Устройство для определения параметров кровотока

)5 А 61 26 АНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ м. акад. й Научи нстиипповъ ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЪТИПРИ ГКНТ СССР ТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯПАРАМ ЕТРО В КРО В ОТО КА(57) Устройство для определения параметров кровотока относится к медицинской технике и может использоваться в компьютерных системах диагностики сердечно-сосудистых заболеваний. Цель изобретения - повышение точности и достоверности результатов измерений и помехоустойчивости. Устройство содержит два датчика (ДТ) 2 и 3 температурь, два ключа (К) 4 и 5, два мостовых фазавращателя (МФ) 6 и 7, два преобразователя (П) 11 и 12 выходного сигнала, генератор 9 синусоидального напряжения (ГСН) и трансформатор (Т) 8. ДТ 2 и 3 включены в плечо МФ 6 и 7 соответственно, К 4 и 5 параллельно подключены к ДТ 2 и 3 соответственно, ГСН 9 соединен с первичной обмоткой Т 8, каждая из вторичных обмоток которого подключена к П 11 и 12 соответственно. Температура термоиндикатора и крови определяется за счет измерения сдвига фазы между сигналом с Г 9 и с ДТ 2 или 3. 1 з.п,ф-лы, 6 ил,5 10 15 числ ител ьн ы й блок. В известном устройстве преобразователь выходного сигнала содержит генератор Вина, у которого изменение сопротивления датчика температуры вызывает изменение частоты генерации.Недостатками известного устройства являются недостаточная точность и достоверность результатов измерений, что обусловлено температурным дрейфом параметров, например генератора Вина, а также влиянием электрических помех. При этом наличие помехи на входе активного элемента преобразователя вызывает паразитную модуляцию положения рабочей точки генератора, а вместе с ней - паразитную частотную модуляцию, глубина которой заранее не предсказуема, а определяется интенсивностью частотного спектра помехи.Цель изобретения - повышение точности и достоверности результатов измерений.В устройство для определения параметров кровотока, содержащее два датчика температуры, два преобразователя выходного сигнала, подключенных к коммутатору, . ограничительный каскад и электронно-вычислительный блок, введены два управляемых ключа, генератор синусоидального напряжения и два мостовых фазовращателя, в плечо каждого из которых включен соответствующий датчик температуры и управляемый ключ, трансформатор, к первичной обмотке которого подсоединен генератор синусоидального напояжения, а с каждой из двух вторичных обмоток соединена первая диагональ соответствующего мостового фазовращателя, вторая диагональ каждого из которых подключена к соответствующему преобразователю выходного сигнала, выход генератора синусоидального напряжения через ограничительный каскад соединен с опорными входами преобразователей выходного сигнала и с управляющим входом 20 25 30 35 40 45 50 55 Изобретение относится к медицинской техникеи может быть использовано в компьютеризованных системах кардиодиагностики,Известно устройство для определения параметров кровотока, содержащее реограф, генератор тока, счетчик, арифметический блок и генератор импульсов.Недостатком указанного устройства является низкая точность, обусловленная использованием реографических параметров.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для определения параметров кровотоков, содержащее два датчика температуры, два преобразователя выходного сигнала, подключенных к коммутатору и электронно - выэлектронно-вычислительного блока, информационный вход которого соединен с выходом коммутатора, первый и второй выходы подключены соответственно к третьему входу коммутатора и входам управляемых ключей. Каждый преобразователь выходного сигнала выполнен в виде последовательно соединенных дифференциального усилителя, ограничительного каскада и фазовогодетектора, второй вход которого является опорным входом преобразователя выходного сигнала.На фиг.1 изображена блок-схема устройства для исследования кровотока; на фиг.2 - блок-схема преобразователя выходного сигнала; на фиг.3 и 4 - временные диаграммы сигналов, поясняющие работу устройства; на фиг.5 - блок-схема алгоритма работы электронно-вычислительного блока; на фиг,б - блок-схема фрагмента алгоритма, многократно выполняемого в процессе обработки сигнала.