Устройство для контроля частоты пульса

 

Изобретение относится к экспресс-измерениям в медицине неэлектрических величин , отражающих функциональное состояние человека, занимающегося физической культурой и спортом, в частности к пульсометрии. Цель изобретения - создание надежного измерителя частоты сердечных сокращений (ЧСС) в широком диапазоне сердечных пульсоритмов, а также четкой регистрации пульсовых сумм с отражением информации от быстроменяющихся процессов, происходящих на границе пульсовых зон, которые определяются параметрами каналов регистрации частоты сердечных сокращений. Указанная цель достигается тем, что временные интервалы каждой из N пульсовых зон устанавливаются независимыми друг от друга, для чего в каждый канал регистрации дополнительно введены логические элементы И и ИЛИ, а также генератор одиночных прямоугольных импульсов, с помощью которых параметры каналов регистрации могут изменяться одновременно (параллельно). Дополнительно в цифровые индикаторы введены светодиодные шкальные (линейчато-аналоговые) индикаторы, по которым визуально оценивается динамика деятельности сердечной .системы человека, тпенйоующегося с некоторой перегрузкой, и контролируемая ЧСС находится на границах пульсовых зон. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК ((9) (! !) т (s!)s А 61 В 5/0245

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Ейой31М

ИМПЕ Й::, .;.i i,;,":. II

Б!.1БАЙС Ег А юк

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4845729/14 (22) 28.06,90 (46) 07.05,93. Бюл, ¹ 17 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт по спортивным изделиям (72) В,M. Перлов и В.Н. Стройкин (56) Авторское свидетельство СССР № 858770, кл. А 61 9 5/02, 1978.

Авторское свидетельство СССР

N 163425 1, кл, А 61 B 5/02, 1988. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ЧАСТОТЫ ПУЛЬСА (57) Изобретение относится к экспресс-измерениям в медицине неэлектрических величин, отражающих функциональное состояние человека, занимающегося физической культурой и спортом, в частности к пульсометрии, Цель изобретения — создание надежного измерителя частоты сердечн ых сокращений (Ч СС) в широком диапазоне сердечных пульсоритмов, а такИзобретение относится к медицинской технике, в частности к устройствам для койтроля частоты пульса, и может использоваться. на занятиях по общефизической подготовке при индивидуальном доэировании физических нагрузок спортсменов, Цель изобретения — сокращение времени обработки результатов контроля частоты пульса за счет повышения оперативности подстройки границ контролируемых зон.

На фиг, 1 представлена блок-схема уст. ройства; на фиг. 2 — диаграммы сигналов.

Устройство для контррля частоты пульса содержит последовательно соединенные датчик 1, усилитель 2, формирователь 3, одновибратор 4, первый инвертор 5 и N KP 6. же четкой регистрации пульсовых сумм с отражением информации от быстроменяю-. щихся процессов, происходящих на границе пульсовых эон, которые определяются параметрами каналов регистрации частоты сердечных сокращений. Укаэанная цель достигается тем, что временные интервалы каждой из N пульсовых эон устанавливаются независимыми друг от друга, для чего в каждый канал регистрации дополнительно введены логические элементы И и ИЛИ, а также генератор одиночных прямоугольных импульсов, с помощью которых параметры каналов регистрации могут изменяться однОвременно (параллельно). Дополнительно в цифровые индикаторы введены светодиодные шкальные (линейчато-аналоговые) индикаторы, по которым визуально оценивается динамика деятельности сердечной системы человека, тоениоующегося с некоторой neperpysxoA, и контролируемая ЧСС находится на границах пульсовых эон, 2 ил.

Каждый из КР состоит из регулируемого генератора 7 импульсов, элемента И 8 и инвертора 9.

На выходе каждого КР включены счетчики 10, дешифраторы 11 и многоразрядный индикатор 12. Работа устройства синхронизирована при помощи элемента WIN — 13, входы которого соединены с выходами weмента И 8 всех КР 6, Младшие разряды (единицы) всех индикаторов 12 содержат параллельно подключенные к их входам

; шкальные индикаторы 14, сегменты которых расположены вертикально, а вход питания каждого шкального индикатора соединен с источником через аналоговый ключ 15. Вход управления ключом 15 через

1813407 инвертор 16 подключен к выходу элемента

ИЛИ 13, соединенному также с вторыми входами регулируемых генераторов 7 импульсов.

