов соответственно, 4О и 41 - импульсы на входах первого и второго счетчиков соответственно. Устройство работает следующим образом. В каждом измерительном канале 1 и 2 сфигмографические сигналы регистрируются с помощью датчиков и информации и фильтруются фильтрами и , которые устран1пот низкочастотную помеху (уход изолинии). Отфильтрованные сигналы через усилители поступают на входы соответствующих блоков и дифференцирования, остальные узлы каналов преднаэначены аля формирования прямоугольньос управляющих импульсов, так как сфигмограмма отражает процессы работы серцца, то ее частота может меняться от 2О цо 240 ударов в минуту (т.е. периоц равен 3 м/с в различных вариантах) Отношение - 12, что необходимо учитывать при выборе параметров фильтьа 8. IПоскольку сфигмограмма представляет собой низкочастотный физиологический сигнал, то фильтры и являются активными. Верхняя и нижняя границы полосы пропускания фильтров выбираются, исходя из спектра сигнала. Необходимо при этом, чтобы фильтр пропускал передний (наиболее крутой) фронт сигнала и максимально подавлял все остальные составляющие. Тогда сигнал и помеха, пройдя через фильтры и , .имеют приблизительно одинаковую форму и различную амплитуду. Амплитуда помехи меньше амплитуды сигнала, при равенстве амплитуд сигнал невозможно отличить от помехи. При одинаковых длительностях помехиТу и сигнала, что имеет место после прохождения сигнала через полосовые фильтры и , крутизна переднего фронта сигнала и помехи различи причем крутизна сигнала значительно выше крутизны помехи. Последнее и использовано при реализации устройства, в котором формирование управляющих импульсов для измерения интервалов производится по характерным точкам производной сигнала сфигмограммы - точкам пере гиба ( точкам максимальной крутизны). То, что эти точки расположены выше уровня помех, позволяет получать высокую степень помехоустойчивости устройства и следовательно высокую точность измерений. Сигналы, прошедшие фильтры и и усилители и (фиг. кривые 28 и ЗО), дифференцируются в блоках и дифференцирования (кривые 32 и 33) и подаются на первые входы коммутаторов и и на входы соответствующих блоков и выделения максимума производной. Превоначально сигналы с первых входов коммутаторов и поступают н интеграторы и . На выходах интеграторов и до момента времени-twв первом канале к-{,,во втором Канале появляются сигналы, повторяющие исходные сфигмограммы 28 и ЗО. С моментсж времени-fc и каждом из канал происходит в блоках и и 12 1 И выдешние максимума проиэвооной и его запоминание (кривые 34 и 35). Кроме того, формирователи и формируют импульсы 36 и 37 соответственно для первого и второго каналов. Эти импульсы поступают на третьи управляющие входы коммутаторов и , в результате чего ко входам интеграторов подсоединяются вторые входы коммутаторов. Таким образом через нормально замкнутый ключ 17 на вход рштегратора первого канала посту- пает до момента времени-t напряжение, равное величине максимальной производной сфигмограммы, а на его выходе напряжение линейно возрастает (кривая29). В момент времени л ключ 17 размыкается, а ключ 18 замыкается. На вход интегратора первого канала 1 поступает инвентированный сигнал максимума первой проивзоцной. Следствием этого является линейное падение напряжения на выходе интегратора первого канала 1, с крутизной равной крутизне нарастания сигнала. Одновременно в момент времени-t Ha выходе интегратора второго канала 2 напряжение также начинает линейно падать, но с крутизной, равной максимуму производной сфигмограммы второго канала (кривая 31). В момент времени -Ь-з,пересечение сигналом интегратора второго канала 2 нулевой линии срабатывает пороговый элемент и на его выходе появляется импульс 38. Этот импульс опрокидьтает триггер 21 и импульсы частоты с выхода генератора 4 импульсов поступает на вход счетчика 5. Эти импульсы поступают на счетчик 5 до момента времени j, когда напряжение на выходе интегратора первого канала 1 равно нулю, что соответствует появлению на выходе порогового элемента импульсов 39, Которые опрокидывают триггер 21, закрывая элемент 23. Таким образом, в первом счетчике 5 запишется число пропорциональное промежутку времени (а-Ьд ® трудно показать, что интервал времени (-t ) равен искомому интервалу (-Ьд--tg) Это следует из равенства треугольников Период Колебания измеряется по первому измерительному каналу I. Управляющими импульсами являются импульсы 39, которые управляют работой счетчика 6, подавая на него от генератора 4 через элемент И 22 импульсы 4 1, в промежутке между импульсами порогового элемгнт а 16-1.

Формула изобретения

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2.Авторское свидетельство СССР N 578953, кл. А 61 В 5/02, 1975.