Устройство для непрерывного слежения за деятельностью сердца

 

Изобретение относится к области медицинской техники, а именно к устройствам для передачи электрокардиосигналов по радиоканалам, и может быть использовано в учреждениях практического здравоохранения, в том числе и в системе скорой помощи, в системе дистанционных консультативных центров. Технической задачей изобретения является повышение помехоустойчивости и избирательности приемника устройства. Устройство содержит электроды, предварительный усилитель, микропроцессор, блоки памяти нижнего и верхнего уровней, два блока сравнения, два пороговых блока, блок формирования сигнала тревоги, магнитный регистратор, блок звуковой сигнализации, генератор высокой частоты, амплитудный модулятор, генератор модулирующего кода, фазовый манипулятор, усилитель мощности, передающую и приемную антенны, блок перестройки, гетеродин, два смесителя, два усилителя промежуточной частоты, обнаружитель, две линии задержки, два ключа, амплитудный ограничитель, синхронный детектор, фазовый детектор, два измерителя ширины спектра, удвоитель фазы сравнений, два фазовращателя на 90°, сумматор, перемножитель, узкополосный фильтр и амплитудный детектор. 4 ил.

Предлагаемое устройство относится к области медицинской техники, а именно к конструкции устройств для передачи электрокардиосигналов по радиоканалам, и может быть использовано в учреждениях практического здравохранения, в том числе и в системе скорой помощи, в системе дистанционных консультативных центров.

Известны устройства для непрерывного слежения за деятельностью сердца и для диагностики заболеваний сердца (Авт. св. СССР №№ 1.811.380, 1.814.538; патенты РФ №№ 2.128.004, 2.181.258 и другие).

Из известных устройств наиболее близким к предлагаемому является “Устройство для непрерывного слежения за деятельностью сердца” (патент РФ № 2.181.258, А 61 В 5/04, 2000), которое и выбрано в качестве прототипа.

Указанное устройство содержит электроды, предварительный усилитель, микропроцессор, первый и второй блоки сравнения, блоки памяти нижнего и верхнего уровней, регулируемый первый пороговый блок, блок формирования сигнала тревоги, магнитный регистратор, блок звуковой сигнализации, генератор высокой частоты, амплитудный модулятор, генератор модулирующего кода, фазовый манипулятор, усилитель мощности, передающую антенну, приемную антенну, блок перестройки, гетеродин, смеситель, усилитель промежуточной частоты, обнаружитель, первую и вторую линии задержки, ключ, амплитудный ограничитель, синхронный детектор, фазовый детектор, первый и второй измерители ширины спектра, удвоитель фазы, второй блок сравнения и второй пороговый блок.

Известное устройство позволяет повышать надежность дистанционного слежения за деятельностью сердца наблюдаемого человека.

Однако в приемнике известного устройства одно и то же значение промежуточной частоты ω_пр может быть получено в результате приема сигналов на двух частотах ω₁ и ω₃, т.е. ω_пр=ω₁-ω_г и ω_пр=ω_г-ω₃.

Следовательно, если частоту настройки ω₁ принять за основной канал приема, то наряду с ним будет иметь место зеркальный канал приема, частота ω₃ которого отличается от частоты ω₁ на 2ω_пр и расположена симметрично (зеркально) относительно частоты ω_г гетеродина. Преобразование по зеркальному каналу приема происходит с тем же коэффициентом преобразования К_пр, что и по основному каналу. Поэтому он наиболее существенно влияет на избирательность и помехоустойчивость панорамного приемника.

Кроме зеркального существуют и другие дополнительные (комбинационные) каналы приема.

В общем виде любой комбинационный канал приема имеет место при выполнении условия:

ω_пр=|±mω_ki±nω_г|,

где ω_ki - частота комбинационного канала приема;

n, m - положительные числа.

Наиболее вредными комбинационными каналами приема являются каналы, возникающие при взаимодействии несущей частоты сигнала с гармониками частоты гетеродина малого порядка (второй, третьей и т.д.), так как чувствительность приемника по этим каналам близка к чувствительности основного канала. Так, два комбинационных канала при n=2 и m=1 соответствуют частотам (фиг.3):

ω_r1=2ω_r-ω_пр, ω_к2=2ω_r+ω_пр.

