Устройство для определения параметров давления крови

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 1348 9) ( Е 15 42 А 5/О Й САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ЯРву" СВИДЕТЕЛЬСТВУ АВТОРСК орошк А.А.Д11 иков ьство ССС/42,к. 1979 с е ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТН(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯПАРАМЕТРОВ ДАВЛЕНИЯ КРОВИ(57) Изобретение относится к областивычислительной техники и позволяетупростить конструкцию устройствапри сохранении заданной точности измерения. Устройство содержит измерительный блок кровяного давления,преобразователь, два усилителя,фильтры, сигнала декомпрессии и частоты пульсаций, два дифференцирующихусилителя, два блока выделенияположительных полупериодов, аналоговый ключ, три элемента И,два ключа, аналого-цифровойпреобразователь, два блока выделения максимальной амплитуды, де- .тектор огибающей, компаратор, блокзадания режимов работы и узел отображения информации. Устройсгво позво-ляет измерять одновременно систолическое и диастолическое или среднее давления. 5 ил.Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и предназначено для обработки данных медицинских исследований давления крови.Цель изобретения - упрощение устройства.На фиг.1 приведена функциональная схема устройства; на Фиг.2 - Функциональная схема первого и второго блоков выделения положительного полупериода сигнала; на фиг,З- функциональная схема первого и второго блоков вьделения максимальной амплитуды; на фиг,4 - пример выполнения измерительного блока кровяного давления; на фиг.5 - форма элект" .рических сигналов с выходов узлов устройства.Устройство 1 фиг.1) содержит измерительный блок 1 кровяного давления, состоящий из датчика 2 преобразования кровенаполнения в электрический сигнал, манжеты (дополнительный орган эталонного давлениф 3, блока 4 задания эталонного давления, преобразователя 5, включающего датчик 6 текущего давления, два усилителя 7 и 8, фильтр 9 сигнала декомпрессии и фильтр 10 частоты пульсаций. Кроме того, устройство , содержит усилители 11 и 12 дифференцирующие, первый 13 и второй 14 блоки вьделения положительных полупериодов сигнала, аналоговый ключ 15, три элемента И 16-18, .первый 19 и второй 20 ключи, аналого-. цифровой преобразователь 21, первый блок 22 вьделения максимальной ам плитуды, второй блок 23 выделения максимальной амплитуды, детектор 24 огибающей, компаратор 25, блок 26 задания режимов работы, состоящий . из переключателя 27 и исполнительного триггера 28, узел 29 отображения информации, состоящий из первого 30 и второго 31 регистров результата и блока 32 индикации генератор 33 тактовых импульсов и блок 34 начальных установок.Первый блок 13 выделения положительного полупериода сигнала ( фиг2) содержит усилитель-ограничитель 35, формирователь 36 строба, аналоговый ключ 37, Второй блок 14 выделения положительного полупериода сигнала содержит элемент НЕ 38 первый 39 и второй 40 аналоговые ключи, 40 45 жимает к поверхности тела, например55 височного отдела головы, пальцы 5 О 15 20 25 30 35 усилитель-ограничитель 41 и формиро-, ватель 42 строба.Первый 22 и второй 23 блоки выделения максимальной амплитуды (Фиг.З) содержат соответственно счетчик 43, цифроаналоговый преобразователь 44, компаратор 45, элемент И 46 и счетчик 47, преобразователь 48 цифроаналоговый, компаратор 49, элемент И 50.Устройство работает следующим образом.Манжета 3 и датчик 2 наклады ваются на поверхность тела, причем датчик 2 преобразования кровенаполнения в электрический сигнал, предназначенный для съема параметров . кровенаполнения, например, пульсаций . крови, непосредственно соприкасается с поверхностью тела. Манжета 3 оказывает воздействие на датчик 2 и вместе с ним на.поверхность теле.Включение блока 34 начальных установок обнуляет счетчики 43 и 47 блоков 22 и 23 вьделения максимальной амплитуды, регистры 30 и 31 и блок 32 индикации и включает блок 4 задания эталонного давления.Блок 4 накачивает манжету 3 до величины, превосходящей максимальное давление крови, например, до 250 мм рт.