Устройство для регистрации электрокардиосигналов в условиях свободной двигательной активности

Изобретение относится к медицинской технике. Устройство для регистрации электрокардиосигналов в условиях свободной двигательной активности содержит усилитель (1), аналого-цифровой преобразователь с мультиплексором (2) и последовательно соединенные блок декомпозиции (3), второе арифметико-логическое устройство (4), арифметическое устройство (5), анализатор кодов приращения (6), блок переключения (7) и цифровой модем (8), а также блок управления (9), первый (12) и второй (10) блоки памяти, счетчик номера кода приращения (11). Второй выход второго арифметико-логического устройства (4) соединен с первым входом блока декомпозиции (3), выход второго блока памяти (10) соединен со вторым входом второго арифметико-логического устройства (4), второй выход анализатора кодов приращения (6) соединен с первым входом первого блока памяти (12), а третий выход - с первым входом счетчика номера кода приращения (11), выход которого соединен со вторым входом первого блока памяти (12), выход которого соединен со вторым входом блока переключения (7), первый, второй, третий, четвертый, пятый и шестой выходы блока управления (9) соединены соответственно с первым входом аналого-цифрового преобразователя с мультиплексором (2), вторым входом блока декомпозиции (3), входом второго блока памяти (10), третьим входом второго арифметико-логического устройства (4), вторым входом счетчика номера кода приращения (11) и третьим входом блока переключения (7). Устройство также содержит блок обнаружения обрыва электродов (13) и блок определения критического состояния сердца (14). Последовательно соединены усилитель (1), блок обнаружения обрыва электродов (13), аналого-цифровой преобразователь с мультиплексором (2), блок определения критического состояния сердца (14) и блок декомпозиции (3). Седьмой выход блока управления (9) соединен с четвертым входом блока переключения (7), второй выход (17) блока обнаружения обрыва электродов (13) соединен с первым входом блока управления (9), второй вход которого соединен со вторым выходом (24) блока определения критического состояния сердца (14), а второй выход второго блока памяти (10) соединен со вторым входом (22) блока определения критического состояния сердца (14). Применение изобретения позволит расширить функциональные возможности за счет определения обрыва электродов и критического состояния сердца в условиях свободной двигательной активности. 2 з.п. ф-лы, 12 ил.

 

Предлагаемое изобретение относится к медицине, может быть использовано для регистрации, анализа и передачи электрокардиосигналов (ЭКС) в условиях свободной двигательной активности.

Известно устройство для регистрации электрокардиосигналов [1], содержащее последовательно соединенные усилитель и аналого-цифровой преобразователь с мультиплексором, а также арифметическое устройство, блок памяти, цифровой модем, анализатор кодов приращения, счетчик номеров кода приращения, блок переключения и блок управления, причем вход анализатора кодов приращения соединен с выходом арифметического устройства, первый выход анализатора кодов приращения соединен с первым входом блока переключения, второй - с первым входом блока памяти, а управляющий выход - с первым входом счетчика номера кода приращения, второй вход которого соединен с первым выходом блока управления, второй и третий выходы последнего соединены соответственно с управляющим входом блока переключения и вторым входом аналого-цифрового преобразователя, при этом выход счетчика номеров кода приращения соединен со вторым входом блока памяти, выход которого соединен со вторым входом блока переключения, а выход блока переключения - с входом модема.

К недостаткам известного устройства относится то, что регистрация ЭКС проводится во временной области, при этом не фиксируются временные локализации частотных компонент сигнала, без учета которых невозможна современная кардиодиагностика [2].

Известно выбранное в качестве прототипа устройство для регистрации электрокардиосигналов [3], содержащее усилитель, аналого-цифровой преобразователь с мультиплексором и последовательно соединенные блок декомпозиции, второе арифметико-логическое устройство, арифметическое устройство, анализатор кодов приращения, блок переключения и цифровой модем, а также блок управления, первый и второй блоки памяти, счетчик номера кода приращения, причем второй выход второго арифметико-логического устройства соединен с первым входом блока декомпозиции, выход второго блока памяти соединен со вторым входом второго арифметико-логического устройства, второй выход анализатора кодов приращения соединен с первым входом первого блока памяти, а третий выход - с первым входом счетчика номера кода приращения, выход которого соединен со вторым входом первого блока памяти, выход которого соединен со вторым входом блока переключения, первый, второй, третий, четвертый, пятый и шестой выходы блока управления соединены соответственно с первым входом аналого-цифрового преобразователя с мультиплексором, вторым входом блока декомпозиции, входом второго блока памяти, третьим входом второго арифметико-логического устройства, вторым входом счетчика номера кода приращения и третьим входом блока переключения.

