Преобразователь пульсовых коле-баний

 

Союз Соаетсиин

Социал истичесиих

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

< ц 799720 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 15;12.78 (21) 2696091/28-13 с присоединеннеы заявки М (23) ПриоритетОпубликовано 30.01.81. Бюллетень М 4

Дата опубликования описания 30.01.81 (5) ) М. Кл.

А 61 В 5/02

1веудврнтнвнный квинтет

СССР ев делан нзвбретеннй н атнрнылнй (53) УДК 615. .475(088;8) (72) Авторы изобретения

В. А. Кламм, В. Н. Жовинский и В. Б. Алексеев (71) заявители (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПУЛЬСОВЫХ КОЛЕБАНИЙ

Изобретение относится к медицинской технике, в частности к устройствам для . измерения и регистрации частоты сердеч ных сокращений.

Известен преобразователь пульсовых колебаний, содержащий счетчик импульсов и последовательно соединенные датчик кардиоимпульсов, амплитудный селектор, первый и второй формирователи импульсов fl).

Однако сложность схемы преобразователя прй формировании непрерывного сигнала, пропорционального мгновенному зйачению частоты сердечных сокращений (ЧСС), ограничивает его применение .

Мель изобретения — упрощение схемы преобразователя при формировании непрерывного сигнала, пропорционального мгн<л венному значению частоты сердечных .сокращений.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь введены источник эталонного напряжения, повторитель с измерительным прибором, генератор временных йнтервалов, мультиплексор, два конденсатора, блок формирсвания кода переключения и группа разрядных резисторов, первые зажимы которых заземлены, ин-:формационные входы мультиплексора соединены соответственно со входом повторителя, с источником эталонного напряжения и вторыми Зажимами соответствующих разрядных резисторов, управляющие входы мультиплексора подключены соответс пьенно к пепвому и второму выходам формирователя кода переключения и к единичным входам соответствующих разрядов счетчика, выход мультиплексора через первый конденсатор заэемлен, выход первого формирователя импульсов подключен ко входам установки нуля счетчика и генератора временных импульсов, выход которого соединен со входом счетчика, выход второго формирователя импульсов и нулевые выходы первого и второго раэоядов счетчика подключены соответственно к первому, второму и третьему входам блока формировании кода переключения и ехал

3 7997 повторителя заэемлен через второй кон"денсатор.

На фиг. 1 изображена структурная схема преобразователя пульсовых колебаний, на фиг. 2 — функциональная схема преобрв зозателя; на фиг. 3 — циклограмма работы °

Преобразователь пульсовых колебаний содержит датчик 1 кардиоимпульсов, амплитудный селектор 2, первый 3 и второй 4 формирователи импульсов, генератор

5 временных интервалов, счетчик 6 импульсов, блок 7 формирования кода переключения, мультиплексор 8, повторитель

9, чэмерительный прибор 10, группу раз« рядн". х резисторов 11, конденсатор 12 разрядной цепи 12 аппроксимации, конденсатор 13 памяти, источник 14 эталонного напряжения, инвертор 15 (элементы

И-HE на схеме обозначены g ). Формирователи импульсов, генератор временных интервалов и блок формирования кода переключения могут быть выполнены на логических элементах И-НЕ, например на типовых микросхемах с,ерий К 133, К 155 и т.п., мультиплексор — типа 590 КН-1.

Шкала выходного измерительного прибора

1 0 — линейка.

Преобразователь пульсовых колебаний работает следующим образом.

=3

С датчика l кардиоимпульсов, которым может быть фотоэлектрический датчик пульса, кардиограф или другой первичный, поступают импульсы сердечных сокращений.

Амплитудный селектор 2 производит необ-: 5 ходимое усиление, фильтрацию и выделение сигналов в виде нормированных по ампл, туде импульсов прямоугольной формы,соответствующих зубцам )(кардиограммы, в отрицательной полярности, Формирователи р

3 и 4 импульсов формируют импульсы необходимой длительности (порядка 5-10мсек), причем формирователь 4 формирует импульс по окончании отрицательного импульса формирователя 3 (а, б, в на фиг. 2).

