Устройство для определения пульсового кровенаполнения

Номер патента: 1754064

Авторы: Ксенофонтов, Ронкин, Сигалов, Шибулкин

ZIP архив

Текст

, ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИ е:1., " .... "."; 2(21) 181136 ч/14 . : ;., но в сердечно-сосудистой диагностике, (22) 06,0 ч.90 . :: : Целью изобретения является повышение (46) 15,08.92, Бюл 1" 30 " : : точности измерения при измерении ин- (71) Московский научно-исследователь-тенсивности кровенайолнениясосудовский институт приборной автоматики - ,. мелкого калибра. Устройство для опре- (72) Д.Л. Ксенофонтов, АП. Ыибулкин, деления пульсового кровенаполнения со- МА. Ронкин и ИЛ, Сигалов . :;, ,держит зондирующий генератор 1, два (56) Утямышев РИ Радиоэлектронная " электРода (Э) 2 и 3, элемент Й калиб- апйаратура для йсследования физйоло . ровки, преобразователь 5 импеданса- гических процессов И,; Энергия,.: в напряжение,Э 3 выполнен изолирован 1969,стр, 17 ч. :.,ным, а вустройство введены два пикАвторское свидетельство СССР детектора 8 и 9, усилитель 19 с пере- Н 99721, кл. А 61 В 5/02, 12.03.79. . мейным коэФфйциейтом усиления, дваэлемента И 12 и 13 Оценка интенсив(5 ч) УСТРОИСТВОДЛЯ ОПРЕДЕЛГНИЯ- :.ности.йульсовогокровенаполнеиия осу- ПУЛЬСОВОГО КРОВГНАПОЛНЕНПЛ , .:. , :; ществляется путемопределенйя его "ин- (57) Изобретение относится к медицин-декса без участия калибровочного сигской технике и может быть использова-нала. 2 ил.: . : ".ф . анИзобретенйе относится к медицин- . . Наиболее близким,по техническои ской технике и может быть использова-сущности к предлагаемому изобретению но для исследования сердечно-сосу- является устройство для опредепения дистой системы.:, :., пульсового кровенаполнения, содержа- :Известно устройство для определе- щее зондирующий генератор, преобразония пульсового кровенаполнения, сос- ватель импеданса в напряжение, два тоящее из зондирующего гейератора,." . электрода, блок вычитания, блок инди С первого и второго электродов, преоб- " кации, элемент калибровки, распреде- ; О разователя импеданса в напряжение и литель импульсов, .: :фь усилителя.: Это устройство определяет ийтен".Недостатком извегтйого устройствасивность пульсового кровензпблненияявляется ограниченная область приме- . путем наложения калибровочного сигнанения, ибо с его помощью определяюТ : .ла на нисходящую часть реоволны с по- лишь пульсовое кровенаполнение сосу . следующим вычислением отношения ам" дов крупного калибра (артерий), а оп"плитуды реоволны к величине калибро- ределение параметров гемодинамики на . вочного сигнала уровне прекапилляров, капилляров и ". Недостатком указанного прототипа венул не представляется возможным, является низкая точность, так как3 175406длительность реоволны, ее амплитуда иго пик-детектора 9 с управляемым сбро"Форма изменяются в широких пределах в сом соединен "с вторым входом элементазависимостиот состояния пациента и 10 вычитания выход которого подключен5индивидуальных особенностей его орга- к сигнальному входу усилителя 19 с ре"5низма, вследствие этого известное уст- гулируемым коэФФициентоМ усиления выл,3 Ф уроиство не дает возможности наложитьход которого подключен ко второму вхокалибровоцный сигналв "строго опреде-ду компаратора 11, выход" компаратораленном месте реоволны, как того тре "соединен с 0-входам триггера 20ч)бует методика измерении, из-за чего 10 выход которото подключен к второмурезультаты измерений имеют значитель- входу второго элемента 13 И, выходную погрешность . : ", "которого соединен с С-входом регистраВторым недостатком указайного про, группа выходов которого подклюцетотипа .является "узкая область приме-. на к группе входов индикатора .7, Выход.