Устройство для определения показателей гемодинамики

 

Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано для неинеазивного определения показателей давления крови, скорости распространения пульсовой волны, а также амплитудно-временных показателей перераспределения крови артериального и венозного отделов кровеносного русла конечности. Целью изобретения является повышение помехозащищенности и расширение функциональных возможностей за счет дополнительного определения скорости распространения пульсовой волны и амплитудно-временных параметров перераспределения крови при окклюзии. Устройство содержит два блока 1, 7 управления, два блока 2, 8 компрессионного воздействия, два преобразователя 4, 10 давления в электрический сигнал, проксимальную манжету 3, дистальную манжету 9, датчик 5 тонов Короткова, блок 6 выделения тонов Короткова. датчик 11 пульса , блок 12 выделения пульсового сигнала, пиковый детектор 13, блок 14 выделения осцилляции давления, детектор 15 отсутствия осцилляции, блок 16 памяти, блок 17 сравнения, блок 18 измерения временных интервалов, вычислительный блок 19 и блок 20 отображения информации. 13 ил. С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5П5 А 61 В 5/02

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ЬЭ

00 V ! О (21) 4672835/14 (22) 03.04.89 (46) 23.07;93. Бюл. hh 27 (71) Специальное конструкторско-технологическое бюро "Биофизприбор" (72) С.С.Рвачев, А.С.Седюков, А.В.Чащин и В,M.Ùåðáàêîâ (56) Патент США hh 4328810, кл. А 61 В 5/02, 1982, Патент ФРГ М 2821037, кл. А 61 В 5/02.

1980. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

ПОКАЗАТЕЛЕЙ ГИПОДИНАМИКИ (57) Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано для неинваэивного определения показателей давления крови, скорости распространения пульсовой волны. а также амплитудно-временных показателей перераспределения крови артериального и венозного отделов.. Ы„„1828740 А1 кровеносного русла конечности. Целью изобретения является повышение помехозащищенности и расширение функциональных воэможностей за счет дополнительного определения скорости распространения пульсовой волны и амплитудно-временных параметров перераспределения крови при окклюзии. Устройство содержит два блока 1, 7 управления, два блока 2, 8 компрессионного воздействия, два преобразователя 4, 10 давления в электрический сигнал, проксимальную манжету 3, дистальную манжету 9, датчик 5 тонов Короткова, блок 6 выделения тонов Короткова, датчик 11 пульса, блок 12 выделения пульсового сигнала, пиковый детектор 13, блок 14 выделения осцилляций давления, детектор 15 отсутствия осцилляций, блок 16 памяти, блок 17 сравнения, блок 18 измерения временных интервалов, вычислительный блок 19 и блок

20 отображения информации, 13 ил, 1828740

Изобретение относится к медицинской технике; а именно к уСтрайствам для неинвэзивнога определения показателей кровяного давления, скорости распространения пульсовай волны на периферическом участке артериального русла, а также амплитудновременных показателей перераспределения крови в периферических сосудах артериального и веназнога отделов кровеносного русла конечности, Цель изобретения — повышение помехозащищенности и расширение функциональных вазможностей за счет дополнительного определения скорости распространения пульсовой волны и амплитудно-временных параметров перераспределения крови при окклюзии.

На фиг. 1 изображена структурная схема предлагаемого устройства для определения показателей гемодинамики; на фиг, 2— первый блок управления; на фиг. 3 — первый блок компрессионного воздействия; на фиг, 4 — второй блок управления на фиг, 5 — вто.рой блок компрессионного воздействия; на фиг. 6 — блок выделения тонов Короткова; на фиг. 7 — блок выделения пульсового сигнала; на фиг. 8 — детектор отсутствия осцилляций; на фиг. 9 — блок сравнения: на фиг. 10 — блок измерения временных интервалов; на фиг.

11 — блок вычислений; на фиг, 12 и 13— временные диаграммы сигналов, возникающих при проведении измерительного процесса предлагаемым устройством, Предлагаемое устройство для определения показателей гемодинамики (фиг. 1) содержит блок 1 управления, блак 2 компрессионного воздействия, манжету 3, располагаемую праксимально, преобразователь 4 давления в электрический сигнал, датчик 5 тонов Короткова, блок 6 выделения тонов Короткова, блок 7 управления, блок 8 компрессионного воздействия, манжету 9, распалагаемую дистально, преобразователь 10 давления в электрический сигнал, датчик 11 пульса, блок 12 выделения пульсового сигнала, пиковый детектор 13, блок

14 выделения осцилляций давления, детектор 15 отсутствия осцилляций, блок 16 памяти, блок 17 сравнения, блок 18 измерения временных интервалов, блок 19 вычислений, блок 20 отображения информации и логический элемент ИЛИ 21. блок 1 управления (фиг. 2) содержит управляемый делитель 22 напряжения, управляемый инвертор 23, электронный ключ 24, интегратор 25 со сбросом. блок 26 сравнения, сумматор 27, источник 28 опорного напряжения, логический элемент ИЛИ 29, четыре триггера 30, 31, 32, 33, блок 34 вычитания и усилитель 35 мощности.

