Устройство для выделения кардиосинхроимпульса

 

Союз Советсник

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ (u>869754

К АВТОРСКОМУ .СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 18.0180 (21) 287 2488/28-13 с присоединением заявки йо (23) Приоритет

Опубликовано 07.1081, Бюллетень Но 37

Дата опуоликовани я описания 07 . 10 . 81 (5f)pA. клз

A 61 В 5/02

Государственный комитет

СССР но делам изобретений н открытий (53) УДК 615 ° 47 (08&8) (72) Авторы изобретения

В.В.Кожичкин, Л,К.Крюкова и Ю И.Дмитриев

1 (i

Ленинградский институт авиационйого йриборостроения . (71) Заявитель, (54 ) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫДЕЛЕНИЯ КАРДИОСИИХРОИМПУЛЬСА

Устройство относится к медицинской технике, а именно к устройствам для исследования динамики сердечной деятельности, и предназначено для выделения кардиосинхроимпульса на фоне сопутствующих помех и формирования счетного импульса, временное положение которого соответствует точке максимума R — зубца электрокардиосигнала, Известно устройство для выделения кардиосинхроимпульса, которое содержит последовательно соединенные частотный фильтр, дифференциальный триггер уровня, формирователь и анализа- 1з тор длительности, соединенный с одним из входов пикового детектора н управляющий временем его разряда. Выход пикового детектора присоединен.к второму входу дифференциального триг- 20 гера уровня, а его другой вход присоединен к выходу стробирующего каскада, сигнальный вход которого присоединен к выходу частотного фильтра, а управляющий — к выходу формировате-25 ля i1) .

Однако зто устройство не удовлетворяет задаче формирования на его выходе импульса, временное положение которого соответствует точке максиму- 30 ма R — зубца. Время появления импульса на выходе дифференциального триггера уровня соответствует моменту превышения  — зубцом уровня, установленного пиковым детектором. Временной интервал между, моментом формирования этого импульса и любой фиксированной точкой R — зубца (в том числе максимумом) будет изменяться, так как пиковый детектор и анализатор периода, управляющий им, обладает инерционностью, а амплитуде R — зубца свойственна нестабильность. Этн колебания временного положения сформированного счетного импульса относительно истинного положения точки максимума R зубца будут вносить дополнительную погрешность в оценку длительности

R — R интервала.

Более совершенным является устройство для выделения кардиосинхронмпульса, которое содержит последовательно соединенныс предварительные усилитель кардиосигнала, квадратор, дифференциатор, амплитудный ограничитель импульса положительной полярности, блок выделения переднегэ фронта импульса положительной полярности, также формирователь строба максимальной длительности к — зубца и Формирователь;

869754 строба минимальной длительности

R - зубца, входы которых соединены с выходом блока выделения переднего фронта импульса положительной полярности, а выходы которых подключены к первому и второму входам схемы совпадения. Устройство также содержит последовательно соединенные амплитудный ограничитель импульса отрицательной полярности, блок выделения заднего фронта импульса отрицательной полярности и блок формирования счетного импульса, включенные между выходом дифференциатора и третьим входом схемы совпадения (2), Это устройство производит разделение сигнала и помехи по амплитудному и временному признакам. Однако счетный импульс на выходе этого устройства по своему временному положению нестабилен по отношению к какой либо фиксированной точке R — зубца (например к его максимуму или к мо-: менту окончания R — зубца). Это связано с тем, что нестабильность по амплитуде R — зубца (от 0,7 мВ до

3 мВ) при наличии в данном устройстве нелинейных блоков квадратирования и амплитудного ограничения преобразуется в нестабильность временного положения счетного импульса. Поскольку амплитуда Н вЂ” зубца может изменяться в четыре раза, то степень насыщения квадратора по выходу не остается одинаковой. Меняется крутизна фронтов, смещаютя по времени точки перегиба выходного импульса квадрато- ра, и соответственно момент начала импульса производной смещается относительно вершины R — зубца при постоянном напряжении отсечки квадратирующего устройства.

Целью изобретения является повышение точности временной фиксации синхроимпульса относительно  — зубца электрокардоиграммы.

Цель достигается тем, что в устройство, содержащее последовательно соединенные предварительный усилитель и дифференциатор, а также амплитудный ограничитель импульса положительной полярности и амплитудный ограничитель импульса отрицательной полярности, соединенные с выходом дифференциатора, и последовательно соединенные бл .к формирования счетных импульсов и первую схему совпадения, введены последовательно соединенные генератор пилообразного -напряжения, компаратор, формирователь импульсов совпадения, вторая схема совпадения и блок задержки, а также блок выделения переднего фронта импульса отри цательной полярности, причем выход амплитудного ограничителя импульса отрицательной полярности подключен через блок выделения переднего фронта импульса отрицательной полярности к входу блока формирования счетных

65 диосигнала, крутизна фронтов которых меньше крутизны фронтов R - зубца. С помощью этих блоков отсеиваются зубцы R и Т. Импульс производной положительной полярности, пройдя ограничитель 3, анализируется по длительности временным анализатором; состоящим из блоков генератора 4 пилообразного напряжения и компаратора 5.

Сигналы, имеющие длительность, меньшую наименьшей длительности положительного фронта к - зубца, не пройдут на выход компаратора 5, так как окажутся ниже установленного порого5 (О

3D

45 импульсов, выход амплитудного ограничителя импульса положительной полярности подключен к входу генератора пилообразного напряжения и второму входу вто1 ой схемы совпадения, а выход блока задержки — к второму входу первой схемы совпадения.