нения из-за невозможности измерения1 триггера Ймитта 14 соединен с входомпараметров гемодинамики на уровнесо- первого счетчика 15, группа выходовсудовмелкого калйбра, цто обусловле "которого п 6 дклюцена в группе входовно применением в указанном устройстве дешиФратора 16, первйй выход которогопары неизолированных электродов,:"соединен с входами Тброс" первого 8вследствие чего не представляется вози второго 9 пик-детекторов с управляможным измерить гемадинамику микроцир- емым сбросом и с к-входом второгокуляторного русла на малом участке счетчика 17, второй выход дешиФраторатеМа "непосредствеййо под одним из эле-: подклюцен к входу "Запись" первогоктродов,:,:.:;-:,".;,. .":,:",пик- детектора 8 с управляемым сбросом,Целью изобретения является повыше- .25 третий вйход дешиФратора 16 соединен .ние тоцности измерения- пРи йзмерении с управляющим входом элемента 4 калибинтенсивности кровенаполйениясосудовровки, с входом "Запись" второго пикмелкого калибра.:,.-:.,:. .,-:-"-",: . : "детектора 9 суправляемым сбросам и, На Фиг. 1 представлена блок"схемак-входом триггера 20 цетвертый выходустройства; на Фиг, 2 - диаграммй сигдешифратора 16 подключен к первым вхо-.налов, иллюстрирующие его работу. :дам"первого 12 и второго 13 элементовмУстроиство для определения пульса" И,второй вход первого элемента 12 Иваго кровенаполнения содержит зонди-: соединен с выходом тактового генераторующий генератор 1, первый и второй ра 21, Выход первого элемента И 12электроды 2 и 3, элемент 4 калибровки,з подклюцей к С-входу второго сцетчика.преобразователь 5 ймпедайса в напряже, группа выходов которого соединенание, усилитель 6, индикатор 7, пик-де- с группой управляющих входов усилите .текторы 8 и 9 с управляемым сбросом, ля 19 с регулируемь 1 м коэФФициентомэлемент 10 вычитания, компаратор 11, усйления и с группой входов регистэлементы 12 и 13 И,триггер Шмитта 14, 40 ра 18.первый сцетцик 15, дешифратор 16, Устройство работает следующим об второй сцетцик 17, регистр 18, уси- разом.литель 19 с регулируемым коэффициентом На любой цасти тела. закрепляетсяусиления,. триггер 20 и тактовый гене- первый неизолированный электрод 2, наратор 21, прицем к выходу зондирую который подано напряжение высокой часщего генератора 1 подключен первый . таты (100200 кГц) с выхода зондиэлектрод 2, второй электрод 3 соеди- рующего генератора 1 Второй электродненс входом элемента 4 калибровки, 3, выполненный в виде цилиндрическойвыход которого подключен к входу йре- спирали из электропроводящего металлаобразователя 5 импеданса в напряжение, 0 (бронза) ипокрытый тонким слоем ди-выход которого соединен с входом уси- электрика, надевают на ногтевую Фалйтеля 6, выход которого соединен -с лангу пальца рукиили ноги, Благодаряинформационными входами первого 8 и тому, что ткань и жидкая среда орга"второго 9 пик-детекторов с управляемым низма являются хорошими проводникамисбросам и с входомтриггера Ймитта 14 . электрического тока высокой частоты,Выход первого пик-детектора 8 с уп- через переход электрод-диэлектрикравляемым сбросом подключен к первому ткань протекает так, величина которовходу элемента 10 вычитания и к перво" го составляет десятые доли милпиампе"му входу комйаратора 11 выход второ" ра Емкостное сопротивление перехо"1754 П 64 63 да второй электрод-ткань изменяется пульсовой волны (Фиг, 2, Г ), что в такт с сердечной деятельностью ; в - связано с необходимостью надежного фазе систолы сопротивление уменьшает- заряда конденсаторов пик-детекторов ся, а в фазе диастолы - увеличйвает-8 и 9 с управляющим сбросом, а также ся, Напряжение, наводимое на втором 1 ля нижения требований к быстродейстэлектроде, оказывается промодулирован- вию счетчика 17 и усилителя 19 с реным по закону изменения кровенаполйе-гулируемым коэффициентом усиления, кония в ЧасТи тела, находящейсяпод вто-. торцедолжны за"это время сформирорым электродом (Фиг. 2, И). Это нап О вать напряжение, соответствующее инряжениепоступает на вход элемента дексу кровенаполнейия, 4 калибровки, которьй представляет Пик-детекторы с управляемым сбрособой эталойный резистор, включейныйсом могут быть выполнены из элемента в цепь прохождения сигнала, параллель- памяти - конденсатора с малым