Устройство для построения гистрограммы -интервалов

) Авторы изобретен 71) Заявитель Всесоюзный научно-исследовательский и конструкторский институтрадиоэлектронной медицинской аппаратуры54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОСТРОЕНИЯ ВВ-ИНТЕРВАЛОВИзобретение относится к области медицинской техники и предназначено для автоматичес. кого анализа ЭКГ.Известно устройство для построения пстограмм ВВ-интервалов, содержащее селектор В-зубца ЭКГ, блок программ, вентиль) преоб.разователь временной интервал-код, оператив.ное запоминающее устройство, разностностатистический преобразователь, схему инкремента, блок микропрограммного управления, блок отображения и генератор тактовых импульсов, 10 взаимосвязанные таким образом, что выход селектора В зубца подключен к входу блока программ, выходы блока программ подключены к третьему входу схемы усреднения, к перво. му входу вентиля, блоку микропрограммного управления, блоку отображения, выход венти. ля подключен к входу преобразователя вре.менной интервал-код, выход которого подсоединен к второму входу разностно-статистического преобразователя, выход которого подклю 26 чен к магистрали данных, разрядные шины которой подключены поразрядно к числовому вх 6 ду оперативного запоминающего устройства к входу и выходу схемы инкремента, число. вому входублока отображения и к второму входу схемы усреднения, а блок микропрограммного управления подключен выходами , к улравляющему входу оперативного запоминающего устройства, первому входу схемы усреднения,управляющим входам схемы ин.1кремента и блока отображения, выход генератора тактовых импульсов подключен к синхронизирующим входам блока программ, блока миКропрограммного управления, а выход усредннтеля подключен к первому входу раэностностатистического преобразователя и ко второму входу вентиля 1).Недостаток известного устройства заключает. ся в том, что нестационарносты. дисперсии ВВинтервалов, характерная для многих болезней сердечно-сосудистой системы, приводит к ошибкам в оценке этой важной статистической характеристики ритма сердца,.если для получения этой оценки использовать накоплен. ную в эаноминающем устройстве гистограмму.Целью изобретения является улучшение ди. агностики заболеваний сердца путем повьппе.разователя код.аналог соединен с магистральюданных и входом регистра данных, второйвход второго преобразователя код-аналог под.ключен к первому выходу блока управлениярегистрацией, второй выход которого черезсчетчик координаты Х и третий преобраэова.тель код-аналог подключен к входу Х двухкоординатного регистратора, к входу 1 которого подключен выход второго преобразователякод-аналог, синхронизующее входы генератора строчной развертки, генератора заполнения,блока управления регистрацией и регистраданных подключены к выходу блока микропрограммного управления, а второй входблока управления регистрацией подключен к выходу генератора тактовых импульсовНа фиг, 1 изображена блок-схема предла. гаемого устройства; на фиг. 2 - функциональная схема блока отображения устройства построения гистограммы. ЯЯ-интервалов ЭКГ Устройство состоит из селектора 1 Я.зубца,блока 2 программ, вентиля 3, преобразователя4 временной интервал код (ПИК), счетчика 5адреса отображения, блока 6 программногоуправления, разностно-статистического преобразователя (РСП) 7, блока 8 формирования адреса, оперативного запоминающего устрой. ства (ОЗУ) 9, регистра 10 оперативного за. поминающего устройства, схемы 11 инкремента, схемы 12 декремента, схемы 13 усред. пения, генератора 14 тактовых импульсов(ГТИ), магистрали 15 данных и устройства16 отображения.Вход селектора 1 Язубца подключен кисточнику ЭКГ-сигнала (не показан), выход селектора - к одному из входов блока 2 программ.Другой вход блока программ подсоединенк органам управЛения передней панели, так.товый вход блока программ - к выходу гене.ратора 14, управляющий вход вентиля3 - к одному из выходов блока 2 программ,а тактовый вход вентиля 3 - к выхо"ду генератора 14.