Анализатор реовазосигналов для индикации наличия сосудов с нарушенной проходимостью

 

Анализатор реовазосигналов для индикации наличия сосудов с нарушенной проходимостью относится к медицинской технике и может быть использован как средство функциональной диагностики заболеваний сосудов конечностей. Цель изобретения - повышение оперативности обследования. Устройство содержит два измерительных канала, состоящих из генератора 1-1 (1-2) высокой частоты, выходов 2-1(2-2) и входов 3-1(3-2) для подключения токовых и информационных электродов, усилителя 4-1(4-2) высокой частоты, демодулятора 5-1(5-2) , дифференциатора 6-1(6-2), компаратора 7-1(7-2), дискриминатора 8-1(8-2) передних фронтов, а также коммутатор 9, сдвиговый регистр 10, группу стробируемых схем 11 совпадений, группу счетчиков 12, дешифратр 13, индикатор 11 и блок 15 управления. В процессе работы устройство анализирует взаимно корреляционную функцию дифференциальных реовазосигналов, снятых с левой и правой конечностей и определяет положение ее пика во времени. Для этого в анализатор введены компараторы 7-1, 7-2, дискриминаторы 8-1, 8-2 передних фронтов, коммутатор 9, сдвиговый регистр 10, группа схем 11 совпадения, группа счетчиков 12 и блок 15 управления. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s А 61 B 5/05

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 канал

1-1 Я-1

Х кянал

Z-Ó (21) 4456823/30-14 (22) 07.07.88 (46) 30.10.90. Бюл. № 40 (71) Институт кибернетики АН АЗССР (72) Т.А. Алиев, Я.Д. Мамедов, Г.P. Аванесян и С,А. Иткин (53) 615.47(088.8) (56) Woodkock J. P. Physical properics of

blood and their influence on blood — flow

measurment. Rep. Progr. Phys, 1976, V, 39, ¹ 1, р. 65 — 127.. Ж 1602454 А1 (54) АНАЛИЗАТОР РЕОВАЗОСИГНАЛОВ

ДЛЯ ИНДИКАЦИИ НАЛИЧИЯ СОСУДОВ С

НАРУШЕННОЙ ПРОХОДИMOCTbЮ (57) Анализатор реовазосигналов для индикации наличия сосудов с нарушенной проходимостью относится к медицинской технике и может быть использован как средство функциональной диагностики заболеваний сосудов конечностей. Цель изобретения— повышение оперативности обследования.

Устройство содержит два измерительных

3 1602454

40 канала, состоящих из генератора 1 — 1 (1-2) высокой частоты, выходов 2 — 1(2 — 2) и входов

3 — 1(3 — 2) для подключения токовых и информационных электродов, усилителя 4 — 1(4 — 2) высокой частоты, демодулятора 5 — 1(5 — 2), дифференциатора 6 — 1(6 — 2), компаратора 7—

1(7 — 2), дискриминатора 8-1(8 — 2) передних фронтов, а также коммутатор 9, сдвиговый регистр 10, группу стробируемых схем 11 совпадений, группу счетчиков 12, дешифратор 13, индикатор 11 и блок 15 управления, Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано как средство функциональной неинвазивной диагностики заболеваний сосудов конечностей.

Цель изобретения — повышение оперативности обследования, На фиг. 1 представлена функциональная схема предлагаемого анализатора; на фиг. 2 — функциональная схема блока управления; на фиг. 3 — графики корреляционных функций.

Анализатор реовазосигналов (фиг, 1) содержит генератор 1 — 1 высокой частоты (! канал), генератор 1 — 2 высокой частоты (II канал), соответственно токовые 2 — 1 и измерительные 3 — 1 электроды I канала, токовые

2 — 2 и измерительные 3 — 2 электроды !! канала, усилитель 4 — 1 высокой частоты (I канал), усилитель 4 — 2 высокой частоты (II канал), демодулятор 5 — 1 (I канал), демодулятор 5 — 2 (li канал), дифференциатор 6 — 1 (I канал), дифференциатор 6 — 2 (II канал), компаратор

7 — 1 (! канал), компаратор 7 — 2 (!! канал), дискриминатор 8-1 передних фронтов (! канал), дискриминатор 8 — 2 передних фронтов (! канал), двухканальный коммутатор 9, N-разрядный регистр 10 сдвига, стробируемые схемы 11-1, 11-2... 11-N совпадений группы

11, счетчики 12-1, 12-2 и 12-N группы 12, дешифратор 13, индикаторы 14 и блок 15 управления. Компараторы 7 с дискриминаторами 8 образуют формирователи импульсов.

Блок 15 управления (фиг. 2) содержит триггеры 16 и 17, элемент 18 задержки, элемент ЗИ 19 и элемент N ИЛИ 20.

