Импедансный спиромонитор

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 08 94 А 61 1074/28-17.842.86. Вно-произепо а ной уре леГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ ПИСАНИЕ ИЗОБВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬ(54)(57) 1. ИМПЕДАНСНЫЙ СПИРОМОНИТОРсодержащий генератор тока высокойчастоты, два токовых электрода,последовательно соединенные усилитель высокой частоты, к входамкоторого подключены соответственно два потенциальных электрода, амплитудный детектор и усилитель низкой частоты, последовательно соединенные.селектор остановки дыхания,первый элемент И и первый сигнализатор и блок измерения частоты,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения надежности контроля дыхания путем исключения ложнойсигнализации об остановке дыхания,в него введены модулятор тока, сигнальные входы которого подключенысоответственно к выходам генераторатока высокой частоты, а выходы соедииены соответственно с токовымиэлектродами, последовательно соединенные формирователь импульсов,вход которого подключен к выходуусилителя низкой частоты, и второйэлемент И, выход которого подключенк входам селектора остановки дыхани.ЯО 1212413 . А и блока измерения частоты, и последовательно соединенные одновибратор,вход которого подключен к первомувходу первого элемента И, управляемый генератор, блок сравнения, первый вход которого также соединенс управляющим входом модулятора тока,а второй вход подключен к выходуформирователя импульсов, и второйсигнализатор, вход которого такжесоединен с вторым входом первого элемента И, третий вход которого соединен с выходом одновибратора и с вторым входом второго элемента И,2, Спиромонитор по п. 1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что в нем модулятор тока содержит включенныемежду его сигнальными входами последовательно соединенные. резистор икоммутатор, управляющий вход которого подключен к выходу управляемогогенератора, а сигнальные входы модулятора тока соединены соответственноУс его выходами,3. Спиромонитор по п. 1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что в немуправляемый генератор содержит посдовательно соединенные генератор тактовых импульсов и элемент ИЛИ-НЕ,второй вход которого подключен к выходу одновибратора, а выход -к управляющему входу модулятора тока.4. Спиромонитор по п. 1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что в нем блоксравнения содержит последовательносоединенные реверсивный счетчик,дешифратор, выход которого подключенк входу второго сигнализатора, последовательно соединенные третий элемент И и вьщелитель заднего фронта,1212413 вход - с сов. выход которого подключен к вычитающему входу реверсивного счетчика,и выделитель переднего фронта, выход которого соединен с суммирующимвходом реверсивного счетчика, а тора и с мента И, ключен к выходом управляемого генерапервым входом третьего элевторой вход которого подвыходу Формирователя импуль"Изобретение относится к медицинской технике, а именно к приборам для длительного контроля и исследования внешнего дыхания пациентов, в частно.ти детей.Целью изобретения является повышение надежности контроля частоты дыхания путем исключения ложной сигнализации об остановке дыхания.На Фиг. 1 представлена структурная электрическая схема импедансного спиромонитора; на Фиг. 2 и 3 - эпюры сигналов, поясняющие его работу.Импедансный спиромонитор содержит генератор 1 тока высокой частоты, последовательно соединенные усилитель 2 высокой частоты, к входам ко" торого подключены соответственно два потенциальных электрода 3 и 4, амплитудный детектор 5 и усилитель 6 низкой частоты, последовательно соединенные селектор 7 остановки дыхания, первый элемент И 8 и первый сигнализатор 9, последовательно соединенные формирователь 10 импульсов, вход которого подключен к выходу усилителя 6 низкой частоты, второй эле" мент И 11, выход которого подключен к входу селектора 7 остановки дыха- ния, блок 12 измерения частоты, модулятор 13 тока, сигнальные входы которого подключены соответственно к выходам генератора 1 тока высокой частоты, а выходы соединены соответст" венно стоковыми электродами 14 и 15, и последовательно соединенные одно- вибратор 16, вход которого подключен к первому входу первого элемента И 8, управляемый генератор 17, блок 18 сравнения, первый вход которого также соединен с управляющим входом модулятора 13 тока, а второй вход подключен к выходу Формирователя 10 импульсов, и второй сигнализатор 19, вход которого также соединен с вторым входом первого элемента И 8, третий вход которого соединен с выходом одновибратора 16 ис вторым входом второго элемента И 11.