Монитор дыхания

 

Изобретение относится к медицинской технике. Сущность: монитор дыхания содержит генераторы 1,4, делитель 2 частоты, датчик 3, детектор дыхания 5, таймер 6, блоки 7,10 световой индикации, схему 2И 8, схему ЗИ 9, блок 11 электростимуляции, усилитель 12, излучатель 13 звукового сигнала. 1 з. п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к медицинской диагностике и может использоваться для контроля дыхания новорожденного.

Цель изобретения - повышение надежности контроля наличия дыхания и расширение функциональных возможностей.

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства; на фиг. 2 - функциональная схема детектора дыхания устройства; на фиг. 3 - функциональная схема таймера; на фиг. 4 - электрическая схема блока световой индикации; на фиг. 5 - электрическая схема блока электростимуляции; на фиг. 6 - временные диаграммы работы устройства.

Устройство содержит первый генератор 1, делитель частоты 2, датчик 3, второй генератор 4, детектор дыхания 5, таймер 6, первый блок световой индикации 7, схему 2И 8, схему 3И 9, второй блок световой индикации 10, блок электростимуляции 11, усилитель 12 и излучатель звукового сигнала 13.

Детектор дыхания 5 содержит D-триггер 14, первую схему 2И 15, схему ИЛИ 16, реверсивный счетчик 17, схему 2И-НЕ 18, первую схему 3И-НЕ 19, первый ждущий мультивибратор 20, вторую схему 2И 21, первый инвертор 22, вторую схему 3И-НЕ 23, второй инвертор 24, второй ждущий мультивибратор 25, счетчик 26 и схему И-НЕ 27.

Таймер 6 содержит второй инвертор 28, схему ИЛИ 29, первую схему 2И 30, вторую схему 2И 31, первый инвертор 32, резистор 33, первую схему И 34, вторую схему И 35, счетчик 36, схему 2И-НЕ 37 и переключатель 38.

Блок световой индикации 7 и 10 содержит базовый резистор 39, транзистор 40, светоизлучающий диод 41 и токоограничивающий резистор 42.

Блок электростимуляции 11 содержит базовый тиристор 43, транзистор 44, электродвигатель 45 и диод 46.

Выход первого генератора 1 соединен с выходом делителя частоты 2, выход датчика 3 соединен с входом второго генератора 4, выход которого соединен с вторым входом детектора дыхания 5, первый вход которого соединен с четвертым выходом делителя частоты 2, третий выход которого соединен с первым входом таймера 6, второй вход которого соединен с вторым выходом детектора дыхания 5, первый выход которого соединен с входом первого блока световой индикации 7. Первый выход делителя частоты 2 соединен с первым входом схемы 2И 8 и с первым входом схемы 3И 9. Второй выход делителя частоты 2 соединен с вторым входом схемы 3И 9, третий вход которой соединен с выходом таймера 6, вторым входом схемы 2И 8, выход которой соединен с входом второго блока световой индикации 10 и с входом блока электростимуляции 11. Выход схемы 3И 9 соединен с входом усилителя 12, выход которого соединен с излучателем звукового сигнала 13.

Первый выход детектора дыхания 5 соединен с выходом D-триггера 14, D-вход которого соединен с первым входом первой схемы 2И 15 и выходом схемы ИЛИ 16, входы которой соединены с выходами реверсивного счетчика 17, вход прямого счета которого соединен с выходом схемы 2И-НЕ 18, вход обратного счета - с выходом первой схемы 3И-НЕ 19, а вход сброса - с прямым выходом первого ждущего мультивибратора 20, вход запуска которого соединен с синхровходом D-триггера 14, вторым входом первой схемы 2И 15, выходом второй схемы 2И 21, входом первого инвертора 22, выход которого соединен с первым входом первой схемы 3И-НЕ 19, второй вход которой соединен с вторым входом детектора дыхания 5, первым входом схемы 2И-НЕ 18, первым входом второй схемы 3И-НЕ 33. Третий вход первой схемы 3И-НЕ 18 соединен с выходом второго инвертора 24, вход которого соединен с первым входом детектора дыхания 5, вторым входом схемы 2И-НЕ 18, входом запуска второго ждущего мультивибратора 25, прямой выход которого соединен с первым входом второй схемы 2И 21, вторым входом второй схемы 3И-НЕ 23, а инверсный выход второго ждущего мультивибратора 25 соединен с входом сброса счетчика 26, счетный вход которого соединен с выходом второй схемы 3И-НЕ 23, а выходы - с соответствующими входами схемы И-НЕ 27, выход которой соединен с третьим входом второй схемы 3И-НЕ 23 и вторым входом второй схемы 2И 21.

