Векторкардиограф Советский патент 1982 года по МПК A61B5/04 

1

Изобретение относится к медицинс- кой технике и предназначено для диагностики заболеваний сердечно- , сосудистой системы.

Известен векторкардиограф, содержащий электроды, коммутатор, два предварительных усилителя, блок питания и регистрирующий блок 13.

Однако известный векторкардисграф вычисляет не пространственные, а плоскостные характеристики вектора электрической активности сердца, т.е. вычисляет величину проекции модуля на ойну из выбранных плоскостей, определяемую выбранными отведениями, и, соответственно, вычисляет аргумент модуля в это1й плоскости. Кроме величины модуля и аргумента ; вектора плоскости устройства не дает никаких других характеристик вект. тора электрической активности сердца (таких, как скорости вектора, направление в разных октантах вектора и

др.). Наряду с этим известное устройство не дает возможность просмотреть форму петель вектора, вычислить их плоцадь, определить точки пересечения петель, их направление и т.д.

Цель изобретения - повьшение точ ности диагносцирования сердечнососудистых заболеваний путем опреде ления характеристик пространственного вектора электрической активности сердца.

Поставленная цель достигается тем, что устройство имеет дополнительный предварительный усилитель, три преобразователя напряжение-код, буферное запоминающее устройство, устройство управления приемом, устройство управления вычислением, три программных цифровых моделирующих блока, индикатор на электронно-луче вой трубке, координатограф, два пре. образователя код-напряжение, а ком3мутатор имеет дополнительный выход, к которому подключен вход третьего дополнительного предварительного усилителя, выхбды всех трех предварительных усилителей через три преобразователя напряжение-код соединены с входами буферного запоминающего устройства, выходы которого со единены с Входами трех программных цифровых моделирующих блоков, выходы которых подсоединены к общим шинам, две из которых через два преобразователя код-напряжение подсоединены к двум входам индикатора на электронно-лучевой трубке, треть общая шина подсоединена к третьему |Входу индикатора на электронно-луче вой трубке, четвертая общая шина по соединена к входу буферного запоминающего устройства, остальные общие шины подключены к входам координатографа, первый выход устройств управления вычислением соединен с входом устройства управления приемо первый выход которого подсоединен к входам преобразователей напряжение-код, а второй - к входу буферно го запоминающего устройства, второй выход устройства управления вычисле нием подсоединен к входу буферного запоминающего устройства, а етий, четвертый и пятый выходы подсоедине ны к входам соответственно первого, второго и третьего программно- i го цифрового моделирующего блока. На чертеже изображена блок-схема векторкардиографа. Векторкардиограф содержит электроды 1, коммутатор 2,-три предварительных усилителя , три преобразователя 6-8 напряжение-код, буферное запоминающее устройство 9, устройство 10 управления приемом, устройство 11 управления вычислением, три программных цифровых модулирующих блока 12-Т, индикатор 15 на электронно-лучевой трубке, регистрирующий блок в виде трехкоординатного малогабаритного координатографа 16, два преобразователя 17 и 18 код-напряжение и блок 19 питания. Программные цифровые моделирующие блоки 12-1 имеют общие выходные ши ны 20-2. Электроды 1 подсоединены входам коммутатора 2, выходы которо 30 ГО подсоединены к входам трех усилителей 3f и 5. выходы которых подсоединены к входам трех преобразователей 6, 7 и 8 напряжение-код, выходы которых в свою очередь соединены с входами разрядов буферного запоминающего устройства 9. Выходы буферного запоминающего устройства 9 соединены с входами трех программных цифровых моделирующих блоков 12, 13 и 14, выходы которых подсоединены на общие шины 20-2. Первые из этих общих шин 20 подсоединены к входу первого преобразователя 17 код-напряжение, выход которого подсоединен к первому входу индикатора 15. Вторые общие шины 21 подсоединены к входу второго преобразователя 18 коднапряжение, выход которого подсоединен к второму входу индикатора 15. Третьи общие шины 22 подсоединены к остальным входам индикатора 15. Четвертые общие шины 2k подсоединены К входу буферного запоминающего устройства 9. Остальные общие шины подсоединены к входу трехкоординат- ного малогабаритного координатографа 16. Первый выход устройства 10 управления приемом подсоединен к входам преобразователей 6, 7 и 8 напряжение-код, а второй - к входу буферного запоминающего устройства 9 а вход устройства 10 управления приемом подсоединен к рервому выходу устройства 11 управления вычислением и выдачей результатов. Второй выход устройства управления вычислением и выдачей результатов подсоединен к входу буферного запоминающего устройства 9. Третий выход устройства 11 управления вь1числением подсоединен к входу первого программного цифрового моделирующего блока 12, который формирует и выдает на координатограф или индикатор в зависимости от сигналов с устройства 11 величину проекций пространственного вектора электрической активности сердца на оси х, у, z в зависимости от времени, который вычисляет и выдает величину сферических координат вектора электрической активности сердца V, ot , Т изменяющуюся во времени, при этом V, «I и у вы- , числяются по следующим формулам