Суть известного устройства для регистрации электрокардиосигналов заключается в усилении ЭКС и преобразовании его в цифровой код поверхности энергетической плотности, с последующей передачей через цифровой модем.

На фигуре 1 приведена схема известного устройства для регистрации электрокардиосигналов.

На фигуре 2 приведено изображение идеального ЭКС.

На фигуре 3 приведены таблицы параметров ЭКС в норме (а) и локализации инфаркта миокарда по данным ЭКС (б).

На фигуре 4 приведены примеры реальных ЭКС критического состояния сердца (КСС).

На фигуре 5 приведен пример реального ЭКС при нарушении контакта электрод-кожа.

Недостатком известного устройства является невозможность определения:

- нарушения контакта электрод-кожа;

- критического состояния сердца.

Эти недостатки не позволяют использовать известное устройство для регистрации электрокардиосигналов в условиях свободной двигательной активности.

Рассмотрим подробнее указанные недостатки.

При регистрации ЭКС в условиях свободной двигательной активности необходимо уделить внимание надежности контакта электрод-кожа и сигнализацию его нарушения. Свободная двигательная активность предполагает автономность работы устройства для регистрации ЭКС, поэтому важной особенностью является возможность обнаружения нарушений в работе сердца и определение его критического состояния.

При длительной записи ЭКС нередко нарушается контакт электрод-кожа, и, чем дольше электрод остается на пациенте, тем чаще это случается. В отделениях интенсивной терапии электроды заменяют каждый день либо каждую смену. В условиях свободной двигательной активности риск обрыва электродов увеличивается, следовательно, растет риск получения артефактов на зарегистрированном ЭКС, что приводит к невозможности дальнейшего анализа данных.

На фигуре 5 показан пример сигнала при отсутствии контакта электрод-кожа. Наблюдаемый сигнал представляет собой совокупность помех и не несет смысловой нагрузки, что делает невозможным его анализ и приводит к лишней трате энергии.

Таким образом, из описания известного устройства следует невозможность определения нарушения контакта электрод-кожа.

Другой недостаток известного устройства для регистрации электрокардиосигналов заключается в невозможности определения КСС.

В известном устройстве для регистрации электрокардиосигналов отсутствуют блоки для определения КСС.

Известно, что заболевания сердечно-сосудистой системы занимают первое место среди причин инвалидности и смертности населения планеты. В промышленных развитых странах 15-20% взрослого населения страдает ИБС. Она является причиной внезапной смерти у 60% пациентов, умерших от сердечно-сосудистых заболеваний. По мнению авторов предлагаемого изобретения, критическими состояниями сердца являются аритмия и одна из клинических форм ИБС - инфаркт миокарда. Определение КСС в условиях свободной двигательной активности является важной государственной задачей.

Рассмотрим особенности аритмий и инфаркта миокарда.

Аритмия сердца - типовая форма патологии сердца, характеризующаяся нарушением частоты и периодичности генерации им импульсов возбуждения, часто проявляется нарушением ритма сердечных сокращений. В обычной жизни, когда с сердцем все в порядке, человек, как правило, не ощущает его биения, не воспринимает его ритма, а при появлении аритмии явно чувствуются перебои, замирание сердца либо резкое хаотическое сердцебиение. Нарушение нормальной сократительной активности сердца может привести к ряду серьезных осложнений.

Классификация аритмий [4]:

I Аритмии, связанные с нарушением автоматизма:

1) Синусовая аритмия;

2) Синусовая брадикардия;

3) Синусовая аритмия;

4) Дыхательная аритмия;

5) Атриовентрикулярный (узловой) ритм;

6) Идеовентрикулярный ритм;

7) Диссоциация с интерференцией.

