Кардиоспиромонитор

 

Устройство позволяет осуществлять одновременное непрерывное наблюдение за сердечной и дыхательной деятельностью пациента . Высокочастотный сигнал от генератора 10 высокой частоты через разделительный трансформатор 9, электронный ключ 18, токозадающий каскад 3 поступает на электроды 1 и 2. Широтный модулятор 8, включающий в себя электронный ключ 18, счетчик 19 импульсов, компаратор 20 и генератор 21 линейно изменяющегося напряжения , осуществляет щиротную модуляцию пауз между посылками тока пропорционально величине электрокардиосигнала, сни маемого с электродов 6 и 7 и постуг-к щего на вход широтного модулятора 8 ,. рез активный фильтр 4 нижних ча;;:; Длительность токовой посылки определяется емкостью счетчика. Одновременно :-:5гнап. снимаемый с электродов 6 и 7, оказывается модулированным по амплитуде за счет движений грудной клетки, связанных с дыхательной деятельностью пациента. Этот сигнал через согласующий каскад 5 и разделительный трансформатор 11 поступает на щиротный демодулятор 12 и усилитель 13 высокой частоты. В щиротном демодуляторе 12, содержащем селектор 22 радиоимпульсов, генератор 23 линейно изменяющегося напряжения и пиковый детектор 24, выделяется электрокардиосигнал. Сигнал дыхания выделяется детектором 14 радиоимпульсов. Выделенные сигналы усиливаются усилителями 15 и 16 низкой частоты и поступают на блок 17 регистрации. При двуполярном съеме информации входы блоков 3 и 5 подключаются к электродам 1 и 2. 2 з.п. ф-лы, 3 ил. i (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК ди4 А61В 504

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АBTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

llO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4138361/28-14 (22) 20.10.86 (46) 30.01.89. Бюл. № 4 (71) Научно-производственное объединение по радиоэлектронной медицинской аппаратуре (72) А. П. Либерзон, Я. Е. Загрийчук и А. Е. Пилюк (53) 615.47 (088.8) (56) Патент США № 3587562, кл. А 61 В 5/04, 1984. (54) КАРДИОСГ1ИРОМОНИТОР (57) Устройство позволяет осуществлять одновременное непрерывное наблюдение за сердечной и дыхательной деятельностью пациента. Высокочастотный сигнал от генератора 10 высокой частоты через раздели тельный трансформатор 9, электронный ключ

18, токозадающий каскад 3 поступает на электроды 1 и 2. Широтный модулятор 8, включающий в себя электронный ключ 18, счетчик 19 импульсов, компаратор 20 и генератор 21 линейно изменяющегося напряжения, осуществляет широтную модуляцию пауз между . посылками тока пропорциос

„,,Я0„„1454380 A1 нально величине электрокардиосигнала, снимаемого с электродов 6 и 7 и постуг-; .— щего на вход широтного модулятора рез активный фильтр 4 нижних ча...

Длительность токовой посылки определ«ется емкостью счетчика. Одновременно .",:.п.ал, снимаемый с электродов 6 и 7, оказывается модулированным по амплитуде за счет движений грудной клетки, связанных с дыхательной деятельностью пациента. Этот сигнал через согласующий каскад 5 и разделительный трансформатор 11 поступает на широтный демодулятор 12 и усилитель 13 высокой частоты. В широтном демодуляторе

12, содержащем селектор 22 радиоимпульсов, генератор 23 линейно изменяющегося напряжения и пиковый детектор 24, выделяется электрокардиосигнал. Сигнал дыхания выделяется детектором 14 радиоимпульсов.

Выделенные сигналы усиливаются усилителями 15 и 16 низкой частоты и поступают на блок 17 регистрации. При двуполярном съеме информации входы блоков 3 и 5 подключаются к электродам 1 и 2. 2 з.п. ф-лы, 3 ил. 1 45438О

Изобретение относится к медицине и медицинской технике и может быть использовано при непрерывном наблюдении одновременно за сердечной и дыхательной дсятельностью пациента. 5

Целью изобретения является повьпиение злектробезопасности путем уменьшения тока ! утечки на пациента.

На фиг. 1 представлена структурная схема прибора; на фиг. 2 и 3 — временные диаграммы напряжений, поясняющие его работу.

Устройство содержит электролы 1 и 2, токозадающий каскад 3, активный фильтр 4 нижних частот, согласующий каскад 5, электроды 6 и 7, широтный модулятор 8, ïåðвый разделительный трансформатор 9, генератор 10 высокой частоты, второй разделительный трансформатор 11, широтный демодулятор 12, усилитель 13 высокой частоты, детектор 14 радиоимпульсов, усилители 15 и 16 низкой частоты и блок 17 регистрации. .Широтный модулятор 8 содержит элек тронный ключ 18, счетчик 19 импульсов, компаратор 20 и генератор 21 линейно изменяющегося напряжения.