Устройство работает следующим образом.

С помощью датчика пульса 1, например

ЭКГ-электрода, физиологические проявления деятельности сердца преобразуются в электрокардиосигнал, который усиливается и фильтруется в усилителе 2.

Помехи, такие, например, как электромиографическая — от работающих мышц, подавляются фильтром усилителя 2. На выходе формирователя 3 образуются короткие импульсы {фиг. 2а), при помощи которых запускается одновибратор 4, с первым инвертором 5 на выходе. Таким включением обеспечивается запуск устройства для контроля частоты пульса с задержкой от-. носительно каждого импульса кардиопоследовательности, с тем чтобы в КР 6 для регистрации и подсчета поступал следующий за ним импульс. Регулируемый генератор 7 импульсов выполнен- по схеме одновибратора со сбросом, вход запуска Ko" торого составляет первый вход, а вход сброса — второй. На выходах генераторов 7 формируются одиночные прямоугольные импульсы различной длительности. ГенераTop 7 одиночного прямоугольного импульса

{ГОПИ) в первом из N каналов формирует самый короткий импульс, а ГОПИ 7 в и канале — самый продолжительный. Для осуществления подстройки границ контролируемых пульсовых эон длительность одиночного импульса любого генератора 7 регулируется в определенных пределах изменением параметров времяэадающих цепей при помощи электронно-регулируемых

R, С и! элементов; переключающих диодов или аналоговых ключей, а также многополюсных галетных переключателей, Между срезом запускающего импульса от одновибратора 4 и фронтом следующего за пусковым импульсом кардиопоследовательности образуется временной интервал, в котором укладывается различное число целых (до oiраничения следующим импульсом) одиночных прямоугольных импульсов (фиг. 2 — б, в и г), соответствующих пульсовым зонам с высокими частотами пульса, например до

200 — 250 уд/мин. Для выравнивания пульсовых зон по длительности и повышения

- точности подстройки их границ в каждом

i-ом канале иэ N измерения и регистрации, начиная со второго канала (I = 2, 3..., N), третий вход элемента И 8 соединен через

i-тый инвертор 9 с выходом I-1-го регулиру: емого генератора 7 импульсов, а третий вход элемента И 8 первого из N канала — с выходом N-ro регулируемого генератора 7, непосредственно. На трехвходовых элементах И 8 происходит частотное распределение импульсов кардиопоследовательности по соответствующим пульсовым зонам. По первому и третьему входам элемента И 8 каждого i-го канала формируется разностный интервал, соответствующий 1-ой пуль"0 совой зоне, вычитанием из одиночного импульса i-ro генератора 7 инвертированного одиночного импульса от i — 1-ro регулируемого генератора 7 импульсов (фиг. 2 — д, . д,..., Р). Так как на вторые входы всех эле-

15 ментов И 8 поступают счетно-пусковые импульсы кардиопоследовательности (фиг. 2а), то срабатывает элемент И 8 того канала, в котором счетно-пусковой импульс находится в разностном интервале (фиг. 2 — 3), а

20 счетчик 10 соответствующего KP 6 регистрирует увеличение на единицу пульсовой суммы (фиг. 2 — а, Р, е ), Помехозащищенность i в первом из N КР 6 достигается тем, что кроме формируемого по первому

25 Входу элемента И 8 пропускного разностного интервала самим. одиночным импульсом генератора 7 на третий вход И 8 одан сигнал от N-го регулируемого генератора 7 импульсов, и только полезный кардио-импульс

30 может запустить этот генератор и оказаться в пульсовой зоне i-to канала с достаточной для регистрации амплитудой, При возникновении необходимости в перемещении одной-двух из фиксируемых

З5 границ пульсовых зон, для анализа или коррекции пульсовых сумм, изменяют параметры времязадавщих цепей регулируемых генераторов 7 в соответствующих каналах и таким образом выбирают оптимальные ре40 жимы тренировок, Например, с момента начала тренировки прошло 30 с, и фиксация пульсовых счмм последовательно переходилас индикаторов 5-го и 4-го KP 6, остановившись на втором.