Блок 2 компрессионного воздействия (фиг. 3) содержит источник 36 давления, пневмореле 37 нормальноэакрытое и электраупрэвляемый пневморезистор 38.

Блок 7 управления (фиг. 4) содержит генератор 39 линейно изменяющегося напряжения, два блока 40 и 41 вычитания, два .. электронных ключа 42 и 43, ПИД-регулятор

44 с усилителем мощности, блок 45 временной задержки, амплитудный детектор 46 со сбросом, блок 47 памяти, компаратор 48,, два логических элемента И 49 и 50, логический элемент ИЛИ 51 и три триггера 52, 53 и 54, 15 Блок 8 компрессионного воздействия (фиг, 5) содержит источник 55 давления, пневмореле 56 нормальназакрытое и электроупрвляемый пневморезистор 57.

Блок б выделения тонов Короткова (фиг. б) содержит усилитель 58, источник 59 опорного напряжения, компарэтар 60, два формирователя 61 и 62 импульсов, три триггера

63, 64 и. 65, логический элемент ИЛИ 66 и три о логических элемента И 67, 68 и 69, Датчик 11 пульса выполнен на основе светодиодного излучателя 70 и фатадиодного приемника 71, Блок 12 выделения пульсового сигнала (фиг. 7) содержит усилитель 72, источник 73

30 опорного напряжения, компаратор 74 и формирователь 75 импульсов. Структурная схема блока 14 выделения осцилляций давления аналогична структурной схеме блока

12 выделения пульсового сигнала.

35 Детектор 15 отсутствия осцилляций (фиг. 8) содержит преобразователь 76 частота-напряжение, источник 77 опорного напряжения, компаратор 78 и формирователь

79 импульсов.

40 Блок 17 сравнения (фиг. 9) содержит два делителя 80 и 81 напряжения, два компаратора 82 и 83 и два формирователя 84 и 85 импул ьсов.

Блок 18 измерения временных интервалов (фиг, 10) содержит генератор 86 импульсов образцовой частоты, делитель 87 частоты, четыре измерителя 88, 89, 90 и 91 временных интервалов и блок 92 сравнения.

В свою очередь, каждый из измерителей 88, 50 89. 90 и 91 временных интервалов содержит логический элемент И 93, триггер 94 и счетчик 95 импульсов, Блок 19 вычислений (фиг. 11) содержит регулируемый источник 96 опорного напря55 жения, цифрауправляемое сопротивление

97. резистор 98 и аналого-цифровой преобразователь 99.

Предлагаемое устройгтво для определения показателей гемадинэмики работает следующим образам.

1828740

20

50

Предварительно на плече обследуемого оборачивается окклюзионная плечевая манжета 3. Датчик 5 тонов Короткова располагается во внутреннем кармане манжеты 3, на ее дистальном крае. Манжета 3 должна быть обернута таким образом, чтобы датчик

5 тонов Короткова располагался над плечевой артерией вблизи локтевого сгиба.

Кроме того, на одном из пальцев той же руки располагается дистальная (пальцевая) манжета 9, в которой укреплены светодиод и фотодиод, которые вместе с соответствующим внешним электронным обрамлением представляют соответственно светодиодный излучатель 70 и фотодиодный приемник

71. Пальцевая манжета 9 располагается на второй фаланге пальца таким образом, чтобы светодиод и фотодиод были обращены в сторону к поверхности пальца и на фотодиод попадал проходящий через кровеносные сосуды пальца свет от светодиода.

Ручкой регулировки блок 19 вычислений устанавливается значение протяженности {L) участков от датчика тонов

Короткова 5 до пальцевой манжеты 9 (это расстояние предварительно измеряется обыкновенной линейной; достаточная точность измерения + 1 см), После подачи требуемых питаюших напряжений на все блоки предлагаемого устройства оно готово к проведению измерительного процесса, который начинается при подаче каждой команды "Пуск" на устройство для определения показателей гемодинамики. При этом пиковый детектор 13, блок 16 выделения тонов Короткова и блок

20 отображения информации устанавливается в свое исходное состояние: на выходе пикового детектора 13 устанавливается напряжение 0 В; индикаторы блока 20 обнуляются: блок 16 выделения тонов Короткова устанавливается в режим ожидания выделения тонов Короткова, Кроме того, в блоке 7 управления формируются сигналы, управляющие блоком 8 компрессионного воздействия. Блок 8 компрессионного воздействия в соответствии с управляющими сигналами обеспечивает линейный подьем давления в пальцевой манжете 9 (фиг. 12а, участок 1).

