Пульсовый оксиметр

Изобретение относится к медицинской технике. Пульсовый оксиметр содержит блок красного излучателя (1), блок инфракрасного излучателя (2), фотоприемник (3), блок синхронизации (7), блок вычислителя (6) и блок индикации (10). Пульсовой оксиметр дополнительно содержит аналого-цифровой преобразователь (4), оперативное запоминающее устройство (5), постоянное запоминающее устройство (9) и два узла сравнения (81, 82), а блок индикации (10) включает в себя устройство оповещения. Блок синхронизации (7) выходами соединен с блоками красного (1) и инфракрасного (2) излучателей и блоком вычислителя (6). Аналого-цифровой преобразователь (4) входами соединен с фотоприемником (3) и блоком синхронизации (7), а выходом - с одним из входов оперативного запоминающего устройства (5), другой вход которого соединен с выходом блока синхронизации (7). Выходы оперативного запоминающего устройства (5) подключены к входам блока вычислителя (6), к выходу которого подключены блок индикации (10) с устройством оповещения и два узла сравнения (81, 82), каждый из которых выходом соединен с блоком индикации (10), а вторым входом - с постоянным запоминающим устройством (9). Применение изобретения позволит информировать о тенденции снижения уровня насыщения крови кислородом за счет формирования двух сигналов оповещения - предварительного, когда уровень насыщения крови кислородом уменьшился до предела, при котором человек еще не потерял сознание, и основного для информирования окружающих лиц с целью привлечения сторонней помощи. 3 ил.

 

Устройство относится к медицинской технике и, более конкретно, к устройствам акустического и визуального оповещения о возможном наступлении гипоксии с целью принятия мер, позволяющих избежать наступления этого состояния.

В настоящее время известно большое количество модификаций приборов для измерения насыщения крови кислородом - оксиметров, выпускаемых промышленностью серийно. Известно также много патентов, описывающих, в основном, конструктивные особенности оксиметров. Например, патенты США 5035243; 5249576; 5069213; 4621643. Принцип оценки коэффициента сатурации, реализуемый в этих устройствах, состоит в измерении поглощения артериальной и венозной кровью света в красном и инфракрасном диапазонах, вычислении коэффициента насыщения и сопоставлении измеренного коэффициента с некоторым порогом. Если измеренное значение ниже порога, то считается, что наступила гипоксия. Однако при гипоксии человек находится в бессознательном состоянии и самостоятельно повлиять на выход из этого состояния не может. Поэтому целесообразным является прогнозирование возможного наступления гипоксии с формированием предупредительного акустического и визуального сигнала. Такая задача встречается в процессе выполнения физических нагрузок у подводников, спортсменов и т.д., когда человек по самочувствию не ощущает приближающейся гипоксии. Получив сигнал, предупреждающий о возможной близости гипоксии, человек может снизить физическую нагрузку и выполнить ряд мер, рекомендованных медицинскими специалистами, например, попытаться успокоиться и сделать несколько глубоких вдохов. В результате выполнения такой простой процедуры насыщение крови кислородом увеличится, и опасность наступления гипоксии уменьшится.

Известен «Пульсовой оксиметр» (заявка на изобретение РФ №2003118781), содержащий источники излучения в красном и инфракрасном диапазонах, фотоприемник, два источника тока, преобразователь ток-напряжение, преобразователь напряжения с логарифмической характеристикой, два синхронных детектора, два фильтра верхних частот, усилители напряжения переменного тока, два синхронных детектора, блок вычислителя, индикатор, формирователь сигналов управления, устройство выборки и хранения. Устройство предназначено для измерения насыщенности крови кислородом.

Также известен «Пульсовой оксиметр» (Патент РФ №2332165), содержащий источники излучения в красном и инфракрасном диапазонах, два генератора импульсов, фотоприемник, преобразователи ток-напряжение, два устройства выборки и хранения, два усилителя напряжения, два фильтра низких частот, два фильтра высоких частот, блок управления, два генератора импульсов засветки, блок индикации, два коммутатора, определитель наличия или отсутствия датчика на пальце пациента, два сумматора и автономный источник питания. Устройство предназначено для измерения насыщения крови кислородом.

