Устройство для исследования проводящих путей слуховой системы

,1212415 А и 4 А 61 В 5/12 ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) 2-й Московский орденасударственный медицинский иним. Н. И. Пирогова(56) 1. 1 егдег е 1 а 1. Ргедс 11 опента Ьеаппд ече гоп ЙечоКед гезропзез. Агснуез ооду, 1978, ц. 104, 8. орому входу регистра сдвига, выход еднего через цифроаналоговый презователь связан с регистром, а выход ратора пусковых импульсов соединен с дом счетно-логической схемы, отличаюиееся тем, что, с целью ослабления раздражающего действия стимуляции путем уменьшения числа стимулирующих сигналов, предъявляемых пациенту при регистрации коротколатентных слуховых вызванных потенциалов, сокрашения времени исследования, в него введены аналоговый сумматор, задатчик уровней, две группы компараторов, две группы формирователей уровня, два дополнительных элемента И, элемент ИЛИ, дискриминатор импульсов по длительности и дополнительные электроды, изолированные один от другого, парал- З лельные основным, две группы электродов с количеством в каждой группе от трех 1 фф до восьми, при этом одноименные элек- ю ве троды первой и второй групп подключены Ъ евое соответственно к первому и второму входам усилителя биопотенциалов, выход полосового фильтра связан с первым входом компаратора первой и второй групп и через аналоговый сумматор - с вторым входом схемы выборки-хранения, второй вход компаратора первой и второй групп связан соответственно с первым и вторым задатчи- М ками уровня, выходы компараторов через Д формирователи уровня первой и второй групп соответственно подключены также соответственно к входам первого и второго дополнительных элементов И, выход первого элемента И связан с первым входом элемента ИЛИ, выход второго дополнительного элемента И - с вторым входом эле- ф мента ИЛИ, а выход последнего через дискриминатор импульсов по длительности подключен к второму входу элемента И,Ленин титут огомильский о Ьепзопзга 1 п з(ев о 1 о 1 а гуп доЛЯПУТЕа гцеекото(54) (57) УСТРОЙСТВО Д ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОВОДЯЩИХ Й СЛУХОВОЙ СИСТЕМЫ, содерж генератор пусковых импульсов, выход рого через последовательно соединенные формирователь стимулирующих сигналов и усилитель мощности подключен к преобразователю электрического сигнала в акустический, электрод, усилитель биопотенциалов, выход которого подключен к входу полосового фильтра, генератор тактовых импульсов, соединенный с первым входом элемента И, выход которого связан с первым входом аналого-цифрового преобразователя и входом запуска счетно-логической схемы, подключенной выходом к второму входу элемента И, схему выборки-хранения, управляющий вход которой связан с первым выходом аналого-цифрового преобразователя, причем последний через схему задержки соединен с первыми входами регистров сдвига, выход схемы выборки хранения подключен к второму входу аналого-цифрового преобразователя, вторые выходы которого подключены к входам сумматора, подсоединенного своим выходом к первому входу элемента И, выход которого подсоединен ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИИзобретение относится к медицинской технике, а точнее к диагностической технике, и может быть использовано в отоларингологии и нейрофизиологии для объективного исследования остроты слуха у пациентов любого возраста, в том числе, новорожденных, ранней диагностики опухолей слухового: нерва и ствола мозга, распознавания демиелинзируюших процессов в центральной нецвойеистеме, прогноза ШОКОВсЬ 1 Х СОСтОЯНИй;ОЦЕНКИ РаЗВИтИЯ СтВОЛа мозга у детей р. в;других случаях.Целью изобретения является ослабление раздражающего действия стимуляции и сокращение времени исследования.На чертеже изображена структурная схема устройства для исследования проводящих путей слуховой системы,Устройство содержит генератор 1 пусковых импульсов, формирователь 2 стимулирующих сигналов, усилитель 3 мощности, преобразователь 4 электрических сигналов в акустические, электроды 5, усилители 6 биопотенциалов, полосовые фильтры 7, компараторы 8, формирователи 9 уровней, два многовходовых элемента И 10, задатчик 11 уровней, генератор 12 тактовых импульсов, элемент И 13, счетно-логическую схему 14, аналоговый сумматор 15, схему 16 выборки-хранения, элемент ИЛИ 17, дискриминатор 18 импульсов по длительности, аналого-цифровой преобразователь 19, полный сумматор 20, элементы И 21, регистры 22 сдвига с логикой рециркуляции, схему 23 задержки, цифроаналоговый преобразователь 24 и регистратор 25.