Фотоплетизмограф

 

Фотоплетизмограф относится к медицинской технике и может быть использован для контроля и изучения периферического кровотока. Целью изобретения является повышение точности измерения параметров периферического кровообращения путем исключения из сигнала фотоплетизмограм- .мы неинформативных составляющих. Фотоплетизмограф содержит генератор 1, источник 2 света, первый и второй преобразователи 3 и 4, регистратор 5, первый и второй интегрирующие усилители б и 7, вычислитель 8, блок 9 управления. Вычислитель 8 содержит мультиплексор 10, аналого-цифровой преобразователь 11 и процессор 12. 1 ил.

COtO3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (яу А 61 В 5/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ВЕСУ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Аоай РГт (21) 4652243/14 (22) 20.02.89 (46) 07.11.91. Бюл. М 41 (71) Научно-исследовательский институт прикладных физических проблем им. А. Н, Севченко, Институт физики АН БССР и Минский государственный медицинский институт (72) С. Г. Бойко, А. В. Киреев, А. Н. Красовский, В. Б. Михайлов и А. С. Наумович (53) 615.47(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

)Ф 888931, кл. А 61 В 5/02, 1981. (54) ФОТОПЛ ЕТИЗМОГРАФ

„„Я „„1688842 Al (57) Фотоплетизмограф относится к медицинской технике и может быть использован для контроля и изучения периферического кровотока. Целью изобретения является повышение точности измерения параметров периферического кровообращения путем исключения из сигнала фотоплетизмограм,мы неинформативных составляющих. Фотоплетизмограф содержит генератор 1, источник 2 света, первый и второй преобразователи 3 и 4, регистратор 5, первый и второй интегрирующие усилители 6 и 7, вычислитель 8; блок 9 управления. Вычислитель 8 содержит мультиплексор 10, аналого-цифровой преобразователь 11 и процессор 12. 1 ил.

1688842 счетом соединены соответственно с треть- 35 им, четвертым и пятым входами вычислителя 8.

50

Изобретение относится к медицинской технике, в частности к медицинским фотометрическим устройствам, и может быть использовано в физиотерапии и функциональной диагностике для контроля и изучения периферического кровотока при диагностике состояния сердечно-сосудистой системы человека, Целью изобретения является повышение точности измерения параметров периферического кровообращения путем исключения из сигнала фотоплетизмограммы неинформативных составляющих.

На чертеже представлена функциональная схема устройства.

Фотоплетизмограф содержит соединенные последовательно генератор 1 импульсов, источник 2 света, а также первый 3 и второй 4 преобразователи, регистратор 5, первый 6 и второй 7 интегрирующие усилители, входы которых соединены соответственно с выходом первого 3 и второго 4 преобразователей, вычислитель 8, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходом первого 6 и второго 7 интегрирующих усилителей, а выход — с входом регистратора 5, блок 9 управления, выход "Запуск" которого соединен с входом генератора 1 импульсов, входы "Разрешение" и "Сброс" — с вторым и третьим входами соответственно первого 6 и второго 7 интегрирующих усилителей, выход управле ния мультиплексированием, выход управления дискретизацией и выход управления

Вычислитель 8 содержит соединенные последовательно мультиплексор 10, аналого-цифровой преобразователь 11, процессор 12, выход которого подключен к выходу вычислителя 8, первый, второй и третий входы которого соединены соответственно с первым, вторым и третьим входами мультиплексора 10, а четвертый и пятый — соответственно с вторыми входами аналого-цифрового преобразователя 11 и процессора 12.

Фотоплетизмограф работает следующим образом.

Процесс измерения параметров периферического кровотока состоит из двух основных этапов. В начале каждого этапа с третьего выхода блока 9 управления подается команда очистки интегрирующих усилителей 6 и 7, хранящих результат предыдущего этапа измерений. В первом этапе по команде с блока 9 управления генератор 1 импульсов формирует злектрический импульс, мощность которого

30 достаточна для питания источника 2 света.

Одновременно с излучением светового импульса, на втором выходе блока 9 управле-ния формируется импульс разрешения для работы интегрирующих усилителей 7 и 6.

