Устройство для измерения частоты дыхания

 

Изобретение относится к медицинской технике н может быть иснользовано при исследовании и контроле функции внешнего ды.хания. Цель изобретения - новыигение помехоустой нтости нри измерении сигналов частоты дыхания. Устройство содержит датчик 1 дыхания, выхс i Ki.iTopoi o coe/iisneH с входом усилителя 2. Выход усилнте;1я 2 соединен с входо . формирователя 3 имнульсов, который осуществ, 1яег запуск формировате.чя 4 интервала времени. Выход уси- 2 также соединен через HHeepi op 7 с входом второго форм1-;ровате,-1я 8 и.хшульсов. Выходное напряжение с выхсма фо|1мирователя 9 ноступает на второй вход второй схемы 10 совпадения, осушествлякмцей установку схемы 6 управления в нoл(жeниe «О. Выход схемы 6 управления соединен с 1;ходом счет гика 11. Сиг}1ал с датчика 1 усиливается и ограничнвается уси.ште.псм ;:. По отрицате.чьному перенаду напряжения на выходе усилителя 2 формировате,1ь 3 вырабатывает импульс для запуска ({ opMii- рователя 4. 2 ил. ляо-ч V™«. 00 о 4; i «д. Фиг.1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А 61 В 5/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTGPCHGMV СВИДЕТЕПЬСТБУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (2! ) 8931001/28-14 (22) 12.07.85 (16) 23.04.87. Бюл. ¹ 5 (71) Особое конструкторское бюро биологической и медицинской кибернетики (72) Б. В. Грачев и A. Н. Болдырев (53) 615 471 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 571248, кл. А 61 В 5/08, 1975. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

ЧАСТОТ!)1 ДЫХАНИЯ (57) Изобрс.гение относится к медицинской технике и может быть использовано при иссгц довании и контроле функции внешнего д! )хапия. Цель изобретения — повышение помехоу T<)H !!Etioñòè при измерении сигналов частоты дыхания. Устройство содержит ц„80„„1304803 А1

13T÷I1I(1 .1ых<1Н)!)1, В!»)Х(> котОРО! о (. ()(. д)i ll(II (: Вх()дом ), сили ге.)я . Вы. Од х(. и.! Iiт(. ..1я со((IIIEIcli с входо, формировагеля 3 иMII),льсов, который осу«цест«ляег запуск формир()«атсля -1 интервала Времени. Выход х»си. !и (х rl 2 1 и кже co(;!E(н(н

«0». Выход схемы 6 управления соединен с )Входом счет-.Ика 11. Сип)ал с )(ат )!).;а 1 ус (ливается и ограничивается уси.)ит(.:)()(! .

Ио отрицательном у II(p(. II33y ti3 tips! s (ш)я н3 Выходе усилител» 2 форм llpoBЗT(,)ь

Вырабатывает импульс для запуска ф()p i)!— рователя 4. 2 ил.

1304803

1О

"t =- 0,9 х 0,5 х тк))н где

Изобретение относится к медицинской диагностической технике и может быть использовано при исследовании и контроле функции внешнего дыхания в клинической и физиологической медицине, биологии, спорте, охране и гигиене труда.

Целью изобретения является повышение точности измерения частоты дыхания путем уменьшения влияния артефактов.

На фиг. 1 показана функциональная схема устройства; на фиг. 2 — временные диаграммы работы устройства.

Устройство содержит датчик 1 дыхания, выход которого соединен с входом усилителя 2, выход последнего соединен с входом формирователя 3 импульсов, который осуществляет запуск формирователя 4 интервала времени, выходное напряжение которого поступает на первый вход схемы 5 совпадения, осуществляющей установку выхода схемы 6 управления в положение «1».

Выход усилителя 2 соединен также через инвертор 7 с входом второго формирователя 8 импульсов, который осуществляет запуск второго формирователя 9 интервала времени. Выходное напряжение с выхода формирователя 9 поступает на второй вход второй схемы 10 совпадения, осуществляющей установку схемы 6 управления в положение «О». Выход схемы 6 управления соединен с входом счетчика 11.

Устройство работает следующим образом.

Сигнал, снимаемый с датчика 1 дыхания, соответствует в интервалах времени t.— 1,, (р- — t,, t„--t, фазе вдоха, а в интервалах времени t) --t, ;» — t — фазе выдоха (фиг. 2). Сигнал с датчика 1 усиливается и ограничивается усилителем 2. По отрицательному перепаду напряжения на выходе усилителя 2 (фиг. 2б) формирователь 3 вырабатывает импульс для запуска (фиг. 2в) формирователя 4 постоянного интервала времени, импульс на выходе которого появляется через время Г (фиг. 2г) после запуска.

