Устройство для определения ударного объема сердца

СОЮЗ СОЕЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 450 09 0 4 А 61 В 5/02 ОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРпо делАм изОБРетений и ОткРытий ПИСА ОБРЕТЕНИ ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(5 ТРОИСТВО ЪЕИА СЕР ОПРЕДЕЛЕНИЯ УДАРГО 7) обретение предназначено дляения ударного объема сердца.тво содержит усилитель, инр, множительно-делительный опреде Уст ой еграт СЛ 56) Авторское свидетельство 990184, кл, А 61 В 5/02, 1Авторское свидетельство С 1088705, кл. А 61 В 5/02,блок, формирователь управляющихсигналов. С целью повышения помехозащищенности введены дифференциатор,компаратор, два элемента И, детектор К-зубца, элемент задержки, формирователь импульсов. Устройствообеспечивает надежное определениемомента начала интегрирования засчет сопоставления временных интервалов между характерными точкамианализируемых кривых, что позволяетиспользовать устройство для исследования пациентов с различными патологиями сердечной деятельности, прикоторых сигнал дифференцированнойреограммы может иметь за один кардиоцикл несколько выбросов, превышающихустановленный порог. 3 ил.При этом интегрирующий блок 2 содержит (фиг.2) последовательно соединенные интегратор 12, вход которого подключен к выходу усилителя 1, первый элемент 13 памяти, суммирующий усилитель 4 и второй элемент 15 памяти, выход которого подключен к первому входу множительно-делитель- ного блока 3, последовательно соединенные таймер 16, третий элемент 17 памяти и блок 18 перемножения, выход которого подключен к второму (инвертирующему) входу суммирующего усилителя 14, и последовательно соединен 50 12894Изобретение относится к медицинской технике, а именно к реоплетизмографическим устройствам для определения параметров кровотока, кровоснабжения и кровенаполнения органов итканей биообъекта.Цель изобретения - повышение помехозащищенности.На фиг. представлена структурнаяэлектрическая схема устройства; нафиг.2 - эпюры входных и выходных сигналов блоков устройства, поясняющиеего работу; а на фиг.3 - структурнаяэлектрическая схема интегрирующегоблока устройства.15Устройство для определения ударного объема сердца содержит (фиг.)последовательно соединенные усилитель 1, вход которого подключен кпервой входной шине устройства, интегрирующий блок 2 и множительно-делительный блок 3, второй вход которого соединен с второй входной шинойустройства, третий вход - с третьейвходной шиной устройства, а выход -с выходной шиной устройства, формирователь 4 управляющих сигналов,вход которого подключен к четвертойвходной шине устройства, последовательно соединенные дифференциатор 5,вход которого подключен к выходу усилителя 1, компаратор 6, первый элемент И 7 и второй элемент И 8, второй вход которого подключен к выходуформлрователя 4 управляющих сигналов, 35а выход - к второму (управляющему)входу интегрирующего блока 2, и последовательно соединенные детектор 9К-зубца, вход которого подключен кпятой входной шине устройства, элемент 10 задержки и формирователь 11импульсов, выход которого соединенс вторым входом первого элементаИ 7,50 2ные четвертый элемент 19 памяти, первый вход которого подключен к входу интегратора 12, компаратор 20, первый вход которого также подключен к второму входу блока 18 перемножения, и блок 21 логического сложения, второй вход которого подключен к входу таймера 16, к вторым (управляющим) входам интегратора 12 и второго элемента 15 памяти и к выходу второго элемента И 8, а выход - к вторым (управляющим) входам первого элемента 13 памяти, третьего элемента 17 памяти и четвертого элемента 19 памяти, первый вход которого соединен с вторым входом компаратора 20. В предпочтительном варианте выполнения устройства формирователь 4 управляющих сигналов может быть выполнен в виде компаратора напряжений.Устройство для определения ударного объема сердца (УОС) работает следующим образом.Сигнал дифференцированной реогйкраммы --- подается на первую вход- йСную шину устройства, усиливается усилителем 1 и поступает на первый (сигнальный) вход интегрирующего блока 2который интегрирует сигнал дифференцированной реограммы, начиная с момента открытия полулунных клапанов сердца, что соответствует началу выброса крови в аорту. Сигнал на начало интегрирования, поступающий на второй (управляющий) вход интегрирующего блока 2, вырабатывается по результатам совместного фазового анализа сигналов второй производной реограммы, электрокардиограммы (ЭКГ), поступающей на пятую входную шину устройства, и какого-либо физиологического сигнала, периодически изменяющегося в ритме сокращений сердца (например, дифференцированной реограммы или артериального давления), который подается на четвертую входную шину устройства.По сигналу электрокардиограммы (фиг.2 а) детектор 9 К-.зубца вырабатывает импульс (фиг.26), поступающий на вход элемента 1 О задержки. На выходе элемента 1 О задержки сигнал появляется через интервал времени Ч, и поступает на вход формирователя 11 импульсов, который формирует импульс прямоугольной формы длительностью,и Тг выбираются С учетом всего диапазона разбросов периода изометрического сокращения левого желудочка уразличных групп здоровых и больныхлюдей и устанавливаются, равными,например, Т, = 0,05 с и Т 2=0,12 сСигнал с выхода формирователя 11 импульсов подается на второй вход первого элемента И 7. Выходной сигнал 10дифференциатора 5 (фиг,2) поступает на вход компаратора б, на выходекоторого сигнал появляется в моментывремени, когда вторая производнаяреограммы положительна (фиг,2). Дляэтого пороговый уровень Б, устанавливается равным нулю. Выходной сигнал компаратора 6 поступает на первый вход первого элемента И 7.