Устройство для непрерывного слежения за деятельностью сердца
Изобретение относится к области медицинской техники, а именно к конструкции устройств 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 панорамного приемника устройства. Устройство содержит электроды, предварительный усилитель, микропроцессор, блоки памяти нижнего и верхнего уровней, первый блок сравнения, регулируемый 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, первый и второй гетеродины, первый и второй смесители, первый и второй усилители промежуточной частоты, обнаружитель, первую и вторую линии задержки, первый и второй ключи, амплитудный ограничитель, синхронный детектор, фазовый детектор, удвоитель фазы, первый и второй измерители ширины спектра, первый и второй пороговые блоки. 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 здравоохранения, 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. свид. СССР №№776604, 1301376, 1311706, 1364298, 1377030, 1389751, 1409221, 1421303, 1535529, 1540800, 1641272, 1671264, 1725828, 1797856, 1811380, 1814538; патенты РФ №№2012225, 2012226, 2026636, 2028077, 2077864, 2080820, 2166798, 2108061, 2128004, 2181258; патенты США №№3616790, 4022192, 4231374, 5002064: Кардиомониторы. Аппаратура непрерывного контроля ЭКГ. Под ред. Бараноского А.Л. и др. - М. Радио и связь, 1993 и другие).
Из известных устройств наиболее близким к предлагаемому является “Устройство для непрерывного слежения за деятельностью сердца” (патент РФ №2181258, 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 и второй пороговый блок. Известное устройство позволяет повысить надежность дистанционного слежения за деятельностью сердца наблюдаемого человека.
Однако в панорамном приемнике известного устройства одно и то же значение промежуточной частоты Wпр может быть получено в результате приема сигналов на двух частотах W1 и Wз, т.е. Wпр=W1-Wг и Wnp=Wг-Wз.
Следовательно, если частоту настройки W1 принять за основной канал приема, то наряду с ним будет иметь место зеркальный канал приема, частота Wз которого отличается от частоты W1 на 2Wпр и расположена симметрично (зеркально) относительно частоты Wг гетеродина. Преобразование по зеркальному каналу приема происходит с тем же коэффициентом преобразования Кпр, что и по основному каналу. Поэтому он наиболее существенно влияет на избирательность и помехоустойчивость панорамного приемника, входящего в состав известного устройства.
Кроме зеркального существуют и другие дополнительные (комбинационные) каналы приема.
В общем виде любой комбинационный канал приема имеет место при выполнении условия:
Wпр=/±mWкi±nWг/,
где wкi - частота комбинационного канала приема;
m, n - целые положительные числа.
Наиболее вредными комбинационными каналами приема являются каналы, образующиеся при взаимодействии несущей частоты сигнала с гармониками частоты гетеродина малого порядка (второй, третий и т.д.), так как чувствительность панорамного приемника по этим каналам близка к чувствительности основного канала.
Так, два комбинационных канала при n=2 и m=1 соответствуют частотам (фиг.3):
wк 1=2Wг-Wпp, Wк2=2Wг+Wпp.
Наличие ложных сигналов (помех), принимаемых по зеркальному и комбинационным каналам, приводит к снижению помехоустойчивости и избирательности панорамного приемника.
Технической задачей изобретения является повышение помехоустойчивости и избирательности панорамного 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, последовательно включенные приемную антенну, первый смеситель, второй вход которого через первый гетеродин соединен с выходом блока перестройки, управляющий вход которого подключен к выходу второго порогового блока, 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, микропроцессор и блок формирования сигнала тревоги первый и второй выходы которого подключены соответственно к блоку звуковой сигнализации и магнитному регистратору, к выходу амплитудного ограничителя последовательно подключены вторая линия задержки и фазовый детектор, второй вход которого соединен с выходом амплитудного ограничителя, а выход подключен к второму входу магнитного регистратора, третий вход которого соединен с выходом синхронного детектора, при этом микропроцессор выполнен 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, снабжено вторым гетеродином, вторым смесителем, вторым усилителем промежуточной частоты, коррелятором, третьим пороговым блоком и вторым ключом, причем к выходу блока перестройки последовательно подключены второй гетеродин, второй смеситель, второй вход которого соединен с выходом приемной антенны, второй усилитель промежуточной частоты, коррелятор, второй вход которого соединен с выходом первого усилителя промежуточной частоты, третий пороговый блок и второй ключ, второй вход которого соединен с выходом первого усилителя промежуточной частоты, а выход подключен к первым входам обнаружителя и первого ключа, частоты первого Wг1 и второго Wг2 гетеродинов разнесены на удвоенное значение промежуточной частоты
Wг2 -Wг1-2Wпp,
выбраны симметричными относительно частоты W1 основного канала приема
W1 -Wг1=Wг2-W1=Wпp
и перестраиваются синхронно.