Этот импульс, поступающий на вход схемы 5 совпадения. является импульсом установки в положение «1» хемы 6 управления и появляется на выходе схемы 5 совпадения (фиг. 2 д) лишь при наличии положигельного потенциала на выходе инкертора 7 (фиг. 2е). По отрицательному перепаду напряжения па выходе инвертора ". (фиг. 2е) второй формирователь 8 импульсов вырабатывает импульс (фиг. 2ж) для запуска второго формирователя 9 постоянного ичтервала времени, импульс на выходе которого появляется через время

9 . (фиг, 2з) после запуска. Этот импульспоступает на вход второй схемы 10 совпадения. Импульс на выходе второй схемы 10 совпадения (фиг. 2и) является импульсом установки в положение «О» схемы 6 управления и появляется на выходе схемы 10 совпадения лишь при наличии положительного потенциала на выходе инвертора 7 (фиг. 2б).

Установка схемы 6 управления в положение «1» производится к фазе вдоха, установка в положение «О» — к фазе выдоха. Выходной сигнал схемы 6 управлсния (фиг. 2к), в котором отсутствует сигнал помехи, поступает в виде последовательности импульсов, повторяк)щих сигнал ппевмогра.л мы, на вход счетчика 11.

Повышение точности измерения частоты дыхания за счет уменьшения влияния помехи на конечный результат в устройстве locтигается путем за прета обработки поступающей с датчика !;IllxdHHB информации на вдохе или па вы;!охс к интервале времени <, определяемого формирователями 4 и 9 постояп!!огo интервала времени. Импульсы помехи, возникающие на выходе датчика 1 в результате мышеч к)Й деятельности исследуемого при сме!цении электродов или артикуляции при разговоре. не вызывают ложного срабатывания счетчика 11.

Значение с;для формирователей 4 и 9 постоянного интервала времени кыбира!от. исходя из следующих соображений. Величина с ограничена сверху величиной 0,5 Т, где Т вЂ” длите>!ьн!)с ь периода,сыхяния (соответственно 0,5 Т -- длительность фазы вдоха или выдоха при максимальной частоте дыхания). Исходя из срсдпссгятистических данных, при исслсдока!!!)и физиологических особспностсй чслокекя максиМ аЛ Ь ив я )d O I O) I d, 1 Û«d H H ß к ", c, I O II H H Õ H H I O Hсивной физической лея.гелыцгсти состаьляет

60 ц и кл / м и н, сл с> о к а 1 е л1! > и о . и с . р и 1);1, 1 >! х с!тельного цикла составляет с. Из экспериментальных исслс сований выявлено, то точность измерения !ястоты дыхания возрастает при прибл! женин aåëè IHHы 1 к длительности каждой фазы дыхания, т. е. 0,5 Т.

Однако Hd практике знячеHHc Т варьируется у разных лк)дей к соответствии с их физическими особенностями в зависимости от условий эксперимента. Поэтому выбрав значение !., равным 0,5 Т „х, можно пропустить очередную фазу дыхания. Исходя из приведеHHI>lx соображений. d также результатов эксперименток, выбирается значение:

Т))и)! — Минималын)е значение цикла, ыхания. паблюдякшесся у laHного исследуе лого з процессе !!редкаритслы:ых исследований.

Формула изобретения

LI н (:<>ет(и<«те.н, I><>."<»к«:ек« <

Ре.(»кт<>р . 1.,! ан гак« 1 ехре» И. В< р« I(< рр к i:;> I!. 5>I«;,;«<

Вака« !33 >, 2 1 «раж 596 I I «. (««, .: «

ВН!!И!еу.(прет не«н<нп> к<>митета (.(.(.Р н«;е.i«ч If«è<>; «< ««««» < >.<>«: г»1<

1 3()35. М<>< каа. Ж:35, Раi,«ñê«н ii,i

1!рииааидгта< нн<>-п<>а«гр»и «екие «ре;(прин> «е. г. У>к < ри,, <, I !! ..:;. ««и, 1

Устройство для измерения частоты дыхания, содержащее последователbHQ включенные датчик дыхания, усилитель, формирователь им пульсов, формирователь и итервалов времени, схему совпадения, схему управления и счетчик импульсов, отличающееся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости при измерении сигналов частоты дыхания, устройство дополнительно содержит последовательно включенные инвертор, второй форм ирователь им пульсов, второй формирователь интервалов времени и вторую схему совпадения, причем вход

5 инвертора соединен с выходом усилителя, второй вход первой схемы <.-013113дения сooдинен с выходом инвертора, выход второй схемы совпадения соединен с вторым входом схемы управлення, а второй вход ВТорой схемы совпадения соединен с входом первого формирователя импульсов.