Фотоплетизмограф

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (sl)s А 61 В 5/0295

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) У

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

f!Ai 1

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4793436/14 (22) 20.02.90 (46) 15.06.93. Бюл. М 22 (71) Брестское производственное объединение средств вычислительной техники и Минский государственный медицинский институт (72) С.Г.Бойко, А.С.Наумович; П.И.Сидорик и С.А.Золотой (56) Авторское свидетельство СССР

М 1393390,.кл. А 61 В 5/02, 1986. (54) ФОТОПЛЕТИЗМОГРАФ (57) Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано при ди„„ЯЦ „„1821134 А1 агностике состояния сердечно-сосудистой системы человека при проведении физиотерапевтических процедур. Цель изобретения — повышение точности определения параметров кровенаполнения при работе в условиях сильных электромагнитных помех.

Фотоплетизмограф содержит источник 1 излучения, модулятор 2, фотоприемник 3, предварительный усилитель 4, инвертор 5, генератор 6, интегратор обратной связи 7, ключи 8 и 9, блок управления 10, интегратор

11, устройство выборки-хранения 12, фильтр 13 блок обработки 14, регистратор

15. 6 ил.

1821134

Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано при диагностике состояния сердечно-сосудистой системы человека при проведении физиотерапевтических процедур. 5

Цель изобретения — повышение точности определения параметров кровенаполнения при работе в условиях сильных электромагнитных помех.

На фиг. I представлена функциональная 10 схема устройства; на фиг.2 и 3- временные диаграммы и функциональная схема блока управления; на фиг.4, 5, 6 — функциональные схемы модулятора, интегратора и интегратора обратной связи. 15

Фотоплетизмограф содержит источник излучения 1. модулятор 2, фотоприемник 3, предварительный усилитель 4, инвертбр 5, генератор 6, интегратор 7 обратной связи, ключи 8 и 9, блок 10 управления, интегратор 20

11, блок выборки-хранения 12, блок 14 обработки, регистратор 15, причем выход фотоприемника 3 подключен ко входу предварительного усилителя 4, выход которого соединен через первый ключ 8, а также 25 инвертор 5 и второй ключ 9 с.первым и вторым входами интегратора 11, выход которого через блок 12 выборки-хранения, фильтр 13,блок 14 обработки подключен ко входу регистратора 15, выход блока выбор- 30 ки-хранения 12 соединен через интегратор

7 обратной связи и модулятор 2 со входом излучателя 1, выход генератора 6 подключен через блок управления 10 ко вторым входам модулятора 2 и ключа 8, третий и 35 четвертый выходы которого подключены к управляющим входам интегратора 11 и блок

12 выборки-хранения.

В качестве излучателя 1 может быть использован светодиод типа АЛ f07, а в каче- 40 стве фотоприемника 3 — фотодиод ФД9К..

Предварительный усилитель 4 может быть выполнен по схеме преобразователя типа ток-напряжение на основе операционного усилителя. В качестве блока 12 — стан- 45 дартная микросхема КР 1100 СК2.

Модулятор, 2 может быть выполнен в виде последовательного включения ключа

22 и усилителя 23 постоянного тока (см,фиг.4), 50

Функциональтная схема блока 10 управления представлена на фиг,3 и содержит счетчик 16, дешифратор 17 и элементы 18-21

ИЛИ. Временные диаграммы работы блока

10 управления представлены на фиг,2.

Интегратор 11 может быть выполнен по известной схеме на основе операционного усилителя с двумя входами (см.фиг.3), отличающимися в два раза по постоянной времени и нтегрирования. По входу 1 постоянная времени равна РС, по входу 2—

2РС. Вход 3 предназначен для управления ключом К, разряжающим конденсатор С.

Интегратор 7 обратной связи выполняется также по известной схеме на основе операционного усилителя (см.фиг.6), но с источником опорного напряжения ИОН на неинвертирующем входе ОУ.

В качестве блока обработки может быть использована микроЭВМ типа ДВК2М с соответствующими интерфейсами связи с объектом (АЦП и ЦАП).

В качестве регистратора — самописец 6

ЕК4.

Фотоплетизмограф работает следующим образом.

Импульс с первого выхода блока 10 управления включает источник 1 света и ключ

8. При этом на первый вход интегратора 11 подается полезный сигнал с внешней засветкой в течение действия управляющего импульса, Импульсом со второго выхода блока 10 управления включается ключ 9, через который на второй вход интегратора 11 подается инвертированный сигнал в период времени, когда источник света 1 выключен, Как видно из временной диаграммы фиг,2 ключ 9 подает на интегратор 11 сигнал внешней засветки до и после выборки суммарного с засветкой сигнала, Второй вход суммирующего интегратора 11 имеет в два раза меньший весовой коэффициент по сравнению с первым входом, тем самым обеспечивается вычисление среднего арифметического при накоплении сигнала засветки за два интервала. Таким образом, на суммирующем интеграторе 11 реализуется соотношение (3), Импульс с четвертого выхода блока 10 управления включает блок 12 выборки-хранения, производящего выборку результата интегрирования, импульс с третьего выхода блока 10 управления обнуляет интегратор, подГотавливая его к следующему циклу работы.

На выходе блока 12 имеем непрерывный аналоговый сигнал, отображающий изменения оптической плотности исследуемого участка ткани, интегратор 7 обратной связи выполняет функцию стабилизации несущей составляющей сигнала на заданном уровне за счет управления интенсивностью светового потока источника света 1 через модулятор 2, Сигнал с выхода УВХ 12 поступает через фильтр 13 низкой частоты в блок 14 обработки, где рассчитываются временные и амплитудные показатели кривой пульса.

Результаты обработки, а также сама кривая пульса отражаются на регистраторе

15.

1821134

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет сушественно повысить точность определения параметров кровенаполнения в условиях сильных электромагнитных помех, что расширяет область применения фотоплетизмографа.

Формула изобретения

Фотоплетизмограф, содержащий источник излучения, фотоприемник, выход которого соединен с входом предварительного усилителя, последовательно соединенные блок выборки-хранения и фильтр, а также блок управления, два ключа, генератор и резистор, отл ича ющи и с я тем, что, с целью повышения точности определения параметров кровенаполнения при работе в условиях сильных электромагнитных помех, в него введены два интегратора, модулятор и инвертор, при этом предварительный усилитель через первый ключ подключен к первому входу первого интегратора и к инвертору, выход которого соединен с первым входом второго

5 ключа, выход которого подключен к второму входу первого интегратора, выход блока выборки-хранения через второй интегратор соединен с первым входом модулятора, выход которого соединен с источником излуче10 ния, генератор подключен к блоку управления, первый выход которого соединен с вторыми входами модулятора и первого ключа, а второй, третий и четвертый выходы блока управления подключены соот15 ветственно к второму входу второго ключа, к третьему входу первого интегратора и к второму. входу блока выборки-хранения. а фильтр через блок обработки соединен с регистратором.

1821134

Составитель Н.Вашковская

Техред M.Ìoðãåíòàï Корректор О.Густи

Редактор

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

Заказ 2074 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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