Управляющий вход преобразователя 4(ПИК) подключен к одному из выходовблока 2 программ, счетный вход ПИК 4 -к выходу вентиля 3, Выходы РСП 7 подключены соответственно к выходам ПИК 4 исхемы 13 усреднения.Входы блока 8 формирования адреса подключены соответственно к выходам регистраОЗУ 10, РСП 7, счетчика 5 адреса отображения, блока 6 микропрограммного управления.Кроме того, выход РСП 7 подключен такжек магистрали 15 данных, а выход 5 адресаотображения - к входу устройства отображения,Выходы ОЗУ 9 подключены следующим образом: адресный вход - к выходу блока 3 721079 . 4ния эочности анализа нестационарных аритмий.Цель достигается тем, что в устройство, со.держащее селектор Я-зубца ЭКГ-сигнала, блокпрограмм, вентиль, преобразователь времен.ной интервал-код, оперативное запоминающееустройство, раэностно.статистический преобразователь, схему инкремента,.блок микропрограммного управления, блок отображенияи генератор тактовых импульсов, введеныблок формирования адреса оперативного эапоминающего устройства, регистр оперативного запоминающего устройства, схема декремснта, счетчик адреса. При этом первый входблока формирования адреса подключен квыходу регистра оперативного запоминающего, 15устройства, второй вход - к выходу разност.по-статистического преобразователя, третийвход - к выходу блока микропрограммногоуправления, выход блока формйрованйя адреса подключен к адресному входу оператив. 20ного запоминающего устройства, выход которого подключен к числовому входу регистраоперативного запоминающего устройства и кмагистрали данных, второй вход регистраподключен к выходу блока микропрограммного управления,. выход генератора тактовыхимпульсов подключен к входу счетчика адреса,выход которого подключен к входу блокаотображения, первый вход и выход схемыдекремента подключены к магистрали данных, 30а второй вход схемы декремента подключенк выходу блока микропрограммного управления. Кроме этого, в блок отображения дополнительно введены генератор строчной развертки, три преобразователя код-аналог, уси-35.литель кадровой развертки положения, счетчик луча в строке, тактовый генератор заполненйя строки, схема сравнения, регистрданных, блок управления регистрацией, счетчик координаты "Х", формирователь видео. 4 Осигнала, электроннолучевая трубка и двухкоординатный регистратор. Причем первый входрегистра данных подключен к магистрали данных, вход первого преобразователя код-аналогподключен к выходу счетчика адреса, выход 45генератора строчкой развертки подключен кпервому входу электроннолучевой трубкии к первому входу счетчика положения луча,второй вход которого подключен к выходутактового генератора заполнения строки, выход регистра данных подключен к второмувходу схемы сравнения, первый вход которойсоединен с" выходом счетчика положения луча,а выход подключен через формирователь виде.осйгнала к второму входу электроннолучевой 55трубки, выход первого преобразователя код.аналог подключен через усилитель кадровой,развертки к третьему входу электроннолучевой трубки, первый вход второго преоб.79 6 5 72108 формирования адреса, управляющий входк одному из выходов блока 6 микропрограм.много управления, информационный вход - кмагистрали 15 данных.Информационный вход регистра ОЗУ 10подключен к выходу ОЗУ 9, управляющийвход регистра ОЗУ 10 - к одному извыходов блока б микропрограммного управ.пения. Кроме того, выход ОЗУ 9 подключентакже к магистрали 15 данных, 10Входы схемы 13 усреднения подключенысоответственно к выходам блока 2 программ,блока б микропрограммного управления и кмагистрали 15 данных.Управляющий вход блока 6 микропрограммного управления подключен к одному" иэ "выходов блока 2 программы, а тактовыйвход - к выходу ГТИ 14.Информационный вход схемы инкремента11 подключен к магистрали 15 данных, управ 20ляющий - к выходу блока 6 микропрограммного управления. Выход схемы 11 инкремента подключен к магистрали 15 данных.