Устройство для контроля пульса

 

Изобретение относится к медицине и может быть использовано для контроля состояния сердечно-сосудистой системы человека Целью изобретения являетсч повышение достоверности контроля при одновременном упрощении процедуры контроля Устройство содержит блок 1 формирователей , блок 3 определения отношения , блок 4 определения частоты, блок 5 сравнения, блок6 управления, аналого-цифровой преобразователь 7 схепз 8 индикации , триггер 9. 2 з.п , 8 ил i )

СОВХОЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

s R 61 В 5/02

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕ НТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4745735/14 (22) 29.08.89 (46) 23.07.93. Бюл. hL 27 (71) Специальное конструкторско-технологическое бюро по криогенной технике с опытн ым производством Физико-технического института низких температур AH УССР, Миргородская физиотерапевтическая больница (72) M.ß,Ôåíñòåð, Н.В.Величко, Е.И.Ревуцкий, А,И.Сапа и А.П.Стеценко (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПУЛЬСА,Я..„„1828741 Al (57) Изобретение относится к медицине и может быть использовано для контроля состояния сердечно-сосудистой системы человека. Целью изобретения является повышение достоверности контроля при одновременном упрощении процедурь контроля. Устройство содержит блок 1 формирователей, блок 3 определения отношения, блок 4 определения частоты, блок 5 сравнения, блок 6 управления, аналого-цифровой преобразователь 7, схема 8 индикации, триггер 9, 2 з.п.. 8 ил.

1828741

Изобретение относится к медицине и може быть использовано для контроля состояния сердечно-сосудистой системы пациента.

Целью изобретения является повышение достоверности контроля сердечно-сосудистой деятельности пациента в процессе испытаний с одновременным упрощением процедуры контроля, Цель изобретения достигается тем, что в устройство контроля, содержащее счетчик измерителя периода, логическое устройство, счетчик усреднения, устрОйство управления, ключи дополнительно введены блок формирователей, блок памяти, блок определения отношения, блок определения частоты, блок сравнения, аналого-цифровой преобразователь, схема индикации, триггер, первый — четвертый выходы блока формирователей соединены соответственно с первым входом блока памяти, объединенными четвертыми входами блока памяти и блока управления, объединенными третьим входом блока и первым входом блока управления, входом "Пуск" аналого-цифрового

25 преобразователя (АЦП), второй вход блока памяти соединен с шиной "ТИ", его первые и вторые выходы соединены соответственно с первыми входами блока определения отношения и блока определения частоты, 30 второй и третий входы последнего соединены соответственно с четвертым и пятым выходами блока управления, а выход соединен со входом АЦП и вторым входом блока определения отношения, выход которого сое- 35 динен с третьим входом блока сравнения, первый и второй входы которого соединены соответственно с третьим выходом блока управления и первым входом блока формирователей, кодовые выходы АЦП соединены со входами схемы индикации, шина "Начальный сброс" соединена со вторым входом блока управления и вторым сбросовым входом триггера, шина "Пуск" соединена с третьим входом блока управления, пятый вход и первый и второй выходы которого соединены соответственно с выходом "Конец измерения" АЦП, пятым входом памяти и первым сбросовым входом триггера, установочный вход которого соединен с выхо- 50 дом блока сравнения, а выход является сигналом "Сигнализация", Рассмотрим, как устройство используется для контроля сердечно-сосудистой деятельности пациента. Первоначально 55 задаются допустимые отклонения пульса в процентах. Через время адаптации измеряегся и запоминается значение пульса, принимаемое в дальнейшем за исходное. 8 дальнейшем постоянно измеряется текущее значение пульса и определяется отношение его значения к запомненному исход-. ному значению, в случае превышения этим отношением максимально допустимых отклонений заданное количество раэ производится сигнализация.

Поскольку исходное значение пульса измеряется после начала испытаний и может существенно отличаться от значения пульса до начала их, предлагаемая последовательность контроля позволяет повысить его достоверность, Поведение всех измерений после начала испытаний упрощает контроль и позволяет его автоматизировать, что осуществляется в предложенном устройстве.