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 предающую антенну 16, последовательно включенные приемную антенну 17, первый смеситель 20, второй вход которого через первый гетеродин 19 соединен с выходом блока 18 перестройки, управляющий вход которого подключен к выходу обнаружителя 22, и первый усилитель 21 промежуточной частоты, последовательно подключенные к выходу блока 18 перестройки, второй гетеродин 34, второй смеситель 35, второй вход которого соединен с выходом приемной антенны 17, второй усилитель 36 промежуточной частоты, коррелятор 37, второй вход которого соединен с выходом первого усилителя 21 промежуточной частоты, третий пороговый блок 38, второй ключ 39, второй вход которого соединен с выходом первого усилителя 21 промежуточной частоты, обнаружителя 22, второй вход которого через первую линию задержки 23 соединен с его выходом, первый ключ 24, второй вход которого соединен с выходом второго ключа 39, амплитудный ограничитель 25, синхронный детектор 26, второй вход которого соединен с выходом первого ключа 24, микропроцессор 3 и блок 8 формирования сигнала тревоги, первый и второй выходы которого подключены к магнитному регистратору 9 и блоку 10 звуковой сигнализации, последовательно подключенные к выходу амплитудного ограничителя 25 вторую линию задержки 27 и фазовый детектор 28, второй вход которого соединен с выходом амплитудного ограничителя 25, а выход подключен к второму входу магнитного регистратора 9, третий вход которого соединен с выходом синхронного детектора 26.
При этом микропроцессор 3 выполнен 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.
Обнаружитель 22 выполнен в виде последовательно включенных удвоителя 30 фазы, измерителя 31 ширины спектра второй гармоники, второго блока 32 сравнения, второй вход которого соединен с выходом измерителя 29 ширины спектра, и второго порогового блока 33, управляющий вход которого соединен с выходом первой линии задержки 23, а выход является выходом обнаружителя, при этом входы удвоителя 30 фазы и измерителя 29 ширины спектра сигнала объединены и являются входом обнаружителя 22.
В качестве блока 18 перестройки используется, как правило, генератор пилообразного напряжения.
Устройство для непрерывного слежения за деятельностью сердца работает следующим образом.
Электроды 1 крепятся на наблюдаемом человеке (спортсмене, водителе транспорта, рабочем, пациенте с различными сердечно-сосудистыми нарушениями и заболеваниями и т.п.) в местах снятия ЭКГ, от которых в значительной степени зависит качество снимаемой электрокардиограммы. При этом возникают помехи, обусловленные физиологическими причинами (артефакты), и помехи, связанные с методическими помехами.
Помехи, обусловленные физиологическими причинами, зависят от биопотенциалов скелетных мышц и обычно считаются главным фактором, затрудняющим регистрацию биотоков сердца при активной мышечной деятельности. Для уменьшения указанных помех электроды 1 необходимо подключать в биополярных грудных отведениях. Это объясняется тем, что в области грудной клетки амплитуда ЭКГ имеет наибольшее значение, а грудные мышцы не принимают активного участия в двигательном процессе. Среди двух полюсных грудных отведений целесообразно использовать отведения Небо, при которых три электрода располагаются следующим образом.
Первый электрод располагается справа у места прикрепления III ребра к грудине. Второй - на уровне V ребра по левой среднеключистской линии. Третий электрод - на уровне IV ребра по средней подмышечной линии слева.