током но которому включены выводы управляе утечки, дйода и "двух электронйых клюмого электронного ключа, .:.:.,: чей, одиН из ключей включен в цепьВ исходном состоянии электронный между клеммой "информационнйй вход" ключразомкнут, а при подачена- уп"- " . и диодом, а второй - между обкладкой равляющий вход электронного ключа уп- : конденсатора"и"общей шиной при поморавляющего сигнала - замкнут :.".,2,", щи этого ключа производится разрядС вьхода элемента ч калибровки эле- койденсатора (сброс) по сигналу подактрический сигнал высокой частоты,. ваемому на входСброс" пик-детектопромодулированный по амплитуде"в"со- , ра. Яа время действия первых трех сигответствии с Формой пульсовой волны " " налов пульсовой волны сигналом с пер(фиг, 2, П 4 ) поступает на вход преоб вого выхода дешифратора 16 сбрасываразователя 5 импеданса в напряжение," ". - ются пик-детекторы 8 и.9 с управляе" который может быть выполнен, напри мым сбросом (разряжаются их емкости) мерв виде диода, айод которого под ,:"и обнуляетсясчетчик 17. В течение ключен к выходу элемента калибровки, следующих трех сигналов пульсовой вол а между катодом"и общей шиной включе ны уровеньлогической единйцы появляны параллельно" резистор и конденса-, . .ется на втором" выходе "рещйФратора 16 тор. На выходе, преобразователя 5 йм " -"и пиковое значение напряжения с выхопеданса в напряжение получйм напряже-даусйлителя 6, поступающее на вход ние, изменяющееся в соответствии спервого пик-детектора 8 с управляеформой пульсовой волны(фиг, 2, 1-), З 5 мым сбросом запоминается (фиг. 2, И) которое поступает на вход усилителя. " в нем по сигналу, поступающему на б, которь 1 й усиливает переменнуюсос- ".-вход-управления от второго выхода детавляющую этого напряжения (Фиг., 2,: .,шифратора 16. Б 6). . .: , : : В это время на третьем выходе деС выхода усилителя 6 сигнал пода шифратора 16 и соответственно на вхоется на вход триггера 14 1 митта, ко- де управления"элемента 2 калибровкиторый каждый раз при достижении напря-сигнал логического нуля"й электройжением на его входе определенного "-:ный ключ элемента калибровки рауровня Формирует на выходе сигнал ло- зомкйут, Следовательно, в цепь про- гической единицы. Голученная таким об хождения сигнала между вторым электразом последовательность импульсов ,родом и входом преобразователя 5 им(фиг, 2, 1143 поступает на вход счетчи"-" педанса в напряженйе включен резиска 15, который сначала делит входную тор, и напряжение," поступа 1 вцеена частоту на 3, а затем считает получен- вход преобразователя 5 импеданса в нь 1 е после деления частоты импульса до 5 О напряженйе, уМейьшается.посравнению четырех после чего автоматически .с напряжейием на-"втором электроде на сбрасывается в исходное состояние. По- величину падения напряженияна резислученный на выходе счетчика 15 двоич-торе элемента 4 калибровки. ный,код (фиг. 2, 15) подается на де" -Следующие три сигнала пульсовой шифратор 16, где преобразуется в пози-волны вызывают появление логической ционный, Таким образом на каждом изьединицы на третьеМ выходе дешифратора выходов дешифратора (фиг, 2 Б,6, 016,1 (фиг, 2, п, ). Этот сигнал, попадаяЦ оБ , б ) состояние логической едини- на вход управления "электронного ключа цы держится в течение трех импульсов , элемента 4 калибровки, замыкает этот1754061 7клюц и закорацивает тем самьм резис"тор, и теперь все напряжение со вто.- рого электрода постуйает на вход преобразователя 5 импеданса в напряжение,Детектированный и усиленный сигнал свыхода -усилителя 6 поступает на входвторого пик-детектора 9 с управляемым сбросом, в котором и запоминаетсяего пиковое значение (сиг, 2, 11, ) по сйгналу, прйходяц 1 ему стретьего выхода дешиФратора 16 на вход"уйраВйениявторого пик-детектора 9 с управляемыйсбросом, В это же время сигнал с 3-гсвыхода дешиФратора 16 приходитна15К-вход триггера и сбрасывает его.