Однако индикатор 3-ro КР 6, регистрируя одиночные кардиоимпульсы, указывал на то, что граничный участок 3-ей пульсовой зоны следует как бы расширить в область

2-й пульсовой зоны. Уменьшив постоянную

50 времени заряда (разряда) времязадающей цепи генератора 7, и соответственно — длительность одиночного импульса на его выходе во втором КР 6, расширяем третью пульсовую зону. Уменьшая длительность

55 одиночного импульса в третьем канале, перемещаем nynbcoaye зону 3 КР 6 в сторону границы со второй пульсовой зоной, Если единичные кардиоимпульсы будут при этом зарегистрированы в 4 KP 6, можно

1813407 судить о некоторой перерегулировки и следует несколько увеличить длительность одиночного импульса в 3 КР 6, а границы других пульсовых зон остаются неизменными, Поскольку все регулировки генераторов 7 осуществляются дистанционно, при помощи пульта, значительно сокращаются временные потери на составление тренировочных программ и контроль пульсовых сумм в процессе тренировок спортсменов.

При подсчете пульсовых сумм одновременно со сменой цифр младшего разряда на цифровом индикаторе изменяется высота светящегося столба шкального индикатора

14. Для большей заметности работы шкального индикатора 14 его питание от источника постоянного тока осуществляется через аналоговый ключ 15, управляемый сигналами сброса с выхода элемента ИЛИ вЂ” 13 через инвертор 16, поэтому при быстрой смене цифр индикаторов 12 одновременно с изменением высоты столба шкального индикатора 14 происходит его светомодуляция в пульсовом ритме, что делает особенно заметной быструю смену пульсовых сумм на знаковых 12 и шкальных 14 индикаторах.

Целесообразно включение данного устройства в состав силовых тренажеров для эффектик ого самоконтроля.

Формула изобретения

1, Устройство для контроля частоты пульса, содержащее последовательно соединенные датчик пульса, усилитель, формирователь импульсов, одновибратьр и первый инвертор, и N каналов измерения и регистрации, каждый из которых включает последовательно соединенные счетчик импульсов, дешифратор и цифровой индикатор, отличающееся тем,что,сцелью сокращения времени обработки результатов контроля за счет повышения оперативности подстройки границ контролируемых эон частоты пульса, в него введены Й-входовой элемент ИЛИ, и N-1 инверторов, а каждый из N каналов измерения и регистрации дополнительно содержит последовательно соединенные регулируемый генератор одиночных прямоугольных им5 пульсов и трехвходовый элемент И, второй вход которого подключен к входу одновибратора, а выход — к входу соответствующего счетчика импульсов .и к соответствующему входу N-входового элемента ИЛИ, причем в

10 каждом из N каналов измерения и регистрации первый вход регулируемого генератора одиночных прямоугольных импульсов соединен с выходом первого инвертора, а второй вход — с выходом N-входового элемента

15 ИЛИ, в каждом i-м канале измерения и регистрации, начйная с второго (i = 2, 3, .„, N), третий вход трехвходового элемента И подключен к выходу i-го инвертора, вход которого соединен с выходом регулируемого

20 генератора одиночных прямоугольных импульсов (i-1)-ro канала измерения и регистрации, а выход регулируемого генератора одиночных прямоугольных импульсов N-го канала измерения и регистрации подклю25 чен к третьему входу трехвходового элемента И первого канала измерения и регистрации.

2, Устройство по и, 1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью упрощения сч тывания

30 показаний, в него введены последовательно соединенные инвертор, вход которого подключен к выходу М-входового элемента

ИЛИ, и ключ, второй вход которого соединен с шиной питания устройства, регулиру35 емый генератор одиночных прямоугольных импульсов выполнен по схеме одновибратора со сбросом и содержит управляемый формирователь-расширитель импульсов, и каждый иэ N каналов измерения и регистра40 ции дополнительно содержит полупроводниковый шкальный индикатор, сегменты которого расположены вертикально и подключены соответственно к входам младших разрядов соответствующего цифрового ин45 дикатора, а вход питания каждого шкального индикатора соединен с выходом ключа.

1813407

1813407

Составитель В.Стройкин

Техред М.Моргентал: Корректор Н,Король, Редактор Т.Федотов

Заказ 1793 Тираж .. Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Ёауаскал наО., 4/5

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