Устройство для выделения qrs - комплексов электрокардиосигнала

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) Щ)4 А 61 В 5/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСНОМ У СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4005664/28-14 (22) 07.01.86 .(46) 07.09.88. Бюл. № 33 (72) С.В.Жуков, В.В.Костин, С.Г.Сапфиров и Н.В.Соболевский (53) 615.47(088 ° 8) (56) Патент США № 43368 10, кл. А 61 В 5/04, 1982.

IEEE Transactions on biomedical

engineering, ч. 16, N 1, рр. 75-79, I 969. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫДЕЛЕНИЯ QRSКОМПЛЕКСОВ ЭЛЕКТРОКАРДИОСИГНАЛА (57) Устройство для выделения QRSкомплексов электрокардиосигнала (ЭКС) содержит дифференциатор 1, формирователь 2 порогового уровня, компараторы ,3 и 4, временной селектор 5, триггер

6, одновибраторы 7-9, пиковый детектор 10, делитель 11 напряжения. Цель изобретения — уменьшение динамической фазовой погрешности. Принцип работы устройства основан на селекции QRSкомплексов ЭКС по крутизне переднего фронта R-зубца и по длительности

RS-сегмента, образуемого задним фронтом R-зубца и передним фронтом S-зубца. Наличие 0RS-комплекса устанавливают при условии, если крутизна положительного перепада и длительность следующего за ним отрицательного перепада превышают заданные пороговые а

Ю уровни. 2 з.п. ф-лы, 2 ил, 1421303

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к устройствам для выделения информативных. признаков электрокардиосигнала.

Целью изобретения является умень,шение диагностической фазовой погрешности„

На фиг. 1 представлена структурная

: электрическая схема устройства, на фиг.2 — временные диаграммы, поясняющие функционирование устройства, Устройство для выделения QRS-комплексов электрокардиосигнала (ЭКС) содержит (фиг.1) дифференциатор 1, 15 вход которого подключен к входной шине устройства, последовательно соединенные формирователь 2 порогового уровня и первый компаратор 3, второй вход которого подключен к выходу диф- 20 ференциатора 1, последовательно соединенные второй компаратор 4 и времен. ный селектор 5, выход которого подключен к выходной шине устройства, и триггер 6, выход которого подключен25 к второму входу. временного селектора

5, первый вход — к выходу первого компаратора 3, а второй вход - к выходу второго компаратора 4, вход которого соединен с выходом дифферен- 30 циатора 1 и с входом формирователя

2 порогового уровня, При этом временной селектор 5 содержит первый 7 и второй 8 одновибраторы, входы которых являются соответственно первым и вторым входами временного селектора 5, и третий одновибратор 9., первый вход Которого подключен к выходу первого одновибратора 7, второй входк выходу второго одновибратора 8, а 40 выход — к выходной шине временного селектора 5. Кроме того, формирователь 2 порогового уровня содержит последовательно соединенные пиковый детектор 10, вход которого является входом формирователя 2 порогового уровня, и делитель 11 напряжения, выход которого является выходом формирователя 2 порогового уровня.

Принцип работы устройства основан на селекции ®Б-комплексов ЭКС по крутизне переднего фроита R-зубца и по длительности RS-сегмента, образуемого задним фронтом R-зубца и передним фронтом S-зубца. Решение о наличии ЯКИ-комплекса в поступающем на входную шину устройства сигнале принимается при условии, если крутизна положительного перепада и длительность следующего за ним отрицательного перепада превышают заданные пороговые уровни.

Минимальное значение длительности

RS-сегмента ((„, ) задается длительностью импульсов, формируемых во временном селекторе 5 первым одновибратором 7 и вторым одновибратором 8, которая у танавливается равной 1418 мс. Минимальный порог крутизны переднего фронта R-зубца задается. делителем 11 напряжения, коэффициент деления которого определяется также естественной вариабельностью амплитуды дифференцированного ЭКС. Если коэф" фициент деления. будет близок к единице, то возможны пропуски QRS-комплексов. При малом значении коэффициента деления повышается количество ложных срабатываний устройства. Из экспериментальных данных следует, что коэффициент деления делителя 11 напряжения следует устанавливать в диапазоне 0,7-0,85. Из тех же соображений постоянную разряда ячейки памяти пикового детектора 10 целесообразно устанавливать в диапазоне 6-8 с путем соответствующего подбора типов и номиналов элементов пикового детектора 10.

