Устройство контроля для проведения эргометрических исследований

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ

<>768391

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (51)М Кп п3 (22) Заявлено 29.11,78(21) 2689489/28-13

A 61 В 5/OQ с присоединением заявки ¹

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 071080. Бюллетень ¹ 37

Дата опубликования описания 091080

1 (53) УДК 615 . 4 75 (088.8) Г. И. Сидоренко, P. И. утямышев, В. М. Альхймович, Ю. А. Броновицкий, Э. И. Зборовский, О. В. Мыслов, A. В. Фролов и О. A. Ханджян (72) Авторы изобретения

Белорусский научно-исследовательский институт кардиологии и Всесоюзный научно-исследовательсхий и испытательный институт медицинской техники (71) Заявители (54) УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ

ЭРГОМЕТРИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ вйд ЫйгсИИ

2 так как реакции пациентов на фи зическую нагрузку сушественно индивидуальны, устройство не в состоянии "подстраиваться" под данного па5 циента.

В результате снижается точность раннего выявления патологии сердечнососудистой системы.

Целью изобретения является повы-.

10 шение точности раннего выявления патологии сердечно-сосудистой системы при эргометрических исследованиях.

Цель достигается тем, что в предлагаемое устройство введены блок кор15 реляторов, коммутатор, блок памяти, блок анализа и линейный пороговый элемент, причем датчики биоинформации, блок выделения физиологических параметров, блок корреляторов, ком20 мутатор, блок анализа, линейный по- . роговый элемент, блок управления нагрузкой и тренажер соединены между собой последовательно, выход трена- . жера присоединен к входу блока.из25 мерения нагрузки, выход которого под ключен ко второму входу блока корреляторов, а второй выход коммутатора подключен через блок памяти ко второму входу блока анализа, второй выход которого соединен с. входом блока ин1

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к диагностическим устройствам., Известно устройство контроля для проведения эргометрических исследований, которое содержит тренажер, датчики биеинформации, блок выделения физиологических параметров, блок вывода данных, блок сравнения, блок к контрольной установки, блок индикации, блок управления, нагрузкой, блок измерения нагрузки (11.

Однако это устройство обладает рядом недостатков: отсутствуют обоснованные граннцы норм многих физиологических параметров, поэтому задаваемые пороги вносят фактор субъективности; низкая помехоустойчивость, так как сЪем физиологической информации ведется в присутствии высокого уровня шумов, поэтому каждое кратковременное превышение параметра и помехи служат причиной "ложной тревоги"; организм пациента представляет сложную многоиерархическую систему. саморегулирования, поэтому данное устройство,: основанное на детерминированных алгоритмах контроля, йеэффективно.

768391 дикации, и второй выход блока выделения параметров подключен к входу блока вывода данных.

На фиг. 1 изображена структурная схема устройства контроля для проне 1ения эргометрических исследований; на фиг .-2 — схема блока анализа; на фиг. 3, — схема линейного порогового элемента.

Устройство включает установленные на пациенте 1 датчики 2 биоинформации, блок 3 выделения физиологических параметров, блок 4 измерения нагрузки, блок 5 вывода данных, блок б корреляторов, коммутатор 7, блок 8 памяти, блок 9 анализа, блок 10 индикации, линейный пороговый элемент 11 „. блок 12 управления нагрузкой,тренажер 13 для пациента. При этом датчики 2 биоинформации, блок 3 выделения физиологических параметров, блок б корреляторов, коммутатор 7, блок 9 анализа, линейный пороговый элемент

11, блок 12 управления нагрузкой и тренажер 13 соединены между собой последовательно. Выход тренажера 13 присоединен к входу блока 4 измере-„ ния нагрузки, выход которого связан с входом блока б корреляторов. Второй выход блока 3 выделения физиологических параметров присоединен к входу блока 5 вывода данных. Кроме того, выход коммутатора 7 связан с блоком 8 памяти, выход которого присоединен ко второму входу блока 9 анализа.

Причем, к выходу блока 9 анализа присоединен вход блока 10 индикации.

