Устройство для анализа ритма сердца

 

Устройство для анализа ритма сердца относится к медицинской технике и может быть использовано в амбулаторной практике, в условиях реанимации, в спортивной, авиационной и космической медицине. Цель изобретения - повышение достоверности оценки состояния сердечно-сосудистой системы за счет получения информации о ее нагрузке и регуляторных возможностях. В состав устройства входят формирователь импульсов, блоки управления, генератор 4 импульсов, блок индикации, три измерителя интервалов, детектор аритмии, измеритель вариационного размаха, блок нормализации и четыре счетных блока. Устройство определяет мгновенную частоту пульса, среднюю частоту пульса для десяти и ста кардиоинтервалов, суммарные количества компенсаторных пауз, экстрасистол и всех сокращений сердца за время обследования пациента, коэффициент аритмии и абсолютное и относительное значения вариационного размаха на каждой выборке из ста кардиоинтервалов. Определяемые устройством параметры ритма сердца позволяют оценить основные функциональные характеристики сердечно-сосудистой системы - величину нагрузки, допустимость действующих нагрузок и регуляторные возможности сердечно-сосудистой системы пациента. 4 ил.

СОЮЗ COSETCHHX

COUHAЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1553049 (51) 5 А 61 В 5/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А STOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

IlO H306PETEHHRM И ОТНРЫТИЙМ

ПРИ ГННТ СССР (2I) 4076165/28-14 (22) 07.04.86 (46) 30.03.90. Бюл. К 12 (72) P.N.Áàåâñêèé, С.С.Бехтерев, Y.Ï.Гальперин, Е.И.Жуков, С.Г.Каючкин, О.Н.Меламед, В.F..Ïàíêèí и В.М.Иилков (53) 615.47(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 824988, кл. А 61 В 5/02, 15.05.79.

Патент США М 4022 192, кл. А 61 В 5/04, 10.05.77. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АНАПИЗА РИТМА

СЕРДЦА (57) Устройство для анализа ритма сердца относится к медицинской технике и может быть использовано в амбулаторной практике, в условиях реанимации, в спортивной, авиационной и космической медицине. Цель изобретения — повышение достоверности оценки состояния сердечно-сосудистой системы за счет получения информации о ее нагрузке и регуляторных

Изобретение относится к медицинской технике и може быть использовано в клинической практике, в условиях реанимации, в спортивнои, авиационной и космической медицине.

Целью изобретения является повышение достоверности опенки состояния сердечно-сосудистой системы за счет получения информ.;цпи о ее нагрузке и регуляторных но..можностях.

На фиг.1 принеуи пл структурная электрическая схема уL òðîéñòâà; на возможностях. В состав устройства входят формирователь импульсов, блоки управления, генератор импульсов, блок индикации, три измерителя интервалов, детектор аритмии, измеритель вариационного размаха, блок нормализации и четыре счетных блока.

Устройство определяет мгновенную частоту пульса, среднюю частоту пульса для десяти и ста кардиоинтервалов, суммарные количества компенсаторных пауз, экстрасистол и всех сокращений сердца эа время обследования пациента, коэффициент аритмии и абсолютное и относительное значения вариационного размаха на каждой выборке из ста кардиоинтервалов. Определяемые устройством параметры ритма сердца позволяют оценить основные функциональные характеристики сердечно-сосудистой системы — величину нагрузки, допустимость действующих нагрузок и регуляторные воэможности сердечно-сосудистой системы пациента. 4 ил. фиг.2 — структурная электрическая схема предпочтительного варианта выполнения второго блока управления; на фиг.3 — детектор аритмии;на фнг.4измеритель вариационного размаха.

