Устройство для исследования проводящих путей слуховой системы

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3771470/28-14 (22) 25.07.84 (46) 23.02.86. Бюл. № 7 (71) 2-й Московский ордена Ленина государственный медицинский институт им. Н. И. Пирогова (72) 1О. Д. Ивенский, М. P. Богомильский и Г. И. Лахозвянский (53) 615.475(088.8) (56) 1. Ierger et al. Prediction of Sensorineural hearing level from the brain stem

evoked responses. Archives of otolaryngology, 1978, v. 104, 8. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОВОДЯЩИХ ПУТЕЙ СЛУХОВОЙ СИСТЕМЫ, содержащее генератор пусковых импульсов, выход которого через последовательно соединенные формирователь стимулирующих сигналов и усилитель мощности подключен к преобразователю электрического сигнала в акустический, электрод, усилитель биопотенциалов, выход которого подключен к входу полосового фильтра, генератор тактовых импульсов, соединенный с первым входом элемента И, выход которого связан с первым входом аналого-цифрового преобразователя и входом запуска счетно-логической схемы, подключенной выходом к второму входу элемента И, схему выборки-хранения, управляющий вход которой связан с первым выходом аналого-цифрового преобразователя, причем последний через схему задержки соединен с первыми входами регистров сдвига, выход схемы выборки хранения подключен к второму входу аналого-цифрового преобразователя, вторые выходы которого подключены к входам сумматора, подсоединенного своим выходом к первому входу элемента И, выход которого подсоединен

„„SU„„1212415 A (5и 4 А 61 В 5/12 к второму входу регистра сдвига, выход последнего через цифроаналоговый преобразователь связан с регистром, а выход генератора пусковых импульсов соединен с входом счетно-логической схемы, отличаюи1ееся тем, что, с целью ослабления раздражающего действия стимуляции путем уменьшения числа стимулирующих сигналов, предъявляемых пациенту при регистрации коротколатентных слуховых вызванных потенциалов, сокращения времени исследования, в него введены аналоговый сумматор, задатчик уровней, две группы компараторов, две группы формирователей уровня, два дополнительных элемента И, элемент ИЛИ, дискриминатор импульсов по длительности и дополнительные электроды, изолированные один от другого, параллельные основным, две группы электродов с количеством в каждой группе от трех до восьми, при этом одноименные электроды первой и второй групп подключены соответственно к первому и второму входам усилителя биопотенциалов, выход полосового фильтра связан с первым входом компаратора первой и второй групп и через аналоговый сумматор — с вторым входом схемы выборки-хранения, второй вход компаратора первой и второй групп связан соответственно с первым и вторым задатчиками уровня, выходы компараторов через формирователи уровня первой и второй групп соответственно подключены также соответственно к входам первого и второго дополнительных элементов И, выход первого элемента И связан с первым входом элемента ИЛИ, выход второго дополнительного элемента И вЂ” с вторым входом элемента ИЛИ, а выход последнего через дискриминатор импульсов по длительности подключен к второму входу элемента И.

1212415

Изобретение относится к медицинской технике, а точнее к диагностической технике, и может быть использовано в отоларингологии и нейрофизиологии для объективного исследования остроты слуха у пациентов любого возраста, в том числе, новорожденных, ранней диагностики опухолей слуховогоо нерва и Чтвола мозга, распознавания демиелин!!зирующих процессов в центральной нецвой еистеме, прогноза

ШОКОВсЬ1Х СОСтОЯНИй; ОЦЕНКИ РаЗВИтИЯ СтВОЛа мозга у детей g в;других случаях.

Целью изобретения является ослабление раздражающего действия стимуляции и сокращение времени исследования.

На чертеже изображена структурная схема устройства для исследования проводяших путей слуховой системы.

Устройство содержит генератор 1 пусковых импульсов, формирователь 2 стимулирующих сигналов, усилитель 3 мощности, преобразователь 4 электрических сигналов в акустические, электроды 5, усилители 6 биопотенциалов, полосовые фильтры 7, компараторы 8, формирователи 9 уровней, два многовходовых элемента И 10, задатчик 11 уровней, генератор 12 тактовых импульсов, элемент И 13, счетно-логическую схему 14, аналоговый сумматор 15, схему 16 выборки-хранения, элемент ИЛИ 17, дискриминатор 18 импульсов по длительности, аналого-цифровой преобразователь 19, полный сумматор 20, элементы И 21, регистры

22 сдвига с логикой рециркуляции, схему

23 задержки, цифроаналоговый преобразователь 24 и регистратор 25.

