Система диагностики заболеваний

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИН 19) 1 В 5/00 4151) С 06 Р 1 Й ИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ОП йцев,еГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ ССПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ ТОРСИОМУ СЕИД(56) 1. Авторское свидетельство ССИ: 181880, кл. С 06 Р 15/42, 1965.2. Авторское свидетельство НРБУ 10780, кл. А 61 В 5/00,опублик, 1970 (прототип),(54) (57) СИСТЕМА ДИАГНОСТИКИ ЗАБОЛЕ.ВАНИЙ содержащая индикатор названийболезней, индикатор вероятности заболевания, генератор тактовых импульсов и источник постоянного напряжения, выходом соединенный с входомкоммутатора, выходы которого подключены к соответствующим входам строкпрограммируемой резисторной матрицы,к входам столбцов которой подключенывыходы устройства ввода симптомовзаболеваний, а выход запоминающегоустройства соединен с одним входомцифрового компаратора, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повьппния точности системы, в нее введеныаналоговый компаратор, корректирующий конденсатор, ключ, источник опорного напряжения, элемент И, первый счетчик, генератор счетных импульсов, элемент ИЛИ и второй счетчик,счетный вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов,с управляющим входом ключа и с первым входом элемента И, выход переполнения - с первым входом элемента ИЛИ, а разрядные выходы - с адресными входами запоминающего устройст-.ва, с управляющими входами коммутатора и с входами индикатора названийболезней) первый вход аналоговогокомпаратора подключен к выходу программируемой резисторной матрицы ичерез корректируюший конденсатор иключ к нулевой шине, вторбй вход аналогового компаратора подсоединенк выходу источника опорного напряжения, а выход - к второму входу элемента И, третий вход которого соединен с выходом генератора счетныхимпульсов, а выход - со счетным входом первого счетчика, второй входцифрового компаратора соединен с разрядными выходами первого счетчикаи с входами индикатора вероятностизаболевания, а выход - с вторым входом элемента ИЛИ, выходом подключенного к входу останова генератора тактовых импульсов, пусковой вход которого является пусковым входом уст-,ройства.4 1140Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике иможет быть использовано для автоматической дифференциальной диагностики в медицине для классификации 5различных объектов по совокупностипризнаков, например, микроорганизмов,животных,Известны вычислительные устройства для автоматической дифференци Оальной диагностики, выполненныена основе операционных усилителей,в которых в качестве входных цепейслужит резисторная матрица, в цепьобратной связи включены нелинейные 15сопротивления, выходное напряжениеоперационных усилителей индицируется на стрелочных измерительных приборах 1 .Наиболее близким техническим решением к изобретению является электронная машина для автоматическойдифференциальной диагностики, содержащая источник постоянного напряжения, коммутатор, индикатор названий 25болезней, программируемую резисторную матрицу, устройство ввода симптомов, пороговое устройство, включающее компаратор и запоминающее устройство, индикатор вероятности забо- ЗОлевания и генератор тактовых импульсов, причем выход источника постоянного напряжения соединен с входомкоммутатора, выходы которого подключены к соответствующим входам строкпрограммируемой резисторной матрицы,к входам столбцов которой подключеноустройство ввода симптомов, а выходзапоминающего устройства соединенс одним входом компаратора, Результат диагностики определяется по шкале измерителя тока в относительныхединицах вероятности заболевания,как сумма токов, протекающих одновременно в параллельных цепях матрицы 21 .Недостатками известных устройствявляются низкая точность, обусловленная применением для суммированиятоков стрелочных измерительных приборов либо операционных усилителей,к входу которых подключается большое количество диодно-резисторныхцепей, а также влияние измененийтемпературы окружающей среды на 55параметры диодно-резисторных цепейпрограммируемой матрицы, Последнееимеет существенное значение при про 132ведении диагностических исследований в нестационарных (полевых) условиях, Кроме того, токи, протекающие одновременно в параллельных цепях матрицы, приводят к повышенному потреблению электроэнергии от источника питания, который в пере: оспом варианте исполнения машины (с минимальными габаритными размерами) должен быть батарейным или аккумуляторным.Цель изобретения - повышение точности системы.