Устройство для анализа реокардиосигнала

 

Изобретение относится к медицинской технике. Устройство для анализа реокардиосигнала содержит соединенные последовательно датчик 1, ко таратор 2, элемент И 3 и регистратор 4, а также компараторы 5, 6 и 7, с целью повышения точности определения начала .периода изгнания крови в него введены дифференциаторы 8 и 9, выпрямитель 10, амплитудный детектор 11. При определении начала периода изгнания с помощью данного устройства учитывается вариабельность формы кривой дифференциальной импедансной плетизмограммы (ДИИПГ), что .достигается посредством вьгавлений максимума второй ее производной. Учет знака исходного сигнала и первой производной дает возможность осуществлять поиск точки начала периода изгнания на восходящем участке систолического комплекса ДИПГ. 2 ил. с (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

1 943. А1 (19) (И) (51) 4 А 61 В 5/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4182320/28-14 (22) 19.01.87 (46) 23.07.88. Бюл. 27 (71) Белорусский научно-исследовательский институт кардиологии (72) Л.Н.Лаханько, А.П.Воробьев, А.В.Фролов и Л.Ç.Полонецкий (53) 615.47(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 1088705, кл. А 61 В 5/02, 1983 °

Авторское свидетельство СССР

У 982651, кл. А 61 В 5/02, 1981. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АНАЛИЗА РЕОКАРДИОСИГНАПА (57) Изобретение относится к медицинской технике. Устройство для анализа реокардиосигнала содержит соединенные последовательно датчик 1, компаратор 2, элемент И 3 и регистра— тор 4, а также компараторы 5, 6 и 7, с целью повышения точности определения начала, периода изгнания крови в него введены дифференциаторы 8 и 9, выпрямитель 10, амплитудный детектор 11. При определении начала периода изгнания с помощью данного устройства учитывается вариабельность формы кривой дифференциальной импедансной плетиэмограммы (ДИИПГ), что .достигается посредством выявлений максимума второй ее производной, Учет знака исходного сигнала и первой производной дает возможность

> осуществлять поиск точки начала

C периода изгнания на восходящем участке систолического комплекса ДИПГ.

2 ил.

С:

1410943

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к устройствам автоматизированного исследования сердечно-сосудистой системы и пред1

5 назначено для использования в системах анализа состояния гемодинамики.

Целью изобретения является повышение точности определения начала периода изгнания. 10

На фиг. 1 представлена блок-схема устр ойства для анализа р еокардиосигнала; на фиг ° 2 — временные диаграммы, поясняющие работу устройства.

Устройство анализа реокардиосигна- 15 ла содержит соединенные последова-. тельно датчик 1, первый компаратор 2, элемент И 3 и регистратор 4, второй

5, третий 6 и четвертый 7 компараторы, выходы которых подключены соот- 20 ветственно к второму и третьему входам элемента И 3.

В устройство введены соединенные .последовательно первый 8 и второй 9 дифференциаторы и выпрямитель 1О 25 выход которого подключен к первому входу четвертого компаратора 7, амплитудный детектор 11, выход которого подключен к второму входу четвертого компаратора 7, первый вход— к выходу второго компаратора 5, второй вход — к выходу выпрямителя 10 и первому входу второго компаратора 5.

Устройство работает следующим образом, Начало периода изгнания обозначается точкой Е, расположенной на сигнале дифференцированной импедансной плетизмограммы (ДИПГ) x(t) (фиг. 2).

Точка Е должна быть автоматически зафиксирована в реальном масштабе времени с учетом широкой вариабельности формы сигнала и наличия помех.

Началу периода изгнания соответствует резкий подъем кривой центрального пульса, т.е. возникновение волны давления в аорте. Подтверждено, что этот момент приходится именно на максимальное изменение крутизны восходящего участка систолической волны ДИПГ. Данный максимум ускорения

ДИПГ, как правило, является глобальным в течение сердечного цикла.

Таким образом, положение точки Е на кривой соответствует максимуму второй ((г5 производной сигнала х (t) ДИПГ.

Сигнал ДИПГ, предварительно пронормированный по .амплитуде при помо— щи регулируемого усилителя датчика 1, содержащего, например, реографические электроды, реограф и усилитель (не показань) дифференцируется первым 8, а затем вторым 9 дифференциаторами, Сигналы дифференцированной реоплетизмограммы x(t), ее первой производной х (t) и -второй производной х (t) изображены на фиг. 2.

