Устройство для неконтактной регистрации дыхательных движений

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (Я) 4 А 61 В 5/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3664269/28- 14 (22) 14.10.83 (46) 07.02.86. Бюл. У 5 (71) Московский ордена Трудового

Красного Знамени технологический институт мясной и молочной промышленности (72) С.В. Жуков (53) 615.47(088.8) (56) Лин Дж. С. Неконтактный СВЧ-метод измерения дыхательных движений, ТИИЭР, 1975, т. 63, Ф 10, с. 181—

182.

Радиотехника, 1977, т. 32, к- 1, с. 82. (54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ НЕКОНТАКТНОЙ РЕГИСТРАЦИИ ДЫХАТЕЛЬНЫХ ДВИЖЕ—

НИЙ, содержащее соединенные последовательно приемопередающую антенну и автодин, а также регистратор, отличающееся тем, что, „,Я0„„1209159 А с целью повышения помехоэащищенности оно содержит два идентичных канала, каждый из которых содержит подклю— ченные последовательно к выходу автодина своего канала полосовой фильтр, усилитель, выпрямитель, пиковый детектор и формирователь им— пул ьс ов, а также компаратор, а нал оговый ключ и логический блок, первый и второй входы которого подключены соответственно к выходам формирователей импульсов первого и второго каналов, третий вход через компаратор — к выходу усилителя первого канала, первый, второй, третий выходы — к соответствующим входам регистратора, а четвертый выход — к первому входу аналогового ключа, второй вход которого соединен с выходом усилителя второго канала, а выход — с четвертым входом регистратора.

1209

2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что логический блок содержит первый и второй элементы И, элемент ИЛИ и элемент неравнозначности, первый и второй расширители импульсов, первый триггер и второй триггер, причем третий вход логического бпока через первый элемент И соединен с его первым выходом, первый вход — через второй элемент И . — с его вторым выходом, входом К второго триггера, выход которого является четвертым выходом логического блока, вторым входом

159 первого элемента И, а через первый расширитель импульсов и элемент ИЛИ с R-входом первого триггера, выход которого соединен с вторым входом элемента ИЛИ, входом S второго триггера и является третьим выходом логического блока, второй вход которого соединен с вторым входом второго элемента И, а через элемент неравнозначности и второй расширитель импульсов — со счетным входом первого триггера, второй вход элемента неравнозначности соединен с первым входом логического блока.

Изобретение относится к медицинс. кой технике, в частности к устройствам для диагностики дыхательной системы.

Цель изобретения — повышение помехозащищенности.

На чертеже представлена блок-схе ма устройства для неконтактной ре— гистрации дыхательных движений.

Устройство содержит соединенные последовательно приемопередающую антенну 1 и автодин 2, а также регистратор (не обозначен). В устройстве имеются два идентичных канала.

Каждый канал содержит соединенные последовательно антенну 1, автодин

2, полосовой фильтр 3, усилитель 4, )эыпрямитель 5, пиковый детектор 6, формирователь 7 импульсов. Также в устройстве имеются компаратор 8, аналоговый ключ 9 и логический блок

10, первый и второй входы которого подключены соответственно к выходам формирователей 7 импульсов первого и второго каналов, третий вход через компаратор 8 — к выходу усилителя 4 первого канала, первый, второй, третий выходы — к соответствующим входам регистратора, а четвертый выход — к первому входу аналогового ключа 9, второй вход которого соединен с выходом усилителя 4 второго канала, а третий — с четвертым входом регистратора °

Логический блок 10 устройства со,цержит первый 11 и второй 12 элементы И, элемент ИЛИ 13, элемент 14 не-.

>0,à через элемент 14 неравнозначности

35 равнозначности, первый 15,второй 16 расширители импульсов, первый 17 и второй 18 триггеры, причем третий вход логического блока 10 через элемент И 11 соединен с его первым выходом„ первый вход через элемент

И 12 — с его вторым выходом и входом

R второго триггера 18, выход которого является четвертым выходом логического блока 10; Выход элемента И

12 также соединен с вторым входом элемента И 11, а через первый расширитель 15 импульсов и элемент ИЛИ 13 с R-входом триггера 17, выход которого соединен с вторым входом элемента ИЛИ 13, входом S триггера 18 и является третьим выходом логического блока 10, второй вход которого соецинен с вторым входом элемента И 12, и второй расширитель 16 импульсов с счетным входом триггера 17. Второй вход элемента 14 неравнозначности соединен с первым входом логического блока 10.

