Способ анализа биофизических процессов в эксперименте

 

0 П И С А Н И Е 299209

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Сооотоких

Социалиотичеоких

Реопублик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 18.Õ11.1969 (,пй 1386021/31-16) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 26Л!1.1971. Бюллетень № 12

Дата опубликования описания 17Х.1971

МПК А 61b 10/00

Комитет по делам изобретениЯ и открытий при Совете Миииотрой

СССР

УДК 612.172.2(088.8) Автор изобретения

А. Н. Козлов

Заявитель

СПОСОБ АНАЛИЗА БИОФИЗИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ

В ЭКСПЕРИМЕНТЕ

Известны способы анализа биофизических процессов в эксперименте путем измерения показателей уровня (амплитуды) и частоты сигнала, осуществляемом одновременно с представлением результата в форме обобщающего показателя. Однако в этих способах сложны выявления общих закономерностей в изменениях уровня и частоты сигнала, а также в направленности сдвигов этих составляющих обрабатываемого сигнала.

Предлагаемый способ отличается от известного тем, что с помощью известного электроннолучевого характериографа наблюдают отношение взятых за время анализа интегралов уровня и частоты сигнала ультразвуковой кардиограммы.

На чертеже изображена блок-схема устройства, осуществляющего предлагаемый способ.

Сущность его состоит в там, что наблюдают отношение интегралов уровня (амплитуды) и частоты сигнала с помощью какого-либо известного электроннолучевого характериографа и этим интегралам, взятым за время анализа, сопоставляют удобный для анализа обобщающий показатель — вектор в комплексной форме, — отнесенный к длительности времени анализа.

В качестве регистрируемого сигнала, уровень (амплитуда) и частота которого исследуется, могут служить сигналы ультразвуковай кардиографии (УЗК) в режиме непрерывного излучения, сигналы фонокардиографии (ФКГ), сигналы электромиграфии (ЭМГ) и электроэнцефалографии (ЭЭГ) .

Длительность цикла наблюдения, за который производится определение интегральных значений уровня сигнала и его частоты, выбирается в зависимости от задач проводимого исследования, характера обрабатываемой

1а функции и требований исследования. Это могут быть периоды текущего времени (для ЭЭГ и ЭМГ), периоды сердечного цикла (для УЗК и ФКГ) или произвольные интервалы времени, устанавливаемые экспериментатором.

15 Для амплитудно-частотного анализа исследуемого сигнала последний подают на входное устройство 1, специфичное для регистрируемого сигнала (например на усилитель биотоков для ЭЭГ и ЭМГ, на акустический усилитель для ФКГ или ультразвуковой кардиолокатор для УЗК). Пройдя через усилитель 2 сигнал поступает на блок 8 измерения уровня и блок4измерения частоты. Эти составляющие сигнала через соответствующие интегра25 торы (по дискретному времени) 5 и б регистрируются в регистрирующем устройстве 7, в качестве которого могут быть использованы обычный многоканальный самописец, двухкоординатный регистратор, электроннолучевой

30 осциллограф с фотозаписью и таму подобное, 299209 мая единица.

Сброс показаний интеграторов производится в конце каждого цикла наблюдения автоматически. Для этого задатчик 8 временных интервалов, которым может являться и сам пациент (при управлении сигналами электрокардиограммы по длительности сердечного цикла), управляет через блок 9 формирования рабогой электронного ключа 10 интеграторов и устройством 11 отметчика времени, сигналы кого.рого также подаются на регистрирующий прибор 7.

Снимают следующие показания регистрирующего прибора: интеграл уровня U и интеграл частоты F за период наблюдения Т (т. е. за время анализа). С помощью этих величин можно образовать комплексный вектор

6 = — е >, Ы т

U где d = PU> + F>, q> = агс tg —; — мни,При соответствующем выборе регистрирующего устройства процесс вычисления указанного вектора может быть автоматизирован.

В качестве примера применения предлагаемого способа рассмотрим обработку сигналов ультразвуковой кардиограммы в режиме непрерывного излучения. Регистрация вектора производится путем циклического фотографирования экрана двухкоординатного электроннолучевого осциллоскопа. Длительность каждой экспозиции соответствуют периоду сердечного цикла испытуемого и измеряется электросекундомером, который срабатывает синхронно с затвором фотоаппарата. Таким образом, управление происходит по физиологическому параметру.

Известно, что при ультразвуковой кардиолокации в режиме непрерывного излучения из области абсолютной перкуторной тупости сердца при нормальной ориентации датчика к поверхности грудной клетки и применении широкополосного фильтра, изменения частоты и уровня отраженного сигнала характеризуют соответственно скорость движения и вариации упруго-вязких свойств мышц при сокращении

4

U и расслаблении лоцируемого органа, Каждыи из этих параметров в отдельности характеризует определенный физиологический процесс и используется при анализе получаемой информации.

При исследовании биомеханики сердца и определении сократительной функции миокарда главного критерия деятельности этого органа нужна информация о динамике сердечного цикла, В сердечном цикле выделяются периоды активного движения и изменения струкгуры сердечной мышцы (рабочие периоды) и периоды, в течение которых механическая деятельность сердца ограничена (время покоя).

В предлагаемом способе вектор смещается только при наличии хотя бы одной из составляющих сигнала — уровня или частоты. При соответствующей предварительной калибровке измерительных каналов этот вектор объективно отражает механическую активность сердца и является по существу, динамическим показателем. Он позволяет также установить характер и величину изменений процесса движения лоцируемого участка сердца по скорости и сократимости. При этом, во время регистрации вектора методом фотографирования статические фазы состояния сердца, в которых изменения частоты и уровня отраженного сигнала отсутствуют, фиксируются на фотобумаге точками большой засветки (светлыми пятнами), что позволит применять векторную оценку и к анализу динамики отдельных фаз сердечного цикла.

Предмет изобретения

Способ анализа биофизических процессов в эксперименте путем измерения показателей уровня и частоты сигнала, осуществляемый одновременно с представлением результата в форме обобщающего показателя, отлича>ои ийся тем, что, с целью упрощения выявления общих закономерностей в изменениях уровня и частоты сигнала, с помощью известного электроннолучевого характериографа наблюдают отношение взятых за время анализа интегралов уровня и частоты сигнала ультразвуковой кардиограммы.

Составитель Е. Ланцбург

Техред Л. Я. Левина Корректор О. И. Волкова

Редактор Д. Пинчук

Заказ 1235/2 Изд, Из 540 Тираж 473 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2