Индикатор среднелегочного давления и частотыдыхания
О П И С А Н И Е 288844
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Республик
Зависимое от авт. свидетельства №
Заявлено 18.VII.1966 (№ 1091727/31-16) с присоединением заявки №
Приоритет
МПК А 61b 5/08
Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров
СССР
УДК 612.216.3 (088.8) Опубликовано 08.XI1.1970, Бюллетень № 1 за 1971
Дата опубликования описания IО.II.1971 и
, »
P. И. Бурлаков и Ю. Ш. Гальперин
Всесоюзный научно-исследовательский институт медицинского приборостроения
Авторы изобретения
Заявитель
ИНДИКАТОР СРЕДНЕЛЕГОЧНОГО ДАВЛЕНИЯ И ЧАСТОТЫ
ДЫХАНИЯ
Индикаторы среднелегочного давления и частоты дыхания, содержащие индукционный датчик давления в виде сильфона, соединенного с сердечником индукционной катушки, известны. 5
Недостатком известных индикаторов является то, что среднелегочное давление и частота дыхания определяются лишь графическим путем, для чего записывают сначала с помощью самопишущего прибора кривую из- 10 менения давления во времени за период дыхания, а затем с помощью планиметра или вручную производят интегрирование этой кривой с последующим делением вычисленной площади под кривой на период дыхания. При этом 15 весьма трудно проследить за изменениями средпелегочного давления от одного дыхательного цикла, а процесс определения среднелегочного давления занимает много времени.
Предлагаемый индикатор позволяет автома- 20 тически измерять среднелегочное давление и частоту дыхания. Это обеспечивается тем, что индикатор снабжен усилителем с пиковым детектором и фильтром; системой выделения дыхательных циклов, выполненной в виде ба- 25 лансного диодно-регенеративного компаратора; блоком синхронизации; измерителем периода дыхательных циклов, в качестве которого использован двоичный семиразрядный счетчик; интегратором работающего по прин- 30 ципу частотной модуляции сигнала датчика давления; блоком вычитания постоянной составляющей интегрирования; блоком деления в виде двух счетчиков, связанных со схемой поразрядного сравнения блоком определения конца вычислений; блоком определения знака интеграла; выходной системой, содержащей трехразрядный двоичный счетчик и блок дешифраторов с цифровыми индикаторами.
На фиг. 1 дана блок-схема предлагаемого индикатора; на фиг. 2 — его функциональная схема.
Индикатор содержит индукционный датчик
1 давления, представляющий собой сильфон, соединенный с сердечником индукционной катушки, на выходе которой включен усилитель с пиковым детектором и фильтром. Последний преобразует сигнал катушки в сигнал постоянного тока, повторяющий кривую давления. Индикатор содержит также систему 2 выделения дыхательных циклов, блок 3 синхронизации, измеритель 4 дыхательных циклов, интегратор 5, работающий по принципу частотной модуляции, блок 6 вычитания постоянной cOcTBBëÿþùåé интегрирования, блок
7 деления, блок 8 определения конца вычислений, блок 9 определения знака интеграла и выходную систему 10.
На вход индикатора подается измеряемое давле, ше P(i) в зависимости от времени J, а на
10 выходе получается среднее за период Т дыхания давление Р.
Система 2 выделения дыхательных циклов состоит из эмиттерного повторителя 11, балансного диодно-регенеративного компарятора
12 к формирователя 18, прев ащающего серии импульсов компараторя в прямоугольныс импульсы, пригодные для запуска триггера, связанного с блоком 8.
Т вЂ” период дыхания:, С вЂ” постоянная составляющая сигна* ла датчика давления;
К вЂ” коэффициент пропорциональности.
Частота дыхания определяется посредством деления коэффициента пропорциональности
К на период дыхания T.
Блок 8 синхронизации состоит из триггеров
14 15 и 5, включенных последовательно и уппав1 ляющих дешифратором 16 с выходами а — г формирователя 17 сброса управления, формирователя 18 сброса счетчика времени, формирователя 19 сброса измерения частоты, формирователя 20 сброса интегрирования и связанного с блоком 8 формирователя 21 сброса счетчика результата.
Измеритель 4 периода дыхательных циклов содержит мультивибратор 22 и клапан 28, управляющий счетчик 24 времени.