Устройство для анализа ритма сердца содержит (фиг.1) формирователь 1 импульсов, вход которого подключен к входной шине устройства, последовательно соединенные первый 2 и второй 3 блоки управления, генератор 4 импульсов, подключенный к второму

1553049

30 входу второго блока 3 управления, блок 5 индикации, последовательно соединенные первый измеритель Ь интервалов, детектор 7 аритмии, измеритель 8 вариационного размаха и блок 9 нормализации, выход которого подключен к входу блока 5 индикации, а второй вход — к второму выходу первого блока 2 управления, третий выход которого соединен с третьим входом второго блока 3 управления, первый, второй и третий выходы которого подключены соответственно к пер1 вому, второму и третьему входам пер-,1> вого измерителя 6 интервалов, второй, 1 измеритель 10 интервалов, первый,второй и третий входы которого соединены соответственно с четвертым, пятым и третьии выходами второго блока 3 20 управления, первый выход — с третьим входом блока 9 нормализации, а второй выход — с вторыи входом детектора 7 аритмии, третий измеритель

11 интервалов, первый, второй и тре- 25 тий входы которого подключены соответственно к шестоиу, седьмому и к восьмому выходам второго блока 3 управления, а выход — к четвертому входу блока 9 нормализации, пятый вход которого соединен с вторым входои изиерителя 8 вариационного размаха и с первым выходом первого изиерителя 6 интервалов, второй выход которого подключен Зс третьему входу детектора 7 аритмии,и первый — четвертый счетные блоки 12-15, выходы которых соединены соответственно с шестым — девятым входами блока 9 нормализации, первые входы - соответ- 40 ственно с вторым, третьим, четвертым выходами и с четвертым входом детектора 7 аритмии, а вторые входыс третьии выходом второго блока 3 управления, четвертый вход которого 45 подключен к выходу формирователя 1 импульсов, девятый выход — к третьему входу измерителя 8 вариационного размаха и к четвертому входу детектора 7 аритмии, десятый выход— к пятому входу детектора 7 аритиии, одиннадцатый выход — к четвертому входу изиерителя 8 вариационного размаха, пятый вход которого соединен с восьмым выходом второго блока

3 управления и с шестым входом детектора 7 армитиии, пятый и шестой выходы которого подключены соответственно к шестому и седьмому входам измерителя 8 вариационного размаха.

В предпочтительном варианте выполнения устройства отдельные его блоки имеют следующую конструкцию.

Первый блок 2 управления (фиг.1) содержит шифратор 16, ретистр 17, формирователь 18 импульсов и кнопочный переключатель 19 с одиннадцатью кнопками 19(1) — 19(11) управления. Первый, второй и третий измерители интервалов 6, 10 и 11 могут иметь одинаковую конструкцию, каждый иэ них содержит элемент 20 задержки, счетчик 21 импульсов, регистр

22 и цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 23. Блок 9 нормализации (фиг. 1) содержит два коммутатора 24, 25 напряжения, три источника 26-28 опорного напряжения и аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 29. Первый— четвертый счетные блоки 12- 15 могут иметь одинаковую конструкцию, каждый иэ которых содержит последовательно соединенные счетчик 30 импульсов и цифроаналоговый преобразователь 31.

Второй блок 3 управления (фиг.2) содержит двенадцать элементов И 32-43, восемь триггеров 44-51, пять счетчиков 52-56 импульсов, инвертор 57, дешифратор 58, три элемента ИЛИ 59—

61 и четыре элемента 62-65 задержки.

Детектор 7 аритмии (фиг.3) содержит регистр 66, цифроаналоговый преобразователь 67, два делителя 68 и 69 напряжения, два компаратора 70 и

71, три элемента И 72-74, два элемента ИЛИ 75 и 76 и инвертор 77. Измеритель 8 вариационного размаха (фиг.4) содержит четыре регистра 78—

81, два элемента ИЛИ 82 и 83, два элемента И 84 и 85, два компаратора

86 и 87, четыре цифроаналоговых преобразователя 88-91, два инвертора

92 и 93, операционный усилитель 94 и четыре резистора 95-98.

Устройство для анализа ритма сердца работает следующим образои.

Формирователь 1 импульсов по пульсовым сигналам, поступающим на входную шину устройства от датчика пуль— са (на схеме не показан), формирует синхронно с сокращениями сердца импульсы пульса, которые подаются на четвертый вход второго блока 3 управления (фиг.1), на второй вход которого поступают тактовые импульсы от генератора 4 импульсов.