Устройство содержит катетер 1, датчики 2 и 3 температуры, управляемые ключи 4 и 5, мостовые фазовращатели 6 и 7, трансформатор 8, генератор 9 синусоидального напряжения, ограничительный каскад 10 (например, триггер Шмитта), преобразователи 11 и 12 выходного сигнала, коммутатор 13, электронно-вычислительный блок 14 (например, ДВК), Каждый из преобразователей 11 и 12 выходного сигнала включает в себя последовательно соединенные дифференциальный усилитель 15, режекторный фильтр 16, селективный усилительный 17, ограничительный каскад 18 и фазовый детектор 19.В устройстве датчики 2 и 3 температуры, размещенные на дистальном и проксимальном концах катетера 1, включены в контактные цепи управляемых ключей 4 и 5 и в плечи мостовых фазовращателей 6 и 7. Мостовые фазовращатели 6 и 7 одной своей диагональю подсоединены к вторичной обмотке трансформатора 8, а другой - к входам преобразователей 11 и 12 выходного сигнала. Первичная обмотка трансформатора 8 подключена к выходу генератора 9 синусоидального напряжения. К нему же подключен вход ограничительного каскада 10, выход которого соединен с управляющим входом электронно-вычислительного блока 14 и с входами преобразователей 11 и 12 выходного сигнала. Выходы преобразователей 11 и 12 выходного сигнала подключены к входам коммутатора 13, выход которого соединен с входом электронно-вычислительного блока 14, а вход управления - с первым выходом электронно-вычислительного блока 14. Второй выход блока 141731165 р =2 л 1 т,40 45 11 и 12 подаются на коммутатор 13, пропускающий их попеременно на свой выход и. 50 55 подсоединен к входам управления ключей 4 и 5.Первоначально в память электронно- вычислительного блока 14 (фиг.5) вводятся параметры градуировочных характеристик датчиков 2 и 3 температуры, Затем производится измерение корректировочных значений сдвигов фаз напряжений на выходах преобразователей 11 и 12 выходного сигнала относительно выходного напряжения генератора 9 синусоидального напряжения, из которого ограничительный каскад 10 формирует меандр О 1 о (фиг.4). Для этого с второго выхода "Вкл." блока 14 на входы управляемых ключей 4 и 5 поступает сигнал а 14, вызывающий их замыкание (фиг,З,интервал а). Сигналы с диагоналей мостовых фазовращателей б и 7 поступают на дифференциальные входы преобразователей 11 и 12.Обработка сигнала в преобразователе 12 происходит в следующей последовательности.Сигнал, поступающий с второй диагонали мостового фазовращателя 7 на дифференциальный вход дифференциального усилителя 15, усиливается этим усилителем и подается на вход режекторного фильтра 16, где он очищается от сетевой наводки. Сигнал с выхода режекторногс фильтра 16 поступает на селективный усилитель 17, который производит дополнительную фильтрацию полезного сигнала, Профильтрован ный синусоидал ьный сигнал 017 с выхода селективного усилителя 17 поступает на вход ограничительного каскада 18, преобразующего его в меандр О 1 в, который затем подается на один из входов фазового детектора 19, в то время как на другой вход фазового детектора подается меандр с выхода ограничительного каскада 10. Фазовый детектор 19 формирует.на выходе преобразователя 12 импульсный сигнал О 12 (временной ход изображен на фиг,З), Обработка сигнала, снимаемого с второй диагонали мостового фазовращателя б, в преобразователе 11 выходного сигнала происходит аналогично.Выходные сигналы преобразователей на информационный вход "ВХ" блока 14, Коммутация производится синфазно с выходным сигналом ограничительного каскада 10, подаваемым на управляющий вход "ОП" блока 14, причем управление коммутатором 13 производится поступающим с первого выхода "У" блока 14 импульсным сигналом О 14, частота следования импульсов которого равна т/М (т - частота выходного сигнала генератора 9, а М - число,5 10 15 20 25 30 35 установленное в программе блока 14). Временная диаграмма сигнала 014 для частного случая ч = 2 представлена на фиг.4. Выходной сигнал коммутатора 13, предоставляющий собой пачки из Й импульсов, поступает в блок 14, который осуществляет программным способом в соответствии с алгоритмом (фиг.