Напряжения с вь 1 ходов пик-детекторов 8 и 9 с управляемым сбросом приходят на входы элемента 10 вычитания,Напряжение на выходе этого элементаравно разности напряжений на выходахпервого и второго пик-детекторов 8 и9 с управляемым сбросом, т,е. падениюнапряжения на резисторе элемента калибровки (Фиг 2, 11 ). Следовательно,25это напряжение является калибровочным,Лля определения интенсивности пульсовбго кровенаполнения нужно определитьво сколько раз амплитуда пульсовойволны (напряжение на выходе первого ЗОпик-детектора) больше калибровочного1напряжения Таким образом, для "оЪ 5 еделения интенсивности пульсового кро.венаполнения в предлагаемой устройствене нужно "накладывать" калибровочный " сйгнал церез определенное время послепрохождения еемаксимума, вследствиецего отсутствует погрешность, вызванная неточностью наложения калибровоцного сигнала на спад реоволны из-затого, цто длительность реоволны и ееамплитуда меняются в широких пределахв завйсимости от состояния пациента иот его индивидуальных особенностей.С появлением следуюц 1 их трех сигналов пульсовой волны появляется логическая единица йа четвертом вьходе де-шиФратора 1,Фиг. 2, И ) Проходя надпервый вход элемента И 12;, он разрешает прохождение импульсов с выхода тактового гейератора (Фиг. 2, 117 ) навход С счетчика 17 (Фиг. 2, 11) атакже, поступая на второй вход элементе И 13, разрешает прохождение .импульсов записи от триггера 20 йаС-вход регистра 18. В исходном состоянии (когда счетчик 17 обнулен) напряжение на выходе усилителя 19 с регули-.руемым коэ 1 Фициейтом усиления равно 8напряжению на его входе, то есть напряжению на выходе элемента вычитания 10, Усилитель 9 с ре 1 улируемымкоэФ- фициентом усиления представляет собой операционный усилитель охваченный отрицательной обратной связью по напряжению,КоэФФициент передачи цепи обратной связи дискретно изменяется, принимая знацения 1 1 : 1 " 1К -- К=-К-.-К Ос 2 7 ос 3 50 с4юос 11 При этом значения коэФйициента "усиления усилителя с регулируемым коэФФициентом чсиленйяпринимают знацения 1=1, (=2, К=3;К,=10,Эти значения "коэФоициента усиленияопределяются кодом, поступаюц 1 им на .входы управления- усилителя 19 срегулируемымкоэфФициентом усиления. Соответственнонапряжение на выхбде этогоусилителя будет "усилено в требуемоецисло раз по сравнению с напряжениемна его входе,1Это напряжение с вь 1 хода усилителя19 с регулируемым коэФФициентом усиления поступает на второй вход компара тора 11, который сравнивает его .с напряжением, которое приходит на первыйвход компаратора 11 с выхода пик-детектора 8 с управляемым сбросом В ис.ходном состоянии напряжейие на второмвходе комйаратора 11 меньше, цем напервом, и на выходе компаратора уровень логического нуля (Фиг. 2, 11 ).По мере поступления импульсов наС-вход счетчика 17 код на входе уси"лителя 19 с регулируемым коэФФициентом усиления (Фиг, 2, 11 т ) растет исоответственно увеличивается напряжение на его выходе (Фиг 2, 11 ъ ). Когдаоно станет равно напряжению на выходепик-детектора 8 с управляемым сбросом,на выходе компаратора 11 появится уровень логицеской единицы 1,Фиг 2, 11 ).Вызванный этим положительный перепадсигнала на С-входе триггера 20 уста-новит этот триггер в состояние логицеской единицы Фиг 2, 11), цто вы"зовет появление положительного перепада сигнала на входе с регистра 18Фиг2, 11), в результате чего текущий код с выходов счетчика 13 запомнится в регистре 18 ,Фиг, 2, И 7 ), .Условие раВенства напряжениЙ на ВВедены усилительпервыЙ и второй пик" входах компаратора 11 будет выглядеть детекторыс управляемым сбросом,два элетак..мента И,первый сцетцик,регистр,."