II Аритмии, связанные с нарушением проводимости:

1) Экстрасистолия;

2) Пароксизмальная тахикардия;

3) Мерцательная аритмия;

4) Фибрилляция желудочков.

III Аритмии, связанные с нарушением проводимости:

1) Синоаурикулярная блокада;

2) Внутрипредсердная блокада;

3) Атриовентрикулярная блокада (бывает 3-х степеней);

4) Внутрижелудочковая блокада (ножек и пучка Гиса).

Синусовая тахикардия - учащение ЧСС больше 90 ударов в минуту при сохранении правильного синусового ритма.

Причины: активация САС, повышение температуры тела и окружающей среды, гипертиреоз, физическая нагрузка, эмоциональное возбуждение.

Синусовая брадикардия - урежение ЧСС менее 60 ударов в минуту (но не ниже 40 ударов в минуту) при сохранении правильного синусового ритма.

Причины: усиление вагусных влияний, ослабление симпатических влияний, понижение температуры тела и окружающей среды, гипотиреоз, гипоксия, интоксикация.

Атриовентрикулярная блокада бывает 3-х степеней:

I степень - PQ>0,20 с (норма PQ=0,12-0,20 с)

II степень подразделяется на 3 типа:

1 - выпадение комплекса QRS после постепенного удлинения интервала PQ. Этот пустой промежуток называют периодом Самойлова-Венкенбаха;

2 - выпадение комплекса QRS без предварительного удлинения интервала PQ;

3 - выпадение каждого 2, 3 и т.д. комплекса QRS, на 2 сокращения предсердий - 1 сокращение желудочка.

III степень - полная поперечная блокада, предсердия сокращаются в своем режиме, желудочки - в своем, независимо друг от друга. Развивается резко выраженная брадикардия.

Инфаркт миокарда - это тяжелое заболевание, характеризующееся гибелью части сократительных клеток миокарда с последующим замещением погибших (некротизированных) клеток грубой соединительной тканью. Прогноз заболевания неблагоприятный, после возникновения инфаркта в миокарде развиваются необратимые ишемические изменения, что может привести к осложнениям различной степени тяжести, чаще всего с летальным исходом [5].

Общепринятыми ЭКГ-признаками инфаркта миокарда являются:

1) Отсутствие зубца R в отведениях, расположенных над областью инфаркта;

2) Появление патологического зубца Q в отведениях, расположенных над областью инфаркта;

3) Подъем сегмента S-T выше изолинии в отведениях, расположенных над областью инфаркта;

4) Смещение сегмента S-T ниже изолинии в отведениях, противоположных области инфаркта;

5) Отрицательный зубец T в отведениях, расположенных над областью инфаркта.

В таблице 2 (см. фигуру 3б) приведена локализация инфаркта миокарда по данным ЭКС [5].

Необходимо отметить, что специфичность и чувствительность ЭКГ метода являются далеко не абсолютными. Известно, что электрокардиографическая диагностика ИМ не специфична, то есть очаговые изменения электрических процессов могут вызываться не только ишемическими поражениями и морфологическими изменениями в миокарде, а с определенной вероятностью - кардиомиопатией и гипертрофией желудочков. Ошибки электрокардиографической диагностики ИМ, к сожалению, возможны. При диагностике ИМ могут возникать трудности, связанные с анализом начальной части желудочкового комплекса, отражающей деполяризацию желудочков (комплекс QRS), и трудности трактовки изменений конечной части желудочкового комплекса - элементов реполяризации желудочков (интервал ST и зубец T). По данным различных авторов [6], своевременно не диагностируется от 10 до 42% случаев ИМ. Чувствительность некоторых ЭКГ-признаков острого ИМ (ОИМ): зубец ST - 54%, аномальный зубец Q - 31%.

Летальность при ОИМ во многом определяется его площадью:

- летальность при обширном по площади ОИМ (более 50% рабочей поверхности ЛЖ) составляет 44%;

- летальность при среднем по площади ОИМ (от 30% до 50% рабочей поверхности ЛЖ) составляет 34%;

- летальность при не обширном по площади ОИМ (менее 30% рабочей поверхности ЛЖ) составляет 22%.

Таким образом, из описания изобретения следует, что при регистрации ЭКС в известном устройстве не учитывается обрыв электродов и обнаружения критического состояния сердца пациента.