Широтный демодулятор 12 содержит селектор 22 радиоимпульсов, .генератор 23 линейно изменяющегося напряжения и пиковый детектор 24.

Устройство работает следующим образом.

Электроды 1, 2„6 и 7 í" êëàäûâàþòñÿ 3О на грудную клетку пациента слева и справа по средне-подмышечным линиям в области

5 — 7 межреберья. Напри>кение высокой частоты (порядка 50 — 1 ОО кГц) подается от генератора 10 высокой частоты через первый разделительный трансформатор 9 и злек- 35 ! тронный ключ 18, входящий в состав широтного модулятора 8, на вход токозадающего каскада 3 и далее с выхода токозадающего каскада 3 — на электроды 1 и 2 (токовые) . Токозадающий каскад 3 обеспечи- 4О вает заданное значение силы высокочастотного тока через пациента и его независимость от величины электрического сопротивления грудной клетки пациента. С электродов 6.и 7 снимаются одновременно два сигнала: высокочастотное напряжение, амплитудное значение которого изменяется в такт с дыхательными движениями грудной клетки пациента, и злектрокардиосигнал.

Эти сигналы поступают на входы активного фильтра 4 нижних частот и согласующего каскада 5 канала дыхания. Фильтр 50

4 пропускает на выход только низкочастотный электрокардиосигнал, который далее поступает на вход широтного модулятора 8, На выходе согласующего каскада 5, который может быть выполнен в виде пассивного к или активного четырехполюсника, обеспечиваннцего избирательное пропускание высокочастотного сигнала, появляется высокочаг тотный сигнал, несущий информацию о дыхательных актах. С выхода согласующего каскада 5 высокочастотный сигнал поступает на первичную обмотку второго разделительного трансформатора 11, выходной сигнал которого усиливается усилителем 3 высокой частоты и подается на вход детектора 14 радионмпульсов. На выходе детектора 14 выделяется низкочастотная огибаю-щая высокочастотного сигнала, соответствующая низкочастотному сигналу и характеризующая дыхательные движения. Этот низкочастотный сигнал дыхания поступает на вход усилителя 15 низкой частоты и, далее, на блок 17 регистрации. Электрокардиосигнал пациента с выхода активного фильтра 4 нижних частот, поступая на вход шнротного модулятора 8, используется для управления длительностями пауз между токовыми посылками. На фиг. 2 для наглядности без соблюдения временных соотношений показан модулирующий электрокардиосигнал (2а) и промодулированный этим сигналом по тину времяимпульсной модуляции высокочастотный ток зондирования (2б).

Таким образом„ высокочастотный ток, проходящий через электроды 1 и 2, неизменный по амплитуде, промодулирован по длительности паузы между посылками тока электрокардиосигналом. В результате сигнал, поступающий с пары электродов 6 и 7, подвергается двойной модуляции — но амплитуде и по длительности пауз между посылками тока, благодаря чему он несет информацию о дыхании и о сердечной деятельности. С выхода вторичной обмотки второго разделительного трансформатора 11 высокочастотное напряжение, промодулироваиное электрокардиосигналом, поступает на вход широтного демодулятора 12, в котором осуществляется . выделение электрокардиосигнала, с выхода которого низкочастотный злектрокардиосигнал поступает на вход второго усилителя 16 низкой частоты и далее на вход блока 17 регистрации.

Широтный модулятор 8 работает следующим образом.

Высокочастотное напряжение поступает с вторичной обмотки первого разделительного тра н сфор м втор а 9 на вход электронного ключа 18, с выхода которого сигнал поступает одновременно на вход токозадающего каскада 3 и счетчика 19 количества периодов высокочастотного тока зондирования.

По ле прохождения заданного количества периодов высокочастотного тока, определяемого емкостью счетчика 19, на его выходе появляется импульс (фиг. За), который переводит ключ 18 в разомкнутое состояние (фиг. Зв) и запускает генератор 21 линейно изменяющегося напряжения. Линейно изменяющееся напряжение (фиг. Зб) с выхода генератора 21 поступает на первый вход компаратора 20, на второй вход которого по1454380 ступает напряжение электрокардиосигиала (фиг. Зб). В момент равенства этих напряжений на выходе компяраторя 20 появляется импульс (фиг. Зг), который гтоступает на вход управления счетчика 19 и осуществляет его установку в исходное (нулевое) состояние (фиг. 3a). При этом электронный ключ 18 открывается и высокочастотный ток вновь подается через токозадающий каскад 3 и электроды 1, 2 на пациента, а также на вход счетчика 19. Заданное счетчиком 19 число периодов высокочастотного тока (фиг. Зв) определяет продолжительность посылки тока зондирования и тем самым необходимую частоту квантования аналогового электрокардиосигнала, удовлетворяющую требованиям теории передачи информации.