1553049

Устройство по импульсам пульса и тактовым импульсам осущестзляет определение и индикацию величин девяти параметров состояния сердечно-сосудистой системы:

1) Ч, — мгновенная частота пульса для каждого кардиоинтервала (интервала времени между двумя следующими друг эа другом сокращениями сердца);

2) Ч, — средняя частота пульса для каждых десяти кардиоинтервалов;

3) Ч1ц - средняя частота пульса для каждых ста кардиоинтервалов;

4) П вЂ” суммарное количество от начала измерений компенсаторных пауз пульса (компенсаторной паузой счита ется кардиоинтервал, величина которого превышает предыдущий (нормальный) кардиоинтервал на 407. и более);

5) Э вЂ” суммарное количество от начала измерений укороченных кардиоинтервалов — экстрасистол (экстрасистоловым считается кардиоинтервал, величина которого меньше предыдущего (нормального) кардиоинтервала íà 40Х и более);

6) К вЂ” суммарное количество импульсов пульса от начала измерений;

Э+ П

7) КА = — - — - коэффициент аритN мии;

8) йТ = Тмка Тмчн — величина вариационного размаха для выборки из 100 кардиоинтервалов, где Т и

Тм „ соответствуют максимальной и мин минимальной величинам кардиоинтервалов в выборке из 100 кардиоинтервалов, эа исключением кардиоинтервалов, отнесенных к аритмии (П и Э); йТ

9) P = — — — — относительная веТ<„ личина вариационного размаха для выборки из 100 кардиоинтервалов, где

iT, ч, Величины П, Э, N KA являются интегральными показателями эа все время работы устройства. Величины

Ч,, Ч, Ч,рр, дТ и P являются показателями, которые вычисляются циклически через определенное количество кардиоинтервалов, что повышает точность сравнительных оценок состояния сердечно-сосудистой системы.

Включение устройства в работу и управление режимами вычислений параметров осуществляется с помощью первого блока 2 управления. При нажатии кнопки 19 (2) "Пуск", включающей устройство в работу, на выходе формирователя 18 импульсов появляется импульс длительностью не более величи10 ны 1/<о (f — частота тактовых импульсов), поступающий на второй вход второго блока 3 управления. Интервал времени между первым и вторым импульсами пульса (после нажатия кнопки Пуск11) является первым кардиоинтервалом, а второй импульс пульса является первым счетным импульсом пульса. При поступлении каждого импульса пульса из пяти следующих за

2р ним тактовых импульсов генератора 4 импульсов формируются пять синхро импульсов, задающих необходимую последовательность работы блоков устройства.

25 При работе второго блока 3 управления с его выходов поступают следующие сигналы: с третьего выхода по первому импульсу пульса поступает импульс

Зр "Сброс", производящий установку измерителей 6, 10, 11 интервалов и счетных блоков 12-15 в исходное состояние; с первого выхода по каждому импульсу пульса поступает импульс синхронно с первым синхроимпульсом; с второго выхода после включения .устройства в работу поступают импульсы тактовой частоты от генерато4р ра 4 импульсов; с четвертого выхода поступает каждый десятый счетный импульс пульса по первому синхроимпульсу; с пятого выхода поступает каждый

45 десятый тактовый импульс от генератора 4 импульсов; с шестого выхода поступает каждый сотый счетный импульа пульса по первому синхроимпульсу; с седьмого выхода поступает каждый сотый тактовый импульс от генератора

4 импульсов; с одиннадцатого выхода поступает каждый сотый счетный импульс пульса по пятому синхроимпульсу; с десятого выхода поступает каждый десятый счетный импульс пульса по третьему синхроимпульсу; с девятого выхода поступает каж1553049

30 дый десятый счетный импульс пульса по четвертому синхроимпульсу; с восьмого выхода поступает десятый счетный импульс пульса по второ5 му синхроимпульсу.

