Устройство для измерения частоты сердечных сокращений

 

Устройство для измерения частоты сердечных сокращений содержит селектор 1 R-зубца, формирователь 2 выборки RR-интервалов, два счетчика 3 и 4, индикатор 5, генератор 6 импульсов, делитель 7 частоты, с целью повыщения точности в него введены два распределителя 8 и 9 импульсов, три формирователя 10-12, счетчик 13 с переменным коэффициентом деления и блок 14 сигнализации, а селектор 1 R-зубца содержит усилители 15 и 16, компаратор 17, пятый формирователь 18, блок 19 регулировки порога. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) 111) 1377027 А 1 (51) 4 А 61 В 5/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н A BTGPCHGMY СВКДЕТЕЛЬСЧ ВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3908354/28-14 (22) 12.06.85 (46) 29.02.88. Бюл. № 8 (71) Специальное опытное проектно-конструкторское бюро СО ВАСХНИЛ (72) А. Ф. Алейников, Г. Л. Верещагин, А. С. Осенний и Е. И. Цирельникова (53) 615.475 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 563162, кл. А 61 В 5/02, 1977. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

ЧАСТОТЫ СЕРДЕЧНЫХ СОКРАЩЕНИИ (57) Устройство для измерения частоты сердечных сокращений содержит селектор

1 R-зубца, формирователь 2 выборки RR-интервалов, два счетчика 3 и 4, индикатор 5, генератор 6 импульсов, делитель 7 частоты, с целью повышения точности в него введены два распределителя 8 и 9 импульсов, три формирователя 10 — 12, счетчик 13 с переменным коэффициентом деления и блок

14 сигнализации, а селектор 1 R-зубца содержит усилители 15 и 16, компаратор 17, пятый формирователь 18, блок 19 регулировки порога. 2 ил.

1377027

= - С,—, - — 73200, 60 488

0- - 4

Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано для измерения частоты сердечных сокращений.

Цель изосретения — — повышение точности измерения.

11а фиг. представлена структурная схема устроиства; на фиг. 2 — временные диаграммы работы устройства.

Устройство для измерения частоты сердечных сокращений содержит селектор 1

R-зубца, первый формирователь 2 выборки

КК-интервалов, первый счетчик 3, второй с гетчик 4, индикатор 5, генератор 6 импульсов, делитель 7 частоты, первый распределитель 8 импульсов, второй распределитель 9 импульсов, второй формирователь 10, третий формирователь 11, четвертый формирователь 12, счетчик !3 с переменным коэффициентом деления, блок 14 сигнализации, а селектор 1 К-зубца содержит входной усилитель 15, адаптивный усилитель 16, компаратор 17, пятый формирователь 18 и блок 19 регулировки порога. Устройство работает следующим образом.

Сигналы биопотенциалов (фиг. 2а) поступают на входы входного усилителя 15, выполненного на базе операционного дифференциального усилителя, усиливаются и поступают на адаптивный усилитель 16. Величина сигнала на выходе адаптивного усилителя 16 зависит от величины сигнала на

cro входе, из которого формируется напряжение регулировки величины усиления адаптивного усилителя 16. Цепь его отрицательной обратной связи состоит из постоянной отрицательной обратной связи на резисторах и активной динамической отрицательной обратной свя:-;и с усилением на транзисторе.

Этим устраняется плавание нулевого уровня сигнала из-за артефактов, достигается выравнивание импульсов R-зубцов по амплитуде. Выходное напряжение адаптивного усилителя поступает на первый (неинвертирующий; вход комцаратора 7 (фиг. 26) и па вход блока 19 регулирования порога, выполненного по схеме пикдстектора сигнала, выход которого нагружен на инверсный вход компаратора 17.

Таким образсм, выходной сигнал компаратора 17 представляет собой нормированные по амплитуде импульсы (фиг. 2в). Пятый формирователь 18 нормирует- сигнал компаратора 17 по длительности, что обеспечивается, например, схемой ждущего мульгивибратора. Длительность сигнала определяется эргономическими требованиями к блоку 14 сигнализации (оптического илиакустического). С выхода пятого формирователя 18 сигнал поступает также на вход первого фор ирователя 2 выборки RR-интервала, однозременно на первые входы BTOрого распределителH 9, импульсов и вто!

О

55 рого формирователя 10, который определяет режим измерения.

Первый формирователь 2 выборки RR-интервала определяет интервал между импульсами R-зубцов, поступающими с пятого формирователя 18, в течение которого и происходит определение средней частоты пульса.

Импульсы положительной полярности с его выхода поступают на второй вход (разрешение записи) второго счетчика 4.

Второй формирователь 10 формирует сигнал управления прохождением через первый распределитель 8 импульсов на счетчик 13 с переменным коэффициентом деления сигнала с частотой f«и f делителя

7 частоты (фиг. 2е,ж) в течение времени нескольких (заданных) интервалов R-зубцов (фиг. 2р) .

Генератор 6 импульсов, делитель 7 частоты, первый распределитель 8 импульсов, второй распределитель 9 импульсов, первый счетчик 3, счетчик 13 с переменным коэффициентом деления, второй формирователь 10, третий формирователь !1, четвертый формирователь 12 служат для осуществления следующего алгоритм а работы устройства.

Задается некоторое известное число А, которое рассчитывается в зависимости от:

N„— норм ально при ня гой выбранной частоты сердечных сокращений, равной, например, 60 ударов в мин, rNr - — количества произведенных измерений смежных RR-интервалов, — частоты заполнения RR-интервалов, и S — — разрешающей способности устройства в ударах в 1 минуту, т.е.