Аналогичным образом подключены входы ивыходы схемы декремента 12.25Вход счетчика 5 адреса отображения подключен к выходу ГТИ 14.Входы устройства 16 отображения подключе.ны соответственно к магистрали 15 данных,выходам блока б микропрограммного управле- ЗОния, счетчика 5 адреса отображения, блока 2программы,Блок 16 отображения (фиг.2) содержитрегистр 17 данных, генератор 18 строчнойразвертки, счетчик 19 положения луча в стро. З 5ке, тактовый генератор 20 заполнения, схему21 сравнения, формирователь 22 видео-сигнала,преобразователь 23 код.аналог, усилитель 24кадровой развертки, электроннолучевую труб.ку 25, блок 26 управления регистрацией, пре 40образователь 27 код-аналог, счетчик 28 координаты Х, преобразователь 29 код-аналог,двухкоординатный регистратор 30.Синхронизирующие входы генератора 18,строчной развертки, генератора 20 заполнения стра .45ки,регистра 17 данных и блока 26 управлениярегистрацией подключены к выходу блока 6микропрограммного управления,Вход преобразователя 23 код-аналог подключен к выходу счетчика 5 адреса отобра 5 ожения Х, выход преобразователя к входуусилителя 24 кадровой развертки, выход которого, в свою очередь, подключен к откло-няющей системе ЭЛТ 25,Выход генератора 18 строчной развертки 51подключен к отклоняющей системе ЭЛТ 25и к установочному входу счетчика 19 положения луча в строке, выход тактовогогенератора 20 эа олнения строки подключен к счетному входу счетчика 19, информацион. ный вход регистра 17 данных подключен к магистрали 15 данных, выходы регистра 17 и счетчика 19 подключены к входам схемы 21 сравнения, выход этой схемы через фор. мирователь 22 видеосигнала подключен к модулятору ЭЛТ 25, управляющий вход блока управления регистрацией подключен к выходу блока 2 программ, информационный входпреобразователя 27 код-аналог подключен к магистрали 15 данных, а его управляющий вход подключен к первому выходу блока, 26 управления регистрацией, выход преобразователя 27 подключен к входу У регистра. тора 30, второй выход блока 26 управления регистрацией через счетчик 28 и преобразователь 29 подключен к входу Х регистратора 30.Селектор Я.зубца выделяет В-зубец из ЭК-сигнала и преобразует его в управляющий сигнал для блока программ. Преобразователь временной интервал-код выполняет преобразо. ванне ВЯ-интервалов в и-разрядный двоичный код для дальнейшей обработки и хранения. Блок ОЗУ служит для хранения кодов ВЯ интервалов и значений классов гистограммы. Блок формирования адреса формирует адрес ОЗУ под воздействием управляющих команд,Схема усреднения выполняет операцию вы. числения среднего значения ВЯинтервала по заданной длине реализации, схема инкрементаоперацию увеличения, а схема декремента - операцию уменьшения входного кода на единицу, Магистраль данных служит для обмена данными между блоками устройства. Блок отображения обеспечивает представление ис. следуемого сигнала на экране ЭЛТ и для регистрации его на двухкобрдинатном регистраторе. Блок программ управляет режимами работы узлов устройства. Блок микропрограм. много управления обеспечивает формирование управляющих и еинхронизирующих команд для узлов,и блоков устройства.Информация в ОЗУ 9 размещается следую. щим образом.От адреса Ао до адреса А,а (й - общее количество адресов ОЗУ 9) записйваются коды ЯЯ.интервалов, причем по адресу А,уазаписан первый, а по адресу Ао записан йослед. ний интервал текущей реализации, От адреса Ац +до адреса А размещена гистограмма распределения ЯВ-интервалов, причем по ад ресу А,записано значение минимального, а по адресу Ан + - максимального класса гистограммы.Устройство работает циклически, причем предусмотрено два вида циклов - отображе. ния и обработки, Оба цикла содержат одинаковое количество тактой (равное М) и=- "ййейт одинаковую длительность, котораяопределяется, в основном, требованиями блокьотображения,Частота следования тактов принята равнойчастоте строчной развертки. Длительности цик.