Изобретение направлено на расширение функциональных возможностей за счет определения обрыва электродов и критического состояния сердца в условиях свободной двигательной активности.

Это достигается тем, что в устройство для регистрации электрокардиосигналов, содержащее усилитель, аналого-цифровой преобразователь с мультиплексором и последовательно соединенные блок декомпозиции, второе арифметико-логическое устройство, арифметическое устройство, анализатор кодов приращения, блок переключения и цифровой модем, а также блок управления, первый и второй блоки памяти, счетчик номера кода приращения, причем второй выход второго арифметико-логического устройства соединен со вторым входом блока декомпозиции, выход второго блока памяти соединен со вторым входом второго арифметико-логического устройства, второй выход анализатора кодов приращения соединен с первым входом первого блока памяти, а третий выход - с первым входом счетчика номера кода приращения, выход которого соединен со вторым входом первого блока памяти, выход которого соединен со вторым входом блока переключения, первый, второй, третий, четвертый, пятый и шестой выходы блока управления соединены соответственно со вторым входом аналого-цифрового преобразователя с мультиплексором, третьим входом блока декомпозиции, входом второго блока памяти, третьим входом второго арифметико-логического устройства, вторым входом счетчика номера кода приращения и третьим входом блока переключения, введены блок обнаружения обрыва электродов и блок определения критического состояния сердца, причем последовательно соединены усилитель, блок обнаружения обрыва электродов, аналого-цифровой преобразователь с мультиплексором, блок определения критического состояния сердца и блок декомпозиции, при этом седьмой выход блока управления соединен с четвертым входом блока переключения, второй выход блока обнаружения обрыва электродов соединен с первым входом блока управления, второй вход которого соединен со вторым выходом блока определения критического состояния сердца, а второй выход второго блока памяти соединен со вторым входом блока определения критического состояния сердца.

При этом блок обнаружения обрыва электродов содержит блок опорного напряжения, блок генерации возбуждающего сигнала и компаратор, при этом вход блока обнаружения обрыва электродов соединен с первым входом компаратора и с первым выходом блока обнаружения обрыва электродов, второй вход компаратора соединен с выходом блока генерации возбуждающего сигнала, а выход компаратора соединен со вторым выходом блока обнаружения обрыва электродов, выход блока опорного напряжения соединен с первым входом компаратора.

Блок определения критического состояния сердца содержит блок выделения информационных параметров электрокардиосигнала, блок определения аритмии и блок определения инфаркта миокарда, при этом первый вход блока определения критического состояния сердца соединен с входом блока выделения информационных параметров электрокардиосигнала и первым выходом блока определения критического состояния сердца, выход блока выделения информационных параметров электрокардиосигнала соединен с первыми входами блока определения аритмии и блока определения инфаркта миокарда, вторые входы которых соединены со вторым входом блока определения критического состояния сердца, а выходы - со вторым выходом блока определения критического состояния сердца.

Введенные блоки с их связями проявляют новые свойства, которые обеспечивают достижения цели изобретения.

Суть предлагаемого изобретения заключается в определении нарушения контакта электрод-кожа и критического состояния сердца в условиях свободной двигательной активности.

Если в известном устройстве при регистрации ЭКС не учитывается возможность обрыва электрода и нахождения сердца пациента в критическом состоянии, то в предлагаемом устройстве будет проводиться проверка на наличие обрыва электродов, инфаркта миокарда и аритмии.

По мнению авторов предлагаемого изобретения, при регистрации ЭКС в условиях свободной двигательной активности целесообразно использовать в устройстве регистрации ЭКС блоки обнаружения обрыва электродов и определения критического состояния сердца. Подобный подход позволит своевременно устранить обрыв электродов, при обнаружении которого устройство своевременно сигнализирует и переходит в режим пониженного потребления энергии, и отслеживать критическое состояние сердца пациента в режиме реального времени.

На фигуре 6 приведена схема предлагаемого устройства для регистрации электрокардиосигналов.

На фигуре 7 приведена схема блока обнаружения обрыва.

На фигуре 8 приведено представление блока обнаружения обрыва в среде моделирования Multisim.

На фигуре 9 приведены результаты моделирования блока обнаружения обрыва электродов.