Интегратор 5 состоит из эмиттерного повторителя 25, преобразователя 26 напряжения в частоту, выполненного в виде двухтактного блокингинг-генератора с сердечником из материала с прямоугольной петлей гистерезиса, усилителя-формирователя 27, клапана 28, схемы «ИЛИ» 29 и реверсивного шестнадцатиразрядного двоичного счетчика 80 делимого. Блок 6 вычитания постоянной состав81 ляющей интегрирования состоит из датчик постоянного регулируемого няпря>кения, ° а преобразователя 82 напряжения в частоту, усилителя-формирователя 88 и клапана 84.
Блок 7 деления содержит высокочастотный генератор 85, клапан 86, счетчик 87 сравнения со схемой поразрядного сравнения, формирователь 88 ; с блоком 7 связан клапан 89.
Бл 8 лок 8 определения конца вычислений состоит из индикатора 40 (схема совпадения HQ входов), схемы совпадения 41 и статического триггера 42.
Бл ок 9 определения знака интеграла состоит из схемы совпадения 48, статического триггера
44, схем совпадения 45 и 46, схем «ИЛИ» 47 и 8, усилителя 49 управления вычитанием и и 48 усилителя 50 управления сложением.
Выходная система 10 содержит клапан 51, двоично-десятичный счетчик результата 52, разъем 58 для электрического выхода кода, блок 54 дешифраторов и цифровых индикаторов.
Переключатель 55 служит для переключения индикатора с режима измерения среднелегочного давления на режим измерения частоты дыхания.
Среднелегочное давление определяется посредством вычисления интеграла: т т
J1 ()dt ) Cd/ где P — среднелегочное давление;
P (t) — кривая давления;
В обоих случаях коэффициенты пропорциональности К и 1(> подбираются таким образом, чтобы после деления результат получался в ну>кной размерности, например среднелегочное давление — в сл вод. ст., а частота дыхания — в дах иин..
Индикатор работает следующим образом.
Сигнал РЯ с датчика 1 давления поступает через эмиттерные повторители 11 и 25 на компаратор 12 и преобразователь 26 напряжения в частоту. Компаратор 12 выдает серию импульсов, если сигнал превышает определенный уровень напряжения, который мо>кно менять с помощью переменного сопротивления, и не выдает никакого напря>кения, если сигнал ниже этого ровня. Серии импульсов с компаратора 12 поступают на формирователь 18, преобразующий каждую серию импульсов в прямоугольный сигнал и запускающий этим сигналом триггер 14, который, в свою очередь, запускает триггер 15. Выходы триггеров 14 и 15 подключены к дешифратору
16, который управляет формирователями 17—
21 сброса, а также клапанами 28, 28, 84, 86, 89 и 51.
В промежуток времени, когда отрицательный уровень напряжения имеется на выходе а дешифратор а 16, сигнал датчика давления, частично промодулированный на преобразователе 26, через усилитель-формирователь 27, открытый в это время клапан 23, схему
«ИЛИ» 29 поступает на счетный вход реверсиного счетчика 80, который работает в это время в режиме сложения, благодаря схеме
«ИЛИ» 48 и усилителю 50. Передним фронтом импульса дешифратора 16 с выхода запускается формирователь 20 сброса, который сбрасывает счетчик 80 в состояние «О».
В этот >ке дыхательный цикл открыт клапан
28, который пропускает импульсы мультивибратора 22 в счетчик 24 времени, предварительно сброшенный в «0» формирователем 18.
Таким образом, за дыхательный цикл, в течение которого имеется отрицательное напряжение на выходе а дешифратора 16, в счетчике 80 будет зафиксирован интеграл от кривой давления за один период, а в счетчике 24 — величина периода этого дыхательного цикла.
В следующий дыхательный цикл отрицательный уровень напряжения появляется уже на выходе 6 дешифратора 16. В течение этого времени постоянное напряжение датчика 31, промодулированное преобразователем 82, че288844.з усилитель 88 и открытый в это время кла(н 84 поступает на счетный вход счетчика переключенного схемой «ИЛИ» 47 и уси(телем 49 в режим вычитания.
Таким образом, за дыхательный цикл, в те- 5 ние которого имеется отрицательное напряение на выходе б дешифратора 16, из интеала, зафиксированного ранее в счетчике 80, дет вычтена постоянная составляющая.