сипитель срегулируемым коэффициентом усилеКЦГ = И, - . .: ния,триггер,компаратор и тактовый генератор, при этом второй электрод выполгде У 1 . - падение напряжения на резис- . нен в виде цилиндрической спирали изторе устройства калибровки; . электропроводящегометалла и покрыт тонким слоем диэлектрика, а распреде 0 - амплитуда пульсовой волны; 10 К - код. на входах усилителя 19 с . литель импульсов"выполненв виде посРегулируемым коэффициентомледовательно соединенныхтриггераусиления, который записан " Шмитта, второго сцетцика и дешифратов регистр в момент сраба- . Ра, прицем выход усилителясоединентывания компаратора. : ,: 5 с информационнымивходами первого иГледовательно, .;..: , .: : -второго йик-детекторов с управляемымИсбросом и с входом триггера ИмиттаК : -- : . : ,. , " выход первогопик-детектора с управляЬи,емымсбросом подключен к первому входу-элемента вычитания и к"первому"вхоЛут.е. полученный код показывает вокомпаратора,выход второго пик-детексколько раз амплитуда пульсовой волныР УЛ У . тора с управляемым" сбросом соединен сбольше величины калибровочногосигналаа рово ного г алавторым входом элемента Выцитания, вычто и является реографицеским ийдекход которого йодключен.к сигнальному, сом кровенаполнения.25 входу усилителя с регулируемым"коэффиЯафиксированньй код с выходов ре-циентом усиления, выход которого подгистРа 18 пОДаетсЯ на вхоДы индикато-" ,кл,ц, клюцен к второмувходу компаратора,Ра, гЛе Двоицный кОЛ преобРаэУетсЯ в Выход компара сВыход компаратора соединен с Г-входомкод семисегментного индикатора и выС- , триггера выход кбтор"Ктриггера, выход кбторого"подключен квечивается на индика 11 ИОННо панЕЛИ.:ЗО втоРому входУ втоРого элемента И Вцбтот кодсохраняется в регйстре и.. . в .: .:"фход которого соединен с С-входом реиндицируется на панели индикатора вгистра, группа .Выхолов которого подтецение всего следующего цикла иъме-РУ д о орого подклюцена к группе входов блока индикарения, вконце которого обйовляется,ции, первый выход Лешифратора соедиПовышение точности устройства обус-.нен с входами "Гброс" первого и второловлено тем, цто нет необходимости 35О" м , , го пик-детекторов с управляемым сбротоцного наложения калибровоцного сиг-Воц О, , сом и с Р-входом:первого сцетциканала на определенный участок реовол- - , фца Ок . Второй Выход деушки(Ьратора подключен кны, вследствие цего результат измеревходу "запись" первого пик-детекторания не зависит От погрешности наложес уйравляемым сбросом, третий выходния калибровоцного сигнала на требуе1дешифратора соединен с управляющиммый участок спада реоволны,Входом элемента калибровки, с входомФ о Р м у л а и з о б р е т е н ия . ,: .апись второго пик-детектора с управляемым сброгОМ и сУстройство Лля определения пульсоВого кровенаполнения, содержащее зон гера, четвертыЙ выход дешифратора поддирующии генератор, первый и второиэлектроды, элемент калибровки под- Рого элементов и, Второй Вход первогоклюце ый кп ре бра зователю и 1 педанса с Ди ен с Выходом тактОВОэлемента И соединен с выхо Ом тактовонапряжение, блок выцитания, распреде-го генератора, выХОЛ первого элеменлитель импульсов и блок индикации,: 50 та И подклюцен к входу первого сцетцио т л и ц а ю щ е е с я тем то с ка, группа выходов которого соедйненацелью повышения точности измерения.:- ," с группои управляющих входов уСилитепри измерении интенсивности кроввнапол-, . ля с Регулируемым коэФФициентом усиленения сосудов мелкого калибра,8 него .: .Ния и с группой входов регистра,55й. овс дакт тал составитель И. Техред И, Морг Корректор Е.Паппи амтме ж . Подпи по изобреТениям и открытия Ж, Раушская наб., д. 4/5 Ти ное ГКНТ ССС ударствеяного комитет 113035, Москна, ШРаказ 36 б 7 ВНИИПИ Гос юаавПроизэодст енно-издательский комбинат "Патент Ужгород, ул. Гагарина, 101

Смотреть

Заявка

4811364, 06.04.1990

МОСКОВСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ПРИБОРНОЙ АВТОМАТИКИ

КСЕНОФОНТОВ ДМИТРИЙ ЛЕОНИДОВИЧ, ШИБУЛКИН АЛИК ПЕТРОВИЧ, РОНКИН МИХАИЛ АРКАДЬЕВИЧ, СИГАЛОВ ИСАЙ ЛЬВОВИЧ

МПК / Метки

МПК: A61B 5/0295

Метки: кровенаполнения, пульсового

Опубликовано: 15.08.1992

Код ссылки

<a href="https://patents.su/6-1754064-ustrojjstvo-dlya-opredeleniya-pulsovogo-krovenapolneniya.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Устройство для определения пульсового кровенаполнения</a>

Похожие патенты