Устройство для неинвазивного исследования кардиогемодинамики Советский патент 1982 года по МПК A61B5/02 

Изобретение относится к медицинской технике, в частности к приборам для автоматизированной обработки медико-биологических сигналов.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является устройство для исследования динамики сердечной деятельности. Устройство содержит блок ввода параметров, ряд идентичных каналов по числу исследуемых характеристик (например, по электрокардиограмме - ЭКГ, фонокардиограмме-ФКГ, сфигмограмме - СФГ), причем каждый из каналов содержит блоки обнаружения, вычисления текущих и статистических характеристик (полезных сигналов и помех) и блока селекции, а также проебразователь временных интервалов, многоканальный регистратор и блок ввода поправочных коэффициентов 1.

Недостатки устройства заключаются в сложности практической реализации устойчивого определения начальных участков сигналов и невозможности исключения ложных измерений вследствие, например, существенной разницы в амплитудах I и II тона ФКГ, наличия анакротической предволны

на сфигмограмме и реограмме (РГ) и т. д. Цель изобретения - повыщение достоверности исследования.

Цель достигается тем, что в устройство для неинвазивного исследования кардио5 гемодинамики, содержащее последовательно соединенные блок ввода сигналов, многоканальный блок обнаружения информативных признаков на электрограммах, включающий в себя компараторы пороговых уровней входных сигналов, преобразователь временных интервалов и многоканальный регистратор, а также блок ввода поправок, выход которого подключен к входу коррекции преобразователя временных интервалов, введен блок анализа сбоев, содержащий асинхронные триггеры, по числу информативных признаков, подключенные нулевыми выходами через элемент ИЛИ к первому входу эмента И, второй вход которого соединен с нулевыми входами этих триггеров и выходом компаратора первого

° порогового уровня блока обнаружения информативных признаков на электрограммах, выходы остальных компараторов которого соединены с единичными входами триггеров, при этом выход элемента И соединен

с входом сброса многоканального регистратора.

На фиг. 1 изображена функциональная блок-схема устройства для неинвазивного исследования кардиогемодинамики; на фиг. 2 - ЭКГ, ФКГ и РГ сигналы с их информативными признаками.

Устройство содержит последовательно соединенные блок 1 ввода сигналов, многоканальный блок 2 обнаружения информативных признаков на электрограммах, преобразователь 3 временных интервалов и многоканальный регистратор 4, а также блок 5 ввода поправок, соединенный с входом коррекции преобразователя 3 временных интервалов. Для исключения ложных измерений вводится блок 6 анализа сбоев, соединенный по входу с блоком 2 обнаружения и по выходу с многоканальным регистратором 4.

Блок I ввода сигналов состоит из датчиков и усилителей 7 с регулируемыми коэффициентами усиления, которые обеспечивают съем, усилие, дифференцирование, детектирование и нормирование сигналов ЭКГ, ФКГ и РГ (фиг. 2).

Многоканальный блок 2 обнаружения информативных признаков на электрограммах представляет собой схему, построенную на двухпороговых компараторах 8. Преобразователь 3 временных интервалов состоит из генератора 9, преобразователя 10 интервал - код и реверсивных счетчиков 11.

Многоканальный регистратор 4 содержит счетчики 12, подключенные к цифровым индикаторам 13 через дешифратор 14.

Блок 5 ввода поправок представляет собой десятичный переключатель параллельного кода, выход которого через вход коррекции подключен к счетчикам преобразователя 3 временных интервалов.

Блок 6 анализа сбоев содержит асинхронные триггеры 15, подключенные к элементу ИЛИ 16, выход которого соединен с элементом И 17. Единичные входы триггеров 15 соединены с выходами компараторов 8 блока 2. На нулевые входы (сброса) триггеров 15 и второй вход элемента И 17 подается синхроимпульс цикла с компаратора первого порогового уровня блока 2.

Работу устройства для неинвазивного исследования кардиогемодинамики можно рассмотреть на примере автоматизированного определения временных интервалов систолы (фаз сердечного сокращения) по дифференцированной электрокардиограмме, интегрированной фонокардиограме и дифференцированной реограмме. Для определения временных интервалов сердечного цикла обычно находят информативные признаки на сигналах ЭКГ, ФКГ и РГ, зарегистрированных на ленте самописца (фиг. 2). Как известно, информативными признаками являются начало зубца R ЭКГ(а), начало 1 и II тонов ФКГ (с, d) и начало анакротического подъема реограммы (е), которые определяют границы систолических интервалов сердечного сокращения.