ст., и затем линейно его декомпрессирует с помощью дросеелирующего элемента блока. Давление в манжете 3 преобразуется в электрический сигнал датчиком 6 текущего давления, усиливается усилителем 7и фильтруется от пульсаций и возможных возмущений фильтром 9 сигнала декомпрессии преобразователя 5.Электрический сигнал падения давления в манжете 3 преобразуется аналого-цифровым преобразователем 21 и в момент формирования сигнала разрешения на входах ключей 19 и 20подается на регистры 30 и 31 и отображается на блоке 32 индикации. При этом блок 32 высвечивает числа, соответствующие величинам систолического и диастолического или среднего). артериального давления крови.Манжета 3 при компрессии при руки или другого удобного места,датчик 2 преобразования кровенаполнения в электрический сигнал. Датчик 2 выполнен, например, из элемента излучения света и фотоприемника и предназначен для съема информации о пульсации кровотока. При декомпрессии манжеты 3 изменение формы пульсирующего сигнала кровенаполнения с датчика 2 поступает черезусилитель 8 и фильтр 1 О, предназначенный для вьщеления пульсирующей составляющей сигнала кровенаполнения, на выход измерительного блока 1 и на вход дифференцирующего усилителя 11.Кроме того, при использовании для реализации поиска значений параметров давления крови пальца руки или плеча руки возможно иное решение измерительного блока . Приэтом (фиг.4) вход фильтра 9 сигнала декомпрессии соединен с выходом усилителя 7 и с входом фильтра 10 частоты пульсации, сигнал пульсацийна который поступает через усилитель7 н чувствительный. датчик 6 непосредственна с манжеты 3 эталонного давления.В обоих случаях изменяющийся придекомпрессии манжеты 3 пульсирующий сигнал кровенаполнения поступает 1йа вход первого дифференцирующего усилителя 11. С выхода усилителя 11 сигнал поступает на вход первого блока13 вьщеления положительного полупериода сигнала первой производной и на вход второго дифференцирующего усилителя 12 для формирования второй производной пульсирующего сигнала кровенаполнеФния сосудов. Сигнал второй производной поступает на информационный вход блока 14 вьщеления положитель. ного полупериода сигнала второй производной сигнала кровенаполнения.Блок 13 (фиг.2) работает следующим образом. Усилитель-ограничитель 35 усиливает положительную составляющую сигнала первой производной, поступающей с выхода первого усилителя 11 дифференцирующего, и . при этом отсекает отрицательную составляющую сигнала. формирователь 36 формирует строб разрешения и подает его на вход стробирования аналогового ключа 37, на информационный вход которого поступает сигнал первой производной. Таким. образом, на выходе аналогового ключа 37 формируется только полоЭ25 30 З 5 наполнения), в - диаграмма второй 5 О 5 20 40 45 50 55 жительная составляющая первой производной пульсирующего сигнала кро - венаполнения.Блок 4 обработки второй производной работает следующим образом Фиг.2). Сигнал второй производной пульсового кровенаполнения поступает на информационный вход первого аналогового ключа 39, на вход стробирования которого поступает сигнал положительной составляющей первой производной через элемент 38 НЕ, формируя сигнал запрета прохождения первой компоненты второй производной, являющейся производной от положительной составляющей первой производной сигнала. Усилитель- ограничитель 41 с помощью формирователя 42 строба формирует сигнал разрешения и подает его на вход стробирования второго аналоговогоключа 40, на информационный входкоторого подается вторая составляющая второй производной, на выходе .которого в результате чего формируется только положительная составляющая второй компоненты второй производной пульсового кровенаполнения. ьНа фиг.5 обозначено: а - диаграмма сигнала на выходе фильтра 1 О частоты пульсаций, б - диаграммасигнала на выходе первого дифференцирующего усилителя 11 (первая производная сигнала пульсового кровепроизводной сигнала пульсового кровенаполнения, формируемая на выходе второго дифференцирующего усилите-ля 12, Положительная составляющая второй компоненты второй производной сигнала пульсового кровенаполнения, формируемая на выходе блока 4, показана на диаграмме 7, Положительная составляющая первой производной сигнала кровенаполнения на выходе блока 13 показана на, диаграмме. Детектор 24 огибающей первойпроизводной преобразует сигнал, поступающий с выхода блока 13, в внд, показанный на диаграмме Р .