На первом этапе достижения поставленной цели осуществляется уменьшение влияния собственных шумов усилителя биопотенциалов и шумов биологического происхождения, обусловленных нервно-мышечной сосудистой активностью, за счет параллельного съема коротколатентных слуховых вызванных потенциалов в одном отведении с последующим их суммированием. Для полезного сигнала 3 т=Ц+1 1, где 13. - напряжение на выходе п-го полосового фильтра 7, 3 - напряжение на выходе аналогового сумматора 15. Так как квадрат амплитуды среднего суммарного шумового сигнала равен сумме средних квадратов амплитуд нап яжений отдельныхслагаемых, Я=.(М,+ , где Мк - шум на выходе аналогового сумматора 15. Если используемые тракты усиления идентичны, то можно положить, что М;= Я,=2 = 1 а = = Мс, а -1=-11= 1.12=.=3 встедствие чего Мв="Гепччг; 1=п.Б,. Тогиа отношение сигнал/шум на выходе аналогового сумматора 15 равно: сигнал/шум- =-/и - , т. е. отношение сигнал/1 А и ЬВ;. Я /шум улучшается пропорционально корню квадратному от числа параллельных трак 5 10 15 20 25 ЗО 35 40 45 50 55 тов усиления. Как показали проведенные эксперименты, это число нецелесообразно увеличивать более 5 - 8, так как отношение сигнал/шум в этом случае уменьшается, и наибольший выигрыш по чувствительности можно получить не более 8 - 12 дБ, В прдлагаемом устройстве это число выбрано равным 3 с учетом обеспечения надежного контакта электродов с кожным покровом головы пациента и работоспособности остальной части схемы.Устройство работает следующим образом.Генератор 1 пусковых импульсов в зависимости от выбранного режима вырабатывает один или серию импульсов с частотой 1 - 10 Гц, что практически исключает влияние феномена привыкания на результат исследования и облегчает наблюдение процесса выделения КСВП. По каждому импульсу генератора 1 запускается формирователь 2, с выхода которого стимулирующие сигналы, проходя через усилитель 3 мощности, поступают на преобразователь 4, Последний создает звуковые стимулы, воздействуюие на ухо пациента. Отводимая от электродов 5 аддитивная смесь сигналов, включающая коротколатентный слуховой вызванный потенциал и шумовое напряжение, усиливается в каждом тракте усилителями 6 биопотенциалов и пропускается через полосовые фильтры 7 Затем сигналы поступают на аналоговый сумматор 15, на выходе которого уровень шумов относительно уровня КСВП несколько уменьшен по сравнению с таким же отношением для каждого исходного сигнала, снимаемого с электродов 5.С выходов полосовых фильтров 7 сигналы поступают также на компараторы 8, чувствительные к противоположным знакам сигнала каждого тракта усиления. Уровни срабатывания компараторов 8 устанавливаются задатчиком 11. При срабатывании всех компараторов 8 одного знака их выходные сигналы через формирователи 9 уровней отпирают один из двух многовходовых элементов И 10, с выхода которого через элемент ИЛИ 17 поступает импульс на вход дискриминатора 18, На выходе последнего появляется сигнал разрешения только в том случае, если он превышает по длительности заданную величину. Тем самым уменьшается влияние случайного совпадения шумовых сигналов на результат исследования.С выхода аналогового сумматора15 улучшенный входной сигнал передается на схему 16 выборки-хранения, которая повторяет его в режиме выборки и запоминает текущее значение сигнала в режиме хранения, в течение которого происходит работа аналого-цифрового преобразователя 19, На выходе последнего сигнал пред ставляется в виде двоичного кода, поступающего на вход первого слагаемого полного сумматора 20. Выходные сигналы полного сумматора 20 поступают на первые входы элементов И 21, на второй общий вход этих элементов приходит сигнал разрешения от дискриминатора 18. При его наличии информация поразрядно передается в регистры 22 сдвига с логикой рециркуляции, Запись информации в регистры 22 будет происходить, если переключатели режимов работы устройства находятся соответственно в положениях 1 и Зп (запись).С запасом обеспечивается требование теоремы отсчетов, а также исходя из удобства представления информации, условно примем, что число разрядов каждого регистра 22 сдвига равно 256 (на практике оно может быть выбрано и большим, кратным 2", например 512 или 1024).