IS

С приходом кардиоимпульсов формирователя 3 обнуляется двоичный счетчик 6 импульсов и производится установкав нулевоположение генератора 5 временных интервалов аппроксимации. С окончанием каждо. го импульса формирователя 3 генера1ор 5 временных интервалов начинает формировать последовательность прямоугольных импульсов с периодом повторения 0,3 с постоянной повторяющейся фазой. Период повторения импульсов генератора времен ных интервалов аппроксимации выбирае1 ся в соответствии с числсел положений переключателя мультиплексора (т.е. с

20 4 числом отрезков аппроксимации гипербсолической кривой) и необходимыми верхним и нижним пределом измерения частоты импульса. Например, для мультиплексора

590 КН 1 на 8 положений п - и, использованного в макете устройства, можно получить 6 рабочих интервалов, что даст м аксим альный период пов торения кардиоим пульсов.

Tpp - T 6 — 0,3 6 — 1,8 с, что

coom етс тву ет

60/Т я- 60/1,8 — 33,3 уд/мин.

Этот нижний предел ЧСС достаточен для большинства клинических задач исследования, В других случаях эту цифру лет ко изменить соответствующим выбором периода повторения импульсов генератора временных интервалов.

Импульсы генератора 5 поступают на счетный вход счетчика 6, который совместно с блоком 7 формирует входной код управления мультиплексором 8. Мультиплексор 8 управления прямьпй трехразрядным кодом таким образом, что состоянию 000 на его входах соответствует первое положение переключателя, а состоянию 11 1 — восьмое.

Блок 7 формирования кода переклю- о чения формирует код на входах 2 и 2 мультиплексора таким образом, чтобы на время действия импульса формирователя

3 внутренний переключатель мультиплексора устанавливался в первое положение, при котором конденсатор 12 разрядной цепи аппроксимации подсоединяется к запоминающему конденсатору 13. При этом происходит перезапись напряжения с конденсатора 12 на конденсатор 13, которое индицируется измерительным прибором 10, подключенным к выходу повторителя 9, С приходом импульса формирователя

4 переключатель мультиплексора устанавливается блоком 7 во второе положение, при котором конденсатор 12 разрядной цели аппроксимации подключается к источнику 14 эталонного напряжения и заряжается до величины последнего (Uo).

По окончании импульса формирователя

4 переключатель мультиплексора устанавливается в третье положение, при котором к конденсатору 12 подключается первый разрядный резистор 11 группы. Последующие переключения мультиплексора происходят через интервалы, определяемые периодом генератора 5 и производят почередное подключение разрядных резисI торов 1 1, осуществляющих гиперболическую аппроксимацию. С приходом нового кардиоимцульса импульсом формирователя

790 72

3 вся схема обнуляется и описанный. пропесс повторяется снова. В каждый момент времени измерительный прибор 10 показывает значение ЧСС, полученное на предыдущем интервале кардиоимпульсов. Выходной сигнал повторителя Ь, пропориионапьный ЧСС 8 (-Ь ), может исполэоваться дпя подачи на любой из приборов, регистрирующих медленно изменяющиеся напряжения. о

Простота, высокая точность и черезвычайно малое время измерителя делают .возможным широкое применение предлагаемого устройства, например, с папьиевым датчиком в услсвиях поликпиник при массовом "приеме больных, при проведении хирургических операций и в специальных исследовательских комплексах с люФ бым видом датчиков.

Формула изобретения

Преобразователь пульсовых колебаний, содержащий счетчик импульсов и последо- gg вательно соединенные датчик кардиоимпупьсов, амплитудный селектор, первый и второй формирователи импульсов, о т и и ч аю шийся тем, что, с пелью упрощения схемы его при формирсвании непрерывнОго сигнала, пропорпионального мгновейному значению частоты сердечных сокращений, в него введены источник эталонного

0 6 напряжения, повторитель с измерительным прибором, генератор временных интервалов, мультиплексор, два конденсатора,блок формирования кода переключения и группа разрядных резисторов, первые зажимы которых заэемпены, информационные. входы мупьтиппексора соединены соответсчвенно со входом повторителя, с источником эталонного напряжения и вторыми зажимами соожетсвующих разрядных резисторов, управляющие входы мультиплексора подкпюны соответственно к первсму и второму выходам формирсвателя кода переключения к единичным входам соответствующих разрядов счетчика, выход мультиплексора через первый конденсатор заэемпен, выход первого формирователя импульсов подключен ко входам установки нуля счетчика и генератора временных импульсов, выход которого соединен со входом счетчика, выход второго формирсватепя импульсов и нулевые выходы первого и второго разрядов счетчика подключены соответственно к первому, второму и третьему входам блока формирования кода переключения и вход повторителя эаземлен через второй конденсатор.

Источники информа ции, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР по заявке ¹ 2578881/13, кл. А 61 В5/02, 14. 02. 78 (прототип ) . (Риг. 1