Устройство для измерения частоты пульса

ZIP архив

Текст

,801211662 ЕН Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ счетчика деления тактовой частотыобъединен с синхровходом преобразователя код - частота и соединенс выходом генератора тактовых импульсов, младшие по весу выходы разрядов масштабного счетчика соединены с синхровходами преобразователя код - частота, а выход старшегоразряда - со счетньви входами второго и третьего счетчиков, причемразрядные выходы третьего счетчика соединены с одноименными информационными входами первого счетчика,8 "вход третьего счетчика и вход установки начального коча первогосчетчика соединены соответственно спервым и вторым управляющими выходами блока адаптации, соединенногоинФормационным выходом со старшимпо весу инФормационным входом преобразователя код - частота, синхровходом со старшим по весу разрядным выходом второго счетчика, а входом гасящих импульсовс к -выходомгасящих импульсов блока управленияи с 1 -входами второго н масштабного счетчиков, синхровход блока уп.равления соединен с выходом селектора входных сигналов, выход поинтервальных импульсов - со счетнымвходом второго счетчика и синхровходом регистра, а управляющий входс входной управляющей шиной сигнала пуска устройства. Р 6.С. Азарян,Анджелов,Геворкян и др. Методыго измерения частот. Львов,отлио блок упр, соединм с источой константий элеГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ОПИСАНИЕ ИЗ(56) Кирианаки Н.Ви устройства цифровнизких и инфранизких1975 Авторское свидетельство СССР У 824986, кл. А 61 В 5/02, 1981,Авторское свидетельство СССР Р 661383, кл. О 01 В 23/02, 1979.(54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ . ЧАСТОТЫ ПУЛЬСА, содержащее селектор входного сигнала, генератор тактовых импульсов, первый счетчик, соединенный разрядными выходами с одноименными информационными входами регистра, разрядные выходы которого соединены с одноименными управляющими входами управляемого делителя тактовой частоты, соединенного выходом с входом блока индикации, а счет. ным входом с выходом преобразователя код - частота, младшие по весу инФормационные входы которого соединены с одноименными разрядными выходами второго счетчика, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения статистической точности и обеспечения биологического управления процессом измерения, в него введены третий счетчик, масштабный счетчик деления тактовой частоты, блок адаптации и блок управления, причем съемный вход масштабного Е) 4 6 01 В 23/02 А 61 2. Устройство по п. ч а ю щ е е с я тем, ч равления содержит тригг ный инФормационным вход ником единичной логичес ты, первый, второй и тр1211662элемента НЕ являются гасящим входомблока адаптации, выход второго элемента ИЛИ, соединенного входами спрямыми выходами триггеров, является информационным выходом блока адаптации, выход элемента И, соединенного вторым входом через второй элемент задержки с инверсным выходомэлемента И/И-НЕ, является первым управляющим выходом блока адаптации, авыход первого элемента ИЛИ, соединенного с выходом второго элемента НЕ, является вторым управляющимвыходом блока адаптации.1 менты И-НЕ, элемент И, элемент запрета и элемент задержки, причем синхровход триггера соединен с первым входом элемента И и является синхровходом блока управления, выход элемента И, соединенного вторым входом с прямым выходом триггера и первым входом первого элемента И-НЕ, является выходом поинтервальных синхроимпульсов блока уп" равления, выход первого элемента И-НЕ, соединенного вторым входом через элемент задержки с инверсным выходом триггера и первым входом второго элемента И-НЕ, явля" ется, выходом гасящих импульсов блока управления, выход второго элемента И-НЕ, соединенного вторым входом с Р -входом триггера и выходом третьего элемента И-НЕ, соединен с входом "Запрет" элемента запрета, выход которого соединен с -входом триггера, а информационный вход объединен с вторым входом третьего элемента И-НЕ и является управляющим входом блока управления.3. Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что блок адаптации содержит счетный 1 -триггер и 3 -1."