Работа модулятора 8 циклически повторяется, формируя паузы между посылками высокочастотного тока с длительностями, прямо пропорциональными величине напряжения электрокардиосигнала. Промодулированный таким образом сигнал (фиг. Зд), одновременно модулируемый по амплитуде за счет изменения электрического сопротивления грудной клетки при дыхании, посту-. пает на вход селектора 22 радиоимпульсов, входящего в состав широтного демодулятора 12. Ня выходе селектора 22 радиоимпульсов появляются соответствующие им импульсные сигналы (фиг. 3e). При этом моменту отсутствия радиоимпульсов соответствует сигнал логической «1», а моменту . наличия радиоимпульсов — сигнал логического «О>. Выходной сигнал логической

«1» поступает на управляющий вход генератора 23 линейно изменяющегося напряжения, иа выходе которого возникают импульсы линейно изменяющегося напряжения, ам плитуда которых пропорциональна текущему значению передаваемого электрокардиоси гнал а. Эти импульсы (фиг. Зж ) поступают на вход пикового детектора 24, обеспечивающего выделение электрокардиосигнала (фиг. Зж). С. выхода пикового детектора 24, входящего в состав широтного демодулятора 12, электрокардиосигнал поступает на вход усилителя 16 низкой частоты и после усиления — на вход блока 17 регистрации. При двуполярном съеме информации входы блоков 3 и 5 подключаются к электродам 1 и 2.

Таким образом, устройство позволяет одновременно передавать информацию об электрической активности сердца и о дыхании по одному и тому же высокочастотному тракту, за счет чего сокращается количество раздел ител ь ни х тр а нсфор м аторов, что, в свою очередь, позволяет повысить электробезопасность устройства и уменьшить помехи, возникающие при соприкосновении пациента с медицинским персоналом или электрическим оборудованием, Фпрлгу.ла гпоггретенггя

1. Кярдиоспиромонитор, содержащий генератор высокой частоты, выход которого подключен к первичной обмотке IlcðI îãо разделительного тряисфорл.аторя, одну или две, в зависимости От метода съема информации, пары электродов, токозядающий каскад, выход которого подключен к первой паре электродов, активный фильтр нижних частот и согласу ющий к-,скад, входы которых подключены к первой паре электродов прн биполярном съеме информации или к второй паре электродов при тетряполярном съеме информации, последовательно соединенные второй разделительный трансформатор, первичная обмотка которого соединена с выходом согласующего каскада, усилитель высокой частоты, детектор радиоимпульсов, первый усилитель низко" частоты и блок регистрации, а также второй усилитель низ20 кой частоты, вь)ход которого подключе к второму входу блока регистрации, Отличающийся тем, что, с целью новы пения электробезопасности путем уменыиения тока утеч ки на пациента, в него Введены широтный модулятор, первый вход которого подключен к вторичной обмотке первого разделительного трансформатора, второй вход соединен с выходол активного фильтра нижних частот, а выход — — с входом токозядающего каскада, и широтный демодулятор, вход

30 которого подключен к вторичной облготке второго разделительного трансформатора, а выход — к входу второго усилителя низкой частоты.

3. КардиосiIиромсt!итор ио и. 1, Отличающийся тем, что широтный дс модулятор содержит последовательно соединенные селектор рядиоимпульсоВ, ге» ерят >р лг ггейно изменяющегося напряжения н пиковый детектор, прн этом входо < широтиого демодулятора является Вход селектор I рядиоимпульсОВ, а выходом — выход ииковог о детектора.

2. Кардиоспи ром онитор по п. 1, Отли35 чающийся тем, что шнротный модулятор содержит электроннйй ключ, сигнальный вход которого является первым Входом широтного модулятора, счетчик импугьсов, компаратор и генератор линейно изменяк>щегося на40 пряжения, при этом счетный вход счетчика подключен к выходу электронного ключа, . выход счетчика соединен с входом управления электронного ключа и входом запуска генератора линейно изменяющегося напряжения, а вход сброса подключен к выходу ком- паратора, выход генератора линейно изменяющегося напряжения соединен с первым

ВхОдОм компя рятора, Второй ВхОд которого является вторым входом шнротного модулятора, выходом которого является выход электронно го кл ю ч я.

1454380

Составитель А. Фальцман

Редактор М. Бандура Техред И. Верес Корректор В. Гирняк

Заказ 7370/6 Тираж 644 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

1133035, Москва, Ж--35, Раушская наб., д. 4/5

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