На фигуре 10 приведена схема блока определения критического состояния сердца.

На фигуре 11 приведена схема алгоритма работы блока определения критического состояния сердца.

На фигуре 12 приведено графическое представление определения параметров критического состояния сердца.

Авторы предлагают использовать в устройстве блоки обнаружения обрыва электродов и определения критического состояния сердца. Предлагаемое устройство для регистрации электрокардиосигналов в условиях свободной двигательной активности содержит:

1 - усилитель, 2 - аналого-цифровой преобразователь с мультиплексором, 3 - блок декомпозиции, 4 - второе арифметико-логическое устройство, 5 - арифметическое устройство, 6 - анализатор кодов приращения, 7 - блок переключения, 8 - цифровой модем, 9 - блок управления, 10 - второй блок памяти, 11 - счетчик номера кода приращения, 12 - первый блок памяти, 13 - блок обнаружения обрыва электродов, 14 - блок определения критического состояния сердца.

Последовательно соединены усилитель 1, блок обнаружения обрыва электродов 13, аналого-цифровой преобразователь с мультиплексором 2, блок определения критического состояния сердца 14, блок декомпозиции 3, второе арифметико-логическое устройство 4, арифметическое устройство 5, анализатор кодов приращения 6, блок переключения 7 и цифровой модем 8, а также блок управления 9, первый 12 и второй 10 блоки памяти, счетчик номера кода приращения 11.

Выход блока обнаружения обрыва электродов 13 соединен со входом блока управления 9, второй выход второго арифметико-логического устройства 4 соединен со вторым входом блока декомпозиции 3, выход второго блока памяти 10 соединен со вторым входом второго арифметико-логического устройства 4, второй выход анализатора кодов приращения 6 соединен с первым входом первого блока памяти 12, а третий выход - с первым входом счетчика номера кода приращения 11, выход которого соединен со вторым входом первого блока памяти 12, выход которого соединен со вторым входом блока переключения 7, первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой и седьмой выходы блока управления 9 соединены соответственно со вторым входом аналого-цифрового преобразователя с мультиплексором 2, третьим входом блока декомпозиции 3, входом второго блока памяти 10, третьим входом второго арифметико-логического устройства 4, вторым входом счетчика номера кода приращения 11, третьим входом блока переключения 7 и четвертым входом блока переключения 7.

Усилитель 1 предназначен для усиления сигналов отведений. Аналого-цифровой преобразователь с мультиплексором 2 предназначен для преобразования сигналов отведений из аналогового вида в цифровой вид. Блок декомпозиции 3 предназначен для реализации пошагового режима разложения сигнала на эмпирические моды (ЭМ). Второе арифметико-логическое устройство 4 предназначено для хранения ЭМ, пороговой обработки ЭМ для уменьшения интенсивности высокочастотных помех и проверки условий останова. Первое арифметическое устройство 5 предназначено для формирования для каждого отведения разности текущего и предыдущего кодовых отсчетов. Анализатор кодов приращений 6 предназначен для, во-первых, разделения поступившего кода приращения на две части: первая часть состоит из двух младших разрядов кода приращения и его знакового разряда (всего 3 разряда), вторая часть - из оставшихся шести старших разрядов кода приращения, и, во-вторых, для анализа второй части поступившего кода приращения. Блок переключения 7 предназначен для подключения выхода либо анализатора кодов приращений 6, либо первого блока памяти 12 к входу цифрового модема 8. Цифровой модем 8 предназначен для передачи информации по каналам связи. Блок управления 9 предназначен для синхронизации и управления работой блоков устройства. Второй блок памяти 10 предназначен для хранения пороговых значений останова. Счетчик номера кода приращения 11 предназначен для определения номера текущего кода приращения. Первый блок памяти 12 предназначен для хранения значений второй части кода приращения при условии отличия от нуля хотя бы одного разряда.

Введенные блок обнаружения обрыва электродов и блок определения критического состояния сердца обеспечивают предотвращение получения артефактов импульсов на электрокардиограмме и при обнаружении критического состояния сердца передачу информации о состоянии пациента в режиме реального времени.

Рассмотрим подробнее работу введенных блоков.