триггер, соединенный входом 1 с источником нулевой логической константы, элемент И, первый и второй элементы ИЛИ, первый и второй элементы НЕ, первый и второй элементы задержки и элемент И/И-НЕ, причем объединенные между собой синхровходы триггеров, вход первого элемента НЕ и первого элемента задержки являются синхровходом блока адаптации, выходы первого элемента НЕ и первого элемента задержки соединены с входами элемента И/И-НЕ, прямой выход которого соединен с первым входом первого элемента ИЛИ, объединенные .между собой К -входы триггеров, первый вход элемента И и вход второго 4. Устройство по п. 1, о тл ич а ю щ е е с я тем, что преобразователь код - частота содержит первый и второй элементы И, элемент ИЛИ-НЕ, элемент ИЛИ и триггеры формирования младших по весу двоичных частотных компонент, информацион ные входы и синхровходы каждого из которых являются информационным входом и соответственно синхровходом формирования соответствующей по весу двоичной частотной компоненты преобразователя код - частота, старшим по весу информационным входом которого является первый вход первого элемента И, второй вход которого является синхровходом старшей по весу двоичной частотной компоненты преобразователя код - частота, первый вход второго элемента И объединен с третьим входом первого элемента И и с 1 -входами триггеров и является синхровходом преобразователя код - частота, а второй вход соединен с выходом элемента ИЛ 1-НЕ, соединенного входами с информационными входами преобразователя кодчастота, информационным выходом которого является выход элемента ИЛИ, соединенного .соответствующими входами с нулевыми выходами триггеров и с выходами первого и второго элементов И.Изобретение относится к цифровойизмерительной технике и может быть использовано в медйцине для регист 1рации и анализа частоты сердечныхсокращений или дыхания пациента.Цель изобретения - повышение ста" тистической точности измерений за счет автоматического включения в объем выборки каждого последующего периодического цикла измерения скользящего. среднего значения частоты пульса по результатам уже проведенных измерений 81 интервалов во втором полупериоде предыдущего цикла, обеспечение биологического управления процессом измерения путем синхронизации начала и конца каждого цикла измерений по пульсовой волне пациента,На фиг. 1. изображена Функциональная схема устройства; на фиг.2, 3 и 4 - соответственно Функциональные схемы блока его управления, блока адаптации и преобразователя кодчастотаУстрбйство для измерения частоты пульса (фиг, 1) содержит селектор 1 входного сигнала, блок 2 управления, первый 3, второй 4 и третий 5 счетчики, масштабный счетчик 6 деления тактовой частоты, генератор 7 тактовых импульсов, блок 8 адаптации, преобразователь 9 код - частота, управляемый делитель 10 частоты, регистр 11, блок 12 индикации, информационный выход 13 селектора 1 входного сигнала, входную управляющую шину 14 сигналов пуска, соединенную с управляющим входом блока 2 управления, шину 15 поинтервальных синхроимпульсов блока 2 управления, соединенную со счетным входом счетчика 4 и с синхровходомрегистра 11, шину 16 гасящих импульсов блока 2 управления соединенную с гасящим входом блока 8 адаптации и 9 -входами второго счетчика 4 и масштабного счетчика б деления тактовой частоты, первая 17 . и вторая 18 управляющие шины блока 8 адаптации, соединенные соответственно с 1 -входом счетчика 5 и синхровходом 7 установки начального кода счетчика 3, информационный выход 19 блока 8 адаптации соединен со старшим по весу информационным входом Э,преобразователя 9, а синхровход 20 блока адаптации соединен со старшим по весу щ-разрядным выходом счетчика.4, где в = 10 М, а М - максимальныйобъем выборки при каждом периодическом цикле измерений, при котором число проводов в шине 21, соединяющей разрядные выходы масштабного счетчика 6 с одноименными повесу синхровходами преобразователя 9, равно в =ЬМ. При этомуправляющие входы счетчика 3 соединены с одноименными разрядными выходами счетчика 5, разрядныевыходы счетчика 3 соединены с одноименными управляющими входамиуправляемого делителя 10 частотычерез регистр. В то же время выходгенератора 7 тактовых импульсовсоединен с счетным входом масштабного счетчика б деления тактовойчастоты и с синхровходом С преобразователя 9 код - частота, у которого синхровходы ФормированияСССмладших по весу двоичных частотных компонент субгармоник) соединены с одноименнымипо весу разрядными выходами счетчика 6.1 5 1 О 15 20 25 При этом блок 2 управления (фиг.2)содержит синхронный триггер 22,Функционирующий в режиме "защелки".