лов равны периоду кадровои развертки (кадрсодержит Й строк) . Направление строчнойразвертки - вертикальное (сверху вниз), направление кадровои развертки - горйзонтальное (справа налево). Для получения устой.,чивого (немерцающего) изображения на экра.йе ЗЛТ необходимо, чтобы частота кадровбыла больше 30 - 40 Гц, Следовательно, длительности циклов отображения и обработкиимеют значения 25 - 30 мс, что значительномейьше минимальйои длительности ВВ-интервала 5 КГ,Устройство работает следующим образом.Во время цикла отображенйя, состоя- "щего из М тактов, информация из ОЗУ 9 по "магйстрали"данных"передается в регйстр -17отображения. Период заполненйя счетцика 19пбложеййя луча равендлительности "йрямого"хода строчной развертки, формируемой гене-ратором 20. Таким. образом; значеМйю Ходав счетчике 19 однбзначно соответствует поло.жение луча- в строке (на экране ЭЛТ 25).Схема 21 сравнения в каждом такте срав - Ъйваетфзйаченйекода в регистре 17 с 1 йдомЕчетчйка положения луча и по сигналу совпа.дения формйрователь 2 Т вйдеосигнала засве 1 пюеттребуемый участок строки. Таким образом, все йзображеййе формируется из от" реэков сгрбк разверткиЫ за одйн цт:.клотображения счетчик 5 айреса Юроввсе ячелки (адреса) ОЗУ 9,В первол половине экрана ЭЛТ 25 форми" руется текущая ритмограмма, а вовторой -соответствующая ей гистограмма В В-ищервалов.С приходом очередного В-зубца ЭКГ селек.тор 1"вьщеляет В-зубец и+вь 33 Ф" сйгйал.4 аблок 2 программ; переводя устройство врежим ооработки. Вентиль 3 закрьгвается ипреобразователь 4 временной и 1 ггервал-кодформирует код, соответствующий длительности закончившегося ВВ интервала.С началом цикла обработки блок 6 микропрограммного управления переходит к фор- -мированию микропрограммы обработки. Циклобработки ."остоит иэ двух равных (по длительности) частей - обработки ритмограммый обраооткн гистограммы, В соотзетс",вии смикропрограммой обработки гистограммы в6" кЫдомтакте информация считывается изОЗУ. 9 в регистр ОЗУ 10 и"передается наотображение, как описано выше. Кроме"того," каждое значение кода, соответствующееопре.деленному ВВ интервалу, поступает на усред.нитель 13, гдепроизводится вычисление сред.него значения ВВ.интервала эа заданный объемвыборки скользящего усреднения. Значение кода, записанное в ячейке с адресами А находжся" к моменту окончания -го такта врегистре ОЗУ 10. В ( + 1). ом такте кодиэ регистра 10 записан в ячейку ОЗУ 9 садресом А;, а в регистр 1 О поступил код,хранившийся в ячейке А;,. Таким образом,с каждым тактом цикла обработки ритмограммы происходит перемещение в ОЗУ 9 эаписанных значений.разностей ВВ-интервалов на один адрес в сторону возрастания, а с окон чанием цикла вся ритмограмьюа смещена наодцг адрес. При выполнении первого такта обработки ритмограммы в ячейку ОЗУ 9 с адресом Ао записывается новое значение кода, соответствующее только что закончивше. муся и измеренному ВВ.интервалу, которое сформировано в преобразователе 4 (как описано выше), Цикл обработки ритмограммызакан 1 п 1 вается вглполнением описанных действий скодом, записанным в адрес ОЗУ 9 А,с При этом значение кода, записанное из. А,уд в регистр 10, сохраняется в нем и в следующий адрес не записывается.Следовательно, за время вышеописанного йуПйа в первой половине ОЗУ 9 (Ао" А у ) формируется массив кодов ЯВ.йнтервалов заданной длины реализации, включая и только что закончившийся, Кроме того, проиэводдтся выщ 1 сление среднего значения ВВ-интер. валов за заданное их число (от К = 0 до К = И/2 .в зависимости от предустановки блокапрограмм). При К = 0 (Т ср, = О) раэностно-статистическое преобразование в по. строении гистограмма не производится, а гистограмма строится непосредственно по выборке Вй-интервалов, Продолжая цикл об. работки, устройство в (й/2 + 1)-ом также переходлт к обработке гистограммы ЯВ.