Блок 5 вывода данных содержит ñàмопишущие приборы, цифропечатающее устройство, преобразователь аналогкод и узел связи с 3BN.

Блок 6 корреляторов состоит из и (по числу контролируемых параметров) корреляторов, оценивающих коэффициенты корреляции между физиологическими параметрами и нагрузкой К„,К <„

К„,„.Блок может быть реализоваЪ как в аналоговом, так и в дискретном

„1Ч. варианте.

Линейный, пороговый элемент 11 (фиг. 3) содержит набор сопротивлений, адекватных весоным коэффициенt t там Q а„, В2 а ° аи аи каждого из входных признаков из блока 9, сумматор 14, схему 15 сравнения и элемент 16 с гистерезисной характеристикой. При совпадении знаков на вы одах схем совпадений В„, В g ......В и вырабатываются логические "1", в противном случае — "О".

На входы 01 и 02 схем сравнения

09-1, 09-2,... 09-и поступают мо-! ! дули коэффициентов корреляций /К . q/ и /К .N/(èñõîäíûõ и текущих) . На выС 1 х; ( ходах схем сравнений В.!, В ... Ви формируются сигналы типа

1, если /К,".„,(- /К „/ i, О, если (К„.„(- / К„,,> „f >!А, где ai — заданные йеличинй допусков.

Тайим образом, при сохранении знаков коэффициентов корреляций и различиях их модулей в пределах заданных допусков gi (i = 1, 2, ... A) во время эргометрической пробы на выходе блока 9 анализа формируется многомерный логический сигнал типа:

В = 1 1 1 1 ... 1.

А при нарушениях знаков коэффициентов корреляций и значительных отличиях их модулей по сравнению с исходнымй коэффициентами на выходе

15 блока анализа содержится больше логических нулей, чем единиц. Например, В = О 1 О О 1 ... О О.

Выходной сигнал блока 9 анализа поступает на входы линейного порогового элемента 11 и блока 10 индикации.

На выходе сумматора 14 формируется величина (2) где а., а. — весовйе коэффициенты признаков, задаваемые сопротивлениями;

Ь, Ь. — входные двоичные (О, 1)

f признаки, поступающие со схем совпадений и

30 схем сравнений блока анализа.

В схеме 15 сравнения порогового элемента осуществляется прОверка условия „ И .7!а Ь + Еа Ь 7 0, (3) где D — подбйраемая в процессе обучения величина.

Если условие (3) выполняется,. то элемент 16 с гистерезисной характе40 ристикой вырабатывает разрешающий сигнал, который включает блок 12 управления нагрузкой. При невыполненид условия (3) происходит переключение элемента 16 в противоположное состоя45 ние. При этом происходит автоматическое выключение нагрузки, задаваемой блоком 12. Причем, линейный пороговый элемент 11, являющийся элементом распознавания, в процессе исследований может улучшать свою работу путем

I изменения коэффициентов а, а„, а, а, ... аи, а „ и величинй порога О (режим обучения). Обучение производит квалифицированный врач-исследова тель.

Ф

Устройство работает следующим образом, Пациент 1 располагается на тренажере 13. Сигналы датчикон 2 биоинфор60 мации поступают на вход блока 3 выделения физиологических параметров.

Физиологические параметры х,1(t), х (), ... х„,(t) поступают на входй блока 5 вывода данных и блока 6

65 корреляторов. Одновременно н блоке

768391

Формула изобретения

4 оценивается предлагаемая пациенту физическая Harpyaxa N(t). ,Вначале пациенту предлагают легко переносимую им физическую нагрузку (тест-дозу). В блоке б корреляторов оцениваются коэффициенты корреляцйи контролируемых параметров x<(t), 5

x (t), ... хи(с) с нагрузкой й(й) по известному выражению

11 О1(1 !О (! )

10 ,где х., и — исходные значения пара-! о метра и нагрузки (N<= О, так как нагрузка в исходный.момент равна нулю); х, N- — значения параметра и на- !5

11 1 грузки в -ый момент;

Х1 йомер параметра; 20

j — текущее время;

m — число измерений. .Коэффициент КХ.1,выражает степень линейной связи между x (t) и нагрузкой

N(t). 25

Таким образом, нормальную, безопасную реакцию данного пациента на физическую нагрузку представляют вектором, составляющими которого являются исходные коэффициенты корреля- gp ции

Кс = 1Кх;н Кх н . Кх„н3

Эти коэффициенты через коммутатор

7 заносятся в блок 8 памяти.