По импульсу "Пуск", поступающему на первый вход второго блока 3 управления (фиг.2), триггер 47 переключается в единичное состояние, 10 триггеры 44, 49, 50 и 51 — в нулевое состояние, триггер 46 по переднему фронту импульса "Пуск" через элемент ИЛИ 59 переключается в нулевое состояние, а затем сигналом с l5 выхода элемента 64 задержки (время задержки элемента 64 задержки больше длительности импульса "Пуск" ) переключается в единичное состояние, которое открывает элемент И 35 для прохождения сигнала по его другому входу. При поступлении очередного (первого после импульса Пуск ) импульса пульса на четвертый вход второго блока 3 управления сигнал с вы- 25 хода элемента И 35 переключает триггер 44 в единичное состояние, выходной сигнал которого поступает на первый вход элемента И 32, а через инвертор 57 и элемент 62 задержки на второй вход элемента И 32. В результате при переключении триггера

44 из нулевого состояния в единичное на выходе элемента И 32 будет сформирован импульс "Сброс" с длительностью, равной времени задержки элемента 62 задержки. Этот импульс приводит в исходное (нулевое) состояние счетчики 52-56 импульсов и поступает на третий выход второго бло- 40 ка 3 управления.

Каждый импульс пульса, поступающий с выхода элемента И 35, переключает триггер 45 в единичное состояние и включает в работу распределитель импульсов, образуемый триггером 46, элементом И 34, элементом

63 задержки, счетчиком 52 импульсов и дешифратором 58.При включении распределителя в работу на шести выходах дешифратора 58 последовательно (с периодом следования тактовых импульсов от генератора 4 импульсов) формируются управляющие синхроимпульсы.

Импульс с шестого выхода дешифратора 58 возвращает триггер 45 и счетчик 52 импульсов в нулевое состояние, подготавливая тем самым распределитель к новому циклу работы при поступлен.ш следующего импульса пульса. При первом включении распределителя в работу (от первого импульса пульса после нажатия кнопки

"Пуск ) импульс с пятого выхода дешифратора 58 переключает триггер

49 в единичное состояние, после чего от каждого последующего счетного импульса пульса на первом такте работы распределителя 58 с выхода элемента И 36 будет формироваться синхроимпульс, соответствующий окончанию данного счетного кардиоинтервала. На выходе счетчика 55 импульсов будет формироваться синхроимпульс, соответствующий каждому десятому счетному импульсу пульса, синхронно с первым управляющим импульсом распределителя. В результате по окончании десятого кардиоинтервала синхроимпульс с выхода счетчика 55 импульсов переключает триггер 50 в единичное состояние, что обеспечивает формирование синхроимпульсов на выходе элементов И 39 и

40 по каждому счетному импульсу пульса, начиная с десятого, на третьем такте работы распределителя для элемента И 39 и на четвертом такте работы распределителя для элемента И 40. Импульс с выхода счетчика 55 импульсов через элемент

И 37 переключает триггер 48 .в единичное состояние, что обеспечивает формирование на втором такте работы распределителя синхроимпульса, на выходе элемента И 4 1. Этот импульс является разовым, поскольку на третьем такте работы распределителя импульс с выхода элемента И 38 через элемент ИЛИ 60 возвращает триггеры

47 и 48 в нулевое состояние до следующего нажатия кнопки "Пуск". Сброс триггера 48 осуществляется через элемент 65 задержки, время задержки которого является достаточным для завершения сброса триггера 47.

При переключении триггера 47 в нулевое состояние сигнал с его инверсного выхода через элемент И 43 разрешает прохождение на вход счетчика

56 импульса каждого десятого импульса с выхода элемента И 36 начиная с двадцатого кардиоинтервала. На выходе счетчика 56 импульсов формируется синхроимпульс через каждые сто счетных кардиоинтервалов, начиная с одиннадцатого счетного кардиоин!

5 терн <ла. В резу>м,тате и, еле первых десяти кардиоинтервллон, которые используются лля определения начального (базового) среднего кардиоинтервала, через каждые последующие сто кардиоинтервалов сигнал с выхода счетчика 56 импульсов будет переключать триггер 51 в единичное гостояние, что обеспечивает через каждь1е сто кардиоинтервалов формирование синхроимпульса на выходе элемента И 42 на пятом такте работы распределителя. Импульс с шестого выхода дешифратора 58 через элемент ИЛИ 6 1 возвращает триггер 51 в исходное (ну1 левое) состояние на вс е последующие сто кардиоинтервалов.

Первый импульс пульса, соответствукнций началу первого счетного кардиоинтервала, переключая триггер

44 в единичное состояние, разрешает передачу тактовых импульсов от генератора 4 импульсов через элемент И 33 на второй выход второго блока 3 управления и на вход счетчика 53 импульсов, с выхода которого на пятый выход второго блока 3 управления поступает кажпый десятый импульс от генератора 4 импульсов.