б) определение текущего значения средней длительности гимпульса в каждой из пачек и вычисление соответствующего ему значения сдвига фазы у по формуле Найденные значения р заносятся в память блока 14.После этого происходит переход в режим измерения температуры крови Ткр. Катетер 1 с датчиками 2 и 3 температуры вводится в сосудистое русло (например, в легочную артерию). Блок 14 формирует на первом выходе Вкл. сигнал в 14(фиг.З, интервал б), вызывающий размыкание ключей 4 и 5.Благодаря этомудатчики 2 и 3 включены в плечи мостовых фазовращателей 6 и 7, а на выходе каждого из преобразователей 11 и 12 выходного сигнала появляется сигнал, сдвиг фазы р которого относительно опорного сигнала связан с сопротивлением В и температурой датчика Т соотношениями: В =(2 л 1 С) т 9 2 1= ВЛп (2 л 1 СКт) Щ2-, (3) где В , В - числовые параметры градуировочной характеристики, определяемойстандартным соотношением Т=В/ и ( В/В.), (4) связывающим температуру Т датчика с его сопротивлением В;С - емкость конденсатора в составе мостового фазовращателя,Измеренное значение сдвига фаз выходного сигнала преобразователя заносится в память блока 14. В этом же блоке по формуле (3) производится вычисление, а затем последующая фиксация. в памяти значения ТкрЗатем в канал катетера 1 вводится термоиндикатор, в качестве которого используется, например, физиологический раствор с температурой от 0 до 22 С в объеме от 1,51731165 Г 1 Я до 10 мл. После начала ввода термоиндикатора производится измерение текущего значения фазы сигнала на выходах преобразователей 11 и 12 выходного сигнала в каждом из каналов, причем процедура изменения сдвигов фаз в этом случае полностью аналогична описанной процедуре измерений сдвигов фаз. Массивы измеренных значений р(1) длиной М заносятся в память электронно-вычислительного блока 14. Эти значения используются для расчета соответствующих значений Т(т) по формуле (3). Расчет искомых параметров гемодинамики по найденным значениям Т(с) и значению температуры крови Ткр производится в электронно-вычислительном блоке 14 в соответствии с формулой Стюарта-Гамильтона и другими известными из физиологии формулами, характеризующими состояние центральной гемодинамики.Таким образом, предлагаемое устройство позволяет повысить точность измерений за счет минимизации сетевых и импульсных помех, что возможно благодаря монохроматичности информационного сигнала. Кроме того, в устройстве учитывается влияние медленных дрейфов сдвигов фаз, обусловленных аналоговыми узлами прибора и дрейфов зоны нечувствительности ограничителей.Формула изобретения 1.Устройство для определения параметров кровотока, содержащее два датчика температуры, два преобразователя выходного сигнала, подключенных к коммутатору, ограничительный каскад и электронно-вычислительный блок, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и достоверности результатов измерений, в него введены два управляемых ключа, гене ратор синусоидального напряжения и двамостовых фазовращателя, в плечо каждого из которых включен соответствующий датчик температуры и управляемый ключ, трансформатор, к первичной обмотке кото рого подсоединен генератор синусоидального напряжения, а с каждой из двух вторичных обмоток соединена первая диагональ соответствующего мостового фазовращателя, вторая диагональ каждого из 15 которых подключена к соответствующемупреобразователю выходного сигнала, выход генератора синусоидального напряжения через ограничительный каскад соединен с опорными входами преобразователей вы ходного сигнала и с управляющим входомэлектронно-вычислительного блока, информационный вход которого соединен с выходом коммутатора, а первый и второй выходы подключены соответственно к третьему вхо ду коммутатора и входам управляемых ключей.2.Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения помехоустойчивости, каждый преобразователь вы ходного сигнала выполнен в видепоследовательно соединенных дифференциального усилителя, режекторного фильтра, селективного усилителя, ограничительного каскада и фазового детектора, второй вход 35 которого является опорным входом преобразователя выходного сигнала.