По мере повышения давления в пальцевой манжете 9 происходит рост амплитуды пульсаций обьемных изменений кровеносных сосудов пальца под манжетой, что регистрируется с помощью датчика 11 пульса (фиг, ,2á, участок 1), В блоке 7 управления про»зводится сопоставления амплитудных значений этих пульсаций, возникающих е соседних циклах сердечных сокращений и выделяется момент появления максимальной (мах) амплитуды пульсаций (фиг, 126» участок 1),:. ыделение каждого цикла сердечногс сокрз цения осуществляется блоком 12 аы,»еления пульсового сигнала и в виде импульсов эта информация передается в блок 7 управления. Значение максимальной амплитуды пульсаций объемных изменений кровеносных сосудов запоминается в блоке 7 управления и в нем же замыкается следящая система управления давлением в манжете 9, которая стаби.",изирует кровенаполнение сосудов пальца на уровне запомненной амплитуды.

При этом происходит непрерывное иэм»енение давления в манжете 9, постоянно создающее ненагруженное состояние стенки артериальных сосудов пальца (2, 7), Это давление уравновешивает артериальное давление в пальце (2) и через преобразователь 10 давления в электрический сигнал передается на регистр блока 20 отображения информации.

Кроме того, пиковым детектором 13 определяется напряжение на выходе преобразователя 10, которое пропорционально максимальному систолическому давлению в сосудах пальца Р сист. в пальце (фиг. 12в, участок .); на вь ходе блока 14 выделения осцилляций давления формируются импульсы с каждой пульсовой волной давления, регистрируемой преобразователем,0.

При выделении максимальной амплитуды пульсаций объемных изменений кровеносныхх сосудов пальца в блоке 7 управления формируется команда, поступа.ощая на блок 1 управления. Па этой кок анде блок 1 управления задает через блс., 12 компрессионного воздействия быс ый подъем давления в плечевой манжете 3, со— здаваемого блоком 2 компрессионного воздействия (фиг. 12в, участок ll). Контроль за изменениями давления в манжете 3 производится блоком 1 управления по сигналам обратной связи от преобразователя 4 дарения в электрический сигнал. В блоке 1 управления производится сравнение уровня достигнутого давления в ь анжете 3 с уровнем Рсист. впальце. Приэтомростдавления в манжете 3 п рекрагцается и будет оставаться на постоянном уровне при давлении в манжете равным Рсист. в пальце + 20 мм рт.ст. (фиг. 12в, участок Ill).

При достижении давления в манжете 3 уровня систолического артериального давления в плечевой артерии прекращается поступление крови в периферическую область конечности. В этот момент на выходе блока

14 выделения осцилляций давления прекращаются сигналы, соответствующие пульсовым волнам давления. Детектором 15 отсутствия осцилляций определяется это

1828740 состояние кровообращения и формируется команда включающая измеритель 88 временных интервалов блока 18 измерения временных интервалов.

После остановки кровообращения в ко- 5 нечности наблюдается спад кровяного давления в ее артериальном русле (фиг. 12а, участки III u IV). Спад происходит за счет перераспределения крови между артериальной, венозной и капиллярной сетью со- 10 судов и обусловлен перепадом кровяного давления между ними. Характер спада связан с соотношением объемов артериально-. .го и венозного русла, их исходным кровенапопнением, зависит от пери- 15 ферического сопротивления сосудов и асимптотически приближается к уровню венозного давления. Отмеченный спад и последующие изменения кровяного давления регистрируются преобразователем 10 20 давления (фиг, 12а, участки 1и и И) и этот процесс отображается на регистраторе блока 20.

Текущее давление в манжете 9, регистрируемое преобразователем 10, сопостав- 25 ляется со значением Р сист. в пальце на выходе пикового детектора 13. Это осуществляется в блоке 17 сравнения. В момент времени, когда регистрируемое на спаде давление достигнет уровня Рсист. в пальце 30 на соответствующем выходе блока 17 сравнения формируется команда, останавливающая счет времени в измерителе 88 временных интервалов блока 18 измерения временных интервалов, Зафиксированное 35 измерителем 88 временных интервалов блока 18 время г1* (фиг. 12а) представляет собой меру длительности переходного процесса перераспределения крови между артериальным и венозным руслами в конеч- 40 ности после прекращения поступления в нее артериальной крови. Измеренное значение rj* выводится на соответствующий индикатор блока 20 отображения информации. 45