С выхода счетчика 54 импульсов на седьмой выход второго блока 3 управления поступает каждый сотый импульс от генератора 4 импульсов (коэффициенты деления счетчиков 53, 54 импульсов равны десяти).

Первый измеритель 6 интервалов измеряет длительность каждого счетйого кардиоинтервала. Импульс ного кардиоинтервала. Импульс

"Сброс", соответствующий началу первого счетного кардиоинтервала, поступает с третьего выхода второго блока 3 управления на третий вход первого измерителя 6 интервалов и переводит регистр 22 и счетчик 21 импульсов в нулевое состояние. Импульсы с частотой, соответствующей тактовой частоте генератора 4 импульсов, с второго выхода второго блока.3 управления поступают на вход счетчика 21 импульсов. Импульс с первого выхода второго блока 3 управления, соответствующий окончанию каждого счетного кардиоинтервала, переписывает содержимое счетчика 21 импульса в регистр 22, и через время задержки (на время перезаписи) элемента 20 задержки

53049

5

55 счетчик 2 1 импульс«в <.с>г>л<. .ьп<л <. т< я в псх<>дное с «ст >яние, с к<>т<>рого начинается «пределение длит ельностп следующег« клрдпспнтег>вала.

Содержимое регистрл 22 в виде параллельного двоичного кодл по<.тупает на второй выход перв«к« измерителя

6 интервалов и на вход цифроаналогового преобразователя 23. Напряжение с выходл ЦАП 3, величннл которого соответствует длительности текущего нардиоинтергг,<.<а, поступает на первый выход перв«го измерителя

6 интервалов. Второй измер><тель 10 интервалов определяет среднюю длительность кардиоинтервала 32 каждые десять кардиоинтерваг>ов. Третий измеритель 11 интервалов определяет среднюю длительность кардпоинтервала за каждье сто кардиоинтервалов.

Начиная с десятого счетного кардноинтервала, синхроимпульсами с восьмого, девятого, десятого и одиннадцатого выходов второго блока 3 управления в работу включается детектор 7 аритмии (фиг.3). Сформированный по второму синхроимпульсу (от десятого счетного импульса пульса) разовый импульс поступает с восьмого выхода второго блока 3 управления на шестой вход детектора 7 аритмии и переписывает начальную (базовую) среднюю величину кардиоинтервала с второго выхода второго измерителя 10 интервалов через второй вход детектора 7 аритмии в регистр 66, -с выхода которого эта цифровая величина преобразуется ЦАП 67 в соответствующую величину постоянного напряжения, которая поступает на первый вход компаратора 70, на второй вход которого подается напряжение с выхода делителя 68 напряжения, на вход которого через первый вход детектора " аритмии поступает с первого выхода первого измерителя 6 интервалов постоянное напряжение, соответствующее величине последнего, только что закончившегося кардиоинтервала. Коэффициенть1 деления делит<.— лей 68, 69 напряжения устанавливаются в соответствии с выбранными критериями выделения аритмии. Если напряжение на выходе делителя 68 напряжения больше сигнала на выходе

ЦАП 67, то на выходе компаратора 70 формируется сигнал " 1", что свидетельствует о том, что текущий кардиоинтервал относится к компенсаторной паузе. Если напряжение на выходе делителя 69 напряжения больше напряжения на первом входе детектора 7 аритмии, то на выходе компаратора 71 формируется сигнал " 1", означающий, что текущий кардиоинтервал относится к преждевременному сокращению (экстрасистоле). Сигналы состояния компараторов 70 и 71 через элементы И 72, 73 передаются на второй и третий выходы детектора 7 аритмии по третьему синхроимпульсу, который поступает на его пятый вход.

Сигналы с выходов элементов И 72, 73 подаются на четвертый выход детектора 7 аритмии через элемент ИЛИ 76.

