Имитатор пульсового сигнала

ОЮЗ СОВЕТСКИХ ОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК А 1 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН енный медицин Золотой,о тво СССР 02, 02.07.8 СОВОГО СИГсигнала относит й техники и мо я проверки авто оров пульса и мерностей форми ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Минский государствкий институт(54) ИМИТАТОР ПУЛ НАЛА(57) Имитатор пульсового ся к области медицинско жет быть использован дл матизированных анализат процессе изучения законо)5 А 61 В 5/02, б 09 В 23/28 рования пульсового сигнала. Целью изобретения является повышение достоверности воспроизведения пульсового сигнала за счет учета влияния его дыхательной компоненты. Имитатор пульсового сигнала содержит три сумматора 1,.2 и 5, регистратор 3, два функциональных преобразователя 4 и 5, три блока 6, 9 и 12 управления, три коммутатора 7, 10 и 13,три интегратора 8, 11 и 14, синхронизатор 16, генератор 17 сигналов и два балансных модулятора 8 и 19. Имитатор пуль- сового сигнала формирует сигналы, соответствующие артериальной и венозной компонентам пульсового сигнала, с учетом их изменений, происходящих при дыхании, Все составляющие пульсовой кривой, а также суммарный пульсовой сигнал, выводятся на регистратор. 2 ил.Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано для проверки измерительных трактов, анализаторов пульсовых сигналов, а также в процессе обучения принципам формирования пульсовых сигналов,Цель изобретения - повышение достоверности воспроизведения пульсового сигнала за счет учета влияния его дыхательной компоненты.На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема имитатора пульсового сигнала; на фиг, 2 - временные диаграммы, поясняющие работу имитатора пуль- сового сигнала (справа от каждой диаграммы указаны номера блоков, на выходах которых формируются соответствующие сигналы),Имитатор пульсового сигнала (фиг. 1) содержит последовательно соединенные первый сумматор 1, второй сумматор 2 и регистратор 3, последовательно соединенные первый функциональный преобразователь 4 и третий сумматор 5, последовательно соединенные первый блок 6 управления, первый коммутатор 7 и первый интегратор 8, выход которого подключен к входу первого блока 6 управления и к первому входу первого сумматора 1, последовательно соединенные второй блок 9 управления, второй коммутатор 10 и второй интегратор1, выход которого подключен к входу второго блока 9 управления и к второму входу первого сумматора 1, последовательно соединенные третий блок 12 уггравления, третий коммутатор 13, третий интегратор 14 и второй функциональный преобразователь 15, выход которого подключен к второму входу регистратора 3, третий вход которого соединен с выходом первого сумматора 1 и с входом первого функционального преобразователя 4, четвертый вход - с выходом первого функционального преобразователя 4, пятый вход - с выходом третьего сумматора 5, а шестой вход с выходом третьего интегратора 14 и с входом третьего блока 12 управления, синхронизатор 16, первый, второй и третий выходы которого подключены соответственно к вторым входам первого коммутатора 7, второго коммутатора 10 и третьего коммутатора 13, последовательно соединенные генератор 17 сигналов и первый балансный модулятор 18, второй вход которого подключен к выходу третьего интегратора 14, а выход - к второму входу второго сумматора 2, и второй балансный модулятор 19, первый вход которого соединен с выходом генератора 17 сигналов, второй вход - с вторым входом регистратора 3, а выход - с вторым входом третьего сумматора 5. Первый блок 6 управления, первый коммутатор 7 и первый интегратор 8 образуют первый управляемый генератор 20 линейно изменяющегОся напряжения несимметричной формы(ГЛИНФ), второй блок 9 управления, второй коммутатор 10 и второй интегратор 11образуют второй ГЛИНФ 21, а третий блок12 управления, третий коммутатор 13 и третий интегратор 14 образуют третийГЛИНФ 22.