:VriW

-Xi

560-arccos I г

,

-X; circcos

i Четвертый выход устройства 11 управления вычислением подсоединен к входу второго программного цифрового моделирующего блока, который . формирует и выдает на индикатор и координатограф векторкардиографичес кие петли в декартовых координатах. Начало и конец петли, а также масштаб выдачи может задаваться оператором с помощью устройства 11 управ ления вычислением. Пятый вход устройства 11 управления вычислением подсоединен к входу третьего программного модулирующего блока, который вычисляет и выдает на координатограф и индикатор ряд показателей вектора электрической активности сердца и его векторкардиографических петель Р, QRS, Т и т.д. в проекциях ху, xz и XZ таких, как: максимальные векторы петель QRS, Т, Р. Максимальный вектор - это расстояние от начальной (изоэлектри ческой) точки до точки максимальног удаления петли в данном квадрате. Максимальный вектор петли вычисляет ся по формуле BerncfX где () номера точек начала конца каждой пет ли;

)4 H-O

направление вращения вектора сердца в пределах каждой петли, которое определяется с помощью анализа значений абсциссы в каждой соответствующей проекции в точках начала, конца петли .и ее максимума;

площади проекций пространственной петли, образованной совокупностью моментных знамений вектора сердца на три ортогональные плоскости. Ис VzJv

I rarc3in

У(,)

Пф- фиксированное количество точек.

3) Скорость конечного участка 50 пути

V

к nф.At

V

,,-Пф

Н

,

-.)

Л. . . Л I

|44-«

д) Угол между максимальными векгорами петель Т и QRS ходными данными для вычисления параметров ВКГ являются номера точек (Пм, Пц) начала и конца каждой пет- . ли Р, QRS, Т. Площадь петли вычисляется по формуле- | H-vr H -),) (,()H()«)(()H Ч пк-чК ч и1 скорость вращения вектора 1) Полная средняя скорость ijr-, где Ly-; Длина петли; Тдвремя вращения вектора в пределах данной петли V-(v%). i 1|С4ч к 1 (it 1 1 где At - время квантования. 2) Скорость начального участка петли I-H нПфМ ,„