Если текущий кардиоинтервал не относится к аритмии, то нулевой сигнал с выхода элемента ИЛИ 75 через инвертор 77 открывает элемент И 74 для прохождения четвертого синхро— импульса, поступающего на четвертый вход детектора 7 аритмии с девятого выхода второго блока 3 управления. Сигнал с выхода элемента И 74 осуществляет замещение содержимого регистра 66 на величину текущего кардиоинтервала, цифровая величина которой поступает в регистр 66 через третий вход детектора 7 аритмии. Если текущий кардиоинтервал относится к аритмии, то содержимое регистра

66 не меняется.

Начиная с десятого кардиоинтервала, включается в работу измеритель 8 вариационного размаха (фиг.4).

По второму синхроимпульсу (от десятого счетного импульса пульса), поступающему на пятый вход измерителя 8 вариационного размаха и woходящему через элементы ИЛИ 82 и 83, содержимое регистра 66 детектора 7 аритмии, соответствующее для данного момента начальной (базовой) средней величине кардиоинтервала, перепи сывается в регистры 78 и 80. Регистры 78 и 80 предназначены для хранения соответственно максимальной н минимальной величин кардиоинтервалов на текущий момент, начиная с десятого кардиоинтервала. Сначала в регистры 78 и 80 одновременно записывается средняя величина кардиоинтервала для первых десяти счетных импульсов пульса.

Цифроаналоговые преобразователи

88 и 90 преобразуют содержимое ре10

55 ственно на первый вход компаратора

86 и на второй нход компаратора 87.

На второй нход компаратора 86 и на первый вход компаратора 87 через второй нход измерителя 8 вариационного размаха поступает постоянное напряжение, величина которого соответствует длительности последнего только что закончившегося кардиоинтернала.

Если величина последнего кардиоинтервала больше величины, хранящейся в регистре 78, то с комлараторов 86 уровень " 1" поступает на первый нход элемента И 84, и если кардиоинтервал не является компенсаторной паузой, то нулевой сигнал с седьмого входа измерителя 8 вариационного размаха, преобразуясь инвертором 92, поступает на второй вход элемента И 84. Тогда четвертый синхроимпульс с третьего входа измерителя 9 вариацианного размаха проходит через элемент И 84 и элемент

ИЛИ 82 и осуществляет запись величины последнего кардиоинтервала в регистр 78.

Если величина последнего кардиоинтервала меньше величины, хранящейся в регистре 80, то с компаратора

87 уровень " 1" поступает на первый вход элемента И 85, и если кардиоинтервал не является преждевременным сокращением, то нулевой сигнал с шестого входа измерителя 8 вариационного размаха, преобразуясь инвертором 93, поступает на второй вход элемента И 85. Тогда четвертый синхроимпульс с третьего входа измерителя 8 вариационного размаха проходит через элемент И 85 и элемент

ИЛИ 83 и осуществляет запись величины последнего кардиосигнала в регистр 80.

Измеритель 8 вариационного раэмаха работает по такому алгоритму до

\ каждого сотого счетного импульса.По пятому синхроимпульсу от каждого сотого счетного импульса пульса, поступающему с второго блока 3 управления на четвертый вход измерителя

8 вариационного размаха, содержимое регистров 78 и 80 переписывается соответственно в регистры 79 и

81. Регистры 79 и 81 предназначены для хранения в течение последующих

53049 l2 гистрон 78 и 80 н постоянные напряжения, которые поступают соответ13

R3 R4

Ubxi !

U6x1 а;

20 где U „H U „

"1 xZ напряжения на первом и втором нходах АЦП 29; конструктивная константа АЦП 29. т макс аман

25

Выз ыв а емый

Напряжение на втором входе АЦП

29 (нход второго коммутатора 25 напряжения, к .которому это напряжение подведено) Напряжение на первом входе АЦП

29 (вход первого коммутатора 24 напряжения, к которому это напряжение подведено) параметр, 40 кнопка lIep ного блока 2 управления

50

Напряжение, пропорциональное

Напряжение от первого источника

26 опорного напряжения (второй) Частота пульса (Ч,) эа

55 кардиоинтервал, 19(3) последнему кардиоинтервалу (нторой) 100 кардиоинтерналон величин Т и Т „„, определяемых за предыдущие

100 кардиоинтерналон.