Система отведений Небо включает отведения:
А - между первым и вторым электродами,
Д - между первым и третьим электродами,
I - между вторым и третьим электродами.
Достоинством этих отведений является то, что они в определенной мере отражают биопотенциалы боковой и задней стенок сердца.
Помехи второй группы, связанные с методическими моментами, в принципе более существенны, и борьба с ними играет основную роль. К ним относятся помехи двоякого рода:
а) помехи от смещения электродов при толчках и сотрясениях, неизбежно возникающие в динамических условиях;
б) электрические помехи и искажения, имеющие подчас довольно сложную природу.
Смещение электродов вызывает помехи в связи с тем, что оно сопровождается кратковременным изменением переходного сопротивления между электродами и кожей.
Помехи электрического характера многообразны, причем почти все выражаются тем значительнее, чем больше величина сопротивления переходного контакта между электродами и кожей.
Для борьбы с методическими помехами и искажениями необходимо:
а) стабилизировать величину переходного сопротивления;
б) сделать эту величину не только постоянной, но и возможно меньше.
Первое достигается либо применением чашечных электродов, заполняемых пастой и прикрепляемых к коже клеолом и дополнительно лентами лейкопластыря, либо использованием жидкостных электродов - присосок. Последние обеспечивают повышенную надежность в связи с тем, что крепление производится комбинированным способом (приклеиванием клеем и присасыванием), а кроме того, жидкий электролит представляет абсолютную гомогенную контактную среду, свойство которой существенно не меняется при интенсивном потоотделении исследуемого.
Второе - снижение переходного сопротивления достигается путем комплексной обработки по Водолазскому П.А., поскольку высокое электрическое сопротивление кожи обусловлено свойствами как рогового слоя эпидермиса, так и жировой смазкой. Обработка включает два этапа - осторожное снятие верхнего слоя эпидермиса путем протирания абразивной пастой (мыльный крем с тонкомолотой пемзой в соотношении 4:1) и последующее очищение и обезжиривание кожи смесью Никифорова (спирт и эфир в соотношении 1:1).
Регистрируемый электродами 1 кардиосигнал m(t) (фиг.4, а), пройдя через предварительный усилитель 2, поступает на первый вход амплитудного модулятора 12, на второй вход которого подается высокочастотное колебание с выхода генератора 11 высокой частоты (фиг.4, б)
U 1(t)=V1· Cos (W1· t+
1), 0
t T1.
где V1, W1, 1, Т1 - амплитуда, несущая частота, начальная фаза и длительность гармонического колебания.
На выходе амплитудного модулятора образуется сигнал с амплитудой модуляцией (AM) (фиг.4, в)
U2(t)=V2· [1+m(t)]· Cos (W1· t+ 1), 0 t T1,
где V2=1/2К1· V1;
K1 - коэффициент передачи амплитудного модулятора;
m(t) - закон амплитудной модуляции;
AM - сигнал U2(t) поступает на первый вход фазового манипулятора 14, на второй вход которого подается модулирующий код M(t) (фиг.4, г), в котором в цифровом виде содержатся краткие сведения о наблюдаемом человеке, например фамилия, год рождения и другие библиографические сведения. На выходе фазового манипулятора 14 образуется сложный сигнал с комбинированной амплитудной модуляцией и фазовой манипуляцией (AM-ФМн) (фиг.4, д).
U3(t)=V3· [1+m(t)]· Cos (W1· t+ к(t)+ 1), 0 t T1.
где V3=1/2К2· V2;
К2 - коэффициент передачи амплитудного модулятора;
K(t)={0, 
} - манипулируемая составляющая фазы, отображающая закон фазовой манипуляции в соответствии с модулирующим кодом M(t) (фиг.4, г), причем к(t)=const при к
э<t>(к+1) э и может изменяться скачком при t=к э, т.е. на границах между элементарными посылками (к=0, 1, 2,... N-1);
э, N - длительность и количество элементарных посылок, из которых составлен сигнал длительностью T1(Т1=N э).
Данный сигнал после усиления в усилителе 15 мощности излучается передающей антенной 16 в эфир, принимается приемной антенной 17 и поступает на первые входы смесителей 20 и 35, на вторые входы которых подаются напряжения гетеродинов 19 и 34 соответственно:
Uг1(t)=Vг1· Cos(Wг1· t+ 
· t2+ г1), 0 t Tп.