сигнала логической "1", первый 23, ЗО второй 24 и третий 25 элементы И-НЕ,элемент И 26, элемент 27 запрета,элемент 28 задержки и источник 29единичной логической константы, Вто же время блок 8 адаптации выпол нен в виде (Фиг, 3) счетного Т-триггера 30, 3 -К-триггера 31, элемента И/И-НЕ 32, элемента И 33, первого 34 и второго 35 элементов ИЛИ,первого 36 и второго 37 элементов НЕ, 40 первого 38 и второго 39 элементовзадержки и источника 40 нулевой логической константы, изображенногов соответствии с ГОСТ 2.743-72. Прнэтом такое построение блока 8 адап тации предусматривает в качествесчетного Т-триггера 30 дополнительный э-разрядный триггер счетчика 4,при котором 3 -К-триггер 31 функционирует в режиме "защелки" сигнала 50 лог. "1",Кроме того, предлагаемое устройство раскрывает также структурное построение преобразователя 9код - частота, который в случае 55 рассматриваемого примера п 1 = 4, когда максимальный объем выборки М =Щ= 2 = 16 может быть выполнен в виде (Фиг. 4) первого 41, второго 42и третьего 43 триггеров формирования двоичных частотных компонент,первого 44 и второго 45 элементов И, элемента ИЗП-НЕ 46 и элемента ИЛИ 47. При этом на Фиг. 4синхровходы Формирования двоичныхчастотных компонент (субгармоник)преобразователя 9 в порядке воз 111 -(111-1)растания их весов 2 , 2.,2где п 1 - разрядность преобразователя 9, обозначены соответственноС 1,СС, младшие по весу егоинформационные входы обозначеныР,РВ 1 старший по весу информяционный вход преобразователя 9,соединенный с информационным выходом 19 блока 8 адаптации, обозначен 19-1),.Устройство для измерения пульсаработает следующим образом.,Переключение устройства в режимрегистрации осуществляется путемподачи в входную управлявцую шину 14сигнала (уровня) логического "0"положительная логика)При этомсобственно процесс измерениячастоты пульса пациента начинается с момента выделения селектором 1 Й -зубца на пульсовой волне и выдачей имсформированного импульса лог. "1"на вход 13 блока 2 управления. В результате триггер 22 (фиг. 2) взводится в единичное состояние по срезу этого импульса (т.е. при переходе этого сигнала из состояниялог. "1" в "0"), исключая за счетпоследнего возможность прохождения первого информационного сигналалог. "1" в выходную управляющую шину 15 поинтервальных синхроимпульсов.В то же время на другой выходной управляющей шине 16 блока 2 управления (фиг 2) элементом И-НЕ 23 .формируется гасящий импульс лог."0", длительность действия которого определяется элементом 28 задержки. Гасящий импульс лог. "0" с шины 16 производит обнуление масштабного счетчика 6 деления тактовой частоты и счетчика 4 по их 8 -входам, по одноименному входу блока 8 адаптации производит установку в нулевое. состояние его триггеров 30 и 31 (Фиг. 3) а по выходным управляющим шинам 17 и 18 обнуляет также счетчик 5 и соответст15 20 Таким образом, в начале измерения на информационные входы преобразователя 9 код - частота выставляется нулевая комбинация, при которой в предлагаемом устройстве представленная на фиг. 4 конструк- ф ция преобразователя 9 обеспечивает выработку на своем выходе максимальной с весом равным единице частоты гследования импульсов, рав"макс,ную частоте следования тактовых импульсов 1".генератора 7. Последнее обеспечивается за счет элемента ИЛИ-НЕ 46, деблокирующего (фиг.4) при наличии на его информационных входах нулевой комбинации элемент И 45, который в этом случае непосредственно транслирует на выход преобразователя 9 код - частота тактовые импульсы генератора 7.В указанных условиях по истечении.первого межпульсового Щ -интервала Т 1 сигнал лог, "1" с выхода селектора 1 поступает на синхровход 13 блока 2 управления, которыйчерез уже деблокированный элемент И 26 транслирует этот сигналв управляющую шину 15. УказанныйЗО сигнал лог, "1" в качестве поинтервального синхроимпульса производитперезапись в регистр 11 содержимого счетчика 3, показания которого за счет его функционирования врежиме вычитания) в течение интервала времени Т уменьшились на величину .гдес 1, - коэФфициент пересчетамасштабного счетчика 6 деления так"товой частоты, причем= М = 2коэффициент пересчета младших по весу щ двоичных разрядов масштабного45счетчика 6, а Р - частота тактовогенго генератора 7.В то же время укаэанный импульслог. 