8 блоке 18 измерения временных интервалов выделяется момент времени 3 г1* (фиг. 12а) от момента прекращения кровообращения в конечности и формируется сигнал, поступающий на блок 1 управления, 50 блок 6 выделения тонов Короткова, блок 16 памяти и на блок 20 отображения информации. При этом на соответствующем .индикаторе блока 20 и в блоке

16 памяти фиксируется значение текущего 55 давления Рз т * (фиг. 12а, участки ill и IV) в пальцевой манжете 9, которое соответствует кровяному давлению е данный момент в кровеносных сосудах пальца, Кроме того, указанным сигналом от блока 18 определения временных интервалов включается в блоке 1 управления процесс, управляющий через блок 2 компрессионного воздействия спадом давления в плечевой манжете 3 (фиг, 12в, участки И и V) и разрешается выделение тонов Короткова в блоке

6 выделения тонов Короткова, Блок 1 управления через блок 2 компрессионного воздействия обеспечивает линейное снижение давления в манжете 3.

В процессе декомпрессии воздуха в плечевой манжете 3 достигается уровень верхнего артериального давления в плечевой артерии Рсист, пп.арт. (фиг, 12в, участки

IV и V). Этот момент определяется при возникновении первого тона Короткова, выделяемого блоком 6 выделения тонов

Короткова (фиг. 12д), По соответствующему сигналу от блока

6 выделения тонов Короткова в блоке 20 отображения информации регистрируется давление в плечевой манжете 3 и индицируется в нем как P сист.пп.арт. и, кроме того, включается счет времени измерителями 89 и 90 временных интервалов блок 18 измерения временных интервалов.

Как следствие открытия просвета плечевой артерии, пупьсовые волны артериального давления начнут проходить до кровеносных сосудов пальца, что обнаруживается блокам 14 выделения осцилляций давления. Дри этом по сигналу первой выделенной пульсовой волны прекращается счет времени измерителем 89 временных интервалов блока 18 измерения временных интервалов. Зафиксированный временной интервал Ь|(фиг. 13) преобразуется в блоке

19 вычисления и отображается на соответствующем индикаторе блока 20 отображения информации в виде скорости (С) распространения пульсовой волны на участке артериального русла от датчика 5 тонов

Короткова до пальцевой манжеты 9, Этот измеренный показатель характеризует упpyro-вязкие свойства артериального сосуда (8).

По мере прохождения пульсовых волн артериального давления в периферическую область артериальной системы происходит процесс наполнения ее кровью, в результате чего с каждым пупьсовым ударом возрастает кровяное давление s сосудах пальца.

В момент времени, когда значение пульсирующего давления крови достигнет уровня равного Р з т1* ехр, в блоке 17 сравнения формируется команда. останавливающая счет времени х2* в измерителе 90 временных интервалов блока 18 измерения вре1828740 менных интервалов. Зафиксированное измерителем 90 временных интервалов блока 18 время т2* (фиг. 12а, участок V) представляет собой меру длительности переходного процесса восстановления артериального давле- 5 ния после процесса его уравновешивания с венозным давлением в конечности. Время т * зависит от объема артериального русла конечности, его кровенаполнения в момент начала восстановления кровотока и от перифериче- 10 ского сопротивления кровотоку в артериальном русле конечности. Измеренное значение

tz* выводится на соответствующий индикаАр блока 20 отображений информации.

По мере проходящего линейного спада 15 давления в плечевой манжете 3 возникает серия тонов Короткова,: регистрируемых датчиком 5 тонов Короткова (фиг, 12г) и достигается уровень давления, соответствующий нижнему артериальному давлению в 20 плечевой артерии (фиг. 12в, участки Ч, Vl}.

При этом в блоке 6 выделения тонов Короткова обнаруживается последний тон (фиг.

12е) и формируется команда об окончании измерительного цикла, поступающая на 25 блок 20 отображения информации и на логический элемент ИЛИ 21, На индикаторе блока 20 отображения информации, отображающем диастолическое давление в плечевой артерии, фиксируется текущее значение 30 давления в плечевой манжете 3. Коме того, команда окончания измерительного цикла через логический элемент ИЛИ 21 передается на блоки 1 и 7, которые обеспечивают через блоки 2 и 8 сброс давления соответст- 35 венно в пальцевой и плечевой манжетах 9 и

3 (фиг. 12, а, в, участок IV). Этим заканчивается полный измерительный цикл, Сброс давления s манжетах может быть произведен по команде "сброс" в экстрен- 40 ных случаях на любом из этапов измерительного цикла.