На первом этапе достижения поставленной цели осуществляется уменьшение влияния собственных шумов усилителя биопотенциалов и шумов биологического происхождения, обусловленных нервно-мышечной сосудистой активностью, за счет параллельного съема коротколатентных слуховых вызванных потенциалов в одном отведении с последующим их суммированием. Для полезного сигнала U =Ui+Uv+...+U„U.— напряжение на выходе п-го полосового фильтра 7, Uz — напряжение на выходе аналогового сумматора 15. Так как квадрат амплитуды среднего суммарного шумового сигнала равен сумме средних квадратов амплитуд нап яжений отдельных слагаемых, N =QN + д+...+ „, где N — шум на выходе аналогового сумматора 15.

Если используемые тракты усиления идентичны, то можно положить, что N;= N,=

= N> = ...= Nz, а U = U1= 1- 2= ° ° ° = U„, всчедствие чего Ni= /ë.Fli; в=п.U,. Тогиа отношение сигнал/шум на выходе аналогового сумматора 15 равно: сигнал/шум — =- (п —, т. е. отношение сигнал/

U;и 1А

1Ь..й; 4

/шум улучшается пропорционально корню квадратному от числа параллельных трак5

55 тов усиления. Как показали проведенные эксперименты, это число нецелесообразно увеличивать более 5 — 8, так как отношение сигнал/шум в этом случае уменьшается, и наибольший выигрыш по чувствительности можно получить не более 8—

12 дБ. В прдлагаемом устройстве это число выбрано равным 3 с учетом обеспечения надежного контакта электродов с кожным покровом головы пациента и работоспособности остальной части схемы.

Устройство работает следующим образом.

Генератор 1 пусковых импульсов в зависимости от выбранного режима вырабатывает один или серию импульсов с частотой 1 — 10 Гц, что практически исключает влияние феномена привыкания на результат исследования и облегчает наблюдение процесса выделения КСВП. По каждому импульсу генератора 1 запускается формирователь 2, с выхода которого стимулирующие сигналы, проходя через усилитель

3 мощности, поступают на преобразователь 4. Последний создает звуковые стимулы, воздействуюие на ухо пациента. Отводимая от электродов 5 аддитивная смесь сигналов, включающая коротколатентный слуховой вызванный потенциал и шумовое напряжение, усиливается в каждом тракте усилителями 6 биопотенциалов и пропускается через полосовые фильтры 7. Затем сигналы поступают на аналоговый сумматор 15, на выходе которого уровень шумов относительно уровня КСВП несколько уменьшен по сравнению с таким же отношением для каждого исходного сигнала, снимаемого с электродов 5.

С выходов полосовых фильтров 7 сигналы поступают также на компараторы 8, чувствительные к противоположным знакам сигнала каждого тракта усиления. Уровни срабатывания компараторов 8 устанавливаются задатчиком 11. При срабатывании всех компараторов 8 одного знака их выходные сигналы через формирователи 9 уровней отпирают один из двух многовходовых элементов И 10, с выхода которого через элемент ИЛИ 17 поступает импульс на вход дискриминатора 18. На выходе последнего появляется сигнал разрешения только в том случае, если он превышает по длител ьности заданную величину. Тем самым уменьшается влияние случайного совпадения шумовых сигналов на результат исследования.

С выхода аналогового сумматора 15

«улучшенный» входной сигнал передается на схему 16 выборки-хранения, которая повторяет его в режиме выборки и запоминает текущее значение сигнала в режиме хранения, в течение которого происходит работа аналого-цифрового преобразователя 19. На выходе последнего сигнал пред. ставляется в виде двоичного кода, поступающего на вход первого слагаемого пол1212415 ного сумматора 20. Выходные сигналы полного сумматора 20 поступают на первые входы элементов И 21, на второй общий вход этих элементов приходит сигнал разрешения от дискриминатора 18. При его наличии информация поразрядно передается в регистры 22 сдвига с логикой рециркуляции. Запись информации в регистры 22 будет происходить, если переключатели режимов работы устройства находятся соответственно в положениях «1» и «Зп» (запись) .

С запасом обеспечивается требование теоремы отсчетов, а также исходя из удобства представления информации, условно примем, что число разрядов каждого регистра 22 сдвига равно 256 (на практике оно может быть выбрано и большим, кратным 2", например 512 или 1024).