Выход таймера 6 соединен с входом второго инвертора 28 и с выходом схемы 2ИЛИ 29, первый вход которой соединен с выходом первой схемы 2И 30, второй вход - с выходом второй схемы 2И 31, первый вход первой схемы 2И 30 через переключатель 38 соединен с общим проводом, входом первого инвертора 32 и через резистор 33 - с источником питания. Выход первого инвертора 32 соединен с первым входом второй схемы 2И 31, второй вход которой соединен с выходом первой схемы И 34. Второй вход первой схемы 2И 30 соединен с выходом второй схемы И 35. Выходы схем И 34 и 35 соединены с соответствующими выходами счетчика 36, вход сброса которого соединен с вторым входом таймера, а счетный вход - с выходом схемы 2И-НЕ 37, первый вход которой соединен с выходом второго инвертора 28, а второй вход - с первым входом таймера 6.

Вход блока световой индикации 7 и 10 через базовый резистор 39 соединен с базой транзистора 40, эмиттер которого соединен с общим приводом, а коллектор через светоизлучающий диод 41 и токоограничительный резистор 42 - с источником питания.

Вход блока электростимуляции 11 через базовый резистор 43 соединен с базой транзистора 44, эмиттер которого соединен с общим проводом, а коллектор через двигатель 45 и подключенный к нему параллельно диод 46 - с источником питания.

Устройство работает следующим образом. При включении питания из-за произвольного состояния выходов реверсивного счетчика 17 и из-за нестабильности частоты автогенератора 4 при нарастании напряжения питания в момент сравнения (высокий логический уровень (ВЛУ) на выходе второй схемы 2И 21) на выходе схемы 2И 15 возникает положительный импульс, который обнуляет счетчик 36, одновременно на выходе триггера 14 устанавливается ВЛУ. При этом открывается транзистор 40 блока световой индикации 7 и высвечивается светодиод 41. После прохождения всех переходных процессов на выходе схемы ИЛИ 16 устанавливается низкий логический уровень (НЛУ), гаснет светодиод 41.

При стационарном режиме работы, когда дыхания нет, частота генератора 4 не изменяется. При этом разность количества импульсов, которая будет подсчитана счетчиком 17 при прямом и обратном счете цикла контроля, не будет превышать порогового значения и на выходах счетчика 17 и выходе схемы ИЛИ 16 в момент сравнения (ВЛУ на выходе схемы 2И 21) будет НЛУ. При этом счетчик 36 не будет сбрасываться импульсами с выхода схемы 2И 15.

При достижении интервала времени 10 с, например при замкнутом состоянии переключателя 38, или 20 с, например при разомкнутом состоянии переключателя 38, на выходе схемы 2ИЛИ 29 устанавливается ВЛУ и счетчик 36 через схему 2И-НЕ 37 блокируется от дальнейшего изменения своего состояния с приходом импульсов на второй вход схемы 2И-НЕ 37 от делителя частоты 2. При этом открываются транзисторы 40 и 44, стоящие во втором блоке светового индикатора 10 и блоке электростимуляции 11. Далее включается электродвигатель 45, а также с выхода схемы 3И 9 на усилитель 12 поступает сигнал звуковой частоты, модулированный низкочастотным сигналом с делителя частоты 2.