По окончании полного измерительного цикла, проведенного предлагаемым устройством определения показателей гемодинами- 45 ки в автоматическом режиме, на цифровых индикаторах блока 20 отображения зафиксированы: — показатели систолического и диастолического артериального давления в 50 разных участках артериального русла руки (Рсист.пл.арт., Рдиаст.пл,арт., Рсист.пал.арт.)1 — показатель кровяного давления Рз t<*, достигнутый при уравновешивании артериального и венозного давления в процессе 55 перераспределения крови между артериальным и венозным руслом в конечности; — постоянная времени гт" уравновешивания артериального и венозного давления при перераспределении крови между артериальным и венозным руслом в конечности после остановки кровообращений в ней; — постоянная времени т восстановления кровообращения в артериальном русле конечности после уравновешивания артериальногоо и венозного давлений в ней; — скорость (С) распространения пульсовой волны в артериальном русле конечности на участке от локтевой ямки до пальца, Кроме того, в результате проведенного измерительного процесса, на регистраторе блока 20 отображения информации представлвны осциллограммы, отражающие его основные этапы (фиг. 12). Из этих. осциллограмм, при необходимости, могут быть определены частота сердечных сокращений (ЧСС). значения среднего(Рср) и диастолического (Рдиаст пальца) артериального давления в пальцевых артериях и характерные особенности кривой непрерывного изменения артериального давления в пальце (например, положение инцизурь|), время анакротического подъема кривой артериального давления и др,).

Ввиду того, что временные показатели перераспределения крови между сосу.дами артериального и веноэного русла определялись в период прекращения кровообращения е конечности и исключалась непосредственно связь кровеносной системы конечности из контура центральной гемодинамики, на результаты определеиия показателей т1* и Рз t1* не оказывают влияния артефакты, связанные с волнами третьего порядка, дыхательными волна"..и артериального давления и шевелениями тела человека, " Ниже приводится описание работы отдельных блоков предлагаемого устройства для определения показателей гемодинамики, Блок 1 управления (фиг. 2) функционирует следующим образом, При поступлении на вход 2 блока 1 управления прямоугольного импульса триггеры 30, 31,.32, 33 устанавливаются в единичное состояние, а интегратор 25 со сбросом разблокируется, При этом с помощью управляемого делителя 22 напряжения, управляемого инвертора 23 и интегратора 25 со сбросом обеспечивается линейное нарастание напряжения на выхо-, де интегратора 25 со сбросом, Скорость нарастания напряжения -пропорциональна постоянной времени, определяемой времязадающими элементами интегратора 25 и выходным напряжением управляемого делителя 22 напряжения.

1828740

40

Рост напряжения на выходе интегратора 25 будет продолжаться до тех пор, пока не сработает блок 26 сравнения, в котором производится сравнение уровня напряжения на входе 5 блока 1 управления и выход= ного напряжения сумматора 27.

В сумматоре 27 суммируются напряжение. поступающее на вход 4 блока 1 управления, и постоянное напряжение с выхода источника 28 опорного напряжения.

При срабатывании блок 26 сравнения триггер 30 сбрасывается в нулевое состояние и электронный ключ 24 переключается в непроводящее состояние. На выходе интегратора 25 со сбросом будет сохраняться постоянным достигнутый к этому времени уровень напряжения. С приходом прямоугольного импульса на вход 3 блока 1 управления триггер ЗО устанавливается в единичное состояние, а триггеры 31 и 32 сбрасываются. При этом электронный ключ 24 возвращается в проводящее состояние, на выходе управляемого делителя 22 напряжения происходит изменение величины выходного напряжения, изменяется полярность напряжения на выходе управляемого инвертора 23 и начинается линейный спад напряжения на выходе интегратора 25 со сбросом. Этот спад напряжения будет продолжаться до появления блокирующего сигнала на входе 1 блока 1 управления. Тогда на выходе интегратора

25 со сбросом установится уровень напряжения 0 В.

Напряжение на: выходе интегратора 25 со сбросом постоянно сопоставляется в блоке 1 управления с приходящим на его пятый вход внешним сигналом от преобразователя давления в напряжение. В блоке

34 формируется разностный сигнал между ними, который усиливается по мощности усилителем 35 и управляет состоянием электроуправляемого пневморезистора 38 блока 2 компрессионного воздействия (фиг, 3), Блок 2 компрессионного воздействия (фиг. 3) функционирует следующим образом.

При подаче питающего напряжения на обмотку нормальнозакрытого пневмореле

37 оно отрывается и воздух от источника 36 под давлением передается к преобразователю 4 давления и манжете 3. Электрический сигнал. подаваемый от усилителя 35 мощности (фиг, 2) на обмотку электроуправляемого пневморезистора 38, управляет шириной зазора между его соплом и заслонкой, Тем самым меняется величина пневмосопротивления для проходящего через него воздуха и соответственно производится управление давлением в манжете 3.

