Устройство для исследования динамики сердечной деятельности

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ;

Союз Советских

Социалистичесниа

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 15.11.1968 (№ 1218244/31-16) М. Кл. А 61b 5 02 с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 31.Х.1972. Бюллсте;1ь № 33

Дата опубликования описания 18.ХП.1972

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

УДK 615А71:616.12-073 (088.8) Авторы изобретения

В. Л. Карпман и В. Л. Уткин

Государственный центральный институт физической культуры

Заявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИССЛЕДОВАИИЯ ДИНАМИКИ

СБРДБЧНО1, ДЩТБЛЬНОСТИ

Известны устройства для исследования динамики сердечной деятельности, содержащие блок ввода исследуемых параметров и многоканальный регистратор.

Предлагаемое устройство в отличие от известных имеет ряд идентичных каналов по числу исследуемых характеристик сердечной деятельности. При этом каждый канал содержит блок обнаружения, блок вычисления текущих и статистических хар актеристик полезного сигнала и помех и блок селекции. Кроме того, в предлагаемом устройстве установлены преобразователь длительности сердечного цикла в аналоговое напряжение, многоканальный преобразователь временных интервалов в аналоговое напряжение и блок ввода поправочных коэффициентов. Такое выполнение устройства позволяет получать информацию о фазовой структуре сердечной деятельности непосредственно в процессе проведения исследований.

На чертеже изображена блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство входит в состав радиотелеметрической системы, образующей канал связи между исследуемым человеком и предлагаемым устройством. Этот канал содержит размещаемое на теле пациента передающее устройство 1, включающее в себя датчики и усилители электрокардиограммы, фонокар1 диограммы и сфигмограммы центрального пульса, радиопередатчик и устройство временного уплотнения радиоканала. Входной блок 2 устройства выполнен в виде, например, 5 приемного устройства, к которому присоединен ряд,1дснтичных каналов по числу исследуемых характеристик сердечной деятельности. В каждом из этих каналов установлены

Олок 8 обнаружения, блОк 4 Вычисления теIсу10 Щих и статистических характеристик полезного сигнала и помех и блок 5 селекции. Блок 8 содержит оптимальный линейный фильтр 6, пороговую схему 7 и схему 8 автоматического поддержания оптимального уровня порога, 15 Блок селекции вкл1очает селектор 9 длительIrocTII измеряемых интервалов и формирователь селектирующих импульсов, а также схему 10 автоматической оптимизацпн времени селекции.

20 Все каналы присоединены к многоканальному преобразователю 11 временных интервалов в аналоговое напряжение. Общим для всех каналов является также преобразователь 12 длительности сердечного цикла в аналоговое

25 напряжение (блок измерения периода сокращений сердца). Выходным элементом устройства является х;но го канальный регистратор 18.

Для получения срочной информации о фа30 завой структуре сердечного сокращения в усТ304775

3 ройстве предусмотрен блок 14 ввода в преобразователь 11 поправочных коэф<р,щиептов (констант) таких, напр!.",Iop, к21< д il! I сльность зубца Q электрокард!10гр2ill )I!il, тельность протодиастолы и време!ш распросгранения пульсовой волны от сердца до приемника пульса. !1ри этом, с целью снижения

УРОВНЯ ПОМЕХ Н2 КРИВ011 СфНГМОГРЯ a !Ы, В КЯчестве приемник2 пульса! мол(ет Оы1 ь использован электромагнитныи датчик скорости !!еремещения сосудистой стенки Яргсрпп, размещаемый не на сонной, как обычно, а на височной артерии пациента. 1!оправки на длительность зубца Q) протодг!2010

Работу предлагаемого устроиства для хронометрического анализа динамики сердечной деятельности можно рассмотреть па примере автоматического измерения длительности фаз сердечного сокращения. Как известно, зуоец

Q электрокардиограммы, высокочастотные колебания в составе первого и второго тонов фонокардиограммы и анакротический подъем кривой центрального пульса с точностью до постоянных величин определяют границы систолических фаз сердечного сокращения.

Начальные участки перечисленных выше характеристик элементов поликардиограммы, рассматриваемые в качестве полезных сигналов, должны быть автоматически обнаружены, несмотря на высокий уровень помех, имеющий место при активном поведении пациента. С целью увеличения отношения «сигнал(шум» на входе блока обнаружения кривые поликардиограммы с выходов радиотелсметрической системы поступают в оптимальные линейные фильтры.