Поставленная цель достигается тем, что в систему диагностики заболеваний, содержащую индикатор названий болезней, индикатор вероятности заболевания, генератор тактовых импульсов и источник постоянного напряжения, выходом соединенный с входом коммутатора, выходы которого подключены к соответствующим входам строк программируемой резисторной матрицы, к входам столбцов которой подключены выходы устройства ввода симптомов заболеваний, а выход запоминающего устройства соединен с одним входом цифрового компаратора, введены аналоговый компаратор, корректирующий конденсатор, ключ, источник опорного напряжения, элемент И, первый счетчик, генератор счетных импульсов, элемент ИЛИ и второй счетчик, счетный вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, с управляющим входом ключа и с первым входом элемента И, выход переполнения с первым входом элемента ИЛИ, а разрядные выходы - с адресными входами запоминающего устройства, с управляющими входами коммутатора и с входами индикатора названий болезней, первый вход аналогового компаратора подключен к выходу программируемой резисторной матрицы и через корректирующий конденсатор и ключ к нулевой шине, второй вход аналогового компаратора подсоединен к выходу источника опорного напряжения, а выход - к второму входу элемента И, третий вход которого соединен с выходом генератора счетных импульсов, а выход - со счетным входом первого счетчика, второй вход цифрового компаратора соединен с разрядными выходами первого счетчика и со входами индикатора вероятности заболевания, а выход -3 11401с вторым входом элемента ИЛИ, выходом подключенного к входу остановагенератора тактовых импульсов, пусковой вход которого является пусковымвходом устройства.5Такое устройство позволяет уменьшить влияние изменений температурына точность диагностики,На фиг. 1 представлена структурная схема системы; на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие работусистемы.Система диагностики заболеванийсодержит источник 1 постоянного на-пряжения, коммутатор 2, индикатор 3названий болезней, программируемуюрезисторную матрицу 4, устройство 5ввода симптомов, корректирующийконденсатор 6, аналоговый компаратор 7, индикатор 8 вероятности заболевания, генератор 9 тактовых импульсов, первый счетчик 10, цифровойкомпаратор 11, элемент ИЛИ 12, цифровое запоминающее устройство 13,источник 14 опорного напряжения,ключ 15, элемент И 16, генератор 17счетных импульсов и второй счетчик 18. Конденсатор 6 имеет температурный коэффициент емкости, равныйпо величине и противоположный познаку температурному коэффициентусопротивления резисторов матрицы 4. В запоминающее устройство 13 машины занесены цифровые значения фак 35 торов риска заболеваний, соответствующие граничным значениям, при достижении которых можно квалифицировать наличие данного заболевания у обследуемого пациента. С помощью40 устройства 5 ввода симптомов устанавливаются значения К; сопротивлений резисторов матрицы 4 (в том числе и нулевые значения) пропорционально коэффициентам К;, с которым симп 45 томы В, входят в болезни А, Эти коэффициенты определяются априорно анализа большого количества статистических данных. Вероятность болезни А определяется как сумма коэффи 50 циентов К КР(А )=Д К(1)и идентифицируется суммарным сопротивлением К соответствующей строки 55матрицыК,=,г К, (2) 32 4Пользуясь тем, что коэффициенты К, определены заранее, целесообразно составить матрицу 4 из жестко запаянных резисторов, величины сопротивлений которых пропорциональны К 1 . При этом автоматический ввод симптомов из устройства 5 ввода симптомов в программируемую резисторную матрицу 4 обеспечивается использованием клавиатуры с фиксацией положения клавиш. Клавишные переключатели Б; содержат ш секций Б, по числу строк матрицы 4, контакты которых замыкают соответствующие резисторы К, Поскольку однократное нажатие клавиши 81 обеспечивает одновременное включение всех резисторов К 1 по столбцу В;, этим способом гарантируется мгновенная готовность матрицы 4 сразу по всем видам болезней А . Таким образом, применение групповых клавишных переключателей позволяет ускорить набор .симптомов ,г и запомнить этот набор на неограниченное время.Последовательная резисторная цепь К; К программируемой резисторной матрицы 4 образует с конденсатором 6 управляемую КС-цепь, которая вместе с источником 1 посто. - янного напряжения, соответствующим ключом коммутатора 2 и разрядным ключом 15 является генератором экспоненциального напряжения.Устройство работает следующим образом.Цикл работы машины начинается подачей сигнала "Пуск" на вход генератора 9 тактовых импульсов. При этом генератор 9 генерирует последовательность прямоугольных импульсов. Первый тактовый импульс увеличивает на единицу содержимое счетчика 10, после чего открывается первый канал коммутатора 2. Напряжение источника 1 постоянного напряжения через замкнутый ключ первого канала коммутатора 2, последовательчую резисторную цепь матрицы 4 заряжает конденсатор 6 (см. Цна фиг. 2). Разрядный ключ 1; в это время разомкнут в результате воздействия на его управляющий вход сигнала Б с выхода генератора 9 тактовых импульсов. Напряжение на конденсаторе 6 возрастает по экспоненциальной зависимости ц=Е Г 1-ехр(- - - -- )1 (3) Д К.С 1 ф 65 1140132 где С - емкость конденсатора 6. Ана- м логовый компаратор 7 .