Первый, второй и третий сумматоры 1, 2и 5 могут быть выполнены, например, ввиде суммирующих операционных усилителей. Первый и второй балансные модуляторы 18 и 19 могут быть выполнены посхеме аналогового перемножителя. В качестве регистратора 3 может быть использован многолучевой осциллограф или многоканальный самописец.Принцип работы имитатора пульсовогосигнала основан на том, что пульсовойсигнал биообъекта формируется из двухкомпонент - артериальной и венозной волны. Форма пульсаций в артериальной ивенозной системах существенно различаются. Артериальная волна образуется из двухполуволн -- положительной и отрицательной, а венозная волна образуется одной25 положительной полуволной, которая запаздывает относительно начала артериальной пульсации. В процессе дыхания происходит возврат венозной крови к сердцу, а изменение внутригрудного давления во время вдоха и выдоха приводит к изменению вели 30 чины венозного возврата (величины венозных пульсаций) и, следовательно, к изменению формы пульсового сигнала. Изменение формы пульсовой волны при дыханиивыражается, в основном, в виде изменения амплитуды дикротического зубца. ПриЗб вдохе ди кроти ческий зубец увеличи вается, апри выдохе - уменьшается,Имитатор пульсового сигнала работаетследующим образом,Под управлением импульсов, поступаю 40ших с первого выхода синхронизатора 16(управляюгций) вход второго коммутатора10 и с третьего выхода синхронизатора 1645 (фиг, 2 с) на второй (управляюгций) входтретьего коммутатора 13, формируются треугольные несимметричные импульсы заданной полярности на выходах соответственнопервого, второго и третьего ГЛИНФ 20,21 и 22, а именно на выходах первого50 интегратора 8 (фиг. 2 И) второго интегратора 11 (фиг. 2 е) и третьего интегратора 14 (фиг, 2 д).В ГЛИНФ 20 отрицательное стабилизированное напряжение первого блока 6 управления через первый коммутатор 7 посту 55 пает на вход первого интегратора 8, на выходе которого появляется линейно нарастающее напряжение, скорость нарастания которого определяется уровнем управляющего5напряжения. Сигнал с выхода первого интегратора 8 поступает на вход первого блока 6 управления, и при достижении заданного порога срабатывания подается сигнал на первый коммутагор 7, который подключает на вход первого интегратора 8 положительное стабилизированное напряжение, в результате чего на выходе первого интегратора 8 появляется линейно падающее напряжение, скорость спада кото. рого также определяется уровнем управляющего напряжения. При достижении изменяющимся напряжением нулевого уровня первый блок 6 управления подает сигнал на первый коммутатор 7, который подключает на вход первого интегратора 8 напряжение нулевого уровня, после чего на выходе первого интегратора 8 напряжение не изменяется. На этом формирование одного кардиоцикла пульсового сигнала заканчивается, формирование нового цикла начинается с момента поступления на первый коммутатор 7 очередного импульса с первого выхода синхронизатора 16.Аналогично работают второй ГЛИНФ 21 и третий ГЧИНФ 22, отличие в функционировании ГЛИНФ 21 заключается в том, что он формирует треугольные импульсы отрицательной полярности, Таким образом, первый ГЛИНФ 20, второй ГЛИНФ 21 и третий ГЛИНФ 22 вырабатывают сигналы, представляющие собой кусочно-линейную аппроксимацию соответственно положительной составляющей артериальной компоненты (фиг. 2 д), отрицательной составляющей артериальной компоненты (фиг. 2 е) и венозной компоненты (фиг. 2 д) пульсового сигнала. Первый сумматор 1 производит сложение сигналов, поступающих с первого интегратора 8 и второго интегратора 11, и на его выходе формируется сигнал, являющийся кусочно-линейной аппроксимацией артериальной компоненты пульсового сигнала (фиг. 2).Генератор 17 сигналов вырабатывает сигнал (фиг. 26), например синусоидальное напряжение частотой порядка 0,3 Гц, который соответствует дыхательной компоненте пульсового сигнала и управляет работой первого и второго оалансных модуляторов 18 и 9.