Графики, представленные на фиг. 3, содержат кривую взаимокорреляционной функции R1 (х) дифференциальных реовазосигналов, снятых с левой и правой конечнастей при условии, что пораженных сосудов нет и кривую взаимокорреляционной функции Rz(t) дифференциальных рео5

В процессе работы устройство анализирует взаимно корреляционную функцию дифференциальных реовазосигналов, снятых с левой и правой конечностей и определяет положение ее пика во времени. Для этого в анализатор введены компараторы

7 — 1, 7 — 2, дискриминаторы 8 — 1, 8 — 2 передних фронтов, коммутатор 9, сдвиговый регистр 10, группа схем 11 совпадения, группа счетчиков 12 и блок 15 управления. 3 ил. вазосигналов с левой и правой конечностей при условии наличия пораженных сосудов.

Принцип действия анализатора предусматривает подключение к исследуемой и здоровой конечностям пары токовых и измерительных электродов также, как и при тетрополярной реографии, причем измерительные электроды на обеих конечностях располагают строго симметрично.

Для определенности и наглядности дальнейшего изложения обозначим реовазосигналы на выходах демодуляторов 5-1 и

5 — 2, как X(t) и Y(t) соответственно.

Анализатор функционирует следующим образом.

Реовазосигналы каждого из каналов, несущие информацию о законе кровенаполнения исследуемых участков, дифференцируются дифференциаторами 6 — 1 и 6 — 2, после чего поступают на входы компараторов 7 — 1 и 7 — 2. Последние в совокупности с дискриминаторами 8 — 1 и 8 — 2 вырабатывают короткие импульсы, моменты формирования передних фронтов которых совпадают во времени с моментами достижения реовазосигналов заданных компараторами 7 уровней, Выработанные сигналы поступают через коммутатор 9 на вход 0R регистра 10 и на обьединенные информационные входы схем совпадений группы 11. Регистр 10 работает в режиме сдвига информации и выполняет функции линии задержки, в связи с чем íà N-разрядных выходах имеем N-1 сдвинутых на время пТ, (п = 1, (N — 1)) сигналов, причем To — период следования тактовых импульсов "CLK". Полученные задержанные последовательности сравниваются побитно с символами последовательности, формируемой в другом канале.

Результаты побитных сравнений для каждой из величин, вводимых задержек То, 2Т ...,.(N — 1)То, формируются на выходах схем совпадений группы 11.

1б02454

Начало цикла вычислений определяется моментом прихода на вход "Запуск" управляющего импульса. При этом на соответствующем выходе блока 15 управления появляется последовательность тактовых импульсов разрешающая потактное прохождение результатов побитных сравнений с выходов схем совпадений группы 11 на суммирующие входы соответствующих счетчиков группы 12. В момент переполнения одного из счетчиков появившийся на его выходе импульс переноса пересылается в блок 15 управления, в ответ на что прекращается подача тактовых импульсов на стробирующие входы схем совпадения группы

11 и таким образом прерывается счет, ведущийся счетчиками группы 12, Дешифратор

13 формирует на выходах код, соответствующий номеру канала переполнившегося счетчика, и результат дешифрации высвечивается на индикаторе 14. После чего по формуле Лт= А ТО, где А — номер канала переполнившегося счетчика, вычисляют время задержки Лr.

Предлагаемый анализатор методом корреляционного оценивания вычисляет время задержки Лт между одноименными точками сигналов с X(t)/dt и бУ(с)/dt. Измерение величины временного сдвига между

dX(t)/dt и dY(t)/dt позволяет однозначно установить факт наличия гемодинамических нарушений, а также определить степень их тяжести, причем чем ярче выражена окклюзия, тем на большую величину сдвинут центральный взаимокорреляционный пик исследуемых дифференциальных реовазоси гналов (фиг, 3). Действительно, при нарушении проходимости уменьшается величина расхода крови в пораженных сосудах по сравнению со здоровыми. В свою очередь изменение скорости кровенаполнения приводит как к изменению наклона анакроты реовазосигнала, так и к смещению во времени вершин дифференциальной реовазограммы по сравнению с положением вершин для сосудов здоровой конечности. Следовательно, если сравнить результаты корреляционного анализа дифференциальных реовазосигналов, снятых с обеих конечностей с симметричных участков у пациентов со здоровыми сосудами— кривая R<(r) и у пациента с нарушенной проходимостью сосудов кривая В2(t) (фиг. 3), то можно легко убедиться в том, что пики кривых К1(т) и Вг(т) смещены на величину Лт, или аналогично функция В2(т) оказывается сдвинутой относительно условного начала координат на величину Лт, что и вычисляет предлагаемый анализатор.