Все элементы, указанные в отличительной части формулы, широко известны и используются по своему прямому назначению.

Новой является взаимосвязь элементов, по- зволяющая проводить достоверный контроль сердечно-сосудистой деятельности пациента в процессе испытаний с одновременным упрощением процедуры контроля.

Схемы, аналогичные предложенной, не известны. Сказанное выше позволяет сделать вывод о существенности отличий предложенного технического решения.

На фиг. 1 изображена функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 — временная диаграмма его работы; на фиг.

3 — 8 — конкретные примеры реализации блока формирователей, блока памяти, блока определения отношения, блока определения частоты, блока сравнения, блока управления, Устройство содержит (фиг. 1) блок 1 формирователей, блок 2 памяти, блок 3 onределения отношения, блок 4 определения частоты, блок 5 сравнения, блок 6 управления, АЦП 7, схему 8 индикации, триггер 9.

Первый — четвертый выходы блок 1 формирователей соединены соответственно с первым входом блока 2 памяти, объединенными четвертыми входами блока 2 памяти и блока 6 управления, объединенными третьим входом блока 2 памяти и первым входом блока 6 управления, входом "Пуск" аналогоцифрового преобразователя 7 (АЦП), второй вход блока 2 памяти соединен с шиной "ТИ", его первые и вторые выходы соединены соответственно с первыми входами блока 3 определения Отношения и блока 4 определения частоты, второй и третий входы последнего соединены соответственно с четвертым и пятым выходами блока б управления. а выход соединю, со входом АЦП 7 и вторым входом блока 4 определения отношения, выход которого с, "д: . н с третьим

1828741 входом блока 5 сравнения, первый и второй входы которого соединены соответственно с третьим выходом блока 6 управления и первым вход дом блока 1 формирователей, кодовые выходы АЦП 7 соединены со входами схемы 8 индикации, шина "Начальный сброс" соединена со вторым входом блока 6 управления и вторым сбросовым входом триггера 9, шина "Пуск" соединена с третьим входом блока 6 управления, пятый вход и первый и второй выходы которого соединены соответственно с выходом "Конец измерения" АЦП 8, пятым входом блока 2 памяти и первым сбросовым входом триггера 9, установочный ход которого соединен с выходом блока 5 сравнения, а выход является сигналом "Сигнализация", На фиг, 2 изображены следующие эпюры напряжения; а — на входе 1 блока формирователей; б — на выходе счетчика 10 блока

1 формирователей; в — на выходе 1 блока 1 формирователей; г — на выходе 2 блока 1 формирователей; д — на выходе 3 блока 1 формирователей; е — на прямом выходе триггера 45 блока 6 управления; ж — на выходе 1 блока б управления; з — на выходе 4 блока б управления; и — на прямом выходе триггера 47 блока 6 управления; к — на выходе 3 блока 6 управления; л — на выходе операционного 44 усилителя блока 5 сравнения; м — напряжение "Еп", Согласно фиг. 3 блок 1 формирователей содержит счстчик-делитель 10, формирователи 11, 12, элементы задержки 13, 14, Согласно фиг. 4 блок 2 памяти содержит элемент И 15, счетчик 16, регистры 17, 18, Согласно фиг, 5 блок 3 определения отношения содержит цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 19, операционный усилитель 20, резистор 21.

Согласно фиг. 6 блок 4 определения частоты содержит ключи 22, 23, 24, 25, ЦАП 26, операционный усилитель 27. резистор 28.

Согласно фиг. 7 блок 5 сравнения rодержит компараторы 29, 30, элемент 31

ИЛИ-НЕ, элементы 32, 33 И, элемент ИЛИ

34, счетчики 35, 36 с дешифраторами, триггер 37, формирователи,38. 39, переключатель 40, резисторы 41, 42, 43, операционный усилитель 44.

Согласно фиг. 8 блок 6 управления содеажит триггер 45, элемент 46 задержки, триггеры 47, 48, элемент 49 И, формирователь 50, элемент 51 И, элементы 52, 53 задержки.