Блок обнаружения обрыва электродов содержит (см. фигуру 7): 18 - блок генерации возбуждающего сигнала, 19 - блок опорного напряжения, 20 - компаратор.

Последовательно соединены блок возбуждающего сигнала 18 и компаратор 20. Выход блока генерации возбуждающего сигнала 18 соединен со входом блока обнаружения обрыва электродов 15, первым выходом блока обнаружения обрыва электродов 16 и первым входом компаратора 20, второй вход компаратора 20 соединен с выходом блока опорного напряжения 19, выход компаратора 20 соединен со вторым выходом блока обнаружения обрыва электродов 17.

Блок генерации возбуждающего сигнала 18 предназначен для генерации сигнала, представляющего собой постоянный ток для детекции обрыва электродов. Блок опорного напряжения 19 предназначен для подачи опорного напряжения на компаратор 20. Компаратор 20 предназначен для фиксации скачкообразного изменения напряжения на входе блока обнаружения обрыва электродов 15.

Блок обнаружения обрыва электродов работает следующим образом.

Схема блока обнаружения обрыва электродов в среде Multisim и моделирование работы его прототипа изображены на фиг. 8 и 9 соответственно. При обрыве одного из электродов (размыкании одного из ключей цепи) сработает индикатор, что будет свидетельствовать о нарушении в системе отведений.

Сигнал возбуждения представляет собой постоянный ток, который может генерироваться источниками тока, либо с помощью резисторов, подсоединенных к потенциалам питания. При обрыве электрода происходит насыщение канала, и напряжение на входе компаратора становится близким к напряжению питания. Второй вход компаратора соединен с источником опорного напряжения, которое выбирается меньшим напряжению питания устройства и большим чем максимальное входное напряжение с электродов. Если напряжение на первом входе компаратора больше чем на втором, то напряжение на выходе компаратора будет свидетельствовать об обрыве электрода.

Таким образом, в предлагаемом устройстве для регистрации электрокардиосигналов в условиях свободной двигательной активности осуществляется контроль обрыва электродов.

Далее рассмотрим работу блока определения критического состояния сердца.

Блок определения критического состояния сердца содержит (см. фигуру 10): 25 - блок выделения информативных параметров электрокардиосигнала, 26 - блок определения аритмии, 27 - блок определения инфаркта миокарда.

Выход блока выделения информативных параметров 25 соединен с первыми входами блока определения аритмии 26 и блока определения инфаркта миокарда 27, выход второго блока памяти 10 соединен со вторыми входами блока определения аритмии 26 и блока определения инфаркта миокарда 27.

Блок определения аритмии 26 состоит из блока определения тахикардии 34, блока определения брадикардии 35, блока определения AB-блокады 36 и первого блока «ИЛИ» 37. Блок определения инфаркта миокарда 27 состоит из блока определения параметров зубца «q» 38, блока определения параметров зубца «R» 39, блока определения смещения сегмента «ST» 40, блока определения параметров зубца «T» 41 и второго блока «ИЛИ» 42. Выходы первого блока «ИЛИ» 37 и второго блока «ИЛИ» 42 объединены в выход блока определения критического состояния сердца 24. Авторы сознательно не стали ставить третий блок «ИЛИ», объединяющий выходы первого блока «ИЛИ» 37 и второго блока «ИЛИ» 42, чтобы у врача была возможность выбора метода лечения.

Блок определения аритмии 26 и блок определения инфаркта миокарда 27 работают по принципу сравнения параметров электрокардиосигнала с нормальными значениями, приведенными в таблице 1 (см. фигуру 3a). Если параметры электрокардиосигнала отклоняются от нормальных значений не на много и находятся в зеленой зоне (см. фигуру 12), блок определения критического состояния сердца не посылает тревожный сигнал, если параметры начинают отклоняться больше и находятся в желтой зоне, блок определения критического состояния сердца посылает предупреждающий сигнал, если параметры электрокариосигнала находятся в красной зоне блок определения критического состояния сердца посылает тревожный сигнал.

Предлагаемое устройство для регистрации электрокардиосигналов работает следующим образом.

Предварительно пользователь определяет критерии останова путем занесения во второй блок памяти 10 пороговых значений останова. Затем блоком управления 9 формируются управляющие и адресные сигналы, которые поступают на соответствующие входы блоков устройства для регистрации электрокардиосигналов.