Двоичный код числа, соответствующего в определенный момент входному сигналу, запоминается в первых разрядах регистров 22 по тактовому сигналу — сигналу аналого-цифрового преобразователя 19, поступающему через схему 23 задержки.

После прихода второго тактового сигнала содержимое первых разрядов сдвигается во вторые, а первые — загружаются новым числом, поступающим на входы регистров 22 сдвига. После поступления всех

256 импульсов начальное содержимое первых разрядов перейдет в последние.

Счетно-логическая схема 14 работает в режиме инкрементирования, пока содержимое ее счетчика не становится равным числу разрядов регистров 22, после чего она выдает сигнал на элемент И 13, блокирующий прохождение тактовых импульсов от генератора 12. Таким образом, разряды числа, соответствующему дискретному зачению КСВП, запоминаются в своих регистрах 22 и последовательно сдвигаются по мере поступления данных с аналогоцифрового преобразователя 19. К концу одного цикла накопления в регистрах 22 будет находиться 256 значений КСВП, причем первое поступившее значение окажется в последних разрядах, а последнее поступившее — в первых. В следующем цикле накопления выходная информация регистров 22, т. е. первые 256 значений КСВП, последовательно с каждым тактом поступают на вход второго слагаемого полного сумматора 20 и в регистрах 22 по окончании цикла окажется сумма предыдущих и последующих 256 значений КСВП. Это происходит при условии, что на общем входе элементов И 21 присутствует сигнал разрешения, поступающий с выхода дискриминатора 18. Иначе, в соответствующем месте будут записаны нули.

Нечеткое выделение КСВП со сбоями отдельных фрагментов или полного сигнала на нуль служит указанием оператору на то, что, возможно нет надлежащего кон5 то

2S

55 такта электродов 5 с местом их наложения на голове пациента или неправильно установлены пороги срабатывания компараторов 8.

Наилучший режим работы достигается путем настройки порогов срабатывания компаратов 8 с помощью задатчика 11 уровней, в качестве которого используется узел сдвоенных многооборотных потенциометров. Контроль ведут по осциллоскопу (не показан), подключенному к выходу цифроаналогового преобразователя 24. Запуск развертки осциллоскопа осуществляют импульсами генератора 1.

Плавной регулировкой посредством ручки управления задатчика 11, выведенной на переднюю панель устройства, добиваются выделения КСВП при наименьшем числе стимулирующих сигналов.

Экспери ментальная проверка показывает, что в этом случае в режиме однократного накопления происходит увеличение отношения сигнал/шум от 20 до 40 дБ, если на входе устройстве оно изменяется от -3 до +6 дБ, а способность увеличения этого отношения сохраняется вплоть до его входных значений -15дБ. При этом пороговый уровень срабатывания компараторов

8 составляет 60 — 90Я от вровня напряжения, при котором наблюдаются единичные поступления фрагментов сигнала в регистры 22. При установке значительно меньшей величины порогов срабатывания работа устройства становится аналогичной известному.

В режиме многократного накопления запоминаемые в регистрах 22 данные могут превысить максимально возможное число на выходе аналого-цифрового преобразователя 19. Для увеличения емкости памяти введены дополнительные регистры 22, соединенные с входами второго слагаемого сумматора 20, в разрядах, у которых входы первого слагаемого соединены со старшим разрядом преобразователя 19. Так, например, применение трех дополнительных регистров при 8-разрядном преобразователе 19 позволяет восьмикратно увеличить максимальное значение хранимых чисел.

В режиме вывода информации на регистратор переключатели режимов работы должны находиться соответственно в «1» или

«О» и «Чт» (чтение). Частота тактовых импульсов генератора 12 при этом должна быть согласована со скоростью протяжки бумаги регистратора 25. В этом режиме происходит рециркуляция содержимого регистров 22: после 256 тактовых импульсов все разряды принимают исходное состояние.

Выходные сигналы регистров 22 поступают на цифроаналоговый преобразователь 24 и регистратор 25.

Стирание хранимой информации производится при установке переключателей режимов работы соответственно в положе1212415

Составители В. Скоробогатова

Тскрсд И. Верес Корректор T. Колб

Тираж 659 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор В. Иванова

За каз 664, 5 ние «О» и «Зп» (запись), при этом во все разряды регистров записываются нули.

С помошью предлагаемого устройства достигнуто уменьшение числа стимулируюших сигналов в !0 — 100 и более раз в каждом отдельном измерении при обеспечении высокой точности и достоверности получаемой информации.