1 с шины 15 сосчитывается .11 1150счетчиком 4, который выставляет науправляющие входы преобразователя 9код - частота двоичную комбинацию001 (в нашем примере а= 3). В результате иа .выходе преобразователя 9генерируется последовательность им55пульсов с минимальной Р,частотойВ момент поступления (0,5 И+1)9-й пульсовой волны пациента произо"(3) йдет обнуление показаний счетчика 4, и сигнал переполнения старшего (1 п)-го разрядного выхода обусловит по синхровходу 20 блока 8 адаптации (фиг. 3 ) переключение триггера 30 в единичное состояние. В результате на 3 -входе триггера 31 установится уровень лог, "1", который через элемент ИЛИ 35 с выхода 19 поступит на 10 старший по весу информационныйЗ - вход преобразователя 9, обеспечивая соответствующее увеличение частоты следования импульсов на его выходе. Существенно при этом, что по срезу 5 этого сигнала переполнения выполняют" ся две новые операции: первая - с ши" ны 18 в момент перехода сигнала лог. "1" в состояние лог. "О" проис" ходит перезапись в счетчике 3 дво ичной информации, накопленной счетчиком 5 в течение первых (0,5 М ) циклов измерения 311 -интервалов, вто рая - на шине 17 формируется.короткий импульс лог. ".0" с длительностью, 25 определяемой элементом 38 задержки, который с задержкой, вносимой элементом 39 (по отношению к сигналу на шине 18), обнуляет счетчик 5, обеспечивая тем самым начало проме ра им продолжительности следующих (0,5 М)И - интервалов.Таким образом, вплоть до пересче-. та счетчиком 3 первых М межпульсовых 811 -интервалов М = 2 = 16) З 5 период повторения выходных импульсов делителя 10 частоты будет прямо пропорционален вводимому в регистр 11 текущему числу йи обратно пропорционален выходной частоте Г. преобразователя 9, Иначе, по истечении нескольких ( К,М ) 3 1 -интервалов, т.е. когда показания счетчика 3 уменьшатся на величину а счетчик 4 накопит К; импульсови выходная частота Г; преобразова" теля 9 определится соотношениемК;к; Кмин оген(4) то выходная часть управляемого делителя 10 частоты составит величину55 ь Г. М; ев 1 фген,1, 11 Я)Фо где учтено, что= 2 (соотношение 1), а г- среднее арифметическое значение частоты пульса пациента за первые К; измеренных 11 "интервалов.В момент окончания измерения 11-го 11"-интервала и соответсвенно при пе" реходе к измерению (М+1)-го Н 11-интервала на информационные входы пре"образователя 9,с разрядных выходовсчетчика 4 вновь поступает нулеваядвоичная комбинация, обуславливая(как показано выше ) генерацию преоб" разователем 9 частоты Ги = " Гюн При этом указанному факту (Лиг. 4) не противоречит то обстоятельство, что в момент окончания М-го цикла измерения сигнал переполнения с. (е-го разрядного выхода счетчика 4 по синхровходу 20 блока 8 адап" тации взводит ("защелкивает" - К=О) в единичное состояние его 3 -К-триггер 31 (фиг. 3), который до окончания измерений будет уже неизменно поддерживать уровень лог. "1" на информационном выходе 19 блока адаптации.В данной ситуации на управляющей. шине 18 блока 8 адаптации формируется импульс лог. "1", по которому происходит перезапись из счетчика 5 в счетчик 3 цифровой информации о продолжительности последних 0,5 М И -интервалов. При этом указанная перезапись происходит заведомо поз-. же того, как по сигналу поинтервального синхроимпульса с шины 15 блока 2 управления будет занесена в регистр 11 информация со счетчика 3, а за счет элемента 39 задержки в блоке 8 адаптации фиг. 3) в , заведомо раньше, чем сигналом с выхода 17 будет произведено обнуление счетчика 5.Таким образом, начиная с измерения (М+1)-го Ю -интервала, начальный отсчет показаний счетчика 3 после регистрации каждых (0,5 М ) 81-интервалов всегда уже будет производиться с цифровых данных о продолжительности предыдущих (0,5 М ) И-интервалов, которые периодически будут заноситься из счетчика 5 в счетчйк 3. Соответственно, в указанных условиях блоком 8 адаптации (как было указано ) всегда будет поддерживаться уровень лог. "1 ф на старшем по весу информацион(б) ная продо виде скользящеи ХТ,Тогда из сопоставления соотношения (6) с соотношением (5) непосредственно следует, что в данномустройстве, начиная с регистрации(И+1)-го 31 -интервала, обеспечивается резкое сужение вариации усред няемой выборки за счет периодическо"го .начисления в счетчик 3 суммарнойо 5продолжительности ,г т(-. 