Вектор-кардиограф

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциаиистическихРеспублик 1971253 61) Дополнительное к авт. свид-ву) Заявлено 060 В 5.04 с присоединение (23) Приоритет -Опубли кова Дата опубл вки Нов рственный комитеСССРлам изобретенийи открытий сула 3 УДК 615. 4(088, 11,82. Бюллетен вания описания 07.11.8 О.А. Пятак, А.Ш. Лазаретник Н.В. Мельничук, А.Н. Фойда, Т.Г. Свиженко, В.А. Цербина(71) Заявит 4) ВЕКТОРКАРДИОГРАФ чис- с- аргу- да- векеннотой плдуля иионн огведениями и соответств вы ляет аргумент модуля в э о кости. Кроме величины момента вектора в плоскост е ет никаких других характеристик тора электрической активности сердца ( таких как скорость вектора, направление вектора в разных октантах и другие), КРоме того, этот прибор не дает возможность просмотретьформу петелЬ вектора, вычислить их площадь, определить точки пересечения петель, их направление, В приборе применены однофукнциональные регистраторы, то есть каждый регистратор регистрирует во времени один показатель, что увеличивает обьем аппаратуры и уменьшает автоматизацию. Выбор коэффициента усиления усилителей производится оператором вручную, что занимает много времени, приводит не всегда к оптимальному коэффициенту усиления по каждому каналу в отдельности, так 25 как коэффициент усиления в обоихканалах в этом приборе всегда должен быть одинаков.Наиболее совершеннизвестный векторкардижащий коммутатор отве ым являетсяограф, содердений с подклюИзобретение относится к медицинской технике, а именно к устройствам для диагностики заболеваний сердечно-сосудистой системы.Известен векторкардиограф, содержащий электроды, коммутатор для выбора необходимых отведений, два предварительных усили=еля, блок питания, регулирующий блок, аналоговый моделирующий блок, два выходных усилителя, регистрирующий блок, выполненный в виде двух однокоординатных самописцев, причем два выхода моделирующего блока, выполненного по схеме непрерывного действия время-импульсного типа, последовательно через усилители соединены с двумя однокоординатными самописцами 1 ).Однако известный векторкардиограф обладает низкой автоматизацией обработки исследуемой информации. При бор требует ручной установки коэф - фициента усиления по каждому каналу. Прибор вычисляет не пространственные, а плоскостные характеристики вектора электрической активности сердца, то есть вычисляет величину проекции модуля на одну из выбранных плоскостей, определяемую выбранными Д Г Ротенберг60 б 5 ченными к его входам электродами, к выходам которого подключены три канала, каждый из которых включает последовательно соединенные дифференциальный усилитель, делитель напряжения, переключатель коэффициента усиления, оконечный усилитель и аналого-цифровой преобразователь, а выход каждого канала соединен соответственно с первым, вторым или третьим входами буферного запоминающего устройства, первый, второй и третий программные моделирующие . блоки, к выходам которых подключены четвертый вход буферного запоминающего устройства, регистрирующий блок, два цифроаналоговых преобразователя и электронно-лучевой индикатор, а ко входам подключен выход буферного запоминающего устройства- блок управления вычислением и выдачей результатов, к первому выходу которого подключен блок управления приемом, .причем выходы двух цифроаналоговых преобразователей подключены ко входам электронно-лучевого индикатора, выходы блока управления вычислением и выдачей результатов подключены соответственно ко входам программных моделирующих блоков и к пятому входу буферного запоминающего устройства, первый и второй выходы блока управлениФ приемом соединены с шестым входом буферного запоминающего устройства и со входами управления аналого-цифровых преобразователей 2 1.Однако известный векторкардиограф имеет недостаточную степень авч. томатизации и низкую точность измерения из-за необходимости ручной регулировки коэффициента усиления с визуальным контролем по регистратору, что приводит к росту погрешности. Целью изобретения является повышение точности измерения и автоматизация вычисления векторкардиографических параметров.