На опорный вход второго компаратора 4 подается нулевое напряжение, т.е. второй компаратор 4 осуществляет выделение точек пересечения через ноль поступающего на его вход сигнала.

Устройство работает следующим образом.

Электрокардиосигнал поступает на вход дифференциатора 1 и с его выхода продифференцированный электрокардиосигнал (фиг.2а) подается на входы первого 3 и второго 4 компараторов и на вход формирователя 2 порогового уровня, Пиковым детектором 10 запоминается максимальная для данного обследуемого амплитуда положительного выброса дифференцированного электрокардиосигнала, и часть этого напряжения, задаваемая делителем 11 напряжения, подается на первый (опорный) вход первого компаратора 3 (фиг.2б).

Превышение дифференцированным электрокардиосигналом заданного порога свидетельствует о том, что передний фронт проходящего через устройство выброса ЭКС может быть фронтом QRSкомплекса и на выходе первого компа 421303 ратора 3 формируется положительный уровень напряжения, который устанавливает нулевой уровень на выходе триггера 6 и делает его восприимчи5 вым к изменениям уровня на выходе второго компаратора 4 (фиг.2 г, д) .

При прохождении вершины анализируемого выброса ЭКС, дифференциал переднего фронта которого уже оказал-1ð ся выше порогового уровня, изменение уровня на выходе второго компаратора 4 (фиг,28) формирует скачок напряжения на выходе триггера 6. Этот скачок запускает второй одновибратор 8 временного селектора 5, на выходе которого формируется импульс длительностью, равной минимальной длительности RS-сегмента QRS-комплекса (фиг.2 е). В момент окончания заднего фронта. анализируемого выброса ЭКС изменением уровня на выходе второго компаратора 4 запускается первый од- новибратор 7 временного селектора 5, который формирует импульс, поступаю- 25 щий на первый вход (запрета) одновибратора 9 (фиг.2ж).Таким образом, задний фронт импульса со-второго одновибратора 8 запускает третий одновибратор

9 (фиг.2 з) только при том условии, если длительность заднего фронта проходящего выброса ЭКС оказывает больше пороговой, т.е. если проходящий выброс электрокардиосигнала является

QRS-комплексом, то временной селектор 5 формирует синхроимпульс времен35 ного положения QRS-комплекса ЭКС, поступающий на выходную шину устройства.

Более высокая точность фазировки 4О синхроимпульса QRS-комплекса относительно максимума R-зубца достигается в устройстве независимостью алгоритма определения момента прохождения вершины QRS-комплекса от его амплитуды 45 и формы. При этом обеспечивается высокая помехоустойчивость устройства благодаря использованию для селекции двух признаков QRS-комплекса, описывающих как его передний, так и его

50 задний сегменты, а также за счет применения адаптивного порога, селекции по крутизне фронтов электрокардиосигнала. формулаизобр етения

1. Устройство для выделения QRSкомплексов электрокардиосигнала, содержащее дифференциатор, вход которого подключен к входной шине устройства, последовательно соединенные формирователь порогового уровня и первый компаратор, второй вход которого подключен к выходу дифференциатора, и последовательно соединенные второй компаратор и временной селектор, выход которого подключен к выходной шине устройства, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью уменьшения динамической фазовой погрешности, в него введен триггер, выход которого подключен к второму входу временного селектора, первый вход— к выходу первого компаратора, а второй вход — к выходу второго компаратора, вход которого соединен с выходом дифференциатора и с входом формирователя порогового уровня.

2. Устройство по п.i, от л и ч аю щ е е с я тем, что в нем временной селектор содержит первый и второй одновибраторы, входы которых являются соответственно первым и вторым входами временного селектора, и третий одновибратор, первый вход которого подключен к выходу первого одновибратора, второй вход — к выходу второго .одновибратора, а выход — к выходной шине временного селектора.

3. Устройство по п. 1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что в нем формирователь порогового уровня содержит последовательно соединенные пиковый детектор, вход которого является входом формирователя порогового уровня, и делитель напряжения, выход которого является выходом формирователя порогового уровня.

1421303

Подписное

Тираж 655

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий, l13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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

Редактор Г.Волкова

Заказ 4355/2

Составитель 3. Валуев

Техред А. Кравчук Корректор М.Васильева.