При снятии питающего напряжения с обмотки пневмореле 37 оно приходит в исходное состояние (закрывается), При этом исключается пневматическая связь источника 36 давления с манжетой 3 (фиг. 1).

Блок 7 упраления (фиг. 4) функционирует следующим образом, При поступлении на устройство 2 управления команды "Пуск" триггер 54 устанавливается в единичиное состояние, а триггер 53 сбрасывается в нулевое состояние. При этом подается питающее напряжение на пневмореле 56 блока 8 (фиг, 5) и разблокируется генератор 39 линейно изменяющегося напряжения: на его выходе начинает линейно повышаться напряжение. Кроме того, на втором входе блока 7 управления также начинается рост напряжения. Таким образом, выделяется замкнутая система автоматического регулирования давления в манжете 9 (фиг, 1), в которой задается линейно изменяющееся давление, В ней напряжение на втором входе блока 7 управления является сигналом обратной связи о величине давления в манжете 9, Это напряжение сопоставляется с задающим

30. напряжением с.помощью блока 40 вычитания. Разностный сигнал с выхода блока 40 проходит через электронный ключ 42, корректируется и усиливается в блоке 44 ПИДрегулятора с усилителем мощности и подается к электроуправляемому пневморезистору 57.

По мере повышения напряжения на втором входе блока 7 управления происходит рост амплитуды осцилляций сигнала, поступающего на вход 4 блока 7.

На вход 3 блока 7 управления поступают импульсные сигналы с блока 12 выделения пульсового сигнала (фиг. 1). В амплитудном детекторе 46 со сбросом фиксируется амплитудное значение каждой осцилляции и проводится сброс напряжения на его выходе по сигналам, поступающим на вход 3. задержанных в блоке 45 временной задержки, В блоке 47 памяти осуществляется выборка и хранение информации, поступающей на него от амплитудного детектора 46.

Выборка проходит по сигналам, поступающим на вход 3 блока 7 управления.

Амплитудный детектор 4б со сбросом и блок 47 памяти. вы пол нен ы по известным схемам (9).

В компараторе 48 производится сравнение текущего значения сигнала, поступа1828740 ющего на входе 4 блока 7 управления с выходными сигналами блока 47 памяти.

В период, когда при очередной осцилляции на входе 4 блока 7 управления ее амплитуда будет меньше уровня напряжения на выходе блока 47 памяти, компаратор 48 не сработает. При этом сигнал на входе 3 блока

7 управления пройдет через логический элемент И. 50 и установит триггер 53 в единичное состояние. Тогда электронный ключ 42 установится в непроводящее состояние, а электронный ключ 43 — в проводящее и, кроме того, через логический элемент И 49 прекратится прохождение сигналов, поступающих на входе 3 блока 7 управления.

С этого момента функционирует замкнутая система автоматического регулирования, отслеживающая за постоянством сигнала на четвертом входе блока 7 управления и стабилизирующего его на уровне выходного сигнала блока 47 памяти. В ней разностный сигнал между входными напряжениями на вычитающем блоке 41 проходит через электронный ключ 43, корректируется и усиливается в блоке 44 ПИД-регулятора с усилителем мощности и подается на электроуправляемый пневморезистор. Сигналом обратной связи на этот сформированный сигнал являются изменения сигнала на входе 4 блока 7 управления.

С приходом от элемента 21 на блок 7 управления команды "Сброс" триггеры 53 и

54 сбрасываются в нулевое состояние. При этом снимается питающее напряжение, поступающее к пневмореле 57, блокируется работа генератора 39 линейно изменяющегося напряжения (на его выходе устанавли вается уровень напряжения ОВ) и заслонка злектроуправляемого пневмореэистора 57 максимально открывается, благодаря чему происходит быстрое уменьшение напряжения на входе 2 блока 7 управления (как следствие спада давления в манжете 9).

Блок 8 компрессионного воздействия (фиг. 5) функционирует следующим образом.

При подаче питающего напряжения на обмотку нормал ьнозакрытого пневмореле

56 оно открывается, и воздух от источника

55 давления под давлением передается к преобразователю 10 давления и манжете 9.

Электрический сигнал, подаваемый от блока 44 (фиг. 4) нэ обмотку злектроуправляемого пневморезистора 57 управляет шириной зазора между его соплом и заслонкой. Тем самым меняется величина пневмосопротивления для проходящего через него воздуха и соответственно производится изменение давления в манжете 9.