Перечисленные выще информативные признаки (а, c,d и е) должны быть автоматически обнаружены как при наличии высокого уровня помех (при активном поведении пациента), так и при нарущении классического рисунка поликардиограммы. Достаточно надежное определение характерных

точек может быть реализовано при помощи двухпороговых компараторов 8 путем определения точек А, В и Е, F соответственно на уровне 1/3 и 2/3 нормированной амплитуды (А норм) линейной экстраполяции по этим точкам (фиг. 2). Учитывая большую

крутизну осцилляции ФКГ, точки с и d могут определяться на половине нормированной высоты I и И тона (С, D). Таким образом, может быть повышена надежность определения информативных признаков ( (нижний порог компараторов 8 находится

выше уровня помех сигналов ЭКГ, ФКГ и РГ), а значит, и достоверность измерения временных интервалов и ударного объема сердца.

Сигналы ЭКГ, ФКГ и РГ, предварительно пронормированные по амплитуде (А норм) оператором при помощи регулируемых усилителей, поступают с блока 1 ввода сигналов в блок 2 обнаружения информативных признаков. В блоке 2 формируются импульсы,

соответствующие точкам А, В, С, D, Е и F, которые поступают в преобразователь 3 временных интервалов и блок 6 анализа сбоев.

Временные интервалы могут определяться в преобразователе 3 с учетом методических поправок (постоянных величин для данного пациента), вводимых при помощи блока 5 ввода поправок.

Импульсы,, соответствующие точкам А, В, С, D, Е и F, из блока 2 поступают также

в блок 6 анализа сбоев. При этом импульсы В, С, Е, F и D поступают на единичные входы триггеров 15, а импульс А (синхронизирующий импульс цикла) - на вход элемента И 17. В случае наличия всех импульсов В, С, Е, F и D все выходы триггера 15 находятся в состоянии Q О, которое через элемент ИЛИ 16 передается на элемент И 17, в результате чего импульс А не проходит через элемент И 17 и на счетчиках 12 многоканального регистратора 4 регистрируются измеряемые величины. Импульсом А производится сброс всех триггеров 15 в исходное состояние Q 1. В случае отсутствия одного из импульсов В, С, Е, Еили D вь1ход однохо из триггеров 15 находится в состоянии Q 1, в результате чего через

элемент И 17 проходит импульс А и происходит сброс счетчиков 12 регистратора 4. Таким образом, блок 6 анализа сбоев формирует сигнал для исключения регистрации ложной информации. Признаком ложной информации в рассмотренном случае является отсутствие одного из импульсов В, С, Е, F или D. Для реализации более сложных случаев учета помех, например, при появлении ложных и отсутствии какого-нибудь из перечисленных импульсов, вместо триггеров 15 и элемента ИЛИ 16 блока 6 необходимо применить последовательно соединенные элемент ИЛИ, счетчик и дешифратор.

Основным назначением предложенного устройства является получение непрерывной информации о структуре сердечного цикла и ударном объеме сердца человека при длительном исследовании.

При использовании нагрузочных проб, как известно, значительно возрастет уровень помех сигналов. Это обстоятельство определило построение блока 2 обнаружения характерных точек совместно с блоком анализа сбоев, которые обеспечивают соответственно повышение достоверности измерений за счет применения двухпороговых компараторов (подъем нижнего уровня) и исключения ложных измерений за счет формирования сигнала сбоев.

Формула изобретения

Устройство для неинвазивного исследования кардиогемодинамики, содержащее последовательно соединенные блок ввода сигналов, многоканальный блок обнаружения информативных признаков на электрограммах, включающий в себя компараторы пороговых уровней входных сигналов, преобразователь временных интервалов и многоканальный регистратор, а также блок ввода поправок, выход которого подключен к входу коррекции преобразователя временных интервалов, отличающееся тем, что, с целью повышения достоверности исследования, в него введен блок анализа сбоев, содержащий асинхронные триггеры, по числу информативных признаков, подключенные нулевыми выходами через элемент ИЛИ к первому входу элемента И, второй вход которого соединен с нулевыми входами этих триггеров и выходом компаратора первого порогового уровня блока обнаружения информативных признаков на электрограммах, выходы остальных компараторов которого соединены с единичными входами триггеров, при этом выход элемента И соединен с входом сброса многоканального регистратора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 304775, кл. А 61 В 5/02, 1968 (прототип).

экгдиср

РИГинт

РГдид)