Эта цель доотигается тем, что в векторкардиографе, содержащем коммутатор отведений с подключенными к его входам электродами, к выходам которого подключены три канала, каждый из которых включает последовательно соединенные дифференциальный усилитель, делитель напряжения, переключатель коэффициента усиления, оконечный усилитель и аналого-цифровой преобразователь, а выход каждого канала соединен соответственно с первым, вторым или третьим входами буферного запоминающего устройства, первый, второй и третий программные моделирующие блоки, к выходам которых подключены четвертый вход буферного запоминающего устрой 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 ства, регистрирующий блок, два цифроаналоговых преобразователя и электронно-лучевой индикатор, а ко входам подключен выход буферного запоминающего устройства, блок управления вычислением и выдачей результатов, к первому выходу которогоподключен блок управления приемом,причем выходы двух цифроаналоговыхпреобразователей подключены ко входам электронно-лучевого индикатора,выходы блока управления вычислениеми выдачей результатов подключенысоответственно ко входам программныхмоделирующих блоков и к пятому входу буферного запоминающего устройства, первый и второй выходы блокауправления приемом соединены с шестым входом буферного запоминающегоустройства и со входами управленияаналого-цифровых преобразователей,отличительной особенностью является то, что векторкардиограф содержит программный модулирующий блокустановки масштаба, три регистрамасштаба, три регистра уточнениямасираба, третий цифроаналоговыйпреобразователь, причем в каждый изпрограммных моделирующих блоков дополнительно включен блок учета масш"таба, а коммутатор отведений и каждый из трех переключателей коэффициента усиления выполнены в видеэлектронных коммутаторов, при этомвходы программного моделирующегоблока установки масштаба соединенысоответственно с третьим выходомблока управления приемом, с выходами трех аналого-цифровых преобразователей и с шестым выходом блока управления вычислением и выдачей результата, а выходы - с управляющимивходами переключателей коэффициентовусиления, с входами регистров масштаба, с входами регистров уточнения масштаба, с входом буферного запоминающего устройства и с входомблока управления вычислением и выдачей результата, выход которогосоединен с управляющим входом коммутатора отведений, выходы регистров масштаба и регистров уточнениямасштаба соединены со входами каждого из блоков учета масштаба,вход третьего цифроаналогового преобразователя соединен с выходамитрех программных моделирующих блоков, а его выход соединен со входомэлектронно-лучевого индикатора. На чертеже изображена структурная схема векторкардиографа.Векторкардиограф содержит коммутатор 1 отведений с подключенными к его входам электродами2 - 5, к выходам которого подключены три канала, каждый из которых включает один из последовательно соединенных дифференциальных усилителей 6 - Ы, делители 9 - 11 напряжения, переключатель коэффициента усиления, выполненный в виде электронных коммутаторов 12 - 14, оконечные усилители 15 - 17 и аналого-цифровые преобразователи 18 - 20, а выход каждого канала соединен соответственно с первым, вторым или третьим входами буферного запоминающего устройства 21, первый, второй и третий программные моделирующие блоки 22 24, к выходам которых подключены четвертый вход буферного запоминающего устройства 21, регистрирующий блок 25, два цифроаналоговых преобразователя 26 и 27 и электронно-лу,чевой индикатор 28, а ко входам подключен выход буферного запоминан 5 щего устройства 21, блок 29 управления вычислением и выдачей результатов, к первому выходу которого подключен блок 30 управления приемом, причем выходы двух цифроаналоговых преобразователей 26 и 27 подключены ко входам электронно-лучевого индикатора 28, выходы блока 29 управления вычислением и выдачей результатов подключены соответственно ко1входам программных моделирующих блоков 22 - 24 и к пятому входу буферного запоминающего устройства 21, первый и второй выходы блока 30 управления приемом соединены с шес,тым входом буферного запоминающего устройства 21 и со входами управления аналого-цифровых преобразователей 18 - 20, причем векторкардиограф содержит программный моделирующий блок 31 установки масштаба, три регистра 32 - 34 масштаба, три регистра 35 - 37 уточнения масштаба, третий цифроаналоговый преобразователь 38; причем в каждый из программных моделирующих блоков 22 - 24 дополнительно включен блок 39 - 41 учета масштаба, а коммутатор 1 отведений выполнен в виде электронногокоммутатора, при этом входы.программного моделирующего блока 31 установки масштаба соединены соответственно с третьим выходом блока 30 управления приемом, с выходами треханалого-цифровых преобразователей 1820 и с шестым выходом блока 29 управления вычислением и выдачей результата, а выходы - с управляющимивходами электронных коммутаторов 12 -14, с входами регистров 32 - 34 масштаба, с входами регистров 35 - 37 уточнения масштаба, с входом буферного запоминающего устройства 21 ис входом блока 29 управления вычисле.нием и выдачей результата, выход которого соединен с управляющим входом коммутатора 1 отведений, выходы регистров 32 - 34 масштаба и регистров 35 - 37 уточнения масштаба соединены со входами каждого из блоков 39 - 41 учета масштаба, вход третьего цифроаналоговогопреобразователя 38 соединен с выходами трех программных моделирующихблоков 22 - 24, а его выход соединен со входом электронно-лучевого индикатора 28.