Устройство для измерения ударного объема сердца

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 9) (1 И 3(51) А б 1 В 5 02 ируюделино соент паенныи между суммм и множительном, последователер, третий элем памяти, вклю щим усилител тельным блок иненные таимяти и блок ов,еремножения, вых ен с инвертирующ его усилителя, ч амяти, выход кот вхо орого соедиом суммирующый элемент во СС74 етверорого о СС 978. оду ожения ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56) 1. Авторское свидетельУ 561555, кл. А 61 В 5/02,2, Авторское свидетельстВ 749382, кл. А 61 В 5/02,(54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯУДАРНОГО ОБЪЕМА СЕРДДА, содержащеепоследовательно соединенные усилитель дифференцированной реоплетизмограммы и интегратор, а также суммирующий усилитель, множительно-дели-тельный блок и формирователь управляющих сигналов, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения точности измерения ударного объема сердца в каждом цикле его сокращения,в него введены первый элемент памяти,включенный между интегратором и суммирующим усилителем, второй элемент подключен к второму входу блока перемножения, и последовательно соединенные компаратор и блок логического сложения, выход которого соединен с управляющими входами первого, третьего и четвертого элементов памяти, а второй вход - с управляющими входами интегратора и второго элемента памя-: (1 ти, с входом таймера и с выходом фор- мирователя управляющих сигналов, причем первый вход компаратора соединен. с выходом усилителя дифференцированной реоплетизмограммы и с информационным входом четвертого элемента памяти, а второй вход компаратора подключен к второму вх блока пере 1088705Изобретение относится к медицинской технике, а именно, к реоплетиэмографическим диагностическим устройствам.Известно устройство для исследо вания центральной гемодинамики, . предназначенное для измерения ударного объема сердца и содержащее реоплетизмограф, усилитель, дифференциа.еор, блок выделения положительной 10 полуволны, блок выделения отрицательной полуволны и интегратор И .Недостатком данного устройства является низкая точность измерения ударного объема сердца, обусловлен ная интегрированием относительно фиксированного нулевого уровня дифференцированной реоплетизмограммы.Наиболее близким по технической сущности к изобретению является рео О плетизмограф, предназначенный для измерения ударного объема сердца и содержащий последовательно соединенные усилитель дифференцированной реоплетизмограммы и интегратор, а 25 также суммирующий усилитель, множительно-делительный блок и формирователь управляющих, сигналов Я .Недостатком известного устройства является то, что для вычисления ударного объема сердца в текущем цикле его сокращения используются данные о минимуме дифференцированной реопле 1 измограммы предыдущего цикла работы сердца.Однако наложение дыхательных волн, экстрасистол и других видов аритмии приводит к изменению амплитудновременных параметров реоплетизмограммы от периода к периоду более, чем в два раза. Поэтому обеспечить высокую точность измерения .ударного объема сердца в текущем цикле работы сердца таким устройством невозможно.Цель изобретения - повьппение точ 45 ности измерения ударного объема сердца в каждом цикле его сокращения.Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения ударного объема сердца, содержащее последовательно соединенные усилитель дифференцированной реоплетизмограммы и интегратор, а также суммирующий усилитель, множительно-делительный блок и формирователь управляющих сигналов, введены первый элемент памяти, включенный между интегратором и суммирующим усилителем, второй элемент памяти, включенный между суммирующим усилителем и множительно-делительным блоком, последовательно. соединенные таймер, третий элемент памяти и блок перемножения, выход которого соединен с инвертирующим входом суммирую- щего усилителя, четвертый элемент. памяти, выход которого подключен к второму входу блока перемножения, и последовательно соединенные компаратор и блок логического сложения, выход которого соединен с управляющими входами первого, третьего и четвертого элементов памяти, а второй вход - с управляющими входами интегратора и второго элемента памяти, с входом таймера и с выходом формирователя управляющих сигналов, причем первый вход компаратора соединен с выходом усилителя дифференцированной реоплетизмограммы и с информа" ционным входом четвертого элемента памяти, а второй вход компаратора подкгпбчен к второму входу блока перемножения.