Наиболее близким к заявляемому устройству (прототипом) является «Пульсовой оксиметр» (Патент РФ №2259161), содержащий блок красного излучателя, блок инфракрасного излучателя, блок фотоприемника, формирователь импульсов, три синхронных детектора, два вычитателя, блок вычислителя и индикации.

К недостаткам указанных устройств можно отнести отсутствие возможности информирования о тенденции снижения уровня насыщения крови кислородом, что может привести к гипоксии.

В основу заявляемого технического решения положена задача создания устройства, формирующего два сигнала оповещения, первый из которых предварительный, формируемый при возможном наступлении гипоксии, а второй - основной, формируемый при уже наступившей гипоксии и служащий для привлечения сторонней помощи.

Поставленная задача решается тем, что пульсовый оксиметр, содержащий блок красного излучателя, блок инфракрасного излучателя, фотоприемник, оптически соединенный с блоками красного и инфракрасного излучателей, блок синхронизации, соответствующими выходами соединенный с блоками красного и инфракрасного излучателей и блоком вычислителя, и блок индикации, согласно изобретению, дополнительно содержит аналого-цифровой преобразователь, оперативное запоминающее устройство, постоянное запоминающее устройство и два узла сравнения, а блок индикации включает в себя устройство оповещения, при этом аналого-цифровой преобразователь соответствующими входами соединен с фотоприемником и блоком синхронизации, а выходом - с одним из входов оперативного запоминающего устройства, другой вход которого соединен с соответствующим выходом блока синхронизации, а выходы оперативного запоминающего устройства подключены к соответствующим входам блока вычислителя, к выходу которого подключены блок индикации с устройством оповещения и два узла сравнения, каждый из которых выходом соединен с блоком индикации, а вторым входом - с постоянным запоминающим устройством.

На фиг.1 представлена структурная схема заявляемого пульсового оксиметра, на фиг.2 изображены измеряемые параметры регистрируемой пульсовой волны (Ua и Uc - переменная и постоянная составляющие, соответственно, Un - шум, вызванный внешней засветкой) и на фиг.3 калибровочная кривая для расчета коэффициента насыщения крови кислородом.

Пульсовый оксиметр содержит блоки красного 1 и инфракрасного 2 излучателей, излучение которых, проходя через ткани пациента, попадает на фотоприемник 3. Выходом фотоприемник 3 соединен с входом аналого-цифрового преобразователя (АЦП) 4, а выход АЦП 4 соединен с одним из входов оперативного запоминающего устройства (ОЗУ) 5. Выходы ОЗУ 5 подключены к соответствующим входам блока вычислителя 6, а вторым входом ОЗУ 5 соединен с одним из выходов блока синхронизации 7, остальные выходы которого подключены к соответствующим входам блоков красного 1 и инфракрасного 2 излучателей, АЦП 4, и блока вычислителя 6. Выход блока вычислителя 6 соединен с одним из входов каждого из узлов сравнения 81 и 82, другие входы которых соединены с соответствующими выходами постоянного запоминающего устройства (ПЗУ) 9, и с одним из входов блока индикации 10. Два других входа блока индикации 10, который включает в себя и устройство оповещения, соединены, соответственно, с выходами узлов сравнения 81 и 82.

Пульсовый оксиметр работает следующим образом.

Блок синхронизации 7 содержит генератор тактовых импульсов, который формирует несколько импульсных последовательностей, запускающих отдельные узлы. Импульс включения блока красного излучателя 1 поступает с выхода блока синхронизации 7. И блок инфракрасного излучателя 2 запускается импульсом с выхода блока синхронизации 7, но с задержкой по времени относительно импульса запуска блока красного излучателя 1. Свет от блоков излучателей, проходя через ткани пациента, вызывает изменение уровня сигнала на выходе фотоприемника 3. Разновременное кратковременное включение блоков красного 1 и инфракрасного 2 излучателей света обеспечивает раздельное измерение поглощения света тканями пациента на разных длинах волн, по которым далее производится вычисление коэффициента насыщения крови кислородом.