На фиг.1 изображена структурная схема устройства для выделения кардиосинхроимпульса; на фиг.2 — времен-,,ные диаграммы сигналов на выходах блоков устройства, Устройство для выделения кардиосинхроимпульса состоит из последовательно соединенных предварительного усилителя 1 кардиосигнала, дифференциатора 2, амплитудного ограничите ля 3 импульса положительной полярности, генератора 4 пилообразного напряжения и компаратора 5, представляющих собой временной анализатор длительности переднего фронта R — зубца, формирователя б импульсов совпадения, второй схемы 7 совпадения и блока 8 задержки, а также из последовательно соединенных амплитудного ограничителя 9 импульса отрицательной полярности, блока 10 выделения переднего фронта импульса отрицательной полярности, блока 11 формирования счетных импульсов, включенных между выходом дифференциатора 2 и первым входом первой схемы 12 совпадения. Причем выход блока задержки соединен с вторым входом первой схемы 12 совпадения.

Устройство работает следующим образом.

Кардиосигнал с электродов, предварительно- усиленный усилителем 1, поступает на дифференциатор 2, построенный на активных элементах. С выхода дифференциатора сигнал производной R — зубца, имеющий вид двух разнополярных прямоугольных импульсов с переходом через ноль (фиг,.2), moступает на входы двух блоков: амплитудных ограничителей 3 и 9 импульсов соответственно положительной и отрицательной полярностей.

Каждый из них пропускает на выход прямоугольные импульсы соответствующей полярности, по амплитуде превышающие заданные уровни, тем самым ограничивая прохождение импульсов кар869754

Формула изобретения

Устройство для выделения кардиосинхроимпульса, содержащее последовательно соединенные преднарительный усилитель и дифференцнатор, а также амплитудный ограничитель импульса положительной полярности и амплитудный

О ограниччтель импульса отрицательной полярности, соединенные с выходом дифференциатора, и последовательно. соединенные блок формирования счетных импульсов и первую схему совпа5 дения, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности временной фиксации синхроимпульса относительно R — зубца электрокардиограммы, н него введены последовательно соединенные генератор пилообразного напряжения, компаратор, формирователь импульсов совпадения, вторая схема совпадения и блок задержки, а также блок выделения переднего фронта импульса отрицательной полярности, причем выход.амплитудного ограничителя импульса отрицательной полярности .подключен через блок выделения переднего фронта импульса отрицательной полярности к входу блока формироваО ния счетных импульсрв, выход ампли-. тудного ограничителя импульса положительной полярности подключен к входу генератора .пилообразного напряжения и второму входу второй схемы совпадения,а выход блока задержки — к второму нходу первой схемы совпадения. ного уровня компаратора (фиг.2). Йак осущестнляется защита от выброса высокочастотных помех. Импульсом с выхода компаратора 5, момент появления которого соответствует моменту совпадения по уровню пилообразного напряжения и установленного порогового уровня компаратора 5, запускается формирователь 6 импульсов совпадения, ° вырабатывающий импульс, который обеспечивает перекрытие по времени момента перехода производной R — зубца че-! рез ноль. Его длительность должна быть больше, чем (бамако мин ) переднего фронта R -зубца. Этот импульс поступает на перный нход второй схемы 7 совпадения, на второй вход которой поступает импульс с выхода ог. Раничителя 3, т.е. положительный импульс сигнала производной R — зубца.

На выходе схемы 7 совпадения вырабатывается импульс, оканчивающийся 2 точно в момент перехода производной через ноль. Начало этого импульса соответствует началу импульса с выхода компаратора 5. Для того, чтобы зафиксировать моменты перехода через ноль производной R — зубца, необходимо обеспечить перекрытие в этот момент импульсов производной положительной и отрицательной полярностей.

В связи с этим необходимо задержать импульс с выхода схемы 7 на время которое обеспечило бы срабатывание первой схемы. 12 совпадения при поступлении на ее второй вход импульса с выхода блока формирования счетных импульсов, выработанного по переднему фронту отрицательного импульса сигнала производной, поступающего с блока 10, на который поступает отрицательный импульс производной, прошедший амплитудный ограничитель 9.

Минимизация времени перекрытия двух импульсов, поступающих на входы первой схемы совпадения, необходима с точки зрения повышения точности фиксации момента перехода производной 45 через ноль и с точки зрения повышения помехоустойчивости, так как в этом случае меньше вероятность поступления на один из входов импульсов помехи.

Помехоустойчивость временной фикса- Я ции кардиосинхроимпульса обеспечивается н рассматриваемой схеме тем, что перед этой операцией осуществляется разделение сигнала и помехи по признакам крутизны и длительности фронтов, а также производится анализ изменения знака производной R - -зубца, Преимуществом предлагаемого устройства перед известными является стабильность временного положения заднего фронта импульса положительной полярности ч переднего фронта импульса отрицательной полярности по отношению к вершине R — зубца, что повышает точность временной фиксации кардиосинхроимпульса, а также минимизация времени перекрытия сигнальных импульсов на выходе устройства, что повышает помехоустойчивость .

Источники информации, принятые но внимание при экспертизе

1 ° Авторское свидетельство С р

507312, кл. A 61 В 5/00, 1975, 2. Ие11аЫе Triggering for

Exercise EIectrocardiograms By D. Winter, В. Trenholm

EEE Trausact1on on ВМЕ, v 16, N 1, Р7 5-79, 1969,