Устройство передачи трех отведений электрокардиосигнала посредством радиоканала

 

Изобретение относится к радиотехнике, в частности к устройствам, используемым для формирования сигналов в радиотелеметрическом канале связи, и предназначено для использования в составе устройств динамического кардиомониторинга. Достигаемым техническим результатом является уменьшение полосы частот канала связи и искажений принимаемых сигналов трех отведений электрокардиосигнала. Устройство передачи трех отведений электрокардиосигнала посредством радиоканала содержит два балансных модулятора, генератор опорного сигнала, полярный модулятор, делитель частоты и частотный модулятор. 2 ил.

Изобретение относится к радиотехнике, в частности к устройствам, используемым для формирования сигналов в радиотелеметрическом канале связи, и предназначено для использования в составе устройств динамического кардиомониторинга.

Необходимость использования многоканальной регистрации обусловлена возможностью происхождения преждевременных QRS комплексов. Такая регистрация не менее важна для выявления артефактов, которые в случае доступности только одноканальной способны привести к ошибочным клиническим решениям [см. Аритмии сердца. В 3 томах. Том 3: Пер. с англ. / Под ред. В.Дж. Мандела. - М: Медицина, 1996, стр. 46-62].

Известны устройства биорадиотелеметрических систем дальнего (несколько километров) и ближнего (в пределах одного помещения), отличающиеся мощностью передатчика, несущей частотой и чувствительностью приемника [см. Кардиомониторы. Аппаратуры непрерывного контроля ЭКГ: учебное пособие для вузов./ Бороновский А.Л., Колиниченко А.Н., Манило Л.А. и др.; Под ред. Бороновского А.Л. и Немирко А.П. - М.: Радио и связь, 1993, с. 67- 72]. Недостатками устройств, относящихся к классу дальнего и ближнего действия, является невозможность передачи с помощью радиотелеметрического канала одновременно сигналов нескольких отведений ЭКС.

Наиболее близким решением многоканальной передачи аналоговых сигналов посредством радиоканала является широко используемый принцип стереовещания в УКВ ЧМ диапазоне [см. Жмурин П.М. Стереодекодеры. - М.: Связь, 1980, с. 8-10].

Недостатками данных устройств являются ограничения на нижнюю граничную частоту полосы пропускания каналов (диапазон частот в каналах A и B - 31,5.. . 15000 Гц), неудовлетворительная величина ширины полосы частот передаваемой в эфир (при стереовещании - 165 кГц), влияющие на качество принимаемых сигналов в случае их динамической передачи. При передаче сигнала инфранизкой частоты в полосе частот от 0,05 Гц и выше используя принцип формирования комплексного сигнала в стереокодере, в приемном устройстве, после декодирования, не удается получить сигналы с малыми амплитудно-частотными искажениями, фазочастотными искажениями и переходным затуханием.

Технической задачей изобретения является уменьшение полосы частот канала связи и искажений принимаемых сигналов трех отведений электрокардиосигнала.

Поставленная задача решается введением в устройство передачи трех отведений электрокардиосигнала посредством радиоканала, двух балансных модуляторов, осуществляющих перенос низкочастотного спектра двух из трех сигналов в среднечастотную область и частотного модулятора, осуществляющего частотную модуляцию поднесущей полярно-модулированного колебания сигналом третьего отведения электрокардиосигнала.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображена структурная электрическая схема устройства передачи трех отведений электрокардиосигнала посредством радиоканала, а на фиг. 2 изображен спектр комплексного сигнала без частотной модуляции поднесущей полярно-модулированного колебания сигналом третьего отведения электрокардиосигнала, формируемый на выходе устройства передачи трех отведений электрокардиосигнала посредством радиоканала.

Устройство передачи трех отведений электрокардиосигнала посредством радиоканала, изображенное на фиг. 1, состоит из первого балансного модулятора 1, второго балансного модулятора 3, полярного модулятора 2, частотного модулятора 4, генератора опорного сигнала 5, делителя частоты 6. Первый вход устройства передачи трех отведений электрокардиосигнала посредством радиоканала (Вх. 1) подключен к первому входу первого балансного модулятора 1. Второй вход устройства передачи трех отведений электрокардиосигнала посредством радиоканала (Вх. 2) подключен к первому входу второго балансного модулятора 3. Выход генератора опорного сигнала 5 соединен со входом делителя частоты 6. Первый выход делителя частоты 6 соединен со вторыми входами первого 1 и второго 3 балансных модуляторов. Выход первого 1 балансного модулятора соединен с первым входом полярного модулятора 2. Выход второго 3 балансного модулятора соединен со вторым входом полярного модулятора 2. Третий вход устройства передачи трех отведений электрокардиосигнала посредством радиоканала (Вх. 3) подключен к первому входу частотного модулятора 4. Второй выход делителя частоты 6 соединен со вторым входом частотного модулятора 4. Выход частотного модулятора 4 соединен с третьим входом полярного модулятора 2. Выход полярного модулятора 2 подключен к выходу (Вых.) устройства передачи трех отведений электрокардиосигнала посредством радиоканала.