АЦП 4 запускается импульсом с выхода блока синхронизации 7 с необходимой для исключения влияния переходных процессов задержкой относительно импульсов запуска блоков красного 1 и инфракрасного 2 излучателей. После завершения аналого-цифрового преобразования цифровые отсчеты сигналов с выхода фотоприемника 3 при работе блоков красного 1 и инфракрасного 2 излучателей записываются в соответствующие области памяти ОЗУ 5. В другую область памяти ОЗУ 5 записывается оцифрованный отсчет сигнала фоновой засветки при выключенных блоках 1 и 2. Это необходимо для устранения влияния внешней засветки фотоприемника 3 путем вычитания в блоке вычислителя 6 отсчетов фоновой засветки из отсчетов при работе блоков 1 и 2. Измерения каждого из сигналов производятся многократно за время порядка 10 с. Это необходимо для устойчивого выделения пульсовой волны. Импульсы запуска АЦП 4 с выхода блока синхронизации 7 поступают с частотой, необходимой для получения заданной точности определения параметров пульсовой волны.

После ряда измерений сигнала с фотоприемника 3 и записи их в соответствующие области ОЗУ 5 с выхода блока синхронизации 7 в блок вычислителя 6 подается сигнал готовности. В блоке вычислителя 6 производится выделение постоянных Uc и переменных Ua составляющих сигналов с фотоприемника 3 при работе блоков красного 1 и инфракрасного 2 излучателей с компенсацией фоновой засветки Un (фиг.2). Затем определяется значение насыщения крови кислородом S; в соответствии с калибровочной кривой Si=S(Ri) (фиг.3), Ri=(UARi/UCRi)(UAIRi/UCIRi), где UARi - попеременная составляющая сигнала с выхода фотоприемника 3 при работе блока красного излучателя 1 и, соответственно, UAIRi - переменная составляющая при работе блока инфракрасного излучателя 2, UCRi и UCIRi - постоянные составляющие сигналов работе блоков красного 1 и инфракрасного 2 излучателей [Калакутский Л.И. Инструментальные методы оценки состояния человека в аэрокосмических исследованиях. http://eliman.ru/Lit/Kalakutskiy_2010.doc].

В первом 81 и втором 82 узлах сравнения производится сравнение значения Si; (где i - номер текущего определения коэффициента насыщения) со значениями Y и Z на первом и втором выходах ПЗУ 9 соответственно, где Y - порог значения насыщения крови кислородом, соответствующий кислородному голоданию, Z - порог значения насыщения крови кислородом, соответствующий критическому уровню насыщения, т.е. гипоксии.

Пусть гипоксия наступает достаточно медленно. Пока величина Si больше порога Y, сигналы с выходов узлов сравнения 81 и 82 не поступают, сигнал тревоги не подается. Когда величина Si станет меньше Y, сигнал с первого узла сравнения 81 поступит на вход блока индикации и оповещения 10, в котором сформируется акустический и визуальный сигнал предварительного оповещения. Если в этот момент будут приняты соответствующие меры, и содержание кислорода в крови восстановится, т.е. значение Si станет больше Y, то сигнал оповещения прекратится. Если принятых мер окажется недостаточно для восстановления нормального состояния, и величина содержания кислорода Si станет меньше порога Z, то сигнал со второго узла сравнения 82 поступит в блок индикации и оповещения 10, где сформируется акустический и визуальный сигнал оповещения, отличающиеся от сигналов предварительного оповещения. Первый сигнал оповещения является предупредительным, когда насыщение крови кислородом уменьшилось до предела, при котором человек еще не потерял сознание и может выполнить компенсаторную процедуру. Второй сигнал оповещения - основной, когда гипоксия наступила. Второй сигнал предназначен для информирования окружающих лиц с целью привлечения сторонней помощи.

