Устройство для выделения кардиосинхроимпульса

Союз Советсник Социалистических Республик(22) Заявлено 180180 (21) 2872488/28-13 (51)М Кд с присоединением заявки йо(23) Приоритет А 61 В 5/02 ГосударственныЯ комитет СССР но дедам нзобретеннЯ н открытнЯОпубликовано 07.1081, Бюллетень Мо 37 Дата опуоликования описания 07. 10,81(72) Авторы изобретения В.В.Кожичкин, Л,К.Крюкова и Ю И.Дмитриев Ленинградский институт авиационйого йриборостроениу(71) Заявитель,( 54 ) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫДЕЛЕНИЯ КАРДИОСИИХРОИМПУЛЬСА Устройство относится к медицинской технике, а именно к устройствамдля исследования динамики сердечнойдеятельности, и предназначено для выделения кардиосинхроимпульса на фонесопутствующих помех и формированиясчетного импульса, временное положение которого соответствует точке максимума к - зубца электрокардиосигнаФла,Известно устройство для выделениякардиосинхроимпульса, которое содержит последовательно соединенные частотный фильтр, дифференциальный триггер уровня, формирователь и анализатор длительности, соединенный с одним из входов пикового детектора нуправляющий временем его разряда, Выход пикового детектора присоединен квторому входу дифференциального триггера уровня, а его другой вход присоединен к выходу стробирующего каскада, сигнальный вход которого присоединен к выходу частотного фильтра,а управляющий - к выходу формировате ля 1) .Однако зто устройство не удовлетворяет задаче формирования на еговыходе импульса, временное положениекоторого соответствует точке максиму ма К - зубца, Время появления импульса на выходе дифференциального триггера уровня соответствует моменту превышения В - зубцом уровня, установленного пиковым детектором. Временной интервал между, моментом формирования этого импульса и любой фиксированной точкой й - зубца (в том числе максимумом) будет изменяться, так как пиковый детектор и анализатор периода, управляющий им, обладает инерционностью, а амплитуде Н - зубца свойственна нестабильность. Этн колебания временного положения сформированного счетного импульса относительно истинного положения точки максимума Н зубца будут вносить дополнительную погрешность в оценку длительности В - й интервала.Более совершенным является устройство для выделения кардиосинхронмпульса, которое содержитпоследовательно 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 фоОмирователь;строба минимальной длительностиВ - зубца, входы которых соединены свыходом блока выделения переднегофронта импульса положительной полярности, а выходы которых подключены кпервому и второму входам схемы совпадения. Устройство также содержит последовательно соединенные амплитудныйограничитель импульса отрицательнойполярности, блок выделения заднегофронта импульса отрицательной полярности и блок формирования счетногоимпульса, включенные между выходомдифференциатора и третьим входом схе.мы совпадения 23,Это устройство производит разделение сигнала и помехи по амплитудному и временному признакам. Однакосчетный импульс на выходе этого устройства по своему временному положению нестабилен по отношению к какойлибо фиксированной точке к - зубца(например к его максимуму или к мо-:менту окончания й - зубца). Это связано с тем, что нестабильность поамплитуде В - зубца (от 0,7 мВ до3 мВ) при наличии в данном устройстве нелинейных блоков квадратирования и амплитудного ограничения преобразуется в нестабильность временногоположения счетного импульса, Поскольку амплитуда Н - зубца может изменяться в четыре раза, то степень насыщения квадратора по выходу не остается одинаковой. Меняется крутизнафронтов, смещаютя по времени точкиперегиба выходного импульса квадрато-ра, и соответственно момент началаимпульса производной смещается относительно вершины к - зубца при постоянном напряжении отсечки квадратирующего устройства.Целью изобретения является повыше.ние точности временной фиксации синхроимпульса относительно В - зубцаэлектрокардоиграммы.Цель достигается тем, что в устройство, содержащее последовательносоединенные предварительный усилительи дифференциатор, а также амплитудный ограничитель импульса положительной полярности и амплитудный ограничитель импульса отрицательной полярности, соединенные с выходом дифференциатора, и последовательносоединенные бл к формирования счетных импульсов и первую схему совпадения,введены последовательно соединенныегенератор пилообразного .