Тактовые импульсы с выхода блока управления 9 поступают на вход аналого-цифрового преобразователя с мультиплексором 2, так что на его выходе и соответственно на входе блока декомпозиции 3 появляются коды амплитуд ЭКС последовательно в каждом отведении. Блок декомпозиции 3 совместно со вторым арифметико-логическим устройством 4 формируют для ЭКС каждого отведения набор эмпирических мод.

Кодовые отсчеты полученных эмпирических мод с выхода второго арифметико-логического устройства 4 поступают на вход арифметического устройства 5, которое формирует для каждого из этих кодовых отсчетов разность текущего и предыдущего отсчета, и, таким образом, на вход анализатора кодов приращения 6 поступает 8-разрядный код приращения сигнала со знаком (9-й разряд) последовательно по каждому отведению. Одновременно с выхода блока управления 9 тактовые импульсы поступают на счетный вход счетчика номера кода приращения 11, в результате чего на выходе счетчика 11 формируется код номера вычисляемого приращения сигнала, т.е. его временная координата.

В анализаторе кодов приращений 6 происходит разделение поступившего кода приращения на две части; два младших разряда кода приращения и его знаковый разряд (всего 3 разряда) через вход блока переключения 7 поступают непосредственно на цифровой модем 8 и далее в канал связи и передаются на приемный конец. Значения оставшихся шести старших разрядов кода приращения анализируются и при отличии от нуля хотя бы одного разряда через выход блока 6 анализатора кодов приращений эти 6 разрядов поступают на вход первого блока памяти 12, где запоминаются. Одновременно при выполнении условия отличия от нуля блок анализатора кодов приращений 6 вырабатывает команду записи временной координаты, поступающую с анализатора 6 на вход счетчика номера кода приращения 11, где определяется номер текущего кода приращения (временная координата).

Если все 6 старших разрядов поступающего кода приращения равны нулю, то два младших и знаковый разряды кода приращения, как и ранее, поступают в линию для передачи, и анализатор кода приращений 6 ждет прихода следующего кода приращения.

Описанная процедура происходит до тех пор, пока не кончится заданное время регистрации ЭКС, которое определяется длительностью временного интервала, отрабатываемого блоком управления 9. По окончании интервала регистрации блок управления 9 прекращает подачу тактовых импульсов на входы блоков 2, 3, 11, завершая их работу. Затем он подает команду на вход блока переключения 7, подключая вход модема 8 к выходу первого блока памяти 12 и начиная передачу содержимого памяти, т.е. запомненных старших разрядов кодов приращения и их временных координат.

Положительным эффектом предлагаемого устройства для регистрации электрокардиосигналов в условиях свободной двигательной активности является своевременное определение нарушения контакта электрод-кожа и критического состояния сердца в условиях свободной двигательной активности.

Другими положительными эффектами является то, что устройство для регистрации электрокардиосигналов в условиях свободной двигательной активности способно работать в режиме реального времени при обнаружении критического состояния сердца пациента и в режиме пониженного энергопотребления при обнаружении обрыва электродов.

Еще одна особенность предлагаемого изобретения заключается в том, что введенные блоки с их связями проявляют свойства, которые позволяют при регистрации ЭКС определить и установить один из режимов, в котором будет работать устройство:

- в нормальном режиме с целью экономии электроэнергии устройство для регистрации ЭКС в условиях свободной двигательной активности будет передавать ЭКС на сервер в интервале, заданном пользователем, для своевременного определения критического состояния сердца:

- в режиме реального времени, если обнаружится критическое состояние сердца пациента;

- в режиме пониженного энергопотребления, в который устройство для регистрации ЭКС в условиях свободной двигательной активности переводится при обнаружении обрыва электродов.

Таким образом, предлагаемое устройство для регистрации ЭКС позволяет предотвратить получение артефактов на зарегистрированном ЭКС и при обнаружении критического состояния сердца передавать информацию о состоянии пациента в режиме реального времени.

Новые свойства предлагаемого изобретения расширяют его функциональные возможности в условиях свободной двигательной активности. При этом сохраняются достоинства известного устройства для регистрации электрокардиосигналов.