В дальнейшем проводят исследования 35 по намеченной врачом программе. Нагрузка при этом может меняться ступенчато, случайно с нормальным или другим законом распределения, как псевдослучайная двоичная последоватепьность и т.п. Для этого в блоке 12 40 управления нагрузкой содержится программное устройство.

При выполнении эргометрической пробы непрерывно либо циклически оцениваются текущие коэффициенты корре- 45 ляци

Кх н Кху х„,!!

К которые через коммутатор 7 поступают в блок 9 анализа. В блоке 9 происходит сравнение текущих Кх „и исходных t о 1

К.-„.,поступающих из .блока 8 памяти ко Л1Я эффициентов корреляций по знаку и модулю. Сигнал из блока 9 индицируется блоком 10 индикации и поступает на линейный пороговый элемент 11.Линейный пороговый элемент 11 обучается для данного набора физиологических игналов и идентифицирует момент наушения корреляционных. связей между ., динамикой состояния пациента и нагрузкой.исчерпание резервов кардиорес-60 пираторной системы обязательНО сопровождается нарушением функционального единства и распадом корреляционных связей, сменой знаков коэффициентов корреляций. Это явление служит более Я надежным информативным критерием ос-

:Тановки исследований, чем превышение аких-либо заданных субъективных допусков. Тем самым индивидуализируется процесс проведения эргометрических исследований, то есть решаются вопросы обеспечения безопасности испытуемого и объективизации количественных критериев динамических резервов организма. Реализованный в устройстве алгоритм индивидуален еще тем, что базой отсчета является реакция данного пациента на тест-дозу, безопасную для него, а не субъективные априорные уставки. Кроме того, качество контроля выше и инвариантно к помехам, так как при корреляционном анализе сложных объектов играют определяющую роль характеристики процессов, а не отдельные их значения.

Объем выполненной работы до момента ос;тановки t Ь к

А= I !ЧИЖ (7)

<о служит *ббъективной количественной оценкой резервов кардиореспираторной системы организма. Резервы являются ценной диагностической информацией.

Устройство обеспечивает раннее выявление патологии .сердечно-сосудистой системы для оценки динамики резервов в процессе лечебных воздействий в условиях кардиологических центров,для профессионального отбора в практике авиакосмической медицины, для определения степени тренированности спортсменов.

Устройство контроля для проведения эргометрических исследований, содержащее датчики биоинформации, блок выделения физиологических параметров, блок вывода данных, блок индикации, блок измерения нагрузки, .блок управления нагрузкой и тренажер, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности раннего выявления патологии сердечно-сосудистой системы-при эргометрических исследованиях, в него введены блок корреляторов, коммутатор, блок памяти, блок анализа и линейный пороговый элемент, причем датчики биоинформации, блок выделения физиологических параметров, блок корреляторов, коммутатор, блок анализа, линейный пороговый элемент, блок управления нагрузкой и тренажер соединены между собой последовательно, выход тренажера присоединен к входу блока измерения нагрузки, выход которого подключен ко второму входу блока корреляторов, а второй выход коммутатора подключен через блок памяти ко второму Цходу блока анализа, второй выход которого соеди768391 нен с входом блока индикации, и втоboA выход блока выделения параметров йодключен к входу блока вывода данных.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США Р 3845576, HKH 128 -2.05, опублик. 1974. 1 !

768391

° ° O °

° ° ° °

81 ar

Р, 6

Ю л

Rui;5

Заказ 7271/58. Тираж 673 Подписное

BHHHIIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35 Ра сная наб., д. 4 5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель Л. Соловьев

Редакто Л. Натанова Тех ед Н.Барадулина Кор екто Г. Назарова