Сигнал максимальной амплитуды второй компоненты второй производной пульсового кровенаполнения Фиг.5,г) является признаком отсчета максимальногосистолического) давления крови.Сигнал максимальной амплитуды первой производной пульсового кро 121348645 венаполнения (Фиг,5,) является признаком отсчета среднего (среднединамического) давления крови. При дальнейшей декомпрессии давления исполнительного органа 3 амплитуда первой производной лульсового кровенаполнения уменьшается (после достижения равенства амплитуд - момент максимального сигнала второй компонен О ты второй производной и соответствующий по амплитуде момент на нисходящей составляющей сигнала (Фиг,5,е) появляется сигнал отсчета минимального (диастолического) давления 1 крови).Кроме того, показаны: 1 - признак отсчета, максимального систолического) давления крови, 11 - признак отсчета среднего давления,и 111 признак минимального (диастолического) давления крови, ПО оси орди.нат диаГрамм. Фиг.5 представлена амплитуда электрического сигнала,мВ; по оси абсцисс - время декомпрессии 25 исполнительного органа 3 эталонного давления, с, за которое происходит качественное изменение пульсового сигнала регистрируемого, например, датчиком 2 преобразования кровена- ЗО полнения в электрический сигнал.Сигналы положительных составляющих первой и второй производных поступают в блоки 22 и 23 выделения максимальной амплитуды для формирования сигнала управления индикацией величин давления крови.Блоки 22 и 23 выделения максимальной амплитуды работают следующим образом. При формировании сигнала 4 О отсчета максимального давления крови сигнал второй компоненты положительной составляющей второй производной поступает на первый вход компаратора 49 блока 23 ( фиг.3) . Счетчик 47 обнулен блоком 34 перед началом поиска значений параметров давления крови, в результате чего на выходе цифроаналогового преобразователя 48 и на втором входе ком- О паратора 49 уровень сигнала равен нулю, что является условием полно-, го прохождения сигнала поступающего с информационного входа блока 23 через комплратор 49 на первый вход у элемента И 50, На второй вход элемента И 50 поступает сигнал разрешения с генератора 33 тактовых импульсов устройства, в результатечего на счетчике 47 накапливаетсячисло, равное количеству импульсов, пропорциональных амплитуде входного сигнала. Кроме того, сигнал с выхода компаратора 49 Формирует вместе с сигналом с генератора 33 сигнал разрешения прохождения числа, соответствующего величине текущего давления в исполнительном органе 3 с аналого-цифрового преобразователя 21 через второй ключ 20 и на информационньп вход регистра 31 и затем на входе блока 32 индикацииПри дальнейшем увеличении амплитуды входного сигнала блока 23 компаратор 49 может пропустить на вход элемента И 50 только положитель-. ную разницу сигналов, которая в виде разрешающего сигнала поступает на вход второго ключа 20 и в виде пропорциональных импульсов на вход счетчика 47 блока, Такой процесс будет продолжаться до момента равенства входного сигнала блока 23 и пропорционального числа в счетчике 47. При уменьшении входного сигнала на выходе компаратора 49 приращений сигнал будет отсутствовать, Таким образом, последний сигнал приращений и будет сигналом записи величины систолического давления крови.