напряжения,компаратор, формирователь импульсовсовпадения, вторая схема совпаденияи блок задержки, а также блок выделения переднего фронта импульса отри цательной полярности, причем выходамплитудного ограничителя импульсаотрицательной полярности подключенчерез блок выделения переднего фронта импульса отрицательной полярностик входу блока формирования счетных50 55 60 диосигнала, крутизна фронтов которыхменьше крутизны фронтов В - зубца. Спомощью этих блоков отсеиваются зубцы Е 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 какокажутся ниже установленного порого 5 10 15 20 25 ЗО 35 45 импульсов, выход амплитудного ограничителя импульса положительной полярности подключен к входу генератора пилообразного напряжения и второму входу второй схемы совпадения, авыход блока задержки - к второму входу первой схемы совпадения.На фиг,1 изображена структурнаясхема 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 ограничителя 3 импульса положительной полярности, генератора 4 пилообразного напряжения и компаратора 5, представляющих собой временной анализатор длительности переднего фронта В - 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 выходблока 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 К - зубца, имеющий вид двухразнополярных прямоугольных импульсовс переходом через ноль (фиг 2), но- ступает на входы двух блоков: амплитудных ограничителей 3 и 9 импульсов соответственно положительной и отрицательной полярностей.Каждый из них пропускает на выходпрямоугольные импульсы соответствующей полярности, по амплитуде превышающие заданные уровни, тем самым ограничивая прохождение импульсов карФормула изобретения Устройство для выделения кардиосинхроимпульса, содержащее последовательно соединенные преднарительныйусилитель и дифференцнатор, а такжеамплитудный ограничитель импульса положительной полярности и амплитудный О ограниччтель импульса отрицательнойполярности, соединенные с выходомдифференциатора, и последовательносоединенные блок формирования счетных импульсов и первую схему сонпа дения, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что, с целью повышения точности временной Фиксации синхроимпульса относительно В - зубца электрокардиограммы, в него введены последовательносоединенные генератор пилообразногонапряжения, компаратор, формировательимпульсов совпадения, вторая схемасовпадения и блок задержки, а такжеблок выделения переднего фронта импульса отрицательной полярности, причем выход амплитудного ограничителяимпульса отрицательной полярности.подключен через блок выделения переднего фронта импульса отрицательнойполярности 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 - квторому нходу первой схемы совпадения. ного уровня компаратора (фиг.2). Так 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 В - зубца че рез ноль, Его длительность 6 должнабыть больше, чем (макс мин ) пе реднего фронта В -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 В - 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 В - зубца, необходимо обеспечить перекрытие в этотмомент импульсов производной положительной и отрицательной полярностей. В связи с этим необходимо задержать импульс с выхода схемы 7 на время Сэа), котоРое обеспечило бы срабатывание первой схемы. 12 совпадения при поступлении на ее второй вход импульса с выхода блока формирования счетных импульсов, выработанного попереднему фронту отрицательного импульса сигнала производной, поступающего с блока 10, на который поступает отрицательный импульс производной, прошедший амплитудный ограничитель 9, фМинимизация 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 й - 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 В - зубца, что повышает точность временной фиксации кардиосинхроимпульса, а также минимизация времени перекрытия сигнальных импульсов на выходе устройства, что повышает помехоустойчивость. Источники инФормации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР9 507312, кл. А 61 В 5/00, 19752. Ие 11 аЫе Тг 1 ддег 1 пд акогЕхегс 1 ве Е 1 ес 1 госагй 1 одгащз Ву О. И 1 пег, В. Тгеппо 1 вЕЕЕ ТгаивасЫоп оп ВМЕ, у 16, Н 1,Р 75-79, 1969,869754 ВНИИПИ Заказ 8694/8 Тираа 690 Подписное филиал ППП "Патент",г. Уигород, ул.Проектная, 4