Наличие ложных сигналов (помех), принимаемых по зеркальному и комбинационным каналам, приводит к снижению помехоустойчивости и избирательности приемника.

Технической задачей изобретения является повышение помехоустойчивости и избирательности приемника устройства.

Поставленная задача решается тем, что устройство для непрерывного слежения за деятельностью сердца, содержащее последовательно включенные электроды, предварительный усилитель, амплитудный модулятор, второй вход которого соединен с выходом генератора высокой частоты, фазовый манипулятор, второй вход которого соединен с выходом генератора модулирующего кода, усилитель мощности и передающую антенну, первый смеситель, второй вход которого через гетеродин соединен с выходом блока перестройки, и первый усилитель промежуточной частоты, последовательно включенные обнаружитель, второй вход которого через первую линию задержки соединен с его выходом, первый ключ, амплитудный ограничитель, синхронный детектор, второй вход которого соединен с выходом первого ключа, и микропроцессор, выполненный в виде первого блока сравнения, блоков памяти нижнего и верхнего уровней и регулируемого первого порогового блока, выход которого является выходом микропроцессора, входом которого является вход первого блока сравнения, который подключен соответственно к блокам памяти нижнего и верхнего уровней и к первому пороговому блоку, последовательно подключенные к выходу первого порогового блока микропроцессора, блок формирования сигнала тревоги и блок звуковой сигнализации, последовательно подключенные к выходу амплитудного ограничителя вторую линию задержки, фазовый детектор, второй вход которого соединен с выходом амплитудного ограничителя, и магнитный регистратор, второй вход которого соединен с вторым выходом блока формирования сигнала тревоги, а третий - с выходом синхронного детектора, при этом управляющий вход блока перестройки соединен с выходом обнаружителя, снабжено первым и вторым фазовращателем на 90°, вторым смесителем, вторым усилителем промежуточной частоты, сумматором, перемножителем, узкополосным фильтром, амплитудным детектором и вторым ключом, причем ко второму выходу гетеродина последовательно подключены первый фазовращатель на 90°, второй смеситель, второй вход которого соединен с выходом приемной антенны, второй усилитель промежуточной частоты, второй фазовращатель на 90°, сумматор, второй вход которого соединен с выходом первого усилителя промежуточной частоты, перемножитель, второй вход которого соединен с выходом приемной антенны, узкополосный фильтр, амплитудный детектор и второй ключ. Второй вход которого соединен с выходом сумматора, а выход подключен к первым входам обнаружителя и первого ключа.

Структурная схема предлагаемого устройства представлена на фиг.1. Структурная схема обнаружителя изображена на фиг.2. Частотная диаграмма, поясняющая процесс образования дополнительных каналов приема, представлена на фиг.3. Временные диаграммы, поясняющие принцип работы устройства, изображены на фиг.4.

Устройство содержит последовательно включенные электроды 1, предварительный усилитель 2, амплитудный модулятор 12, второй вход которого соединен с выходом генератора 11 высокой частоты, фазовый манипулятор 14, второй вход которого соединен с выходом генератора 13 модулирующего кода, усилитель 15 мощности и передающую антенну 16, последовательно включенные приемную антенну 17, первый смеситель 20, второй вход которого через гетеродин 19 соединен с выходом блока 18 перестройки, и первый усилитель 21 промежуточной частоты, последовательно подключенные к второму выходу гетеродина 19 первый фазовращатель 34 на 90°, второй смеситель 35, второй вход которого соединен с выходом приемной антенны 17, второй усилитель 36 промежуточной частоты, второй фазовращатель 37 на 90°, сумматор 38, второй вход которого соединен с выходом первого усилителя 21 промежуточной частоты, перемножитель 39, второй вход которого соединен с выходом приемной антенны 17, узкополосный фильтр 40, амплитудный детектор 41, второй ключ 42, второй вход которого соединен с выходом сумматора 38, обнаружитель 22, второй вход которого через первую линию 23 задержки соединен с его выходом, первый ключ 24, второй вход которого соединен с выходом второго ключа 42, амплитудный ограничитель 25, синхронный детектор 26, второй вход которого соединен с выходом первого ключа 24, и микропроцессор 3, выполненный в виде первого блока 5 сравнения, блоков памяти нижнего 4 и верхнего 6 уровней и регулируемого первого порогового блока 7, выход которого является выходом микропроцессора 3, входом которого является вход первого блока 5 сравнения, который подключен соответственно к блокам памяти нижнего 4 и верхнего 6 уровней и к первому пороговому блоку 7, последовательно подключенные к выходу первого порогового блока 7 микропроцессора 3 блок 8 формирования сигнала тревоги и блок 10 звуковой сигнализации, последовательно подключенные к выходу амплитудного ограничителя 15 вторую линию 27 задержки, фазовый детектор 28, второй вход которого соединен с выходом амплитудного ограничителя 25, и магнитный регистратор 9, второй вход которого соединен с вторым выходом блока 8 формирования сигнала тревоги, а третий - с выходом синхронного детектора 26, при этом управляющий вход блока 18 перестройки соединен с выходом обнаружителя 22.