интер. вглов по реалйзации, хранящейся в зоне ОЗУ 9 от Ао до Ар . По окончании такта А, в регистре 10 ОЗУ находится код, соответ. ствующий длительности ВВ -интервала начала предыдущей выборки, Хранение среднчх эна. чений вусреднителе 13 производится обыч. ным образом - как в сдвиговом регистре. Объем сдвигового регистра, необходимый для этого, определяется длиной реализации М;, степенью дискретизации ВВ.интервалов и размером выборки скользящего усредне. Бя К Вновь вычисленное значение среднего посту.ласт в первую ячейь:у регистра. При этомвсе значения в регистре схемы 13 усреднениясдвигаются. Следовательно, каждой фиксирован.79 )Оходит к циклу отображения, который новто. ряется до прйХЬда"йового В-зубца, Этим обес. печивается непрерывное отображение мгновенной гистограммы фиксированного размера вы. борки. При необходимости каждая из этих гистограмм"можетбыть выведена через преобразователь 27 и счетчйь 28 с помощью блока управления 2 б для записи на двухкоординатном регистраторе 30 в графйческой форме для последующего хранения и обработки.Таким образом указанное устройство ловы. шает точность анализа нестационарных аритмий средца,Формула изобретения имосвязанные таким образом, что выход селектора В-зубца подключен,к входу блока программ, выходы блока программ подключены к третьему входу схемы усреднения,.к перво. му входу вентиля, блоку микропрограммного управления блоку отображения, выход вентиля подклю ен к, входу преобразователя времейной интервал-код, выход которого-подключей" кц,второму входу разностно-статистического пре-образователя, выход которого подключен к магистрали данных, разрядные шины которой подключены поразрядно к числовому входу оперативного запоминающего устройства, к входу и выходу схемы инкремента, числовому входу блока отображения и к второму входу схемы усреднения, а блок микропрограммного управлекя подключен выходами к управляющему входу оперативного запоминаю. щего устройства, первому входу схемй усред.нения, управляющим входам схемы инкремедта и блока отображения, выход генератора так. товых импульсов подключен к синхронизирующим входам блока программ, блока микропрограммного управления, а выход усредни- теля подключен к йервому Йходу разйостно- статистического" преобразователя и ко второ. му входу вентиляо т л и ч а ю щ е е с я тем 1 то, с целью улучшейиядиагностики за болеваний сердца путем повышения точности анализа нестационарных аритмий, в него вве.дены блок формирования адреса оперативного запоминающего устройства, регистр оператив. ного запоминающего устройства, схема декре мента и счетчик адреса, при этом первый 9 7210ной реализации соответствует свое" средйее-значение, хранящееся в сдвиговом регистре"схемы 13,Поскольку с вычислением нового значенияРВ-интервала реализация, по которой проиэво. 5дится построение гистограммы, изменяется, "вводятся соответствующие корректировки вимеющуюся гистогоамму.Для этого новое значение кода, полученногО после разностно-статистического преобразо.вания вновь измеренного ВВ-интервала, по.ступает на один из входов блока формирова.ния адреса, образуя адрес ячейки ОЗУ 9(соответствующий определенному классу гйстограммы), в которой должна быть прибавлена единица. Суть разностно-статистическогопреобразования заключается в нахожденииразности между вновь измеренным ВВ-интер.валом и новым значением скольэящегб"сред="него,. вычисленного по последним К интерва.лам анализируемой реализации. Это означает,что в первом такте цикла обработкигистограммы разностно-статистический пре.образователь 7 производит операцию вычитания вновь измеренного ВВ-интервала из 25вновь вычисленного скользящего среднегЬ, ".:-"Полученная разность посредством блока формирования адреса определяет ячейку ОЗУ, ксодержимому которой с помощью схемы 11инкремента прибавляется единица. При этом ЗОтакже разностно.статистический преобразовательвычисляет значение класса гистограммы, изкоторого необходимо вычесть единицу, иэто значение кода также поступает на блок8 формировании адреса, Эти операц."и предшеству 1 от циклу отображения гистограммы,В каждом такте (соответствующем определен.ному классу гистограммы) этого цикла выпол.