А йк ь (1) Например, для f, =488 Гц, N„=60 .уд/мин, Л S=0,1 урмии, Nр„:4 тогда пульс N (средняя частота сердечных сокращений) определяется по формуле

4 л5- N

М. (2) гдето| — временной интервал между смежными R-зубцами.

Таким образом, измеряя интервал ht, подсчитывая первым счетчиком 4 количество произведенных измерений N (которое находится в однозначной зависимости от числа выбранных КК-интервалов N, и проводя вычисления по формуле (2), определяется средняя частота сердечных сокращений.

Четвертый формирователь 12 формирует импульсы управления (фиг. 2з, к), первым

1377027

Форлгула изобретения

2Q

/5

55 счетчиком 3 и счетчиком 13 с переменным коэффициентом деления.

При поступлении на первый вход второго формирователя 10 первого импульса

R-зубца (фиг. 2г) разрешается прохождение сигнала с частотой f,„è f на первый и второй вход счетчика 13 с переменным коэффициентом деления и частоты f на второй вход первого счетчика 3.

При поступлении очередного RR-импульса (фиг. 2г) на вход четвертого формирователя 12 на его выходе формируются импульсы установки счетчика 13 с переменным коэффициентом деления, пост пающие на четвертый и пятый его входы.

Первый счетчик 3 служит для ограничеHHH числа импульсов вспомогательной частоты 1„,, поступающих на четвертый вход (второй информационный вход СЕ) счетчика, !3 с перемеппьгм коэффициентом деления. В момент установления в первом счетчике 3 кода соответствующего числа А на его выходе появляется сигнал (фиг. 2a,f,), который с помощью первого распределителя 8 импульсов при ноступлснии на третий его вход запрещает прохождение вспомогательной частоты. Сигнал с второго выхода первого -четчика 3 поступает на вход третьего формирователя 11, где формируется сигнал положительной полярности, обеспечивающий при гюступлении его на второй вход второго формирователя 10, запрсцгение прохождения сигналов с частотой 1,. и

1,„через первый распределитель 8 импульсов. ! аким ооразом, если первы, фовмирова тель 2 выборки RR-интервала формирует

ЙК-интервал, pBBHblH восьми

R-зубцов, то счет iHa 13 с переменным коэф- фициентом деления работает в четыре такта.

Счетчик 13 с переменным коэффициентом деления в данном устройстве осуществляет операцию деления запрограммированного определенного числ- А на число частоты сигнала f> делителя 7 частоты, при этом в качестве частоты сигнала вычитания информации, записанной в этот счетчик, используется сигнал с вспомогательной частотой 1 „. Когда информация станет равной нулю, формируется сигнал, поступающий на второй вход второго распределителя 9 импульсов, на втором выходе которого в свою очередь формируется сигнал, разрешающий по третьему входу счетчика 13 с переменным коэффициентом деления повторно записывать информацию.

Перезапись и вычитание производятся столько раз, во сколько число импульсов более высокой вспомогательной частоты (А=п.f @en) больше числа импульсов п.1,=

= Ь t- f . Коэффициент деления выбирается в соответствии с формулой (2), Информация о значении средней на интервале гг t средней частоты сердечньгх сокращений, т.е. число импульсов перезаписиси информации в счетчике 13 с переменным коэффициентом деления, через второй распределитель 9 импульсов поступает на вход второго счетчика 4, где также дешифруется и результат измерения отображается на индикаторе 5.

Устройство для измерения частоты сердечных сокращений, содержащее селектор

R-зубца, подключенный к первому формирователю выборки RR-интервалов, первый и второй счетчики, индикатор, генератор импульсов, подключенный к делителю частоты, от.гичающееся тем, что, с целью повышения точности, оно дополнительно содержит первый и второй распределители импульсов, второй, третий и четвертый формирователи, счетчик с переменным коэффициентом деления и блок -èãíàëèçàöèè,,при этом селектор R-зубца содержит последовательно соединенные входной усилитель, адаптивный усилитель, ком паратор, пятый формирователь и блок регулировки порога, вход которого подключен к выходу адаптивного усилителя, а выход — к второму входу компаратора, выход селектора R-зубца также чсрез второй распределитель импульсов подключен к первому входу второго счетчика, к первому входу второго формирователя и к входу блока сигнализации, первый и второй выходы делителя частоты соединены соответственно с первым и вторым входами первого распределителя импульсов. первый и второй выходы которого соединены соответственно с первым и вторым входами счетчика с переменным коэффициентом деления, выход которого подключен к второму входу второго распределителя импульсов. а третий вход подключен к второму выходу второго распределителя импульсов, четвертыи вход соединен с первым выходом четвертого формирователя, пятый вход соединен с вторым выходом четвертого формирователя и с первым входом первого счетчика, второй вход которого подключен к второму выходу первого распределителя импульсов, третий вход которого соединен с первым выходом первого счетчика, а четвертый вход соединен с первым выходом второго формирователя, второй выход первого счетчика через третий формирователь подключен к второму входу второго формирователя, второй. выход которого соединен с входом четвертого формирователя, второй вход второго счетчика соединен с выходом первого форм ирователя выборки

RR-интервалов.

1377027

Г

V д

Г

U д

0 е

О

Ж

3

U

Л

М

Н а

О

П

V о 1,? > 4 54 7 8$ 1О 47 72 U 1М 15 Ч 17 у4 20 Я742 43

Риз. 2

Составитель В. Аниськин

Редактор М. Недолуженко Техред И. Верес Корректор И. Эрдейи

Закав 510!4 Тираж 655 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 7К вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4