При этом модулятор 13 тока содержит включенные между его сигнальными входами последовательно соединенные резистор 20 и коммутатор 21,10 управляющий вход которого подключенк выходу управляемого генератора 17,а сигнальные входы модулятора 13 тока соединены соответственно с еговыходами, Управляемый генератор 171 содержит последовательно соединенныегенератор 22 тактовых импульсов иэлемент ИЛИ-НЕ 23, второй вход которого подключен к выходу одновибрато"ра 16, а выход - к управляющему входу20 модулятора 13 тока. Блок 13 сравнения содержит последовательно соединенные реверсивный счетчик 24 и дешифратор 25, выход которого подключен к входу второго сигнализатора 19,25 последовательно соединенные третийэлемент И 26 и выделитель 27 заднего фронта, выход которого подключенк вычитающему входу реверсивногосчетчика 24, и выделитель 28 передЗ 0 него фронта, выход которого соединен с суммирующим входом реверсивного счетчика 24, а вход - с выходомуправляемого генератора 17 и с первым входом третьего элемента И 26,второй вход которого подключен к выходу формирователя 10 импульсов.Импедансный спиромонитор работает следующим образом,Токовые электроды 14 и 15 укреп 40 ляют симметрично на левой и правой,сторонах грудной клетки новорожденного, На эти электроды от генератора 1 тока высокой частоты через сигнальные входы и соответственно через45 выходы модулятора 13 тока посту"1212413 50 55 3пает высокочастотный ток постоянной амплитуды, Для. съема полезного сигнала рядом с токовыми электродами 14 и 15 устанавливают потенциальные электроды 3 и 4. Снимаемое с потенциальных электродов 3 и 4 напряжения высокой частоты, амплитудно- модулированное вследствие изменения сопротивления грудной клетки току высокой частоты при дыхательных движениях, поступает на вход усилителя 2 высокой частоты. С выхода усилителя 2 высокой частоты сигнал подают на амплитудный детектор 5, где выделяется низкочастотный сигнал импедансной пневмограммы. Усиленный сигнал импеданской пневмограммы с выхода усилителя 6 низкой частоты поступает на вход формирователя 10 импульсов. Импульсы, формируемые формирователем 10 импульсов при каждом акте дыхания, приходят одновременно на вход блока 18 сравнения (на вход третьего элемента И 26) и через второй элемент И 11 на входы блока 12 измерения частоты и селектора 7 остановки дыхания, При нормаль. ном дыхании на выходе .селектора 7 остановки дыхания присутствует сигнал логического нуля, а на выходе одновибратора 16 - сигнал логической единицы. При этом на выходе управляемого генератора 17 импульсы отсутствуют, так как выходной сигнал генератора 22 тактовых импульсов не проходит через элемент ИЛИ-НЕ 23, На его выходе установлен сигнал логического нуля, который поступает на вход блока 18 сравнения и запрещает проход импульсов с выхода формирователя 10 импульсов через третий элемент И 26, а также удерживает коммутатор 21 модулятора 13 тока в разомкнутом состоянии. Поскольку на входы реверсивного счетчика 24 импульсы не поступают и он находится в исходном состоянии, то на выходе дешифратора 25 сформирован сигнал логической единицы и второй сигнализатор 19, предназначенный для индикации нарушения функционирования узлов сигнального тракта импедансного спиромонитора, выключен. Так как на втором входе первого элемента И 8 присутствует сигнал логического нуля, то и на его выходе сохраняется сигнал логическо, го нуля.Поэтомупервый сигнализатор 9,предназначенный дляиндикации остановки дыхания,приэтом такжевыключен. 4В случае прекращения поступленияимпульсов с выхода формирователя 10импульсов вследствие остановки дыха-,ния срабатывает селектор 7 остановкидыхания. Его выходной импульс запускает одновибратор 16 (фиг. 2 а), который вырабатывает сигнал (фиг. 2 в),соответствующий логическому нулю.Этот сигнал запрещает прохождениесигналов через второй элемент И 11 1 Ои через первый элемент И 8, и разрешает прохождение сигнала генератора 22 тактовых импульсов, входящегов состав управляемого генератора 17через элемент ИЛИ-НЕ 23. Благодаря 15,этому, на выходе управляемого генератора 17 появляется контрольный сиг-нал состоящий из последовательностиУтрех-четырех импульсов (фиг.2 г). Об. щая длительность контрольного сигнала определяемая длительностью сигнала, вырабатываемого одновибратором 16, не должна превышать общейдлительности двух-трех дыхательныхактов. Контрольный сигнал поступает,на управляющий вход модулятора 13тока на управляющий вход коммутато-.ра 21, например, электромагнитногореле или бесконтрольного полупроводникового ключа, подключая синхрон- .30но с каждым импульсом контрольногосигнала резистор 20 в виде шунтак выходу генератора 1 тока высокойчастоты, Тем самым осуществляетсяамплитудная модуляция тока в цепи З 5 пациента. Глубина модуляции токаустанавливается такой, чтобы глубина модуляции напряжения, Снимаемогос потенциальных электродов 3 и 4,была близкой к величине, возникающей 4 О при наличии дыхания.