фиксирует мо- н мент равенства напряжения Пс(с) и п опорного напряжения Б с выходал источника 14 опорного напряжения и 5 в выдает сигнал 0 на первый вход эле- з мента И,16. На выходе элемента И 16а образуется сигнал 06 в виде пачки р импульсов; количество которых подсчитывается счетчиком 18. Длитель т ность временного интервала между п передним Фронтом тактового импульса с и моментом сравнения компаратора и определяется по формуле ПЕ 15. кт,=7 НС 1 п -- -, (4)1-1 1 Е Попа число импульсов, нодсчитываемых и , счетчиком 18 сгг гМ( цт( иТ Н 1 э20 Д1" Егде= 1 СВ и -- =-сопятлЕ оптЕ - частота следования импульн, сов генератора 17,(5) (6) Принимая во внимание выражения (1) и (2), устанавливаем пропорциональность цифрового кода М 1 вероятности Р(А.) заболевания болезнью А С выходов первого счетчика 18 цифровой код М подается на первые входы З 0 цифрового компаратора 11, на другие входы которого поступает из запоминающего устройства 13 цифровое граничное значение Мг фактора риска, заболевания болезньго А. Выбор нуж ного значения Фактора риска из запоминающего устройства 13 гарантируется поступлением на его адресный вход цйфрового сигнала с выхода второго счетчика 10. В случае, если М,сМ ,40Г система будет продолжать работу, анализируя вероятности заболевания другими болезнями, а при М Мгг цифровой компаратор 11 вырабатывает сигнал останова, который через эле мент ИЛИ 12 поступает на вход оста- нова генератора 9 тактовых импульсов, запрещая его работу. При этом машина останавливается, индикатор 3 индицирует название болезни, а инди катор 8 - цифровое. значение М 1 вероятности заболевания этой болезнью.Дальнейшая работа системы при такой ситуации возможна только при повторной подаче сигнала 4 "Пуск". 55Длительность импульса на выходе генератора 9 тактовь 1 х импульсов должна быть больше максимально возожной длительности интервала времен Т, определяемой по Формуле (4) ри максимальных значениях сопротизений К после чего следует пауза,течение которой разрядный кл 1 оч 15 амыкается, разряжая конденсатор 6,соответствующий ключ коммутатора 2 азмыкается, отключая источник 1.Второй импульс на выходе генераора 9 тактовых импульсов появляется ри отсутствии запрещающего сигналавыхода компаратора 11 (при ММг ) ли при появлении сигнала "Пуск". ри этом открывается второй канал оммутатора 2, подключая к источниу 1 постоянного напряжения вторую оследовательную цепь резисторов, оответствующих второй строке прораммируемой резисторной матрицы 4. алее все процессы повторяются анаогично первому каналу, в результае чего принимаются решения о вероятостях заболевания болезнями А, А.А,Аш. При возникновении для какой-либо болезни условия М М 1 Г система останавливается и индицирует название болезни и величину вероятности (Фактора риска) заболевания этой болезнью. При необходимости названия болезней и соответствующие факторы риска могут Фиксироваться на технических носителях инФормации.В машине может быть предусмотрен контактный режим управления, при котором генератор 9 тактовых импульсов Формирует один импульс при подаче сигнала "Пуск", с целью индикации факторов риска при условии ММ,Останов машины происходит также по окончании цикла работы, т.е. после опроса последней ш-й строки матрицы 4. При этом счетчик 10 тактовых импульсов переполняется, сигнал переполнения проходит через элемент ИЛИ 12 на вход останова генератора 9 тактовых импульсов.При эксплуатации машины в определенном диапазоне температур, возникает ошибка, обусловленная изменением сопротивления резисторов матрицы 4,и невыполнением условия (6) из- . за температурного ухода емкости конденсатора 6, т.е, д=Е(Р). Коррекция ошибки достигается выбором типов резисторов матрицы 4 и конденсатора 6 так, чтобы их температурные коэффициенты были равны по величине и противоположны по знаку. В этом случае произведение сопротивления Р произ- вольной строки матрицы 4 на емкость С конденсатора 6 остается постоянным и температурные изменения не влияют на точность работы машины,,Мощность, потребляемая от источника 1 постоянного напряжения, в данной системе уменьшена по сравнению с прототипом, так как последовательное включение резисторов увеличивает общее сопротивление строки матрицы 4 и уменьшает протекающий через них ток. Кроме того, ток через резисторы матрицы 4 протекает только в течение переходного процесса на 4111 12 8конденсаторе 6, а также отсутствуетодновременное протекание токов в параллельных цепях матрицы 4,Стабильность работы при температурных воздействиях и низкая потребляемая мощность позволяют исполнитьгибридную вычислительную машинув переносцом малогабаритном вариантеи приблизить диагностику к рабочим 10 местам пациентов. Это позволяет своевременно выполнять профилактическиеработы, не отрывая на длительноевремя людей от производственного процесса, Последнее и определяет технико-экономический эффект от использования данного изобретения..Аврамен Подписита СССР открыт б. лиал ППП."Патент город, ул.Проектна аказ 265/38 Тираж 710 ВНИИПИ Государственного коми по делам изобретений и 113035, Москва, Ж, Раушская