ЦАП 89 и 91 преобразуют содержимое регистров 79 и 8 1 (Т „, и Т „„ ) в постоянное напряжение (UT макс

U т ссооооттннееттссттнвеенннноо)), которые чемнн рез делители напряжения на резисторах 95-98 (R„, К„, R» R<) поступают соответственно на неиннертирующий и инвертирующий входы операционного усилителя 94. Для правильной работы измерителя 8 нариационного размаха необходимо выполнять условия в этом случае напряжение U> на выходе операционного усилителя 94 будет равно где U — опорное напряжение для

ЦАП 89 и 91; аТ вЂ” величина вариационного размаха из выборки в 100 кардиоинтервалон.

Первый счетный блок 12 подсчитывает количество (П) компенсаторных пауз пульса, второй счетный блок 13 подсчитывает количество (Э) преждевременных сокращений сердца, третий счетный блок 14 подсчитывает суммарное количество (N) сердечных сокращений, и четвертый счетный блок 15 подсчитывает общее количество (П+3) случаев аритмии пульса.

Импульсом "Сброс" с третьего выхода второго блока 3 управления все счетные блоки 12-15 устанавливаются в нулевое состояние (счетчик 30 импульсов сбрасывается). На первые (счетные) входы счетных блоков 12-15 поступают тактовые импульсы соответственно с второго, третьего и четвертого выходов детектора 7 аритмии и с девятого выхода второго блока 3 управления. Содержимое счетчика 30 импульсов преобразуется в величину постоянного напряжения цифроаналоговым преобразователем 31 (Фиг. 1) .

Параметр ритма сердца, нызываемый, с первого блока 2 управления нажати53049 14 ем соответствующей кнопки 19 (3)

19 (11) переключателя 19, проходит н блоке 9 нормализации соответствующие преобразования, обеспечивающие надлежащую индикацию данного параметра н блоке 5 индикации. Параллельный двоичный код нажатой кнопки переключателя 19 с выхода регистра

10 17 поступает на перные входы коммутаторов 24, 25 напряжения, подключающих одно иэ напряжений со своих остальных входов (н соотнетстнии с кодом нажатой клавиши) к первому и второму входам АЦП 29.

Величина цифрового отсчета а. на

1 выходе АЦП 29 ранна:

При нажатии любой иэ кнопок 19(3)—

19 (11) к входам АЦП 29 подключаются напряжения с одноименных входов ком30 мутаторов 24, 25 напряжения. В таблице приведено соответствие между вызываемым на блок 5 индикации параметром ритма сердца и напряжения-ми, подключаемыми при этом к нходам

35 АЦП 29.

1553049

Продолжение таблицы

Продолжение таблицы г j

Напряжение, пропорциональное средней величине

Напряжение от первого источника

26 опорноЧастота пульса (Ч,) эа последние десять кардиоинтервалов, 19(4) Коэффициент аритмии (КА)

19(9) Напряжение, пропорциональное суммарному коНапряжение, пропорциональное го напряжения (третий) суммарному количестличеству компенсаторных пауз и преждевременных сокращений (восьмой) кардиоинтервалов эа поству сердечных сокращений (восьмой)

Напряжение от

Напряжение, пропорциональное веВеличина (ДТ) вариационного размаха, 19(10) Напряжение от первого источника

26 опорного напряжения (четвертый) Частота пульса (Ч 1оа ) за последние сто кардиоинтервалов, 19 (5) третьего источни» ка 28 ополичине вариационного размаха (девятый) рного напряжения (девятый)

Напряжение, пропорциональ. ное средней велиНапряжение, пропорциональное веОтносительная величина (Р) вариационного размаха, 29(11) личине вариационного размаха (десятый) чине кардиоинтервала эа

Количество (П) компенсаторных пауз пульса, 19 (Ь) последние сто карди-! оинтервалов (десятый) 40

Количество (Э) преждевременных сокращений пульса, 19(7) 45

Суммарное количество (Й) сердечных сокращений, 19(8) марному коли- источника честву сер- 27 опордечных сокра- ного нащений (седь- пряжения мой) (седьмой) Напряжение, пропорциональное количеству компенсаторных пауз пульса (пятый)

Напряжение, пропорциональное количеству преждевременных сокращений пульса (шестой)

Напряжение, пропорциональное суиследние

15 десять кардиоинтервалов (третий)

Напряжение, про20 порциональное средней величине кардиоинтервала за последние сто кардиоинЭО тервалов (четвертый)

Напряжение от второго источника 27 опорного напряжения (пятый)

Напряжение от второго источни ка 27 опорного напряжения (шестой)

Напряжение от второго

При нажатии кнопки 19(1) первого блока 2 управления устройство прекращает работу вследствие переключения триггеров 44 и 46 в нулевое состояние, что блокирует прохождение счетных импульсов пульса и тактовых импульсов через элементы И 33 и 35 второго блока 3 управления.