Устройство работает следующим об 10 разом,На пациента в зависимости от выбранной системы отведений накладываются электроды 2 - 5, Коммутатором 1они коммутируются таким образом,15 что на двух выходах коммутатора 1имеется сигнал, характеризующий проекцию вектора электрической активности сердца на ось Х. На другихвыходах коммутатора 1 имеется сиг 2 О нал, характеризующий проекцию вектора электрической активности сердцана ось У. На третьих двух выходахкоммутатора 1 имеется сигнал, характеризующий проекцию вектора электрической активности сердца на ось 2.Сигнал с первых двух выходов коммутатора 1 поступает на вход первогодифференциального усилителя 6 ( начертеже связь между коммутатором 1и усилителем 6 условно изображена одной линией ). Аналогичным образомсигнал со вторых выходов коммутатора 1 поступает на вход второго дифФеренциального усилителя 7, а с третьих выходов коммутатора 1 Ч на входтретьего дифференциального усилителя 8. С выходов трех дифференциальных усилителей 6 - 8 сигналы, характеризующие проекции вектора электрической активности сердца соответ 4 О ственно на оси Х, У и г подаются натри делителя 9 - 11 выходного напря,жения дифференциальных усилителей 6 - 8.В первоначальный момент времени45блок 29 управления вычислениемпереключает электронный коммутатор 1таким образом, чтобы на входы трехдифференциальных усилителей 6 - 8поступал потенциал корпуса и блок 2950 управления вычислением устанавливает электронные коммутаторы 12 - 14в положение, в котором масштаб коэффициента усиления тракта равен 1:1,Потенциал корпуса подается для ус 55 покоения усилителей. В момент времени с блок 29 управления выдачейрезультатов подключает к входампредварительных дифференциальныхусилителей 6 - 8 контрольный сигнал60 1 МВ. Этот контрольный сигнал проходит на выход каждого канала усилителей и поступает на входы треханалого-цифровых преобразователей 1820, с выхода которых через блок 31установки масштаба от поступает изапоминается в трех регистрах 35 - 37уточнения масштаба. В момент времени с блок 29 управления вычислением и выдачей результатов с помощью электронного комму татора 1 подключает к входам трех предварительных дифференциальных усилителей б - 8 сигналы трех векторкардиографических отведений, а с помощью электронных коммутаторов 12 14 устанавливает масштаб коэффициента усиления усилительного тракта по каждому каналу 2:1, то есть, когда коэффициент деления делителей 9 - 11 наименьший и через электронные коммутаторы 12 - 14 проходит сигнал с наименьшим ослаблением. С выхода делителей 9 - 11 дифференциальных усилителей б - 8 сигналы подаются на входы трех оконечных усилителей 15 - 17, а с выходов этих усилителей усиленные сигналы Х, У и 7 подаются на входы трех аналого-цифровых преобразователей 18 - 20, частота опроса которых соответствует частоте опроса заданной оператором с .помощью 25 блока 30 управления приемом, На вы" ходе трех аналого-циФровых преобразователей 18 - 20 появляется код, соответствующий сигналам на выходах Х, У и 2. Эти коды поступают на 30 входы программного моделирующего блока 31 установки масштаба. Так как первоначально масштаб установлен 2:1, то, если в течение 10 с хотя бы раз в одном (или двух или трех) канале 35 сигнал на выходе аналого-цифрового преобразователя 18 ( или 18 и 19 или 18, 19 20) превысит максимально допустимый.диапазон сигнала или будет равен ему на выходе аналого-цифро О вого преобразователя, например в каналах Х и У (на выходе аналого-цифровых преобразователей 18 и 19), то программный моделирующий блок 31 установки масштаба даст сигнал на 45 переключение электронных коммутаторов в рассматриваемом случае 12 и 13, которые подключают вход оконечных усилителей 15 и 16 к другому выходу делителя выходного напряжения (в данном случае выходы делителей 9 и 10), обеспечивая масштаб усиления по 1 )этому каналу равным 1:1. если же после уменьшения по этому каналу (канал Х и У) сигнал на выходе аналогоцифрового преобразователя (АЦП) этого канала будет превышать в течение 10 с максимально допустимый (например в канале У на входе АЦЛ 19), то есть в этом случае код на выходе этого АЦП 19 равенв некоторых слу чаях максимально допустимому, то тогда программный моделирующий блок 31 установки масштаба дает сигнал на переключение электронного коммутатора (в данном случае 13), который 65 подключает вход оконечного усилителя (в данном случае 1 б) к третьему выходу делителя выходного напряжения (делителя 10), обеспечивая масштаб по этому каналу 1;2. Если же и после уменьшения усиления по этому каналу (предположим в канале У сигнал достигает 2,35 мВ)сигнал на выходе АЦП этого канала будет превышать (в течение 10 с) максимально допустимый, то аналогичным образом модулирующий блок 31 установки масштаба переключит электронный коммутатор 1 этого канала и установит масштаб усиления 1:4 (то