Обнаружитель 22 выполнен в виде последовательно включенных удвоителя 30 фазы, измерителя 31 широты спектра второй гармоники сигнала, второго блока 32 сравнения, второй вход которого соединен с выходом измерителя 29 ширины спектра сигнала, и второго порогового блока 33, управляющий вход которого соединен с выходом первой линии 23 задержки, а выход является выходом обнаружителя 22, при этом входы удвоителя 30 фазы и измерителя 29 ширины спектра сигнала объединены и являются входом обнаружителя 22.

В качестве блока 18 перестройки используется генератор пилообразного напряжения. Его назначением является изменение частоты гетеродина 19 по линейному пилообразному закону. В этом случае супергетеродинный приемник называется панорамным приемником.

Формула изобретения

Устройство для непрерывного слежения за деятельностью сердца, содержащее последовательно включенные электроды, предварительный усилитель, амплитудный модулятор, второй вход которого соединен с выходом генератора высокой частоты, фазовый манипулятор, второй вход которого соединен с выходом генератора модулирующего кода, усилитель мощности и передающую антенну, последовательно включенные приемную антенну, первый смеситель, второй вход которого через гетеродин соединен с выходом блока перестройки, и первый усилитель промежуточной частоты, последовательно включенные обнаружитель, второй вход которого через первую линию задержки соединен с его выходом, первый ключ, амплитудный ограничитель, синхронный детектор, второй вход которого соединен с выходом первого ключа, и микропроцессор, выполненный в виде первого блока сравнения, блоков памяти нижнего и верхнего уровней и регулируемого первого порогового блока, выход которого является выходом микропроцессора, входом которого является вход первого блока сравнения, который подключен соответственно к блокам памяти нижнего и верхнего уровней и к первому пороговому блоку, последовательно подключенные к выходу первого порогового блока микропроцессора блок формирования сигнала тревоги и блок звуковой сигнализации, последовательно подключенные к выходу амплитудного ограничителя вторую линию задержки, фазовый детектор, второй вход которого соединен с выходом амплитудного ограничителя, и магнитный регистратор, второй вход которого соединен с вторым выходом блока формирования сигнала тревоги, а третий - с выходом синхронного детектора, при этом управляющий вход блока перестройки соединен с выходом обнаружителя, отличающееся тем, что оно снабжено первым и вторым фазовращателями на 90°, вторым смесителем, вторым усилителем промежуточной частоты, сумматором, перемножителем, узкополосным фильтром, амплитудным детектором и вторым ключом, причем к второму выходу гетеродина последовательно подключены первый фазовращатель на 90°, второй смеситель, второй вход которого соединен с выходом приемной антенны, второй усилитель промежуточной частоты, второй фазовращатель на 90°, сумматор, второй вход которого соединен с выходом первого усилителя промежуточной частоты, перемножитель, второй вход которого соединен с выходом приемной антенны, узкополосный фильтр, амплитудный детектор и второй ключ, второй вход которого соединен с выходом сумматора, а выход подключен к первым входам обнаружителя и первого ключа.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4