На выходе первого элемента И 7 20сигнал (фиг.2 е) возникает только приналичии сигналов на обоих его входах.Появление сигнала на втором входе иотсутствие сигнала на первом входепервого элемента И 7 может происходить при ложном срабатывании детектора 9 К-зубца на Т-зубец электрокардиограммы и на помехи, что возможно, например, когда амплитуды Ки Т-зубцов электрокардиограммы соизмеримы. В этом случае сигнал на начало интегрирования не вырабатываетсяВыходной сигнал первого элементаИ 7 поступает на первый вход второгоэлемента И 8, на второй вход которого подается сигнал (фиг,2 с выходаформирователя 4 управляющих сигналов.В предпочтительном варианте выполнения устройства на вход формирователя 4 управляющих сигналов подается, 40например, сигнал дифференцированнойреограммы. Тогда сигнал на выходеформирователя 4 управляющих сигналов возникает при превьпвении сигналом дифференцированной реограммы 45установленного порога задаваемогонапряжения ц (фиг,2).При наличии сигналов на обоихвходах второго элемента И 8 на еговыходе появляется импульс (фиг,2 и), 50определяющий истинный момент началаинтегрирования и поступающий на второй (управляющий) вход интегрирующего блока 2,Интегрирующий блок 2 производит 55вычисления по формулет1 Йг( - +2йе Ь=т где Т - период изгнания крови излевого желудочка сердца;2 - значение дифференцирован 1 с: тной реограммы в конце периода изгнания крови.Интегрирующий блок 2 (фиг.3) осуществляет интегрирование кривой дифференцированной реограммы относительно произвольного фиксированного уровня с одновременным вычислением пос-. тоянной интегрирования в виде поправки, равной произведению времени интегрирования и текущего значения дифференцированной реограммы относительно. выбранного фиксированногоуровня. Алгебраическая сумма результата интегрирования и поправки на момент достижения дифференцированной реограммой минимального значения определяет с точностью до постоянного коэф-. фициента значение ударного объема сердца в текущем периоде его сокращения.Сигнал на выходе интегрирующего блока 2 появляется в момент прихода импульса на его управляющий вход и поступает на первый вход множительноделительного блока 3, в котором производится вычисление по формулеТ ЯЬЙг г К- -- . ( - + 2 )й о где 2 - базовый электрический импеданс области измерения, Ом;- удельное сопротивление крови Омм 1Я - усредненный периметр груднойклетки, м;Ь - расстояние между электродами, м;К - корректирующий коэффициент,м.По второму и третьему входам множительно-делительного блока 3 заносятсявеличины, необходимые для вычисления ударного объема сердца. На второй вход подаются напряжения, пропорциональные величинам межэлектродного расстояния, периметра грудной клетки, удельного сопротивления крови и корректирующего коэффициента (данные биообъекта). На третий вход множительно-делительного блока 3 поступает напряжение, пропорциональное величине базового электрического импеданса Е области измерения. С выхода множительно-делительного блока 35 2894 снимается сигнал, пропорциональный величине ударного объема сердца в текущем периоде его сокращения.Таким образом, предлагаемое устройство для определения ударного 5 объема сердца обеспечивает надежное определение момента начала интегрирования благодаря сопоставлению временных интервалов между характерными точками анализируемых кривых, что по- О вышает помехозащищенность устройства и позволяет использовать его для определения ударного объема сердца на пациентах с различными патологиями сердечной деятельности, при которых 5 сигнал дифференцированной реограммы может иметь за один кардиоцикл несколько выбросов, превышающих установленный порог.Формула изобретенияУстройство для определения ударного объема сердца, содержащее последовательно соединенные усилитель, вход которого подключен к первой входной 50шине устройства, интет рирующий блоки множительно-делительный блок, второй вход которого соединен с второйвходной шиной устройства, третийвход - с третьей входной шиной устройства, а выход - с выходной шинойустройства, и формирователь управляющих сигналов, вход которого подключен к четвертой входной шине устройства, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что, с целью повышения помехозащищенности, в него введены последовательно соединенные дифференциатор,вход которого подключен к выходуусилителя, компаратор, первый элемент И и второй элемент И, второйвход которого подключен к выходу формирователя управляющих сигналов, авыход - к второму входу интегрирующего блока, и последовательно соединенные детектор К-зубца, вход которого подключен к пятой входной шинеустройства, элемент задержки и формирователь импульсов, выход которого соединен с вторым входом первогоэлемента И,1289450 Составитель Э.БалуевТехред Л.Олейник актор С.Лнсин ректор В.Бутяга Тираж 617 Подписи ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д