При наличии дыхания частота второго генератора 4 будет модулироваться частотой дыхания. При э том разность количества импульсов, которая будет зафиксирована счетчиком 17 при прямом и обратном счете цикла контроля, превысит пороговое значение и на выходах счетчика 17 и выходе схемы ИЛИ 16 в момент сравнения (ВЛУ на выходе схемы 2И 21) будет ВЛУ. При этом счетчик 36 будет сбрасываться, на выходе D-триггера 14 будет устанавливаться ВЛУ, высвечиваться диод 41 в первом блоке индикации 7, сигнализирующий о наличии дыхания.

Элементы 3И-НЕ 23, счетчик 26 и элемент И-НЕ 27 необходимы для начального смещения состояния счетчика 17, без которого при отсутствии дыхания из-за нестабильности генератора 4 количество импульсов, прошедших на вход "+1" счетчика 17 может оказаться меньше, чем на вход "-1", и в этом случае на выходах 17 могут появиться сигналы, соответствующие наличию дыхания, хотя его нет.

Схема ИЛИ 16 имеет N входов, которые подключаются к соответствующим входам счетчика 17, последний имеет большее число выходов, чем N, что позволяет обеспечить надежную работу устройства.

Схемы И-34 и 35 имеют Р и Q входов соответственно, которые подключены к надлежащим выходам счетчика 36, что в зависимости от частоты импульсов, приходящих на первый вход таймера 6, позволяет сформировать интервал 10 с или 20 с. (56) Заявка Великобритании N 2176610, кл. А 61 В 5/08, 1986.

Формула изобретения

1. МОНИТОР ДЫХАНИЯ, содержащий датчик, первый генератор, детектор дыхания, таймер, два блока световой индикации и излучатель звукового сигнала, а также усилитель, соединенный с входом излучателя звукового сигнала, отличающийся тем, что в него введены делитель частоты, второй генератор, схему 2И, схему 3И и блок электростимуляции, причем первый генератор через делитель частоты соединен с первым входом детектора дыхания, первым входом таймера, с первым входом схемы 2И, первым и вторым входами схемы 3И, датчик через второй генератор соединен с вторым входом детектора дыхания, первый выход которого соединен с входом первого блока индикации, а второй - с вторым входом таймера, выход последнего соединен с вторым входом схемы 2И и третьим входом схемы 3И, выход схемы 2И соединен с входом второго блока индикации и входом блока электростимуляции, выход схемы 3И соединен с входом усилителя.

2. Монитор по п. 1, отличающийся тем, что детектор дыхания содержит первый и второй инверторы, схему 2И - НЕ, первую и вторую схему 3И - НЕ, реверсивный счетчик, первый и второй ждущие мультивибраторы, счетчик, схему ИЛИ, схему И - НЕ, первую и вторую схемы 2И, D-триггер, выход последнего соединен с первым выходом детектора дыхания, второй выход которого соединен с выходом первой схемы 2И, первый вход схемы 2И соединен с D-входом D-триггера и выходом схемы ИЛИ, входы которой соединены с соответствующими выходами реверсивного счетчика, вход прямого счета реверсивного счетчика соединен с выходом схемы 2И - НЕ, вход обратного счета которого соединен с выходом первой схемы 3И - НЕ, а вход сброса - с прямым выходом первого ждущего мультивибратора, вход запуска которого соединен с синхровходом D-триггера, вторым входом первой схемы 2И, выходом второй схемы 2И, входом первого инвертора, выход последнего соединен с первым входом первой схемы 3И - НЕ, второй вход которой соединен с вторым входом детектора дыхания, первым входом схемы 2И - НЕ, первым входом второй схемы 3И - НЕ, третий вход - с выходом второго инвертора, вход которого соединен с первым входом детектора дыхания, вторым входом схемы 2И - НЕ, входом запуска второго ждущего мультивибратора, прямой выход которого соединен с первым входом второй схемы 2И, вторым входом второй схемы 3И - НЕ, а инверсный выход - с входом сброса счетчика, счетный вход счетчика соединен с выходом второй схемы 3И - НЕ, а его выходы - с соответствующими входами схемы И - НЕ, выход последней соединен с третьим входом второй схемы 3И - НЕ и вторым входом второй схемы 2И.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6