Uг2(t)=Vг2· Cos(Wг 2· t+ · t2+ г2),
где Vг1, Vг2, Wг 1, Wг2 г1, г2, Tп - амплитуды, начальные частоты, начальные фазы и период повторения напряжений гетеродинов;
=Df/Tп - скорость изменения частоты гетеродинов в заданном диапазоне частот Df.
При этом частоты первого Wг1 и гетеродина 19 и второго Wг2 гетеродина 35 разнесены на удвоенное значение промежуточной частоты 2 Wпp
Wг2-Wг 1=2Wпp,
выбраны симметричными относительно частоты W1 основного канала
W1-Wг1 =Wг2-W1=Wпp
и перестраиваются синхронно.
На выходах смесителей 20 и 35 образуются напряжения комбинационных частот. Усилителями 21 и 36 промежуточной частоты выделяются напряжения разностной (промежуточной) частоты:
Uпp 1(t)=V4· [1+m(t)]· Cos[Wпp· t+ к(t)- · · t2+ пp1],
Uпp2(t)=V5· [1+m(t)]· Cos[Wпp· t+ к(t)+ · · t2+ пp2], 0 t T1,
где V4=1/2K3· V4· Vг1;
V5=1/2K3· V3 · Vг2;
K3 - коэффициент передачи смесителей;
Wпp=W1-Wг1=Wг 2-W1 - промежуточная частота;
пp1= 1- г1; пр2= г2- 1.
Эти напряжения представляют собой сложные сигналы с комбинированной амплитудной модуляцией, фазовой манипуляцией и линейной частотной модуляцией (AM-ФМн-ЛЧМ). Причем линейная частотная модуляция возникает принудительно за счет перестройки частот гетеродинов по линейному закону.
Напряжения Uпp 1(t) и Uпp2(t) поступают на два входа коррелятора 37, на выходе которого образуется напряжение V( ), пропорциональное корреляционной функции R( ), которое сравнивается в пороговом блоке 38 с пороговым уровнем Uпop2. Пороговый уровень Uпop2 превышается только при максимальном значении корреляционной функции Rmax( ) (Vmax( )). Так как канальные напряжения Uпp1(t) и Uпp 2(t) образуются одним и тем же сложным сигналом, принимаемым по двум каналам на одной и той же частоте W1, то между указанными канальными напряжениями существует сильная корреляционная связь. Корреляционная функция R( ) сложных сигналов имеет ярко выраженный главный лепесток, который превышает пороговое напряжения Uпop2 в пороговом блоке 38. При превышении порогового уровня Uпop2 в пороговом блоке 38 формируется постоянное напряжение, которое поступает на управляющий вход ключа 39, открывая его. Ключи 24 и 39 в исходном состоянии всегда закрыты.
Напряжение Uпp1(t) с выхода усилителя 21 промежуточной частоты через открытый ключ 39 поступает на вход обнаружителя 22, состоящего из первого 29 и второго 31 измерителей ширины спектра, удвоителя фазы 30, блока 32 сравнения и порогового блока 33.
На выходе удвоителя фазы 30 образуется напряжение
U4(t)=V6 · [1+m(t)]· Cos[2Wпp· t-2 · · t2+2 пp1], 0 t T1,
в котором фазовая манипуляция уже отсутствует.
Ширина спектра 
f2 второй гармоники сигнала определяется длительностью T1 сигнала
f2=1/T1,
тогда как ширина спектра fс принимаемого сигнала определяется длительностью э его элементарных посылок
fс=1/ э,
т.е. ширина спектра f2 второй гармоники сигнала в N раз меньше ширины спектра входного сигнала fс/ f2=N.
Следовательно, при умножении фазы АМ-ФМн-ЛЧМ сигнала на два его спектр “сворачивается” в N раз. Это обстоятельство и позволяет обнаружить входной сложный сигнал даже тогда, когда его мощность на входе панорамного приемника меньше мощности шумов и помех.