Индикация рассчитанного в блоке вычислителя 6 текущего значения коэффициента насыщения крови кислородом Si производится в блоке 10 индикации и оповещения на основании цифрового значения Si, передаваемого из блока вычислителя 6 в блок 10.

Значения Y и Z индивидуальны и зависят от особенностей организма и рода занятий пациента. Поэтому запись значений Y и Z в ПЗУ 9 производится на основании медицинских рекомендаций.

Таким образом, предлагаемое техническое решение обеспечивает достижение поставленной задачи, а именно оповещение пациента о возможно приближающейся гипоксии.

Пульсовый оксиметр, содержащий блок красного излучателя, блок инфракрасного излучателя, фотоприемник, оптически соединенный с блоками красного и инфракрасного излучателей, блок синхронизации, соответствующими выходами соединенный с блоками красного и инфракрасного излучателей и блоком вычислителя, и блок индикации, отличающийся тем, что в него дополнительно введены аналого-цифровой преобразователь, оперативное запоминающее устройство, постоянное запоминающее устройство и два узла сравнения, а блок индикации включает в себя устройство оповещения, при этом аналого-цифровой преобразователь соответствующими входами соединен с фотоприемником и блоком синхронизации, а выходом - с одним из входов оперативного запоминающего устройства, другой вход которого соединен с соответствующим выходом блока синхронизации, а выходы оперативного запоминающего устройства подключены к соответствующим входам блока вычислителя, к выходу которого подключены блок индикации с устройством оповещения и два узла сравнения, каждый из которых выходом соединен с блоком индикации, а вторым входом - с постоянным запоминающим устройством.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к системе управления работой и отслеживания работы бытового прибора. .

Изобретение относится к датчику мутности для использования, например, в стиральной машине (400) или посудомоечной машине, к способу измерения мутности жидкости с помощью указанного датчика, к машине для мойки предметов, которая содержит указанный датчик, и к компьютерному носителю данных.

Изобретение относится к микрофлуориметрическим исследованиям одиночных клеток. .

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для сбора информации об усталостных повреждениях конструкций с датчиков деформации интегрального типа (далее по тексту ДДИТ), имеющих различные коэффициенты отражения поверхности.

Изобретение относится к области неразрушающего контроля материалов и изделий, а более конкретно - к устройствам рентгеновской и/или изотопной дефектоскопии объектов, находящихся в труднодоступных полостях.

Изобретение относится к области неразрушающего контроля материалов и изделий, а более конкретно - к устройствам рентгеновской и/или изотопной дефектоскопии объектов, находящихся в труднодоступных полостях.

Изобретение относится к области неразрушающего контроля, а более конкретно к средствам комплексной визуальной и радиационной дефектоскопии изделий, находящихся в труднодоступных полостях.

Изобретение относится к области медицины, а именно к микробиологии, пищевой и промышленной биотехнологии. .

Изобретение относится к области неразрушающего контроля материалов и изделий, а более конкретно - к устройствам рентгеновской и/или изотопной дефектоскопии объектов, находящихся в труднодоступных полостях.

Изобретение относится к области неразрушающего контроля материалов и изделий, а более конкретно, к устройствам рентгеновской и/или изотопной дефектоскопии объектов, находящихся в труднодоступных полостях.

Изобретение относится к медицине, в частности к дерматологии. Выполняют спектрофотометрический интрадермальный анализ.

Группа изобретений относится к медицине. Способ регистрации заключается в том, что устанавливают в зоне измерений датчик, содержащий чувствительный элемент с нанесенным на него сорбирующим слоем, при этом в качестве чувствительного элемента датчика используют вещество, способное обратимо сорбировать и десорбировать вещества внешней среды, в процессе измерения производят периодические импульсные циклические воздействия источником энергии на чувствительный элемент с нанесенным на него сорбирующим слоем для принудительного изменения его термодинамических параметров, изменяя с заданной частотой термодинамические параметры датчика и локальную температуру поверхности датчика, регистрируют изменение электрического напряжения на нем, по полученным данным определяют коэффициент, характеризующий изменение энергетического показателя живого организма.
Изобретение используется в области медицины, а именно в стоматологии, и предназначено для диагностики височно-нижнечелюстного сустава (ВНЧС). Трехосевой датчик ускорения устанавливают и настраивают на подбородке нижней челюсти.