Такое выполнение устройства обеспечивает повышение точности вычисления ударного объема сердца в каждом цикле его сокращения, благодаря тому, что в течение каждого цикла работы сердца кривая дифференцированной реоплетизмограмьы интегрируется относительно произвольного фиксированного уровня с одновременным вычислением постоянной интегрирования в виде поправки, равной произведению времени интегрирования и текущего значения дифференцированной реоплетизмограммы относительно выбранного фиксированного уровня. Сумма результата интегрирования и поправки.на момент достижения дифференцированной реопле," тизмограммой минимального значения определяет, с точностью до постоянно" го коэффициента, значение ударного объема сердца в текущем периоде его сокращения.На чертеже представлена структурная электрическая схема устройства для измеренкй ударного объема сердца.Устройство содержит последовательно соединенные усилитель 1 дифференцированной реоплетизмограммы, интегратор 2, первый элемент 3 памяти, суммирующий усилитель 4, второй элемент 5 памяти и множительно-делительный блок 6, последовательно соединенные таймер 7, третий элемент 8 памяти и блок 9 перемножения, выход которого соединен с инвертирующим входомсуммирующего усилителя 4, четвертыйэлемент 10 памяти, выход которогоподключен к второму входу блока 9перемножения, последовательно соединенные компаратор 11 и блок 12 логического сложения, выход которогосоединен с управляющими входами первого 3, третьего 8 и четвертого 10элементов памяти, и формирователь 13 1 Оуправляющих сигналов, выход которого соединен с управляющими входамиинтегратора 2 и второго элемента 5памяти, с входом таймера 7 и с вторым входом блока 12 логического сложения причем первый вход компаратора 11 соединен с выходом усилителя 1дифференцированной реоплетизмограммы,а второй вход компаратора 11 подключен к второму входу блока 9 перемножения,Устройство работает следующимобразом.Начало времени интегрированияв каждом цикле работы сердца определяется импульсом, поступающим. с выхода формирователя 13 управляющихсигналов на управляющие входы интегратора 2 и второго элемента 5 памяти, на вход таймера 7 и на второйвход блока 12 логического сложения.Входным сигналом формирователя 13 управляющих сигналов являетсякакой-либо физиологический сигнал,периодически изменяющийся в ритме 35сокращения сердца, например, сигналыреоплетизмограммы, электрокардиограммы или артериального давления,В частности, при использовании сигна.ла реоплетизмограммы, импульс на выходе формирователя 13 управляющихсигналов появляется в момент сменызнака сигнала дифференцированнойреоплетизмограммы с отрицательногона положительный, сопровождающийся 45отчетливым подъемом кривой дифференцированной реоплетизмограммы.Управляющим импульсом интегратор 2приводится в исходное состояние,таймер 7 запускается, а на выходе 50блока 12 логического сложения появляется сигнал, поступающий на управляющие входы первого 3, третьего 8 ичетвертого 10 элементов памяти, навыходах которых появляются сигналы, 55равные сигналам на их входах.Сигнал дифференцированной реопле-тизмограммы, с выхода усилителя 1 дифференцированной реоплетизмограммы поступает на вход интегратора 2. Сигнал, пропорциональный значению интеграла дифференцированной реоплетизмограммы, с интегратора 2 поступает на вход первого элемента 3 памяти.Первый элемент 3 памяти запоминает сигнал, величина которого пропорциональна интегралу дифференцированной реоплетизмограммы на момент поступления управляющего сигнала с выхода блока 12 логического сложения на управляющий вход первого элемента 3 памяти.С выхода первого элемента 3 памяти сигнал поступает на первый вход суммирующего усилителя 4, на второй (инвертирующий) вход которого поступает сигнал с выхода блока 9 перемножения, формирующего поправку, равную произведению выходных сигналов третьего элемента 8 памяти и четвертого элемента 10 памяти.Сигнал на выходе третьего элемента 8 памяти пропорционален интервалу времени от смены знака сигнала дифференцированной реоплетизмограммы с отрицательного на положительный, сопровождающейся отчетливым подъемом кривой дифференцированной реоплетизмограммы, до момента появления управляющего сигнала с выхода блока 12 логического сложения и равен сигналу с выхода гаймера 7.