Ширина спектра fc входного сигнала измеряется с помощью измерителя 29, а ширина спектра f2 второй гармоники сигнала измеряется с помощью измерителя 31. Напряжения Vc и V2, пропорциональные fс и f2 соответственно, с выходов измерителей 29 и 31 ширины спектра поступают на два входа блока 32 сравнения. Так как Vc>>V 2 то на выходе блока 32 сравнения образуется положительный импульс, который сравнивается с пороговым напряжением Uпop 1 в пороговом блоке 33. Пороговое напряжение Uпop1 превышается только при обнаружении АМ-ФМн-сигнала. При превышении порогового уровня Uпop1 в пороговом блоке 33 формируется постоянное напряжение, которое поступает на управляющий вход блока 18 перестройки, переводя его в режим остановки, на вход линии задержки 23 и на управляющий вход ключа 24, открывая его.
С этого момента времени просмотра заданного диапазона частот Df и поиск АМ-ФМн-сигналов прекращается на время регистрации обнаруженного АМ-ФМн-сигнала, которое определяется временем задержки 1 линии задержки 23.
При прекращении перестройки гетеродина 19 на входе усилителя 21 промежуточной частоты образуется напряжение
Uпp3(t)=V4· [1+m(t)· Cos[Wпp· t+ к(t)+ пp1], 0 t Ti,
которое через открытые ключи 39 и 24 поступает на входы амплитудного ограничителя 25 и синхронного детектора 26. На выходе амплитудного ограничителя 25 образуется ФМн-сигнал (фиг.4,е)
U6=V0· Cos[Wпp· t+ к(t)+ пp1], 0 t Т1,
где V0 - порог ограничения,
который поступает на второй вход синхронного детектора 26 и на входы линий задержки 27 и фазового детектора 28. В результате синхронного детектирования на выходе синхронного детектора 26 образуется низкочастотное напряжение
UH1(t)=V H1· [1+m(t)],
где VH1 =1/2K4 V4 V6;
K4 - коэффициент передачи синхронного детектора;
пропорциональное исходному кардиосигналу m(t) (фиг.4, а). Это напряжение поступает на вход блока 5 сравнения микропроцессора 3, в котором происходит сравнение регистрируемого сигнала конкретного пациента с установленными для нормального человека нижним и верхним предельно допустимыми уровнями, поступающими на блок 5 сравнения с блоков 4 и 6 памяти нижнего и верхнего уровней. При отклонении значения регистрируемого сигнала за предельно допустимые его величины срабатывает регулируемый пороговый блок 7, включая блок 10 звуковой индикации и магнитный регистратор 9. Последний осуществляет запись в течение 5-10 секунд и регистрацию патологического процесса на портативную кассету.
Питание устройства осуществляется от портативного источника тока (не показано). Линия задержки 27 и фазовый детектор 28 обеспечивают детектирование ФМн-сигнала U6(t) (фиг.4, е) методом относительной фазовой манипуляции, который свободен от явления “обратной работы”. При этом время задержки 2 линии задержки 27 выбирается равной длительности э элементарных посылок ( 2= э) (фиг.4, з). В этом случае опорным напряжением для последующей элементарной посылки служит предыдущая элементарная посылка. На выходе линии задержки 27 образуется напряжение (фиг.4, з)
U7(t)=V0· Cos[Wпp· (t- 2)+ к(t- 2)+ пp1], 0 t T1,
которое поступает на второй вход фазового детектора 28. На выходе последнего образуется низкочастотное напряжение (фиг.4, и)
UH2(t)=VH2· Cos K(t),
где VH2=1/2K5 V 20;
K6 - коэффициент передачи фазового детектора;
пропорциональное модулирующему коду M(t) (фиг.4, г). Это напряжение фиксируется магнитным регистратором 9.
Следовательно, магнитный регистратор 9 обеспечивает регистрацию сведений о пациенте и его патологические данные о сердечно-сосудистой системе.