1Таким образом, за счет резкогоувеличения минимального интервалас одного сердечного сокращения(как в прототипе) до (0,5 И+1)-госердечного сокращения в. предлагаемом устройстве исключительно лишьза счет применения нового алгоритмаизмерения, накопления и отображениядиагностической информации обеспечивается высокая статистическаяточность оценки частоты пульса пациента при малом пересчете текущихЮ -интервалов и повышение степенисглаженности .скользящей выборки засчет резкого сужения вариации текущего объема выборки,В то же время наличие в предлагаемом устройстве биологическогоуправления фазированием начала измерений по пульсовой волне пациен 9ном 19 - Я входе преобразователя 9 код - частота, обеспечивая генерацию на его выходе импульсов в диапазоне частот от 0,5 И тате выходная частота (соотношение 3, 4 и 5) управляемого делителя 10 частоты в указанных условиях будет уже составлять величину пиеа ф к;о+ т,5 2 т где- суммс зительность (0,5 И) Ц -интервалов, измеренных счетчиком 5 в предыдущем цикле измерений и в цифровой форме переписанная (начисленная) в счетчик 3 в момент начала измерения уже К-х 311 -интервалов (1 6 К0,5 М), продолжительност которых в соотношении (6) входит 1211662та и качественное изменение характера работы -преобразователя 9 кодчастота обеспечили повышение аппаратурной точности измерения и возможность непрерывного (многоцикличного) их проведения без какой-либопотери или искажения диагностической информации. При этом достижениев предлагаемом устройстве в полном10 объеме преимуществ биологическогоуправления процессом измерения наи-.более убедительно проявляется припрерывании одной совокупности цикловизмерений с синхронным переходом15 по пульсововй волне пациента к новой совокупности измерений, осуществляемого путем подачи достаточнокороткого импульса лог, "1" в входную управляющую шину 14 сигналов20 пуска устройства.В указанных условиях, т.е. когда ь при наличии уровня лог. "0" на вход".- ной управляющей шине 14 устройстваидет измерение частоты пульса па 25 циента, при подаче в управляющую шину 14 импульса лог, "1" производится принудительная установка триггера 22 в блоке 2 управления (фиг. 2)в нулевое состояние. Последнее обесЗ 0 печивается за счет того, что привзведенном в единичное состояниетриггера 22 сигнал лог, "О" с егоч-выхода через элемент И-НЕ 24 деблокирует элемент И 25, связанныйс 11 -входом этого триггера и запира 35ет по входу Запрет элемент 271 11запрета, связанный с б-входом триг-.гера 22. Однако сброс в нулевое состояние триггера 22 в предлагаемом40устройстве не приводит к какой-либо потере или искажению диагности"ческой информации, поскольку на воходной управляющей шине 16 гасящийимпульс может появиться лишь в момент переключения триггера 22 вновьв единичное состояние,Таким образом, прерывание процесса измерения в предлагаемом устройстве не приводит к нарушениюпроцесса передачи от блока 1 О в50 блок 12 индикации цифровой информации об уже измеренной частоте пульса пациента за целое число 80 -ин- .тервалов и ее штатном отображении;исключает (за счет блокировки эле 55 мента И 26 в блоке 2 управления);запись в регистр 11 искаженной ин-.формации о прерванном 88 -интервале; обеспечивает по поступлении пер"вой же после прерывания) пульсовойволны пациента переключение упомянутого триггера 22 в единичное состояние с одновременным формирова-,нием на управляющей шине 16 короткого (ло "длине" элемента 28 задержки)гасящего импульса,покоторому обнуляются всесчетные блокиустройства и5,начинается уже новый цикл иэ,мерения.1211662 Юаг Составитель М. КаменскПетрова Техред М.Пароцай Корре акт Зимокосо 4 5 иал ППП "Патент", г. Ужгород Проектная, 4 637/50 Тираж 730 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений 113035, Москва, Ж, РаушсПодписное омитета СССР открытий ая наб д.

Смотреть

Заявка

3710577, 16.03.1984

ПРЕДПРИЯТИЕ ПЯ М-5629

АВАКЯН ЦОВАК МИНАСОВИЧ, АЗАРЯН КАРИНЭ СУРЕНОВНА, АЙДИНОВА ВЕНЕРА ПАНТЕЛЕЕВНА, АНДЖЕЛОВ ГЕОРГИЙ ОГАНЕСОВИЧ, БАДАЛЯН СЕРГЕЙ ГРИГОРЬЕВИЧ, ГЕВОРКЯН ДИАНА МКРТЫЧЕВНА, ХУРШУДЯН ЛЕОНИД СУРЕНОВИЧ

МПК / Метки

МПК: A61B 5/02, G01R 23/02

Метки: пульса, частоты

Опубликовано: 15.02.1986

Код ссылки

<a href="https://patents.su/8-1211662-ustrojjstvo-dlya-izmereniya-chastoty-pulsa.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Устройство для измерения частоты пульса</a>

Похожие патенты