Устройство для анализа ритма сердца обеспечивает повышение достоверности определения параметров пульса благодаря исключению влияния на их величины результатов предыдущих измерений. Определение параметров ритма сердца в устройстве производится на фиксированной выборке, что дает возможность проводить точные

Формула изобретения

Устройство для анализа ритма сердца, содержащее формирователь им- 30 пульсов, вход которого подключен к входной шине устройства, последовательно соединенные первый блок управления и второй блок управления, генератор импульсов, подключенный к второму входу второго блока управления, и блок индикации, о т л и— чающее с я тем, что, с целью повышения достоверности оценки состояния сердечно-сосудистой системы 40 за счет получения информации о ее нагрузке и регуляторных возможностях, в него введены последовательно соединенные первый измеритель интервалов, детектор аритмии, иэмери- 45 тель вариационного размаха и блок нормализации, выход которого подключен к входу блока индикации, а второй вход — к второму выходу первого блока управления, третий выход ко- 50 торого соединен с третьим входом

1553 сравнительные оценки рн1мической деятел ьности.

Устройство позволяет точно контролировать величину нагрузки на сердечно-сосудистую систему как в

5 динамике — пс мгновенной частоте пульса и средней частоте пульса за десять кардиоинтервалов, так и в статике — по средней частоте пульса за сто кардиоинтервалов, позволяет определять интенсивность нагрузок (тренировок) по суммарному количеству сердечных сокращений на заданном временном интервале, дает возможность устанавливать границы предельной интенсивности нагрузок по суммарным количествам компенсаторных пауз и экстрасистол и по коэффициенту аритмии и обеспе- 0 чивает определение режима поведения и допустимости нагрузок ио абсолютным и относительным величинам вариационного размаха, характеризующим состояние регуляторных систем сер- >5 дечно-сосудистой системы.

049 !8 второго блока уирагден <я, первый, второй и третий выходь. которого подклю-<ены соответственно к первому, второму и третьему входам первого измерителя интервалов, второй измеритель интервалов, первый, второй и третий входы которогo соединены соответственно с четвертым, пятым и третьим выходами второго блока управления, первый выход — с третьим входом блока нормализации, а второй выход — с вторым входом детектора аритмии, третий измеритель интервалов, первый, второй и третий входы которого подключены соответственно к шестому, седьмому и восьмому выходам второго блока управления, а выход — к четвертому входу блока нормализации, пятый вход которого соединен с вторым входом измерителя вариационного размаха и с первым выходом первого измерителя интервалов, второй выход которого подключен к третьему входу детектора аритмии, и первый, второй, третий и четвертый счетные блоки, выходы которых соединены соответственно с шестым, седьмым, восьмым и девятым входами блока нормализации, первые входы — соответственно с вторым, третьим, четвертым выходами и с четвертым входом детектора аритмии, а вторые входы — с третьим выходом второго блока управления, четвертый вход которого подключен к выходу формирователя импульсов, девятый выход — к третьему входу измерителя вариационного размаха и к четвертому входу детектора аритмии, десятый выход — к пятому входу детектора аритмии, а одиннадцатый выход — к четвертому входу измерителя вариационного размаха, пятый вход которого соединен с восьмым выходом второго блока управления и с шестым входом детектора аритмии, пятый и шестой выходы которого подключены соответственно к шестому и к седьмому входам измерителя вариационного размаха.

1553049

1553049

Фиг. 2

1553049

Составитель П.Балуев

Редактор М.Циткина Техред М.Дидык

Корректор И.Муска

Заказ 411

Тирал 555

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r Ужгород, ул, Гагарина, 101