Устройство для измерения амплитуды физиологических сигналов

 

ОПИСДНИЕ„„

Союз Советских

Социалистических

Республик

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 01.03.76(21) 2328312/28-1 с присоединением заявки № (23) Приоритет (51) М. Кл.

А 61 В 5/04

Государственный комитет

Совета Министров СССР оо делам изобретений. и открытий (43) Опубликовано 25.11,77. Бюллетень №43 (53) УДК 615.471 (088.8) (45) Дата опубликования описания 29.11.77 (72) Авторы изобретения

А. П. Гришанович и В. А. Ивкович

Белорусский ордена Трудового Красного Знамени государственный университет имени В. И. Ленина (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ АМПЛИТУДЫ

ФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к устройствам для анализа биомедицпнских сигналов.

Качественная регистрация некоторых биомедицинских сигналов, например реограммы, сфигмограммы, требует применения аппара гуры, Имеющей низкочастотную границу полосы пропускания (менее 1 Гц).q Поэтому сильное влияние на стабильность базовой линии, следовательно, и на точность измерения ампли- щ туды этих сигналов оказывают дыхание, изменение условий регистрации сигналов и другие факторы. Измерение амплитуды сигналов в таких условиях оказывается затруднительным. Использование дифференцирова- 15 ния сигнала для устранения колебаний базовой линии приводит к увеличению погрешносt9 измерения.

Известно устройство для устранения нулевого сдвига, состоящее из входного усилите- 20 пя, цепи периодического заземления усилителя,i преофразователя аналоговой величины уровня смещения входного сигнала в цифровой эквиВалент, а также из элементов хранения цифровых эквивалентов и их вычитания (1 . 25

Однако это устройство измеряет амплитуду сигналов с низкой точностью.

Белью изобретения является повышение точности измерения.

Для этого в устройство введены схема смешения уровня входного сигнала, линейный ключ и формироватечь, причем выход усилителя соединен c ôîðìèðoâaòeëåì и схемой смешения уровня, выход которой соединен с сигнальным входом линейного ключа и первым входом элемента вычитания, выход линейного ключа соединен с сигнальным входом первого элемента хранения, выход которого соединен со: вторым входом элемента вычитания, чей выход соединен с сигнальным входом второго элемента хранения; первый выход формирователя соединен со сбросовыми входами, элементов хранения, а второй его выход соединен с управляклпим входом линейного ключа.

На фиг. 1 изображена структурная схема устройства для измерения амплитуды физиологических сигналов.

Устройство включает входной усилитель

1, выход которого соединен со входами

580861

4 схемы 2 смешения уровня входного сигнала и формирователя 3. Выход схемы 2 сме щения уровня входного сигнала соединен с сигнальным входом линейного ключа 4 и первым входом элемента 5 вычитания.

Выход линейного ключа 4 соединен с си нальным входом первого элемента 6 хранения, выход которого соединен со вторым входом элемента 5 вычитания. Выход элемента 5 - вычитания соединен с сигнальным входом второго элемента 7 хранения.

Управляющий вход линейного ключа 4 соединен со вторым выходом формирователя 3, а первый его выход соединен со сбросовыми входамй элементов хранения 6 и 7.

На фиг. 2 дана временная диаграмма рабо1ъ устройства, где "໠— сигнал на выходе схемы 2 смещения уровня, "б" — сбросовый сигнал с формирователя 3; "в" - сигнал управления линейным ключом 4 на выходе формирователя 3; г" - сигнал на выходе линейного ключа 4; д - сигнал на выходе первого элемента 6 хранения; "е" — сигнал на выходе элемента 5 вычитания; "ж сыгнал на выходе второго элем ента 7 25 хранения.

Устройство работает следующим образом.

После усиления входным усилителем 1, выполненным, например, на основе микросхемы К2УТ841, сигнал поступает на вход зо схемы 2, выполненной на операционном уси« лителе, и на формирователь 3. С выхода схемы 2 сигнал, смещенный, например, в область отрицательных напряжений, поступает на сигнальный вход линейного ключа 4, вы- 3s полненного, например, на полевом транзисто ре, и на вход элемента 5 вычитания, Формиорователь 3 представляет собой дифференциатор, выполненный. напоимер, на основе операционного усилителя в сочетании с детектором нуля и двумя одновибраторами.

Детектор нуля срабатывает при минимальной амплитуде входного сигнала и запускает первый одновибратор. Выходной импульс этого одновибратора поступает на сброс эле- 45 ментов 6, 7. хранения. Второй одновибратор запускается после окончания импульса первого одновибратора и его сигнал поступает на управление линейным ключом 4. Этот сигнал открывает линейный ключ, и напряжение, соответствующее минимуму входного сигнала, существующее во время действия управляющего сигнала, запоминается в элементе 6 хранения.

Выходное напряжение элемента 6 хранения поступает на втор ой вход элемента 5 вычитания.

По достижении сигналом своего максимал ного значения на выходе элемента 5 вычитания образуется разность между максимальным и минимальным значениями входного сигнала, которая запоминается в элементе

7 хранения. Элемент 7 хранения необходим для связи устройства с внешним регистратором.

Устройство позволяет повысить точность измерений амплитуд сигналов независимо от изменений базовой линии. Оно может найти применение в системах автоматической обработки биомедицинских сигналов.

Формула изобретения

Устройство для измерения амплитуды физиологических сигналов, содержащее входной усилитель, элементы хранения, элементы

Ьычитания, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, введены схема смещения уровня входного сигнала, линейный ключ и формирователь, ! причем, выход усилителя соединен с формирователем и схемой смещения уровня, выход которой соединен с сигнальным входом линейного ключа и первым входом элемента вычитания, выход линейного, ключа соединен с сигнальным входом первого элемента хранения, выход которого соединен со вторым входом элемента вычитания, чей выход соединен с сигнальным входом второго элемента хранения, первый выход формирователя соединен со сбросовыми входами элементов хранения, а второй его выход соединен с управляющим входом линейного ключа.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Патент Франции N 2223809, кл. Н 03 К 13/22, 1974.