Устройство работает следующим образом. Сигналы с датчика поступают на вход счетчика 10 измерителя периода (фиг. 2а) блока 1 формирователей, на выходе которого формируется положительный ипи отрица5

45 тельный по ",циал, по длительности рав ные периоду:, паса, Формирователь 11 блока формирователей из любого франта сигнала (положительного или отрицательного) вырабатывает импульс (фиг. 2в), который блокирует поступление тактовых импульсов через элемент 15 И блока 2 памяти. Кроме этого so время действия блокировки происходит перепись информации со счетчика 16 в регистр 17 (фиг. 2г) блока 2 памяти, после чего счетчик 16 сбрасывается в ноль (фиг.

2p), и после снятия блокировки накапливает тактовые импульсы, количество которых соответствует текущему значению периода пульса, Сигнал "Пуск" после задержки элементом 46 блока 6 управления, равной предполагаемому времени адаптации, устанавливает в "1" триггер 45 (фиг. 2е). который разрешает перепись информации с регистра 17 на регистр 18 (фиг. 2ж) блока 2 памяти. С этого момента в регистре 18 хранится значение периода пульса, соответствующее моменту переписи, относительно которого производятся остальные преобразования.

Устройство постоянно работает в двух режимах — измерение частоты пульса и контроля изменения периода пульса относительно момента начала контроля, В режиме измерения частоты пульса

ЦАП 26 блока 4 определения частоть работает в режиме цифроаналогового преобразователя для деления напряжения на код, Сьема такого преобразователя приведена в книге У.Титце, К.Шенка "Полупровс.дниковая схемотехника", — М.; Мир, 1983, с. 152.

В этом режиме прямой выход трио ера

48 блока 6 управления открывает ключи 22 и 24 блока 4 определения частоты, через которые выход операционного 27 усилителя соединяется со входом Иоп. ЦАП 26, а на инверсный вход операционного 27 усили еля подключается через резистор 28 источник Еоп. В результате напряжение на выходе операционного 27 усилителя, которое является входным для АЦП 7, Им2 Есп

Uex.äÖÏ = Оных.ау27 = — —, 2 Z2 где йы — внутреннее сопротивление ЦАП 26;

Z2 — код на выходе ЦАП 26.

Таким образом, на входе АЦП 7 получается напряжение, обратно пропорциональное периоду и прямо пропорциональное пульсу.

После этого с задержкой, определяемой элементом t4 задержки блока 1 формирователей, производится запуск АЦП 7, после

1828741

6 управления, что соответствует переходу в 5

Е« 2

О вых. ОУ27(Т) 20

30

50

55 завершения работы которого на схеме 8 индикации регистрируется пульс, а АЦП 7 выдает сигнал "Конец измерения", который сбрасывает триггер 48 режима (фиг. 2) блока режим измерения периода пульса. При этом ключи 23 и 25 блока 4 определения частоты, управляемые инверсным выходом триггера

48 блока 6 управления, обеспечивают стандартный режим включения ЦАП 26 блока 4 определения частоты, как перемножающего

ЦАП: на вход И«. подключается постоянное напряжение Е«, а выход операционного 27 усилителя через резистор 28 соединяется с

er0 инверсным входом. Напряжение на выходе операционного усилителя 27 в это время пропорционально периоду пульса, На ЦАП 19 и ОУ 20 блока 3 определения отношения производится операция деления напряжения, пропорционального текущему значению периода пульса, на код регистра 17 блока 2 памяти, пропорциональный периоду в момент начала отсчета.

На выходе ОУ 20 напряжение равно;

Еол Йя1 Z2, 2

Овых.ОУ20» . 1, К

На операционном усилителе 44 производится вычитание Ueb x.ono и Есм, изменением значения Есм добиваемся получения нулевого сигнала на выходе. ОУ 44 после момента начала контроля.