После окончания одного цикла вычислений на вход "RST" подают импульс обнуления, переводящий всю последовательную логику анализатора в исходное(нулевое) состояние, Начало следующего цикла определяется моментом прихода на вход "Запуск" очередного управляющего импульса, По завершении первого цикла при неизвестном знаке Лт для получения однозначной оценки необходимо провести повторный цикл с реверсированием исследуемых сигналов.

Так, если в ходе первого цикла вычислений на входе "Реверс" анализатора (управляющий вход коммутатора 9) присутствует уровень логического нуля, то во втором цикле устанавливают уровень логической единицы и наоборот, По итогам двух циклов, а следовательно, из двух полученных результатов выбирают наименьший, который и является истинным временем искомой задержки, Блок 15 управления (фиг. 2) обеспечивает в ответ на запус àþùèé импульс подачу на тактовые входы схем совпадения группы

11 тактовых импульсов. Переполнение в результате счета одного из счетчиков группы

12 приводит к появлению на выходе элемента К ИЛИ 20 высокого логического уровня, в связи с чем триггер 17 также устанавливается в логическую единицу, прерывая таким образом - поступление тактовых импульсов на тактовые входы схем совпадений группы 11, Злемент 18 задержки с временем задержки (0,001 — 0,1)Т, необходим для развязки во времени моментов переключения регистра 10 и моментов взятий выборок (стробирования), Период следования тактовых импульсов

"CLK" определяет разрешающую способность анализатора и при заданном диапазоне ЛТ измерений Лт и числе N разрядов регистра 10 может быть вычислен из отноЛТ шения Т вЂ” „. Считается, что N-разрядный регистр сдвига образует N — 1 задержанных сигналов. Число разрядов счетчиков группы 12 при известном То выбирают исходя из требуемой длительности интервала tH наблюдения из условия: tH =

=Т (2 — 1), Разумеется, что воздействие помех, приводящих к подавлению полезного сигнала до уровня логического нуля, приводит к сдвигу во времени моментов переполнения счетчиков и тем самым к случайному увеличению tH в течение данного цикла. С другой стороны, время tH может быть выбрано и по известному числу m сравниваемых в процессе вычислений реовазокомплексов.

1602454 фронтов, кроме того, введены коммутатор, Так, если средняя длительность периода следования реовазокомплексов.равна Тр, то

tH = AlTp.

Таким образом, благодаря автоматической обработке данных анализатор реовазосигналов позволяет повысить оперативность и объективность обследования пациента на предмет наличия сосудов с нарушенной проходимостью.

Й-разрядный регистр сдвига, группа из N стробируемых схем совпадений, группа из

N счетчиков и блок управления, первый вход которого служит запускающим входом ана-. лизатора, тактовым входом которого служат объединенные тактовый вход N-разрядного регистра сдвига и второй вход блока управления, третий вход которого объединен с обнуляющим входом N-разрядного регистра сдвига и служит входом сброса анализатора, выходы дифференциаторов каждого

Формула изобретения

&т " "еелтюлмАР (рлеиенвою Xf

Составитель ДДанилов

Техред M,Ìîðãåíòàë

Редактор С.Лисина

Корректор Н.Ревская

Заказ 3340 Тираж 554 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101

Анализатор реовазосигналов для индикации наличия сосудов с нарушенной проходимостью, состоящий из первого и второго каналов, каждый из которых содержит генератор высокой частоты, усилитель высокой частоты, амплитудный демодулятор, дифференциатор, двэ токовых электрода и два измерительных электрода, кроме того, анализатор содержит последовательно соединенные дешифратор и индикатор, измерительные электроды подключены к информационным входам усилителя высокой частоты, выход которого соединен с входом амплитудного демодулятора, выход которого соединен с входом дифференциатора, выход которого является выходом соответствующего канала, токовые электроды подключены к выходам генератора высокой частоты, отличающийся тем,что,с целью повышения оперативности обследования, в него введены первый и второй формирователи импульсов, каждый из которых содержит последовательно соединенные компаратор и дискриминатор передних из каналов соединены с входами соответствующих формирователей импульсов, выходы

15 которых подключены к соответствующим входам коммутатора, первый выход которого соединен с информационным входом Кразрядного регистра сдвига, а второй выход соединен с объединенными первыми ин20 формационными входами N стробируемых схем совпадений группы, вторые информационные входы которых подключены к соответствующим разрядным выходам

N-разрядного регистра сдвига, тактовые

25 входы N стробируемых схем совпадения группы объединены и подключены к выходу блока управления, четвертый N-разрядный вход которого объединен с соответствующими входами дешифратора и подключен к

30 выходам переполнения соответствующих N счетчиков группы, суммирующие входы которых соединены с выходами соответствующих N стробируемых схем совпадений группы, обнуляющие входы N счетчиков

35 группы обьединены и подключены к входу сброса анализатора,