Если все узлы сигнального трактаимпедансного спиромонитора, включаяи электродную систему, функционируютнормально, то на выходе усилителя 6 45 низкой частоты появится выходной сигнал (фиг. 2 д). Прохождение контрольных прямоугольных импульсов по сигнальному тракту прибора сопровождается затягиванием фронтов этих импульсов. Поэтому выходные импульсы формирователя 10 импульсов(фиг. 2 е) будут иметь временнойсдвиг относительно импульсов контрольного сигнала (фиг. 2 г). Поскольку на второй вход второго элемента И 11 поступает сигнал логического нуля от одновибратора 16, тотем самым обеспечивается блокировкапрохождения импульсов с выхода формирователя 10 импульсов через второй элемент И 11 на входы блока 12 измерения частоты и с,електора 7 остановки дыхания, Выходные импульсы формирователя 10 импульсов поступают на второй вход третьего элемен та Я 26, на первый вход которого одновременно поступают опорные импульсы контрольного сигнала (Фиг.2 г) . В результате на выходе третьего элемента И 26 появится импульсная после" довательность, по количеству импульсов совпадающая с контрольным сигналом (Фиг. 2 ж). Далее эти импульсы поступают на вход выделителя 27 заднего Фронта., Импульсы, соответствующие передним фронтам контрольного сигнала (фиг, 2 з), и им О пульсы, соответствующие задним Фрон там выходных импульсов третьего элемента И 26 (Фиг. 2 к) поступают соответственно на суммирующий и вычитающий входы реверсивного счетчи- р 5 ка 24. Поскольку число импульсов, поступающих на суммирующий вход, равно числу импульсов, поступающих на вычитающий вход, то реверсивныйсчетчик 24 и соответственно с этим и дешифратор 25, и второй сигнализатор 19 не меняют исходного состояния. Через время, задаваемое параметрами одновибратора 16 и соответствующего времени прохождения контрольных импульсов по сигнальному тракту импедансного спиромонитора, на выходе одновибратора 16 появляется сигнал логической единицы (фиг.2 м), который разрешает прохождение сигнала селектора 7 остановки дыхания через первый элемент И 8. Выходной сигнал первого элемента И 8 включает первый сигнализатор 9, который оповещает оператора о том, что исчезновение сигналов дыхания вызвано не выходом из строя импедансного спиромонитора, а остановкой дыхания пациента.Нарушение Функционировайия узлов сигнального трактаимпедансного спиро-о мойитора, например, генератора 1 тока высокой частоты, усилителя 2 высокой частоты, амплитудного детектора 5 усилителя 6 низкой частоты,1формирователя 10 импульсов, или на 3 11 рушение контакта электрод-кожа одного из электродов (3,4, 14 и 15), сопровождается отсутствием выходных сигналов формирователя 10 импульсов, что приводит первоначально к включению селектора 7 остановки дыхания (фиг. За).Поскольку на одном из входов тре" тьего элемента И 26 выходные импульсы формирователя 10 импульсов будут отсутствовать, то и на выходе третье-. го элемента И 26 также будут отсутст" вовать импульсы (фиг, Зж). Поэтому на выходе выделителя 27 заднего фронта импульсы также не появятся. В результате реверсивный счетчик 24 подсчитывает количество импульсов при- ходящих с выхода выделителя 28 переднего фронта, на вход которого посту" пают импульсы контрольного сигнала. Дешифратором 25 будет произведено определение состояния заполнения реверсивного счетчика 24, и в результате на выходе блока 18 сравнения сигнал логической единицы сменится на сигнал логического нуля (фиг, Зл) . Выходной сигнал дешифратора 25 (логический нуль) дает запрет про" хождению сигнала селектора 7 остановки дыхания через первый элемент И 8 (фиг. Зм), исключая возможность ложной сигнализации остановки дыхания путем отключения первого сигнализатора 9. Этот же сигнал логического нуля вызывает включение второго сигнализатора 19, сигнализирующего о нарушении функционирования импедансного спиро,мнитора.43Использование предлагаемого уст ройства позволит повысить надежность мониторного контроля дыхательной Функции пациентов, в особенности ,новорожденных детей, что, в свою очередь, будет способствовать улучшению медицинской помощи недоношенным или травмированным новорожденным.1212413 дыюЮ 7а ьюа ггЕ доход Ж8 дым О Ьиод 6Р %1 У Юе Юмов Н ды,гОУЯ 7 йюоУ И 8 ьмФМ дыюд дСоставитель Э.Балуев Редактор В.Иванова Техред Ж.Каетелевич Корректор Л,Патай Заказ 661/4 Тираж 659 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж"35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ЛПП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4