Напряжение выхода ОУ 44 (фиг. 2л) подается на входы компараторов 29 и 30, на вторые входы которых подаются пороговые напряжения Еп+ и Еп, устанавливаемые в зависимости от допустимого относительного изменения пульса в сторону его уменьшения или увеличения. Проверка состояния работы компараторов 29 и 30 производится стробом компаратора (фиг.2к), который вырабатывается с задержкой на элементе 53 задержки после перехода триггера 48 блока

6 управления в инверсное состояние, соответствующее режиму измерения периода.

Если изменение отношения периодов превышает допустимое (например, 10 или

207) последовательно заданное число раз, то срабатывает триггер 9 сигнализации.

В настоящее время разработан макетный образец устройства. Устройство выполнено на интегральных микросхемах 140, 561 серий. В качестве ЦАП использована интегральная микросхема 572 ПА1, АЦП выполне10

15 но по известной схеме время-импульсного преобразования с индикацией в десятичной форме на интеграл ьн ых микросхемах АЛ С

314. Устройство рассчитано на возможность контроля изменения пульса до 50 от исходного значения, диапазон которого 40200 ударов в минуту.

Преимуществом предложенного устройства для контроля пульса по сравнению с прототипом является повышение достоверности контроля сердечко-сосудистой деятельности пациента в процессе испытаний и упрощение процедуры контроля. Отсутствует первоначальное измерение пульса до начала испытаний, предварительно задают лишь допустимое его отклонение, l3Ge остальные измерения производятся автоматически.

Формула изобретения

1. Устройство для контооля пульса, содержащее соединенные последовательно датчик, блок формирователей, а также блок управления, счетчик и индикатор, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения достоверности контроля при одновременном упрощении процедуры контроля, в него ведены соединенные последовательно блок памяти, блок определения частоты, блок вычисления отношений, блок сравнения и первый RS-триггер, аналого-цифровой преобразователь, первый выход которого подключен к индикатору, первый — третий выходы блока формирователей подключены соответственно к первому — третьему входам блока памяти, второй — четвертый входы которого соединены соответственно с первым и вторым входами и первым выходами блока управления, второй выход и третий вход которого подключены соответственно к второму и третьему входам RS-триггера. третий выход — к второму входу блока сравнения, четвертый и пя гый выходы — соответственно к второму и третьему входа . блока определения частоты, четвертый вход которого соединен с вторым выходом блока памяти, третий и четвертый выходы которого подключены соответственно к второму и третьему входам блока вычисления отношения, третий вход блока. сравнения соединен с входом блока формирователей; четвертый выход которого соединен с первым входом аналого. цифрового преобразователя, второй вход которого подключен к выходу блока определения частоты, а второй выход — к четвертому входу блока управления.

2. Устройство по п, 1, о тл и ч а ю щеес я тем, что блок формирователей содержит соединенные последовательно счетчик, первый и второй формирователи, первый и второй элементы задержки, вход счетчика

1828741 является входом блока формирователей, первый — четвертый выходы которых подключены соответственно к выходам первого и второго формирователей, первого и второго элементов задержки. 5

3. Устройство по и. 1, о тли ча ю щеес я тем, что блок управления содержит соединенные последовательно второй RS-триггер, первый элемент И, третий элемент задержки, третий RS-триггер, второй эле- .10 мент И и четвертый элемент задержки, соединенные последовательно четвертый

RS-триггер и третий формирователь, выход которого подключен к второму входу второго элемента И, пятый элемент задержки, .15 выход которого подключен к первому входу второго RS-триггера, второй и трегий входы которого подключены соответственно к первому и второму входам третьего ЧЯ-триггера, второй вход первого эл®мента И подключен к второму входу, а выход — к первому выходу блока управления, третий вход которого соединен с третьим входом второго RS-триггера, первый и четвертый входы — соответственно с первым и вторым входами четвертого RS-триггера, второй и третий выходы — соответственно с выходами пятого и четвертого элементов задержки, четвертый и пятый выходы -соответственйо с вторым и первым выходами четвертого

RS-триггера. а пяты.й вход- с входом пятого элемента задержки.

1828741

Вх

1828741

1828741

Составитель М. Фенстер

Техред М.Моргентал

Корректор. M. Керецман

Редактор.M. Кузнецова

Заказ 2461 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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