С целью выявления наибольшего значения сигнала х (t), обеспечения помехоустойчивости и устранения ложных срабатываний устройства сигнал второй производной х " (t) сравнивается с пороговым напряжением П„, с помощью второго компаратора 5. Значение U, выбирается опытным путем.

При х" (t) (U„pp Hà выходе второго компаратора 5 формируется сигнал сброса, запирающий амплитудный детектор 11. При х (t) ) П„„р второй компаратор 5 срабатывает и инициирует выделение максимального уровня сигнала х (t) на выходе амплитудного детектора 11 (х ",„, ). Максимальный уровень сигнала второй производной х „, поступает на неинвертирчюший вход четвертого компаратора 7 и сравнивается с текущим значением производной, х" (t) . Причем на инвертирующий вход четвертого компаратора 7 поступают только положительные значения сигнала х (t) так как в цепь включен выпрямитель 10. В случае, когда х" (t) с О, диод выпрямителя 10 запирается и на инвертирующем входе четвертого компаратора 7 фиксируется нулевой уровень. Это справедливо и для амплитудного детектора I1 как детектора положительного напряжения.

При. возрастании положительного сигнала второй производной напряжение на выходе амплитудного детектора 11 аналогично напряжению на выходе выпрямителя 10, и на выходе четвертого компаратора 7 вырабатывается низкий логический уровень. В момент, когда напряжение на инвертирующем входе компаратора 7 меньше напряжения на его неинвертирующем,входе, на выходе компаратора 7 вырабатывается сигнал с положительным логическим уровнем. Данный импульс Б (г) ° (фиг. 2) передним фронтом соответствует положению максимума второй производной х " (t), т.е. искомой точке Е начала периода изгнания.

Для исключения ложных срабатываний устройства необходимо анализиро943

3 1410 вать полярность напряжения исходного сигнала х (t) и его первой производной х (t). С этой целью указанные сигналы поступают на неинвертирующие входы первого 2 и третьего 6

5 компараторов и сравниваются с нулевым уровнем. Максимуму второй производной х (t), т.е. началу периода изгнания (фиг. 2), соответствует положительная полярность исходного сигнала х (t) и его первой производной х (t). В данном случае на выходах первого 2 и третьего 6 ком параторов устанавливаются высокие уровни Ua (t) и V (t) напряжения, в связи с чем импульс из третьего компаратора U, (t) обуславливает формирование на выходе элемента И 3 сигнала Б„, который подается на 20 вход регистратора 4. На других участках сигнала, где х (t) и (или) х (t) меньше нуля, на выходах первого 2 и (или) третьего 6 компараторов уста навливаются нулевые логические уров- 25 ни, запирающие элемент И 3.

Ширина импульса U,(t) ограничена временем, в пределах которого вторая производная х (t) ъ U„„

Импульсы, соответствующие началу периода изгнания, регистрируются регистратором 4. Одновременно они могут подаваться на другие внешние устройства.

Таким образом, при определении начала периода изгнания с помощью предлагаемого устройства учитывается вариабельность формы кривой ДИПГ. Это достигается с помощью выявления максимума второй производной ДИПГ, соот- 4 ветствующего наибольшему изменению крутизны каждого анализируемого комплекса сигнала. Учет знака исходного сигнала и первой производной дает возможность осуществлять поиск точки начала периода изгнания на восходящем участке систологического комплекса

ДИПГ. При этом обеспечивается более высокая точность идентификации указанной точки по сравнению с методом порогов и экстраполяции.

Основным назначением предлагаемого устройства является получение в реальном масштабе времени информации о начале периода изгнания крови из левого желудочка сердца. Устройство может применяться в составе автоматизированных комплексов для исследования состояния гемодинамики, а также для управления работой биосинхронизируемых устройств.

Формула и з о б р е т ения

Устройство для анализа реокардиосигнала, содержащее соединенные последовательно датчик, первый компаратор, элемент И, и регистратор, второй компаратор, а также третий и четвертый компараторы, выходы которых подключены соответственно к второму и третьему входам элемента И, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности определения начала периода изгнания крови, в него введены соединеные последовательно первый, второй. дифференциаторы и выпрямитель, выход которого подключен к первому входу четвертого компаратора, амплитудный детектор, выход которого подключен к второму входу четвертого компаратора, первый вход — к выходу второго компаратора, второй вход к входу выпрямителя и первому входу

BT0pcA о компаратора, вход первого дифференциатора соединен с выходом датчика.

1410943

Х(//

Составитель Б. Фигурин

Техред А.Кравчук Корректор В. Гирняк

Редактор О. Головач

Тираж 655 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 3508/4

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