Р)-Ч.ШЧУУЧ п - ЧЯ-Ч п)№Рп1))1

avxtcg

P()xem)- 4Tn)K4awh4M№M-4Tn) номера точек начала петель соответстйенно QRS, Т) номера точек максимальных векторов петель QTS, Т. Устройство работает следующим об разом. На пациента, в зависимости от вы бранной системы отведений, накладываются электроды. Коммутатором они коммутируются таким образом, что на двух выходах коммутатора имеется сигнал, характеризующий проекцию вектора электрической активности сердца на ось х. На других двух вых дах коимутатора имеется сигнал, характеризующий проекцию вектора элек рической активности сердца на ось у На третьих двух выводах коммутатора имеется , характеризующий про екцию вектора электрической активности сердца на ось z« Сигнал с первых двух выходов коммутатора поступает на вход перво го усилителя 3. На чертеже связь между коммутатором 2 с усилителем 3 условно изображена одной линией. Аналогичным образом сигнал с вторых выходов коммутатора 2 поступает на вход второго усилителя А, а с треть их выходов коммутатора - на вход третьего усилителя 5. С выходов трех усилителей сигналы, характеризующие проекции вектора электрической активности сердца соответственно на оси X, у и Z подаются на входы трех преобразователей 6, 7 и 8 напряжение-код. С помощью устройства 10 управления приемом оператор задает частоту квантования принимаемой информации. На устройстве 10 имеется специальный переключатель для выбора частот квантований, информации. Устройство 10 получает с первого выхода устройства 11 управления кварцованные импульсы эталонной частоты, из которых формирует управ ляющие импульсы опроса преобразователей напряжение-код и импульсы управления приемом информации в уст ройство 9. Частота данных импульсов получается кварцованной и равной частоте указанной оператором с пО мощью оператора. Следует указать, что импульсы, поступающие на буфер-ное запоминающее устройство 9, задержаны относительно импульсов, поступающих на преобразователи напряжение-код на время, равное времени задержки на.срабатывание преобразователей. Двоичный код, соответствующий величинам проекций вектора электрической активности сердца на оси х, у и Z с выходов преобразователей, напряжение-код поступает на вход запоминающего устройства и запоминается по определенному адресу. Адрес зависит от номера квантующего импульса. Если это был первый импульс опроса преобразователей, то код напишется по первому адресу, а если п-ый, то по п-му адресу. Таким образом, на выходе преобразователя 6 имеется код, соответствующий величине проекции вектора на ось х, на выходе преобразователя 7 код,соответствующий величине проекции вектора на ось у и на выходе преобразователя 8 код, соответствующий величине проекции вектора на ось z. Число разрядов в разрядном слове буферного запоминающего устройства 9 равно суммарному числу разрядов трех преобразователей 6, 7 и 8. После окончания ввода исходной информации оператор с помощью переключателей и клавиши устройства 11 управления вычислением задае, какую из выполняемых задач на данном векторкардиографе необходимо выполнить в данное время. Например, задает выполнить задачу выдачи проекций вектора электрической активности сердца на оси х, у и z. В данном случае устройство управления вычислением и выдачей обращается к первому программному цифровому моделирующему блоку 12, который начинает обращаться последовательно, начиная с первого, ко всем адресам запоминающего устройства 9. Полученный код с устройства 9 блок 12 в зависимости от выбранного масштаба преобразовывает в количество шагов, требуемых для перемещения шаговых двигателей координатографа 16 и выдает управляющие сигналы на управление шаговыми двигателями координатографа и сигналы на поднятие и опускание и поднятие пера координатографа. Координатограф последовательно чертит проекции вектора на ось х, затем на ось у, а затем на ось z. При задании оператором на устрой стве VI выдачи информации на индика тор на электронно-лучевой трубке блок 12 подготавливает и выдает тре буемый код на преобразователи коднапряжение, на выходе которых получается напряжение, необходимое для индикации проекций вектора электрической активности сердца на индикаторе, кроме того, блок 12 выдает

эьо-агссоз

ot,r

csirccos

Если оператор задает на устройстве 11 задачу (указывает на необходимость выполнения ) формирования векторкардиографических петель в декартовых координатах, то тогда устройство 11 .выдает управляющие сигналы блоку 13, который строит на координатографе или на индикаторе, в зависимости от желания оператора по исходным данным, полученным с запоминающего устройства 9, векторкардиографические петли. Масштаб вычерчиваемых петель, начало и конец петель может задаваться оператором на устройстве 11. Если оператор задает на устройстве 11 задачу вычисления и выдачи ряда показателей вектора электрической активности сердца и его векторкардиографических петель, то тогда выдаются управляющие сигналы на блок 1, который опрашивает запоминающее устройство 9 и (по полученным данным) вычисляет и выдает на координатограф и индикатор величину ряда показателей вектора электрической активности сердца и его векторкардиографических петель, таких как: максимальный вектор каждой петли в каждом квадранте, направление вращения вектора в пределах каждой петли, площади проекций каждой из петель, полную среднюю скорость вращения вектора, скорость начального участка петли, скорость конечного участка петли, угол между максималь 1

гаГС5лП

ными векторами петель Т и QRS и другие показатели.

Каждый из программных моделирующих блоков имеет внутреннюю постоянную и оперативную память и местное устройство управления.

Таким образом, благодаря введению дополнительного усилителя, трех преобразователей напряжение-код, двух преобразователей код-напряжение, буферного запоминающего устройства, устройства управления приемом, устройства управления вычислением и выдачей .результатов и трех программных моделирующих блоков возможно значительно расширить функциональные возможности предлагаемого векторкардиографа и значительно повысить точность диагностирования заболевания.

45

Формула изобретения

Векторкардиограф, содержащий электроды, коммутатор, два предварительных усилителя, блок питания и регистрирующий блок, отличающийся тем, что, с целью повышения точности диагносцирования сердечно-сосудистых заболеваний .путем определения характеристик пространственного вектора электрической активности сердца, он имеет 1дополнительный предварительный уси-. 010 непосредственно управляющий сигнал на третий вход индикатора 15. Если генератор задает задачу определения сферических координат вектора, то тогда устройство 11 выдает управляющие сигналы на блок 12, который последовательно опрашивает ячейки запоминающего устройства 9 и вычисляет и выдает на координатограф величину пространственного модуля вектора и его двух углов в каждый квантованный промежуток времени. Величины V, , ct i и f- вычисляют по следующим формулам