есть 4-е мВ на выходе будут соответствовать 1 мВ кода АЦП). После завершения установки коммутаторов 12. - 14 на правильных масштабах, при которых код на выходе всех АЦП 18 - 20 не равен максимально возможному, а меньше его как для положительных, так и для отрицательных величин, блок 31 уста- новки масштаба устанавливает значение кода масштаба в регистрах 32 34 масштабов (в данном случае двоичный код масштаба Х = 010,0; У - 100,0; 2 = 000;1) и вырабатывает сигнал разрешения приема кода в буферное запоминающее устройство 21 и сигнал об окончании установки масштабов в блок 29 управления вычислением и выдачей результатов. Блок 29 выдает сигналы блоку 30 управления приемом, буферному запоминающему устройству 21, программным модулирующим блокам 22 - 24 и управляет вычислительным процессом. Каждый из программных цифровых моделирующих блоков 22 - 24 имеет соответствующий блок 39 - 41. учета масштаба. Программные моделирующие блоки 22 - 24 учитывают масштаб находящихся в буферном запоминающем устройстве 21 исходных данных по каждому каналу и производят вычисления векторкардиографических показателей и выдачу результатов этих показателей и форм ВКГ петель с максимально возможной точностью.Предлагаемый векторкардиограф поз. воляет повысить точность измерения за счет уменьшения относительной погрешности определения векторкардиографических параметров в 3 раза по сравнению с известным способом, обеспечивает автоматизацию вычисления векторкардиографических параметров, что улучшает точность диагностирования заболеваний сердечно-сосудистой системы на 20 и уменьшает время диагностирования в 5 раз.Формула изобретенияВекторкардиограф, содержащий коммутатор отведения с подключенными кего входам электродами, к выходам которого подключены три канала, каж дый из которых включает последовательно соединенные дифференциальный усилитель, делитель напряжения,. переключатель коэффициента усиления, 5 оконечный усилитель и аналого-цифровой преобразователь, а выход каждого канала соединен соответственно с первым, вторым или третьим входами буФерного запоминающего устройства, 10 , первый, второй и третий программные моделирующие блоки, к выходам которого подключены четвертый вход буФерного запоминающего устройства, регистрирующий блок, два цифроаналоговых преобразователя и электроннолучевой индикатор, а ко входам подключен выход буферного запоминающего устройства, блок управления вычислением и выдачей результатов, к первому выходу которого подключен блок управления приемом, причем выходы двух цифроаналоговых преобразователей подключены ко входам электронно-лучевого индикатора,о выходы блока управления вычислением и выдачей результатов подключены соответственно ко входам программных моделирующих блоков и к пятому входу буферного запоминающего устройства, первый и второй выходы блока управления приемом соединены с шестым входом буферного запоминающего устройства и со входами управления аналого-цифровых преобразователей, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повыше ния точности измерения и автоматизации вычисления векторкардиографических параметров, содержит программный моделирующий блок установки масштаба, три регистра масштаба, три ре гистра уточнения масштаба третий цифроаналоговый преобразователь, причем в каждый из программных моделирующих блоков дополнительно включен блок учета масштаба, а коммутатор отведений и каждый из трех переключателей.коэффициента усиления выполнены в виде электронных коммутаторов, при этом входы программного моделирующего блока установки масштаба соединены соответственно с третьим выходом блока управления приемом, с выходами трех аналого-цифровых преобразователей и с шестым выходом блока управления вычислением и выдачей результата, а выходы - с управляющими входами переключателей; коэффициентов усиления, с входами регистров масштаба, с входами регист. ров уточнения масштаба, с входом буверного запоминающего устройства и с входом блока управления вычислением и выдачей результатов, выход которого соединен с управляющим входом коммутатора отведений, выходы регистров масштаба и регистров уточнения масштаба соединены со входами каждого из блоков учета масштаба, вход третьего цифроаналогового преобразователя соединен с выходами трех программных моделирующих блоков, а его выход соединен со входом электронно-лучевого индикатора.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССРР 465183, кл, А 61 В 5/02, 1975.2. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 2593874/28-13,кл. А 61 В 5/04 1977 (прототип),97125.3 Составитель Ю. Ал зовова Техред Т.Маточка Корректор М, Демчик ма едактор Г. Заказ 87 с 4/ Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул, Проектная 7 Тираж ВНИИПИ Государст по делам изоб 035, Москва, Ж714 Поенного комитета СССРетений и открытий Раушская наб., д.