В момент, когда напряжения на выхода оптимальных фильтров б превысят заданные эталонные уровни, пороговые схемы 7 формируют мощные импульсы, поступающие во входные цепи блоков селекции измеряемых интервалов по длительности. Наличие селекторов значительно снижает вероятность ложного обнаружения, а параметры их выбираются на основе предварительного изучения статистических характеристик временной структуры сердечного цикла. Импульсы, пропущенные блоками селекции, с точностью до постоянных величин совпадают с границами измеряемых интервалов и используются в качестве исходной информации в многоканальном преобразователе 11 и в преобразователе 12 (блоке измерения периода сердечной деятельности). Два последние блока — ко.",счные элементы устройства — преобразуют:ш гервалы времени, задаваемые в виде периодической последовательности пар импульсов, в аналоговое напряжение на входе многоканального регистратора 18.

Помехоустойчивость устройства для хронометрического исследования кардиодипамики

4 в значительной степени определяется тем, »асколько удачно выбраны уровни порогов обнаружения и интервалы селекции. 11ри этом оптимальные в отношении помсхоустойч:!воСТИ ЗНЯЧЕНИЯ 4 I<232HHbl. < ВСЛIIЧ11Н ИЗМСНЯЮТС!1

КЯК В ПРЕДЕ;IЯХ ОТДСЛЬНО ВЗ)! ОГО ЦИКЛЯ СС!)-!

СЧНОЙ ДСЯТСЛЬПОСТ!1> 2!< 1! ОТ ОДНОГО ЦИКЛ Я К другому.

Особенностью преллагасмого устройства !!шляется наличие в е;о составе блоков, нспрсpbIBII0 поддержпв21011IIJ. на опт!!мальном уровне порог обнару>кения и время селекции во всех канатах обработки информации. Подобная оптимизация возможча лишь на основе знания текущих и статистических характеристик исходных сигналов, действующей помехи и исследуемых параметров кардиодинамики. Основные текущие и вероятностные характеристики полезных сигналов и помехи вычисляются специальным блоком 4, в который вводятся исходные кривыс поликардиограммы, а также напряжения с выхода вычислительной части устройства, пропорциональные длительностям измеряемых фаз сердечного сокращения. Выходные сигналы многоканального преобразователя 11, преобразователя 12 и блока 4 вычисления поступают в схемы 10 автоматической оптимизации уровня обнаружения и времени селекции, где формируются напряжения, которые воздействуют на управляемые элементы устройств порогового обнару кения 11 селекции.

Основным назначением прсдлагаемого устройства является получение срочной информации о фазовой структуре сердечного сокращения человека, исследуемого в условиях естественного поведения, в том числе B !!роцессе напряженной мышечной работы. Как известно, физическая активность пациента приводит к значительному возрастанию уровня помех па кривых поликардиограмм. Это обстоятельство предопределило алгоритмы блока обнаружения, согласно которому за начало систолы левого желудочка принимается не момент возникновения зубца Q электрокардиограммы, а его восходящий участок. В то же время длительность протодиастолы и время распространения пульсовой волны от сердца до датчика пульса принимаются постоянными в промежутках времени между контрольными замерами этих величин. Поправка на длительность зубца Q, протодиастолу и время распространения пульсовой волны вводится с помощью блока 14 в виде постоянных напряжений в измерительные цепи преобразователя 11, выполненные с использованием операционных усилителей.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет графически и визуально регистрировать абсолютные величины време П1ых параметров сердечного цикла человека в условиях двигательной активности. При этом выходные шкалы устройства можно градуировать непосредственно в миллисекундах, 304775

Предмет изобретения

Составитель Е. Ланцбург

Техред 3. Тараненко

Редактор Л. Бердник

Корректоры: H. Стельмак и Л. Царькова

Заказ 3972,12 Изд. ¹ 1701 Тираж 406 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, 5К-35, Раушская наб., д. 475

Типография, пр. Сапунова, 2

Устройство для исследования динамики сердечной деятельности, содержащее блок ввода исследуемых параметров и многоканальный регистратор, отличающееся тем, что, с целью получения информации о фазовой структуре сердечной деятельности непосредственно в процессе проведения исследований, в нем установлены ряд идентичных каналов по числу исследуемых характеристик сердечной деятельности, состоящих из блока обнаружения, включающего в себя оптимальный линейный фильтр, пороговую схему и схему автоматического поддержания оптимального уровня порога, блока вычисления текущих и статистических характеристик полезного сигнала и помех и блока селекции, включающего в себя селектор длительности измеряемых интервалов и формирователь селектирующих импульсов и схему автоматической оптимизации времени селекции, преобразователь длительности

10 сердечного цикла в аналоговое напряжение, многоканальный преобразователь временных интервалов в аналоговое напряжение и блок ввода поправочных коэффициентов.