няются уже опйсанныс ьппе операции отображения (аналогично отображению ритмограм- . 40мы). Кроме того, в каждом .акте производится сравнение адреса отобоаж;ния со счет.чика 5 со значениями, храня;"нмися в блокеформирования адреса, При несовпадении этихадресов значение данчого к.",асса гистограммы 45(ячейки ОЗУ 9) не к"меняется, По ацресу,соответствующ:му новому значению ВВ-интервала (с учетом р.зностно.с;атистического пре.образования), к значению кода прибавляютединицу, а по адресу, соответствующемувы-3 Обывшему из реализации интервалу;"вычитаютедящщу,Таким образом, после завершения циклаобработки гистограммы в ОЗУ 9 формирует.ся новая гистограмма, соответствующая рас 55пределению и/тервалоч в новой реализации,С завершением обработки ритмограммы игистограммы, которые занимают один цнкладресного счетчика 5, устройство вновь пере 1, Устройство для построения гистограммы ВВ-ййтервалов, содержащее селектор В-зубца ЭКГсигнала, блок программ, вейтиль, преоб. разователь временной интервал.код, оперативное запоминающее устройство, разностно статистический преобразователь, схему инкремента, блок микропрограммного управления, блок отобра. жения и генератор тактовых импульсов, вза.11 7210 вход блока формйрбванИя адреса -подкпючен к выходу регистра оперативного запоминающего устройства, второй вхоД -к выходу разностно.статистического преобразователя, третий вход - к выходу блока микропрограммного управления, выход блока формирования . адреса Йодключен к адресному входу оператив. ного запоминающего устройства, выхбд кото. рого подключен к числовому входу регистра оперативного запоминающего устройства и к 0 магистрали данных, второй вход регистра подключен к выходу блока микропрограМмного управления, выход генератора тактовых импульсов подключен к входу счетчйка адреса, выход когорого подключен к входу блока отображе ния, первый вход и выход схемы декремента подключены к магистрали даннйх, а второйвход схемы декремента подключен к выходу блока микропрограммного управления.2, Устройство по п. 1, о т л и ч а ю 20 щ е е с я тем, что блок отображения содер. жит генератор строчной развертки три пре. образователя код-айзлог, усилитель кадровой развертки, электроннолучевую трубку, тактовый генаратор заполнения строки, схему срав неиия, счетчик положения луча в строке, формирователь видеосигнала, регистр данных, блок управления регистрацией, счетчик координаты "Х" и двухкоординатный регистратор, при. чем первый вход регистра данных подключен з 0 к магистрали данных; вход первого преобразователя коданалог подключен к выходу счетчика адреса, выход генератора строчной развертки подключен к первому входу элек 79 12троннолучевой трубки и к первому входусчетчика положения луча, второй вход кото.рого подключен к выходу тактового генератора заполнения строки, выход регистра данных подключен к второму входу схемы срав.нения, первый вход которой соединен с выхо.дом счетчика положения луча, а выход подключен через формирователь видеосигналак второму входу электроннолучевой трубки,выход первого преобразователя код-аналогподключен через усилитель кадровой развертки к третьему входу электроннолучевой трубки, первый вход второго преобразователя коданалог соединен с магистралью данных и вхо.дом регистра данных, второй вход второгопреобразователя код-аналог подключен к первому выходу блока управления регистрацией,второй выход которого через счетчик координаты Х и третий преобразователь код-аналогподключен к входу Х двухкоординатного регистратора, к входу 7 которого подключенвыход второго преобразователя . код-аналог,"ойнхронизующее.входы генератора строчнойразвертки, генератора заполнения, блока управления регистрацией и регистра данных подключены к выходу блока микропрограммногоуправления, а второй вход блока управлениярегистрацией подключен к выходу генераторатактовых импульсов,Источники информации,/принятые во внимание при экспертизе1. Патент США Х 3880147, кл, 128 - 2, ОЬАопублик. 1975.