Источник 2 излучает световой поток, который, частично поглощаясь тканями биологического обьекта, достигает первого преобразователя 3, От источника 2 световой поток достигает второго преобразователя 4, не взаимодействуя с биологическим объектом. Преобразователи 3 и 4 формируют электрические сигналы, пропорциональные величине падающего на них светового потока. Электрический сигнал с преобразователя 3 поступает на вход интегрирующего усилителя 6, а сигнал с преобразователя 4— на вход интегрирующего усилителя 7. В течение действия разрешающего импульса интегрирующие усилители 6 и 7 производят интегрирование поступающих на них сигналов, после чего эти усилители переходят в режим хранения. В следующий момент времени на пятом выходе блока 9 управления формируется импульс, запускающий АЦП

11, который преобразует в цифровой код сигнал, поступающий с выхода интегрирующего усилителя 6 через мультиплексор 10.

Результат преобразования 11 заносится в память процессора 12 и содержит следующие составляющие:

11=1инф + 1ф1+1др1 (1) где 1инф — составляющая, пропорциональная световому потоку, прошедшему сквозь биологическую ткань (информационная составляющая);

1ф — составляющая, пропорциональная фоновой засветке, измеренной преобразователем 3;

1др — составляющая, зависимая от температурного и временного дрейфов первого преобразователя.

В последующие моменты времени по сигналам с четвертого и пятого выходов блока 9 управления переключается мультиплексор 10 и опять запускается АЦП 11, преобразующий в цифровой код сигнал, поступающий с выхода интегрирующего усилителя 7 через мультиплексор 10. Результат преобразования 12.также заносится в память процессора 12 и содержит следующие составляющие;

12=1ист+ 1ф2+ 1др2, (2) где 1ист — составляющая, обусловленная излучением источника 2 света, но не прошедшим сквозь биологическую ткань;

1фг — составляющая, пропорциональная фоновой засветке, измеренной преобразователем 5;

1688842

Составитель Б. Фигурин

Техред М.Моргентал

Редактор И. Шманова

Корректор С. Черни

Заказ 3760 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101

1др2 — составляющая, обусловленная температурным и временным дрейфами преобразователя 5.

Второй этап измерения повторяет первый этап, но без включения источника 2 5 света. На этом этапе преобразователи 3 и 4 формируют электрические сигналы, обусловленные воздействием внешних паразитных засветок, В итоге в память процессора

12 записываются результаты преобразова- 10 ний I, и 12, Ii - 1ф + 1др, (3)

12= 1ф2+ 1др2 ° (4)

После завершения обоих этапов измерений с шестого выхода блока 9 управления 15 подается команда, инициирующая процессор 12 на выполнение следующих вычислительных операций:

11 I =(1инф+1ф1+1др.1)(1ф1+1др.1)=1инф

12 I 2=(1ист+1ф2+1др.гнIф2+1др.2)=1ист; 20

1 р е т

1ист

Результат последней арифметической операции поступает на регистратор 5.

Пульсации кровотока в периферических 25 сосудах ткани биологического обьекта вызывают модуляцию светового потока, достигающего преобразователя 3, При многократном повторении описанных двух тактов графически регистрируется фотопле- 30 тизмограмма, которая не искажена влиянием внешних, источников света, нестабильностью как источника 2 света, так и нестабильностью преобразователя 3 и 4.

0о сравнению с известным предлагаемое устройство обеспечивает более высокую точность измерения параметров периферического кровотока путем исключения воздействия на результаты измерения внешних световых потоков и нестабильности собственных источников света и преобразователей.

Формула изобретения

Фотоплетизмограф, содержащий соединенные последовательно генератор импульсов и источник света, а также первый и второй преобразователи, регистратор, о тлича ющи йся тем,что,сцелью повышения точности измерения параметров периферического кровообращения путем исключения из сигнала фотоплетизмограммы неинформативных составляющих, в него введены первый и второй интегрирующие усилители, входы которых соединены соответственно с выходами первого и второго преобразователей, вычислитель, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходами первого и второго интегрирующих усилителей, а выход — с входом регистратора, блок управления, выход "Запуск" которого соединен с входом генератора импульсов, выходы "Разрешение" и "Сброс"— с вторым и третьим входами соответственно первого и второго интегрирующих усилителей, выходуправления мультиплексированием, выход управления дискретизацией и выход управления счетом — соответственно с третьим, четвертым и пятым входами вычислителя.