Двоичный код числа, соответствующего в определенный момент входному сигналу, запоминается в первых разрядах регистров 22 по тактовому сигналу - сигналу аналого-цифрового преобразователя 19, поступающему через схему 23 задержки. После прихода второго тактового сигнала содержимое первых разрядов сдвигается во вторые, а первые - загружаются новым числом, поступающим на входы регистров 22 сдвига. После поступления всех 256 импульсов начальное содержимое первых разрядов перейдет в последние.Счетно-логическая схема 14 работает в режиме инкрементирования, пока содержимое ее счетчика не становится равным числу разрядов регистров 22, после чего она выдает сигнал на элемент И 13, блокирующий прохождение тактовых импульсов от генератора 12. Таким образом, разряды числа, соответствующему дискретному зачению КСВП, запоминаются в своих регистрах 22 и последовательно сдвигаются по мере поступления данных с аналогоцифрового преобразователя 19. К концу одного цикла накопления в регистрах 22 будет находиться 256 значений КСВП, причем первое поступившее значение окажется в последних разрядах, а последнее поступившее - в первых. В следующем цикле накопления выходная информация регистров 22, т. е. первые 256 значений КСВП, последовательно с каждым тактом поступают на вход второго слагаемого полного сумматора 20 и в регистрах 22 по окончании цикла окажется сумма предыдущих и последующих 256 значений КСВП. Это происходит при условии, что на общем входе элементов И 21 присутствует сигнал разрешения, поступающий с выхода дискриминатора 18. Иначе, в соответствующем месте будут записаны нули,Нечеткое выделение КСВП со сбоями отдельных фрагментов или полного сигнала на нуль служит указанием оператору на то, что, возможно нет надлежащего кон 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 такта электродов 5 с местом их наложения на голове пациента или неправильноустановлены пороги срабатывания компараторов 8,Наилучший режим работы достигаетсяпутем настройки порогов срабатываниякомпаратов 8 с помощью задатчика 11 уровней, в качестве которого используется узелсдвоенных многооборотных потенциометров. Контроль ведут по осциллоскопу (непоказан), подключенному к выходу цифроаналогового преобразователя 24. Запуск развертки осциллоскопа осуществляют импульсами генератора 1.Плавной регулировкой посредством ручкиуправления задатчика 11, выведенной на переднюю панель устройства, добиваются выделения КСВП при наименьшем числе стимулирующих сигналов.Экспери ментальная проверка показывает, что в этом случае в режиме однократного накопления происходит увеличениеотношения сигнал/шум от 20 до 40 дБ,если на входе устройстве оно изменяетсяот -3 до +6 дБ, а способность увеличения этого отношения сохраняется вплоть доего входных значений -15 дБ. При этом пороговый уровень срабатывания компараторов8 составляет 60 - 90 Я от вровня напряжения, при котором наблюдаются единичныепоступления фрагментов сигнала в регистры 22. При установке значительно меньшей величины порогов срабатывания работа устройства становится аналогичной известному.В режиме многократного накопления запоминаемые в регистрах 22 данные могутпревысить максимально возможное числона выходе аналого-цифрового преобразователя 19. Для увеличения емкости памяти введены дополнительные регистры 22, соединенные с входами второго слагаемого сумматора 20, в разрядах, у которых входы первого слагаемого соединены со старшим разрядом преобразователя 19. Так, например,применение трех дополнительных регистровпри 8-разрядном преобразователе 19 позволяет восьмикратно увеличить максимальноезначение хранимых чисел.В режиме вывода информации на регистратор переключатели режимов работы должны находиться соответственно в 1 илиО и Чт (чтение). Частота тактовых импульсов генератора 12 при этом должнабыть согласована со скоростью протяжкибумаги регистратора 25. В этом режимепроисходит рециркуляция содержимого регистров 22: после 256 тактовых импульсоввсе разряды принимают исходное состояние.Выходные сигналы регистров 22 поступаютна цифроаналоговый преобразователь 24 ирегистратор 25.Стирание хранимой информации производится при установке переключателей режимов работы соответственно в положе122415 Составители В. СкоробогатоваТскрсд И. Верес Корректор Т. КолбТираж 659 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Редактор В. Иванова За каз 66415 ние О и Зп (запись), при этом во все разряды регистров записываются нули.С помошью предлагаемого устройства достигнуто уменьшение числа стимулируюших сигналов в О - 100 и более раз вкаждом отдельном измерении при обеспечении высокой точности и достоверности получаемой информации.