Группа изобретений относится к медицинской диагностике. Система для определения по меньшей мере одного аналита в жидкости тела, такой как кровь и/или интерстициальная жидкость, в частности для определения уровня глюкозы в крови, выполнена с возможностью генерации образца жидкости тела и по меньшей мере частичного переноса указанного образца в по меньшей мере один тестовый элемент в область тестирования с помощью ланцета, выполненного в виде по меньшей мере частично открытого капилляра.

Изобретение относится к спортивной медицине и предназначено для тестирования реакции спортсмена игровых видов спорта на движущийся объект. Тестирование выполняют на игровом поле, над которым на заданной высоте размещают световой излучатель, управляемый компьютером, и видеокамеру.

Изобретение относится к медицине, а именно к интенсивной терапии, и может быть использовано при лечении пациентов с сепсисом. Для этого проводят клинико-лабораторные исследования и через каждые пять дней оценку состояния больного по шкале APACHE II.

Изобретение относится к медицине, а именно к офтальмологии, и может быть использовано для определения показаний к фотодинамической терапии при хронической центральной серозной хориоретинопатии (ХЦСХ).

Изобретение относится к области медицины, а конкретно к предварительной оценке определения отдаленных последствий терапевтического воздействия. Помещают источник света от глаза на расстоянии 10 мм и воздействуют монокулярно импульсным излучением с фиксированной пиковой яркостью импульсов с величиной скважности 50% красного цвета с длиной волны 628 нм, зеленого цвета с длиной волны 525 нм или синего цвета с длиной волны 470 нм, диаметром цветового пятна 16 мм.

Настоящее изобретение относится к способу прогнозирования клинического течения лимфопролиферативных заболеваний кожи. Заявленный способ включает проведение гистологических исследований биоптатов пораженной кожи, исследование сыворотки периферической крови, определение пола, возраста, социально-профессиональной принадлежности, а также факторов, способствующих заболеванию, оценку прогностических коэффициентов каждого из указанных факторов и суммирование полученных значений.
Изобретение относится к медицине, реабилитации, в частности, пациентов с парезом руки. Руку пациента размещают и фиксируют в устройстве в виде сенсорной перчатки, располагают и фиксируют относительно устройства чувствительные и токопроводящие элементы.

Изобретение относится к медицинской технике. Пульсовый оксиметр содержит блок красного излучателя, блок инфракрасного излучателя, фотоприемник, блок синхронизации, блок вычислителя и блок индикации. Пульсовой оксиметр дополнительно содержит аналого-цифровой преобразователь, оперативное запоминающее устройство, постоянное запоминающее устройство и два узла сравнения, а блок индикации включает в себя устройство оповещения. Блок синхронизации выходами соединен с блоками красного и инфракрасного излучателей и блоком вычислителя. Аналого-цифровой преобразователь входами соединен с фотоприемником и блоком синхронизации, а выходом - с одним из входов оперативного запоминающего устройства, другой вход которого соединен с выходом блока синхронизации. Выходы оперативного запоминающего устройства подключены к входам блока вычислителя, к выходу которого подключены блок индикации с устройством оповещения и два узла сравнения, каждый из которых выходом соединен с блоком индикации, а вторым входом - с постоянным запоминающим устройством. Применение изобретения позволит информировать о тенденции снижения уровня насыщения крови кислородом за счет формирования двух сигналов оповещения - предварительного, когда уровень насыщения крови кислородом уменьшился до предела, при котором человек еще не потерял сознание, и основного для информирования окружающих лиц с целью привлечения сторонней помощи. 3 ил.

Наверх