Устройство работает следующим образом. Генератор опорного сигнала 5 формирует сигнал с частотой Fоп, который поступает на вход делителя частоты 6, где формируются сигналы с частотами Fп1 и Fп2. Сигнал с частотой Fп1 поступает в качестве модулируемой частоты в балансные модуляторы 1 и 3. Также на вход первого балансного модулятора поступает модулирующий сигнал первого канала A, а на второй балансный модулятор поступает модулирующий сигнал второго канала B. Балансные модуляторы на выходах формируют амплитудно-модулированные сигналы с подавленной поднесущей Fп1. Сигнал с частотой Fп2 поступает в качестве модулируемой частоты на первый вход частотного модулятора 4. На второй вход поступает модулирующий сигнал третьего канала C. На выходе частотного модулятора 4 формируется частотно-модулированный сигнал, в котором модулируемой частотой является сигнал Fп2, а модулирующей - сигнал третьего канала C. Полученный на выходе частотного модулятора 4 частотно-модулированный сигнал в качестве модулируемой частоты поступает на вход полярного модулятора 2. В качестве модулирующих частот в полярный модулятор поступают амплитудно-модулированные сигналы с выходов первого 1 и второго 2 балансных модуляторов. На выходе полярного модулятора 2 формируется комплексный сигнал электрокардиосигнала трех отведений, используемый в качестве модулирующей частоты в УKB ЧМ передатчике.

Спектр комплексного сигнала без частотной модуляции поднесущей полярно-модулированного колебания сигналом третьего отведения электрокардиосигнала, формируемый на выходе устройства передачи трех отведений электрокардиосигнала посредством радиоканала, изображенный на фиг. 2, состоит из спектра суммы модулирующих сигналов поднесущей Fп2, где каждый модулирующий сигнал представляет собой подавленную поднесущую Fп1 амплитудно-модулированную сигналами отведений A и B, и поднесущей Fп2, модулированной по амплитуде разностью модулирующих сигналов, также представляющих собой подавленную поднесущую Fп1 амплитудно-модулированную сигналами отведений A и B.

Большинство современных систем холтеровского мониторирования необязательно удовлетворяют существующим стандартам Американской ассоциации кардиологов в отношении полосы частот электрокардиографической регистрации (т. е. 0,05 - 100 Гц). Однако при условии адекватного соединения электродов такая регистрация позволяет точно воспроизводить аномалии сердечного ритма и формы сегмента ST [см. Winkle, R.A., Rodrigues, I., and Bragg-Remshel, D.A.: Technological status and problems of ambulatory electrocardiographic monitoring. Ann. N.y. Acad. Sci., 432: 108-116, 1984].

Полоса частот сигналов трех отведений, передаваемая устройством передачи трех отведений электрокардиосигнала посредством радиоканала, имеет значение 0,05 - 100 Гц.

Частота поднесущая Fп2 имеет значение 10 кГц.

Частота поднесущей Fп1 = Fп2/10 = 1000 Гц.

Максимальная девиация поднесущей частоты Fп2 при частотном модулировании ее сигналом C имеет значение: ΔFп2 = 1000 Гц (экспериментально было установлено, что отклонение ± 1 кГц поднесущей Fп2 от номинального значения 10 кГц приведет к ухудшению переходного затухания между каналами A и B всего на 1.. .2 дБ).

Использование данного метода формирования комплексного сигнала электрокардиосигнала трех отведений дает возможность применять в качестве приемного и передающего модулей устройства, содержащие в своей структуре известные типы автоматической подстройки частоты (частотная автоматическая подстройка частоты, фазовая автоматическая подстройка частоты и их разновидности). Это достигается за счет того, что в спектре комплексного сигнала отсутствуют частоты с полосой электрокардиосигнала (0,05 - 100 Гц), тем самым обеспечивается устойчивый и достоверный прием в случае динамического мониторинга электрокардиосигнала.

Использование в качестве элемента переноса частотного спектра сигналов отведений электрокардиосигнала балансного модулятора обеспечивает эффективное расходование энергии УКВ ЧМ передатчика при использовании устройства в качестве портативного носимого блока для динамического мониторинга.

Формула изобретения

Устройство передачи трех отведений электрокардиосиганала посредством радиоканала, содержащее генератор опорного сигнала и полярный модулятор, отличающееся тем, что введены первый и второй балансные модуляторы, первые входы которых подключены к первому и второму входам устройства передачи трех отведений электрокардиосигнала посредством радиоканала, а выходы первого и второго балансных модуляторов соединены с первым и вторым входами полярного модулятора, выход которого подключен к выходу устройства передачи электрокардиосигнала посредством радиоканала, делитель частоты, вход которого соединен с выходом генератора опорного сигнала, а первый выход делителя частоты соединен со вторыми входами первого и второго балансных модуляторов, частотный модулятор, первый вход которого подключен к третьему входу устройства передачи трех отведений электрокардиосигнала посредством радиоканала, второй вход частотного модулятора соединен с выходом делителя частоты, а выход частотного модулятора соединен с третьим входом полярного модулятора.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2