Четвертым элементом 10 памяти запоминается сигнал дифференцированной реоплетизмограммы, который был на выходе усилителя 1 дифференцированной реоплетизмограммы в момент появления управляющего сигнала с блока 12 логического сложения.При помощи четвертого элемента 10 памяти и комнаратора 11 производится анализ текущего и запомненного значений дифференцированной реоплетизмограммы, Если текущее значение дифференцированной реоплетизмограммы, поступающее с усилителя 1 дифференцированной реоплетизмограммы на первый вход компаратора 11, оказывается меньше или равно запомненному четвертым элементом 10 памяти, выход которого соединен с вторым входом компаратора 11, на выходе компаратора 11 появ ляется сигнал, .поступающий на первый вход блока 12 логическогосложения,На выходе блока 12 логического сложения появляется сигнал, по которомус выходов первого 3, третьего 8 и четвертого 10 элементов памяти снимаются сигналы, равные текущим значениям сигналов на входах этих элементов памяти,Таким образом, в течение цикла ра-боты сердца производится анализ текущих и запомненных значений дифференцированной реоплетизмограммы с целью выявления и запоминания ее минимального значения, а также соответствую щих минимальному значению дифференци. рованной реоплетиэмограммы интервала времени, прошедшего с начала цикла работы сердца, и интеграла дифференцированной реоплетизмограммы, кото рые запоминаются четвертым 10, третьим 8 и первым 3 элементами памяти, соответственно.Синхронное управление тремя элементами 3, 8 и 10 памяти выходным 20 сигналом блока 12 логического сложения дает возможность сохранить на выходах этих элементов памяти все данные, необходимые для вычисления значения ударного объема сердца в теку щем цикле его работы, т.е., если с выхода блока 12 логического сложения в данном. цикле работы сердца больше не поступит управляющих сигналов, следовательно, зафиксированное значе З 0 ние дифференцированной реоплетизмограммы действительно было минимальным за весь цикл и запомненные значения можно использовать для окончательных вычислений ударного объема серд- З 5 ца с помощью суммирующего усилителя 4, второго элемента 5 памяти и множительно-делительного блока 6, Если в течение этого же цикла с выхода блока 12 логического сложения 40 поступит еще сигнал, то, следовательно, запомненные предыдущие значения не соответствовали абсолютному минимуму дифференцированной реоплетизмограммы в данном цикле работы сердца, 5 и по управляющему сигналу 12 логического сложения сигналы с выходов элементов 3; 8 и 10 памяти будут изменены на новые, соответствующие текущему значению дифференцированной реоплетизмограммы, которое может оказать ся абсолютно минимальным за данныйцикл.Суммирующий усилитель 4 непрерывно складывает подаваемое на его пер"вый вход значение интеграла дифферен.цированной реоплетизмограммы, запомненное первым элементом 3 памяти, споправкой, непрерывно поступающей наего инвертирующий вход с выхода блока 9 перемножения.С выхода суммирующего усилителя 4значение, равное площади под кривойдифференцированной реоплетизмограммыи пропорциональное величине ударногообъема сердца, поступает на вход элемента 5 памяти, Это значение хранится во втором элементе 5 памяти до начала следукнцего цикла работы сердца,т.е, до прихода на управляющий входэлемента 5 памяти импульса с выходаФормирователя 13 управляющих сигналов,После этого хранившееся значениепоступает на вход множительно-делительного блока 6, в котором заложенынеобходимые для вычисления ударногообъема сердца постоянные коэффициенты.Таким образом, с выхода множительно-делительного блока 6 в началеследующего цикла работы сердца снимается сигнал, равный ударному объе"му сердца и вычисленный непрерывныминтегрированием дифференцированнойреоплетизмограммы относительно ееминимального значения в текущем цикле.Использование для вычисления ударного объема сердца данных, полученных обработкой дифференциальной реограммы только за текущий цикл работысердца, обеспечивает по сравнению,с известным устройством повьппениеточности измерения ударного объемасердца. Кроме того, расширяется область применения устройства благодаря возможности исследования сердечной деятельности больных со значительной аритмией.1088705 Составитель Э.Балуеведактор П.Макаревич Техред А,Ач Корректор А.Тяск омитет ий и от илиал ППП "Патент", г,ужгород, ул,Проектная,аказ 2736/2ВНИИПИ ГОЦ 3 упо д113035, Москва Тираж 688арственного кам изобретенЖ, Раушская одписноСССРытийд. 4/5