Время задержки 1 линии задержки 23 выбирается таким, чтобы можно было зафиксировать сведения о пациенте и его патологические данные о сердечно-сосудистой системе на магнитную кассету. По истечении этого времени напряжение с выхода линии задержки 23 поступает на вход сброса обнаружителя 22 (порогового блока 33) и сбрасывает его содержимое на нулевое значение. При этом блок 18 перестройки переводится в режим перестройки, а ключи 39 и 24 закрываются, т.е. они переводятся в свои исходные состояния. С этого момента времени просмотр заданного частотного диапазона Df u поиск АМ-ФМн-сигналов продолжается.
В случае обнаружения следующего АМ-ФМн-сигнала работа устройства происходит аналогичным образом.
Устройство может быть выполнено в модификациях, предназначенных для пациентов с различными сердечно-сосудистыми нарушениями, (экстрасистолия, ишемическая болезнь сердца), в него вводится эталонная информация в микропроцессор, с которой будет осуществляться сравнение регистрируемых сигналов. Например, у больного с предрасположенностью к пароксимальной тахикардии будет отслеживаться частота сердечных циклов, в случае эстрасистолии - периодичность, число и форма экстрасистол, при ишемии миокарда программное устройство будет настроено на сравнении амплитуды, направленности и длительности зубцов и интервалов ЭКГ.
Устройство обеспечивает дистанционное получение объективной информации о состоянии сердца в реальных условиях социально-производственной жизни, осуществляет индивидуализированный дистанционный контроль за деятельностью сердца конкретного пациента, оперативно оповещает о появлении ранних объективных признаков острых сердечных нарушений и, следовательно, повышает эффективность терапевтических и реабилитационных мероприятий. При этом дистанционный контроль осуществляется одновременно за деятельностью сердца нескольких пациентов, радиосигналы которых используют различные частоты и модулирующие коды, которые передают по радиоканалам кроме кардиосигналов еще и сведения о пациентах.
Устройство может быть использовано в профилактических кардиологических исследованиях, в практической работе с соответствующим контингентом, в спортивной медицине, авиакосмических полетах, в целях диагностики и предупреждения нарушений и отклонений сердечной деятельности у водителей автотранспорта.
Описанная выше работа устройства соответствует случаю приема полезных АМ-ФМн-сигналов по основному каналу на частоте W1 (фиг.3).
Если ложный сигнал (помеха) принимается на первой зеркальной частоте Wз1 (фиг.3), то в смесителях 20 и 35 он преобразуется в напряжения следующих частот:
Wз11=Wг1 -Wз1+ 1t=Wпp+ 1t;
Wз12=Wг2-Wз1 + 1t=3Wпp+ 1t;
Wз(2)11=2Wг1 -Wз1+ 2t;
Wз(2)12=2Wг2 -Wз1+ 2t;
где первый индекс обозначает канал, по которому принимается ложный сигнал (помеха);
второй индекс обозначает номер гетеродина, частота которого участвует в преобразовании несущей частоты принимаемого ложного сигнала (помехи);
индекс в степени обозначает вторую гармонику частоты гетеродина;
1, 2 - скорости изменения первой и второй гармоник частот гетеродинов ( 2=2 1).
Однако только напряжение с частотой Wз 11 попадает в полосу пропускания Wп усилителя 21 промежуточной частоты. Выходное напряжение коррелятора 37 равно нулю, так как в полосе пропускания Wп усилителя 36 промежуточной частоты напряжение отсутствует. Ключ 39 не открывается и ложный сигнал (помеха), принимаемый на первой зеркальной частоте Wз1, подавляется.
По аналогичной причине подавляется и ложный сигнал (помеха), принимаемый на второй зеркальной частоте Wз2, на первой Wк1, второй Wк2, третьей Wк3 и четвертой Wк4 комбинационных частотах.