55 ходе 2 блока 6. 8 момент, когда с приходом на вход 2 блока 6 выделения тонов Короткова очередного импульса триггер 64 окажется в сброшенном состоянии, на выходе логического элемента И 69 формируется импульсный сигнал, обеспечивающий сброс триггера 63 и передачу его через выход 1 блока 6.

Работа блока 6 выделения тонов Короткова будет теперь заблокирована вплоть до поступления следующей команды разрешения на вход 4 блока 6, Блок 12 выделения пульсового сигнала (фиг. 7) функционирует следующим образом.

Сигналы от фо | одиодного приемника 71 датчика 11 пульса поступают на усилитель

72 блока 12 выделения пульсового сигнала.

Здесь они проходят частотную фильтрацию

При снятии питающего напряжения с обмотки пневмореле 56 оно приходит е исходное состояние закрывается}. При этом исключается пневматическая связь источ5 ника 55 давления с манжетой 9 (фиг. 1), Блок 6 выделения тонов Короткова (фиг.

2) функционирует следующим образом.

Сигналы от датчика 5 тонов Кроткова, предварительно усиленные в нем, поступа10 ют на вход 1 блока 6 выделения тонов Короткова. Здесь они проходят частотную фильтрацию и усиливаются в усилителе 58, частотная характеристика фильтра которого соответствует спектральным характеристи15 кам тонов Короткова. Компаратором 60 производится сравнение уровней напряжения сигналов с выхода усилителя 58 и с выхода источника 59 опорного напряжения. При превышении сигналов с выхода усилителя

20 58 установленного порогового значения сработает компэратор 60 и формирователь

61, на выходе которого при этом возникают прямоугольные импульсы заданной длительности.

25 При поступлении команды "Пуск" на блок 6 выделения тонов Короткова триггеры

63 и 65 сбрасываются и блок 6 будет находиться в режиме ожидания разрешения. С приходом на вход 4 блока 6 разрешающей

30 команды триггер 63 устанавливается в единичное состояние и все сигналы с выхода формирователя 61 импульсов будут проходить на выход 3 блока 6 и устанавливать триггер 64 в единичное состояние. Первый35 из импульсов на входе 2 блока 6 выделения тонов Короткова, появившийся после первого импульса на выходе логического элемента И 67, установит триггер 65 в единичное состояние и по переднему фронту

40 этого перепада формирователь 62 имульсов сформирует прямоугольный импульс на вы15

1828740

5 и

15

25

50 и усиливаются. Частотная характеристика фильтра соответствует спектральным характеристикам пульсового сигнала. Компаратором 74 производится сравнение уровней напряжения сигналов с выхода усилителя 72 и с выхода источника 73.опорного напряжения, При превышении сигналов с выхода усилителя 72 установленного порогового значения сработает компаратор 74 и формирователь 75, на выходе которого при этом возникают прямоугольные импульсы заданной длительности.

Пиковый детектор 13 со сбросом обеспечивает детектирование максимального входного сигнала, При поступлении на вход

2 пикового детектора сигнала "Пуск" производится обнуление информации, накопленной на нем.

Детектор 15 отсутствия осцилляций (фиг. 8) функционирует следующим образом.

Прямоугольные импульсы, поступающие от блока 14 выделения осцилляций давления на детектор 15 отсутствия пульса, преобразуются преобразователем 76 частота-напряжение.. В компараторе 78 производится сравнение уровней напряжения с выходов преобразователя 76 и источника 77 опорного напряжения. Когда сигнал на выходе преобразователя 76 станет меньше порогового уровня напряжения на выходе источника 77, срабатывает компаратор

78 и на выходе формирователя 79 формиру.ется прямоугольный импульс.

Блок 16 памяти выполнен по схеме выборки и хранения информации, поступающей на его вход 2; управляющим входом является вход 1. При поступлении сигнала на вход 1 в блоке 16 запоминается текущая информация и сохраняется до следующего разрешающего сигнала.

Блок 17 сравнения (фиг. 9) работает следующим образом.

В блоке 17 сравнения компараторами

82 и 83 сравниваются уровни напряжений сигналов соответственно от делителя 80 напряженияя и входа 2 блока 17 и от делителя

81 напряжения и входа 1 блока 17, причем выходом делителя 80 напряжения является вход 3 блока 17, ходом делителя 81 напряжения является вход 2 блока 17. При срабатывании компараторов 82 и 83 на выходах соответственно формирователя 84 и 85 импульсов формируется прямоугольный импульс, Блок.18 измерения временных интервалов (фиг. 10) работает следующим образом.

Импульсы образцовой частоты поступают от генератора 86 на первые входы измерителей временных интервалов 88. 89, 90 и на делитель 87 частоты.