Запись значения величины среднего давления крови осуществляется аналогично записи систолического давления с помощью блока 22 выделения максимальной амплитуды первой производной. При этом информация об амплитуде первой производной поступает с выхода блока 13 через аналоговый ключ 15 на информационный вход блока 22. Сигнал записи параметра среднего давления через элемент И 17 формирует сигнал разрешения, который вместе с сигналом генератора 33 разрешает прохождение через первый ключ 19 и с аналогоцифрового преобразователя 21 числа, соответствующего величине падения давления в исполнительном органе 3 и равного величине среднего давления крови, на информационный вход регистра 30 и на вход блока 32.Диастолическое давление крови определяется при уменьшении ампли5 1 О 15 20 50 туды первой производной сигнала пульсоваго кроненаполнения до вели - чины, равной амплитуде первой производной в момент соответствия давления в исполнительном органе 3 величине систолического давления крови фиг.5 , Е).Операция поиска диастолического давления осуществляется следующим образом.С помощью переключателя 27 бло" ка 26 переключают исполнительгый триггер 28, который подает запрещающий сигнал на элемент И 17 канала среднего давления и разрешающий на канал диастолического давления в составе элемента И 18, этемента И 16 и аналогового ключа 15. При этом запрещается прохождение сигнала с выхода блока 13 на информационный вход блока 22, но разрешается прохождеггие сигнала с выхода блока 23. При определении параметров давления включается узел установки исходного состояния, обнуляются счетчики, компрессируется исполнительный орган 3 и с началом декомпрессии начинается процесс, поиска параметров давления крови. Блок 23 определяет максимальную амплитуду второй производной и формирует сигнал записи систолического давления, который, кроме того, через элемент И 16 подает разрешающий сигнал на аналоговый ключ 15, разрешая тем самым прохождение сигнала первой производной на первый вход блока 22. При этом сигнал записи систолического давления будет последним сигналом разрешения аналогового ключа 15 и счетчиком 43 блока 22 будет набрано число, соответствующее амплитуде первой производной в момент появления максимальной амплитуды второй производной пульсо.- вого сигнапа.Детектор 24 огибающей интегрирует сигнал положительной составляющей первой производной ( Фиг.4, ). Сигнал детектора 24 поступает на первый - вход компаратора 25, на второй вход которого с выхода кода текущего зна " чения сигнала блока 22 поступает сигнал цифроаналогового преобразователя 44 блока 22, пропорциональный числу, набранному счетчиком 43, и амплитуде первой производной, соответственной с моментом записи систолического давления крови сигналом с выхода блока 23. При совпадении амплитуд сигналов на входахкомпаратора 25 на его выходе формируется сигнал записи диастолического давления крови, который черезэлемент И 18 поступает на входпервого ключа 19 и вместе с сигналом генератора 33 тактовых импульсов разрешает ввод числа с аналогоцифроаналогового преобразователя 21на вход регистра 30 и на вход блока 32 индикации. Формула изобретения устройство для определения па- г раметров давления крови, содержащее блок начальных установок, измерительный блок кровяного давления,блок индикации, первый и второйдифференцирующие усилители, первыйи второй ключи, блок задания режимов работы, компаратор, три элемента И, генератор тактовых импульсов,первый и второй регистры результата,аналого-цифровой преобразователь,информационный вход которого под- ЗО ключен к выходу текущего значениядавления измерительного блока кровяного давления, выход значениякровенаполнения которого подключен к входу первого дифференцирую щего усилителя, выход которого подключен к входу второго дифференцирующего усилителя, выход блоканачальных установок подключен квходу предустановки измерительного 40 блока кровяного давления и к входамсброса блока индикации и первогои второго регистров результата, выход аналого-циФрового преобразователя подключен к информационному 45 входу первого ключа, выходы первого и второго регистров результата подключены к первому и второму информационным входам блока индикации,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью упрощения устройства, в него введены два блока выделенияположительных полупериодов сигнала,два блока выделения максимальнойамплитуды, аналоговый