Устройство работает следующим образом.

Антенны 1 излучают непрерывно

СВЧ сигналы, генерируемые автодинами

2, и принимают отраженные сигналы, промодулированные движениями исследуемого объекта по амплитуде и фазе.

Эти сигналы воздействуют на автодины 2, и на их выходах появляются сигналы допплеровской частоты, Длины волны сигнала, излучаемого антенной

1 первого канала, по крайней мере

1209159

Составитель Б. Фигурин

Техред Т.Тулик

Редактор M. Бланар

Корректор Л. Пилипенко

Заказ 336/6

Тираж 659

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Филиал ППП "Патент", г..Ужгород, ул. Проектная, 4 в четыре раза больше амплитуды дыха- тельных движений, а сигнала, излуча— емого антенной 1 второго канала, в несколько раз больше, чем сигнала> излучаемого антенной 1 первого канала.

Разнесение по частоте в несколько раз обеспечивает развязку приемопередающих каналов и разницу в допллеровском сдвиге отраженных сигналов. A так как длины волн обоих приемопередающих каналов больше амплитуды дыхательных движений, то сигналы на выходах автодинов 2 при наличии только дыхательных движений представляют собой дыхательные кривые, причем экстремальные точки этих кривых совпадают с концом движений вдоха и выдоха, идентифицировать которые легко по состоянию более низкочастотного приемопередающего канала.

Поэтому сигналы в обоих каналах пропускаются через полосовые фильтры 3, имеющие полосу пропускания, соответствующую спектру дыхательной кривой (0,05-2 Гц), усиливаются усилителями 4, выпрямляются выпрямителями 5 и поступают на пиковые детекторы 6, которые при прохождении выпрямленного сигнала через максимум вырабатывают фронты, по которым формирователи 7 импульсов формируют импульсы одинаковой длительности, превосходящей максимальную погрешность выделения экстремумов.

При перемещениях исследуемого объекта с амплитудами, большими половины длины волны более высокочастотного приемопередающего канала, экстремальные точки кривых на выходе автодинов 2 не совпадают, что позволяет утверждать, что на выходе идет помеха, и заблокировать сигнал с помехой.

Функцию идентификации фазы вдоха или выдоха, определения совпадения экстремумов H блокировки сигнала с помехой в ьп ол ня ет л о гич ес кий блок

10. Элемент И 12 формирует импульсы, при совпадении экстремумов в обоих каналах. Последовательность импульсов, соответствующих окончаниям вдохов и выдохов, фиксируется мног оканальным регистратором. Элемент

И 11 формирует последовательность импульсов, соответствующих окончанию либо вдохов, либо выдохов, в за. висимости от начального положения исследуемого объекта относительно антенн 1 и установки уровня срабатывания компаратора 8. В случае пол- . ного несовгадения импульсов на выходах формирователей 7, на выходе триггера 17 появляется импульс, свидетельствующий о наличии помехи и устанавливающий триггер 18 в положение блокировки аналогового ключа 9, пропускающего дыхательную кривую с выхода усилителя 4 на вход регистратора. Через элемент ИЛИ 13 триггер

17 возвращается в исходное состояние, формируя короткий импульс перемещения объекта, фиксируемый регистPBTOPOM °

Введение двух параллельных СВЧ каналов без нарушения санитарных норм и правил при работе с источниками полей сверхвысоких частот существенно увеличивает помехозащищенность и достоверность данных, полу-, чаемых с помощью предлагаемого устройства для неконтактной регистрации дыхатеЛьных движений, что расширяет сферу применения этого устройства на

40 случаи, когда исследуемый объект перемещается в поле излучателя, например оператор, сидящий за пультом управления.