В делителе 87 производится деление частоты на три и его выход соединен с первым входом измерителя 91 временных интервалов.

При поступлении на вторые входы измерителей 88, 89, 90, 91 временных интервалов соответствующего разрешающего импульса соответствующий триггер 94 устанавливается в единичное состояние, а счетчик 95 числа импульсов обнуляется. При этом начинается счет импульсов в счетчике, который продолжается до появления на соответствующем третьем входе измерителя временных интервалов импульса конца сче-.. та. Импульс конца счета измерителя 91 временных интервалов определяется при равенстве кодовых комбинаций на выходах измерителей 88 и 91.

При использовании предлагаемого. устройства обеспечивается комплексное определение в одном измерительном цикле показателей гемодинамики; показателей кровяного давления и скорости распостранения пульсовой волны на периферическом участке артериального русла, временных показателей перераспределения крови в периферических сосудах артериального и венозного русла.

Кроме того, предлагаемое устройство для определения показателей гемодинамики позволяет исключить влияние на результат измерений артефактов, связанных с шевелениями пациента во время измерений, волнами третьего порядка и дыхательными волнами артериального давления.

Таким образом предлагаемое устройство для определения показателей гемодинамики обеспечивает расширение функциональных возможностей и повышение помехоустойчивости.

Изобретение создано в связи с выполнением служебного задания.

Формула изобретения

Устройство для определения показателей гемодинамики. содержащее последовательно соединенные датчик пульса и блок выделения пульсового сигнала, последовательно соединенные первый блок управления и первый блок компрессионного воздействия, первый и второй преобразователи давления в электрический сигнал, проксимальную манжету, соединенную с первым преобразователем давления в электрический сигнал, дистальную манжету. соединенную с вторым преобразователем давления в электрический сигнал, и последовательно соединенные вычислительный блок и блок отобрлжения информа17

1828740

18 ции, о т л и ч à ю щ е е с я тем, что, с целью повышения помехозащищенности и расширения функциональных возможностей за счет дополнительного определения скорости распространения пульсовой волны и амплитудно-временных параметров перераспределения крови при окклюзии, в него введены последовательно соединенные второй блок управления и второй блок компрессионного воздействия, подключенный к дистальной манжете, последовательно соединенные датчик тонов Короткова, блок выделения тонов Короткова и элемент ИЛИ, второй вход которого подключен к шине "Сброс", а выход — к первым входам первого блока управления и второго блока управления, второй выход которого соединен с вторым входом первого блока управления, второй вход — с выходом второго преобразователя давления в электрический сигнал„а третий вход— с выходом блока выделения пульсового сигнала, Вход которого подключен к четвертому входу второго блока управления, последовательно соединенные блок выделения осцилляций давления, детектор отсутствия осцилляций, блок измерения временных интервалов, блок памяти и блок сравнения, выходы которого подключены к соответствующим второму и третьему входам блока измерения временных интервалов, вторые выходы которого соединены с входами вычислительного блока, третьи и четвертые

ВЫХОДЫ С СООТВЕТСТВУЮЩИМИ ВТОРЫМИ И третьими входами блока Отображения информации, четвертый вход — с вторым входом блока выделения тонов Короткова и с

5 выходом блока выделения осцилляций давления, а пятый вход — с четвертым входом блока отображения информации и с вторым выходом блока выделения тонов Короткова, третий выход которого

10 подключен к пятому входу блока отображения информации, третий вход — к шине

"Пуск", а четвертый вход — к первому выходу блока измерения временных ин-.ервалов, к шестому входу блока отображения инфор15 мации и к третьему входу первого блока управления, и пиковый детектор, первый вход которого соединен с Вторыми входами второго блока управления, блока памяти и блока сравнения, с входом блока выделения

20 осцилляций давления и с седьмым входом блока отображения информации, второй вход — с пятым входом второго блока управления и с шиной "Пуск", а выход — с четвертым входом первого блока управления, с

25 третьим входом блока сравнения и с восьмым входом блока отображения информации, девятый вход которого подключен к шине "Пуск", десятый вход — к шине

"Сброс", а одиннадцатый вход — к выходу

ЗО первого преобразователя давления в электрический сигнал и к пятому входу первого блока управления.

Educ 4.„у

&и Юлока 55

AQl8 2)

Фиг.у ку /моиг. /)

Х&мэ ЯЮ (Оиг 1, 1828740

1828740

Фиг. 12

Составитель B. Бусыгин

Редактор М. Кузнецова Техред М.Моргентал Корректор М. Керецман

Заказ 2461 Тираж Подписное мп и ГКНТСССР

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям р

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

Производственно-издательский. комбинат Патент, г. Ужгор д, у, р . У о л,Гага ина, 101