ключ, детекторогибающей, выход которого подключенк первому входу компаратора, выходкоторого подключен к первому входупервого элемента И; выход которогообъединен через элемент МОНТАЖНОЕИЛИ с выходом второго элемента Ии подключен к вхсду разрешения первого ключа, выход которого подключен к информационному входу первого регистра результата, вход синхронизации которого объединенс одноименными входами первого ивторого ключей, аналого-цифровогопреобразователя, второго, регистрарезультата и первого и второгоблоков вьщеления положительныхполупериодов сигнала и соединен свыходом генератора тактовых импуль"сов, выходы первого и второгодифференцируюших усилителей подключены к информационным входампервого и второго блоков вьщеленияположительного полупериода сигналасоответственно, выход первого блока вьщеления ноложительного полупериода сигнала подключен к входудетектора огибающей и к информационному входу аналогового ключа,выход Которого подключен к информационному входу первого блока выделения максимальной амплитуды, выход кода текущего значения сигналакоторого подключен к второму входукомпаратора, выход второго блокавьщеления положительного полупериода сигнала подключен к информационному входу второго блока вьщелениямаксимальной амплитуды, выход признака максимума которого подключен квходу разрешения второго ключа и кпервому входу третьего элемента И,выход которого подключен к входустробирования аналогового ключа,выход признака максимума первогоблока выделения максимальной амплитуды подключен к первому входувторого элемента И, второй входкоторого подключен к выходу первого режима блока эадания режимов,выход второго режима которого подключен к вторым входам первого итретьего элементов И, входы сбросапервого и второго блоков вьщелениямаксимальной амплитуды подкдюченык выходам блока начальных устано- .вок, выход сопровождения информациипервого блока вьщеления положительных полупериодов сигнала подключен 5 10 5 20 25 30 35 40 45 50 55 к входу блокировки второго. блокавьщеления положительных полупериодов сигнала, причем первый блоквыделения положительного полупериода сигнала содержит последовательновключенные усилитель-ограничитель,формирователь строба и аналоговыйключ, выход которого является выходом первого блока выделения положительного полупериода сигнала, информационный вход которого соединенс информационными входами аналогового ключа и усилителя-ограничителя,второй блок вьщеления положительного полупериода сигнала содержитпервый аналоговый ключ, элемент НЕи последовательно включенные усилитель-ограничитель, формировательстроба и второй аналоговый ключ,выход которого является выходом второго блока вьщеления положительного,полупериода сигнала, информационный вход которого через первыйаналоговый ключ подключен к информационным входам усилителя-ограничителя и второго аналогового ключавторого блока выделения положительного полупериода сигнала, вход бло"кировки которого подключен черезэлемент НЕ к входу стробирования первого аналогового ключа, а каждыйблок вьщепения максимальной амплитуды содержит счетчик, цифроаналоговый преобразователь, вход которогоподключен к выходу счетчика, компаратор, первый вход которого подклю-.чен к выходу цифроаналогового преобразователя, а второй вход являетсяинформационным входом блока вьщеления максимальной амплитуды, элементИ, первый вход и выход которогоподключены к выходу компаратора исчетному входу счетчика, первый ивторой входы элемента И и вход сброса счетчика соединены с выходом приз:кака максимума, с входом синхронизации и входом сброса блока выделениямаксимальной амплитуды соответственно, выход цифроаналогового преобразователя первого блока вьщелениямаксимальной амплитуды являетсявыходом кода текущего значения сигнала первого блока вьщеления максимальной амплитуды.1213486 ф Составитель А.ушаехред С.Мигуноваф ПодписиСР ВНИИПИ Государствпо делам изобре113035, Москва, ЖтФилиал ППП "Пат т т", г. У Проектна ро едактор Н,Данку акая 782/5 раж 673 енного ком тений и от-35, Раушс рытииая наб д,4 ектор Л.Патай