Список использованных источников

1. Пат. 2008796 Российская Федерация. Устройство для регистрации электрокардиосигналов / Баум О.В., Костов Г.К., Попов Л.А. - №4915949/14, заявл. 04.03.1991; опубл. 15.03.1994, Бюл. №28.

2. Поликар Р. Введение в вейвлет-преобразование. Пер. Грибунина В.Г. СПб, АВТЭКС. URL: http://www.twirpx.com/file/37382/ (дата обращения 11.01.2013).

3. Пат. 2452364 Российская Федерация. Устройство для регистрации электрокардиосигналов / Бодин О.Н., Кривоногов Л.Ю., Тычков Ю.А., Чураков П.П. - №2010145834/14, заявл. 10.11.2010; опубл. 10.06.2012, Бюл. №16.

4. Мандел В.Дж. Аритмии сердца. Механизмы, диагностика, лечение. В 3-х томах. - М.: Медицина, 1996.

5. Зудбинов Ю.И. Азбука ЭКГ. - М.: Феникс, 2003.

6. Slater D.K., Hiatky М.А., Mark D.B. et al. Outcome in suspected acute myocardial infarction with normal or minimally abnormal admission electrocardiograp.

1. Устройство для регистрации электрокардиосигналов в условиях свободной двигательной активности, содержащее усилитель, аналого-цифровой преобразователь с мультиплексором и последовательно соединенные блок декомпозиции, второе арифметико-логическое устройство, арифметическое устройство, анализатор кодов приращения, блок переключения и цифровой модем, а также блок управления, первый и второй блоки памяти, счетчик номера кода приращения, причем второй выход второго арифметико-логического устройства соединен с первым входом блока декомпозиции, выход второго блока памяти соединен со вторым входом второго арифметико-логического устройства, второй выход анализатора кодов приращения соединен с первым входом первого блока памяти, а третий выход - с первым входом счетчика номера кода приращения, выход которого соединен со вторым входом первого блока памяти, выход которого соединен со вторым входом блока переключения, первый, второй, третий, четвертый, пятый и шестой выходы блока управления соединены соответственно с первым входом аналого-цифрового преобразователя с мультиплексором, вторым входом блока декомпозиции, входом второго блока памяти, третьим входом второго арифметико-логического устройства, вторым входом счетчика номера кода приращения и третьим входом блока переключения, отличающееся тем, что введены блок обнаружения обрыва электродов и блок определения критического состояния сердца, причем последовательно соединены усилитель, блок обнаружения обрыва электродов, аналого-цифровой преобразователь с мультиплексором, блок определения критического состояния сердца и блок декомпозиции, при этом седьмой выход блока управления соединен с четвертым входом блока переключения, второй выход блока обнаружения обрыва электродов соединен с первым входом блока управления, второй вход которого соединен со вторым выходом блока определения критического состояния сердца, а второй выход второго блока памяти соединен со вторым входом блока определения критического состояния сердца.

2. Устройство для регистрации электрокардиосигналов в условиях свободной двигательной активности по п.1, отличающееся тем, что блок обнаружения обрыва электродов содержит блок опорного напряжения, блок генерации возбуждающего сигнала и компаратор, при этом вход блока обнаружения обрыва электродов соединен с первым входом компаратора и с первым выходом блока обнаружения обрыва электродов, второй вход компаратора соединен с выходом блока генерации возбуждающего сигнала, а выход компаратора соединен со вторым выходом блока обнаружения обрыва электродов, выход блока опорного напряжения соединен с первым входом компаратора.

3. Устройство для регистрации электрокардиосигналов в условиях свободной двигательной активности по п.1, отличающееся тем, что блок определения критического состояния сердца содержит блок выделения информационных параметров электрокардиосигнала, блок определения аритмии и блок определения инфаркта миокарда, при этом первый вход блока определения критического состояния сердца соединен с входом блока выделения информационных параметров электрокардиосигнала и первым выходом блока определения критического состояния сердца, выход блока выделения информационных параметров электрокардиосигнала соединен с первыми входами блока определения аритмии и блока определения инфаркта миокарда, вторые входы которых соединены со вторым входом блока определения критического состояния сердца, а выходы - со вторым выходом блока определения критического состояния сердца.