Сигнал, являющийся кусочно-линейной аппроксимацией венозной компоненты, с третьего интегратора 14 поступает на первый балансный модулятор 18 и второй функциональный преобразователь 15. Первый и второй балансные модуляторы 18, и 19 модулируют по амплитуде (фиг. 2 г и фиг. 2 т) кусочно-линейную и параболическую аппроксимации венозной компоненты сигналом дыхания, поступающим с генератора7 сигналов. Сигнал с выхода первого балансного модулятора 18 подается на второй сумматор 2, складывается с линейно аппроксимированным сигналом арте Форзу.,га изобретенгг.ч Имитатор пульсового сигнала, содержащий ПОСЛЕДСБаТЕЛЬНО СОЕДИНЕННЫЕ ПЕР.вый сумматор, В-Орой сумматор и регист ратор, последователь;и СОединен 1 гьге первыйфункциональныи преобразователь и третий сумматор, последовательно соединенные первый блок управления, первый коммутатор и первый интегратор, выход которого подключен к входу первого блока управления и к первому Входу первого сумматора, последовательно соединенные второй блок управления, второй коммутатор и второй интегратор, выход которого подключен к входу второго блока управления и второО му входу первого сумматора, последовательно соединенные третий блок управления, тРЕтИй КОММУтатОР, тРЕтИЙ ИгГГЕГРаТОР И ВТОРОй фУНКЦИОНа,гЬНЬ;й ггРСЪОРаЗОВаТЕ гЬ, выход которого подключен к Второму входу регистратора, третий вход которого соединен 55 с выходом первого сумматора и с входомпервого функционального и реобразо вател я, четвертый вход -- с выходом первого функционального преобразоватсля, пятый вход --5 О 20 риальной компоненты и со второго сумматора 2 снимается сигнал, являющийся кусочно-линейной аппроксимацией пульсового сигнала (фиг. 2 г).Первый и второй функциональные преобразователи 4 и 15 осуществляют нелинейное преобразование поступающих на них сигналов, что позволяет получить параболическую аппроксимацию компонент пульсовой кривой (фиг. 2 й и фиг. 2 е). На выходы третьего сумматора 5 подаются сигналы, являющиеся параболическггми аппроксимациями артериальной и венозной компонент, складываются третьим сумматором 5, с выхода которого снимается сигнал (фиг. 2 п), являющийся параболическои аппроксимацией пульсового сигнала, который затем поступает на регистратор 3. Регистратор 3 такжс воспроизводит основные компоненты пульсового сигнала, сформированные первым и вторым сумматорами 1 и 2, третьим ГЛИНФ 22 и первым и вторым функциональными прсобразователями 4 и 15. Таким образом, имитатор пульсового сигнала осуществляет моделирование кривой пульсового сигнала и его артериальной и венозной компонент с учетом влияния дыхателыгой волны, что псзволяет повысить качество проверкг:. автоматизированных систем анализа пульсограмм путем использования испытательных сигналов, близких к реальным пульсовьх кривым, а также обеспечивает Возможность изучения и демонстрации влияния дыхательных экскурсий на периферический кровоток в процессе обучеНИя И В ИССЛЕдоВаТЕЛЬСКИХ рабОТаХ.1595465 ны последовательно соединенные генератор сигналов и первый балансный модулятор, второй вход которого подключен к выходу третьего интегратора, а выход - к второму входу второго сумматора, и второй балансный модулятор, первый вход которого соединен с выходом генератора сигналов, второй вход вс вторым входом регистратора, а выход - с вторым вхо. дом третьего сумматора. Составитель Э. Балуев рупкина Техред А. Кравчук К Тираж 560 П арственного комитета по изобретениям и о 113035, Москва, Ж - 35, Раушская на но-издательский комбинат Патент, г. Уорректор М. Самбоодписноеткрытиям при ГКНб., д. 4/5жгород, ул. Гагари Редактор К Заказ 2867 ВНИИПИ Гос Т ССС на, 101 оизводстве С выходом третьего сумматора, а шестой бход - с выходом третьего интегратора и с ходом третьего блока управления, и синхроНизатор, первый, второй и третий выходы которого подключены соответственно к вторым входам первого, второго и третьего коммутаторов, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности воспроизведения пульсового сигнала за счет учета влияния его дыхательной компоненты, в него введеЮаИ16 с8