Если ложные сигналы (помехи) одновременно принимаются на первой Wз 1 и второй Wз2 зеркальных частотах, что в смесителях 20 и 35 они преобразуются в напряжения следующих частот:
Wз11=Wг1+W1t-Wз 1=Wпp+ 1t;
Wз12=Wг2-W1 t-3Wпp+ 1t;
Wз(2)11=2Wг1 + 2t-Wз1;
Wз(2)12 =2Wг2+ 2t-Wз1;
Wз21=Wз2 -Wг1- 1t=3Wпp- 1t;
Wз22=Wз2-Wг1 - 1t=Wпp- 1t;
Wз(2)21=2Wг1 + 2t-Wз2;
Wз(2)22 =2Wг2+ 2t-Wз2;
В этом случае напряжения с частотами Wз11 и Wз22 попадают соответственно в полосу пропускания Wп усилителей 21 и 36 промежуточной частоты. Однако ключ 39 не открывается. Это объявляется тем, что разные ложные сигналы (помехи) принимаются на разных частотах Wз1 и Wз2 поэтому между канальными напряжениями существует слабая корреляционная связь. Выходное напряжение коррелятора 37 не превышает порогового уровня Vпop2 в пороговом блоке 38. Ключ 39 не открывается и ложные сигналы (помехи), принимаемые одновременно на первой Wз1 и второй Wз2 зеркальных частотах, подавляются.
Кроме того, следует отметить, что корреляционная функция помех не имеет ярко выраженного главного лепестка, как это имеет место у сложных сигналов.
По аналогичной причине подавляются и ложные сигналы (помехи), принимаемые одновременно на первой Wк1 и второй Wк2 комбинационных частотах или двух или более других комбинационных или других частотах.
Таким образом, предлагаемое устройство по сравнению с прототипом и другими техническими решениями аналогичного назначения обеспечивает повышение помехоустойчивости и избирательности панорамного приемника устройства. Это обработка канальных напряжений и замечательное свойство корреляционной функции сложных сигналов. При этом частоты Wг1 и Wг2 гетеродинов разнесены на удвоенное значение промежуточной частоты
Wг2-Wг1 =2Wпp,
выбраны симметричными относительно частоты W 1 основного канала приема
W1-Wг1 =Wг2-W1=Wпp
и перестраиваются синхронно. Это обстоятельство приводит к удвоению числа дополнительных каналов приема, но создает благоприятные условия для их подавления корреляционной обработкой.
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 первый гетеродин соединен с выходом блока перестройки, управляющий вход которого подключен к выходу первого порогового блока, являющегося выходом обнаружителя, и первый усилитель промежуточной частоты, последовательно включенные обнаружитель, вторым входом которого являются объединенные входы измерителя ширины спектра сигнала и удвоителя фазы, к которому последовательно подключены измеритель ширины спектра второй гармоники и второй блок сравнения, второй вход которого соединен с выходом измерителя ширины спектра сигнала, и первый пороговый блок, управляющий вход которого через первую линию задержки соединен с выходом обнаружителя, первый ключ, амплитудный ограничитель, синхронный детектор, второй вход которого соединен с выходом первого ключа, микропроцессор и блок формирования сигнала тревоги, первый и второй выходы которого подключены соответственно к блоку звуковой сигнализации и магнитному регистратору, к выходу амплитудного ограничителя последовательно подключены вторая линия задержки и фазовый детектор, второй вход которого соединен с выходом амплитудного ограничителя, а выход подключен к второму входу магнитного регистратора, третий вход которого соединен с выходом синхронного детектора, при этом микропроцессор выполнен в виде первого блока сравнения, блоков памяти нижнего и верхнего уровней и регулируемого 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, отличающееся тем, что оно снабжено вторым гетеродином, вторым смесителем, вторым усилителем промежуточной частоты, коррелятором, вторым пороговым блоком и вторым ключом, причем к выходу блока перестройки последовательно подключены второй гетеродин, второй смеситель, второй вход которого соединен с выходом приемной антенны, второй усилитель промежуточной частоты, коррелятор, второй вход которого соединен с выходом первого усилителя промежуточной частоты, второй пороговый блок и второй ключ, второй вход которого соединен с выходом первого усилителя промежуточной частоты, а выход подключен к первым входам обнаружителя и первого ключа, при этом частоты первого Wr1 и второго Wr2 гетеродинов разнесены на удвоенное значение промежуточной частоты
Wr2 -Wr1=2Wпр,
выбраны симметричными относительно частоты W1 основного канала приема
W1 -Wr1=Wr2-W1=Wпр,
с синхронной их перестройкой.
РИСУНКИ