При этом, если величина среднелегочного 10 явления отрицательна, то т т
j P(r а< JCdt при вычитании счетчик 80 переходит через 15
I». Тогда срабатывает индикатор «0» 40, и ема совпадения 43 переводит статический иггер 44 в состояние «1», а в следующем (кле триггер 44 переключает счетчик 80 с .жима вычитания на режим сложения через 20
:ему совпадения 45, схему «ИЛИ» 47 и уси(тель 49, а также включает в блоке индика(и знак минус.
Если же величина среднелегочного давления
)ложительна, то 25 т т (Р (Н > j Cd t, при вычитании индикатор «О» не срабаты ет, статический триггер 44 остается в состоя- 30 и «0», и счетчик 80 в следующем цикле тается в режиме вычитания, а на блоке ин(кации остается включенным знак плюс.
В следующий дыхательный цикл отрица.льный уровень напряжения появляется на 35 яходе в дешифраторе 16. B этот момент от ываются клапаны 36, 89 и 51. Импульсы с (сокочастотного генератора 85 через откры»й в этот цикл клапан 86 поступают в счет к 87 сравнения со схемой поразрядного 40
)авнения. Когда в счетчике 37 сравнения на рается число, равное числу в счетчике 24 емени, схема поразрядного сравнения выьет импульс, поступающий на формирова. ль 83 сброса, который сбрасывает счетчик 45
)авнения в состояние «О» в промежуток вреени между двумя импульсами генератора 85. дновременно с этим импульс со схемы поазрядного сравнения поступает через откры.(й в это время клапан 51 в счетчик резуль- 50 ата 52, предварительно сброшенный в состояие «0» формирователем 21 сброса включаеым от переднего фронта импульса с выхода дешифратора 16.
В это же время импульсы генератора 85 55 оступают через открытый клапан 39 на счетый вход счетчика 80 делимого, включенного в предыдущем цикле на режим сложения или вычитания в зависимости от знака интеграла.
Этот процесс протекает до тех пор, пока число в счетчике 80 не станет равным нулю.
В этот момент срабатывает индикатор «О» 40 и через схему совпадения 41 переводит статический триггер 42 в состояние «О». В результате закрывается клапан 51, и на блоке индикации устанавливается результат деления и знак среднелегочного давления.
В режиме вычисления частоты дыхания устройство работает так же, как и в режиме вычисления среднелегочного давления, с той лишь разницей, что при помощи переключателя 55 от счетного входа счетчика 80 отключаются клапаны 23 и 84, а сам счетчик отключается тем же переключателем от блока 9 определения знака интеграла и включается постоянно на режим вычитания. Кроме того, к сбросу счетчика 80 подключается формирователь 19 сброса, который в начале каждого третьего дыхательного цикла устанавливает на счетчике 80 число 12ООО в двоичном коде, при делении которого на величину периода дыхания получается число с размерностью частоты дыхания 1дых)мин).
В конце третьего дыхательного цикла импульсом с выхода г дешифратора 16 при помощи формирователя 17 триггеры 14 и 15 устанавливаются в состояние «О», после чего процесс вычисления повторяется.
Предмет изоб р етен и я
Индикатор среднелегочного давления и частоты дыхания, содержащий индукционный датчик давления в виде сильфона, соединенного с сердечником индукционной катушки, отличающийся тем, что, с целью автоматического измерения среднелегочного давления и частоты дыхания, он снабжен усилителем с пиковым детектором и фильтром, системой выделения дыхательных циклов, выполненной в виде балансного диодно-регенеративного компаратора блоком синхронизации, измерителем периода дыхательных циклов в качестве которого использован двоичный семиразрядный счетчик, интегратором частотной модуляции сигнала датчика давления, блоками вычитания постоянной составляющей интегрирования, деления в виде соединенных со схемой поразрядного сравнения двух счетчиков определения окончания вычислений и установления знака интеграла и системой на выходе, содержащей трехразрядный двоично-десятичный счетчик и блок дешифраторов с цифровыми индикаторами.
288844
Уиг. 2 Риг. 1
Составитель Е. Е. Ланцбург
Редактор Л. А. Утехина
Коррсктор Н. Л. Бронская
Типография, пр. Сапунова, 2
Изд. № 65 Заказ 119/18 Тираж 480 Подписное
ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР
Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4!5
