Устройство для регистрации ритма сердечной деятельности и характера его изменений

 

м - @жал

: Мтсн.а- МЬ |о„

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕЙИЯ

Союз Соеетсиии

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИ ВТИЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 060178 (21) 2565714/28-13 (5 I ) М с присоединением эаявки Hо

A 61 В 5/04

Государственный комитет

СССР ао делам изобретений н открытий (23) Приоритет

Опубликовано 07.1280. Бюллетень М 45 (53) УДК615. 471 (088. 8) Дата опубликования описания 07128 0 (72} Авторы изобретения

A.Â. Васильев, A.È. Пахарькова и Э.В. Земцовский (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГИСТРАЦИИ РИТМА СЕРДЕЧНОИ

ДЕЯТЕЛЬНОСТИ И ХАРАКТЕРА ЕГО ИЗМЕНЕНИЙ

Изобретение относится к медицинс кой технике и может быть использова« но для наблюдения за характером изменения ритма сердечной деятельности у больных в клинической практике,для контроля изменений ритма у здоровых людей, работающих в особых условиях, в спортивной медицине, а также при физиологических исследованиях и в педиатрии.

Известно.устройство для регистрации ритма сердечной деятельности и характера его изменений,- содержащее последовательно соединенные датчик электрокардиосигнала, усилитель, выделитель к-зубца, и формирователь, а также электронно-лучевой индикатор с блоками развертКи (11.

Недостатком известного устройства является потеря информации о характере ритма, что снижает информативность ритмограммы.

Целью изобретения является улучшение диагностики нарушений сердечного ритма путем повышения информативной мощности ритмограммы, формируемой методом парного анализа.

Цель достигается тем, что в устройство введены выделитель помехи, распределитель импульсов, схема совпадений, управляемый счетчик числа

RR-интервалов, управляемый формирователь импульса стирания, аналого. цифровой преобразователь, счетчик,ре5 гистры "Х" и "У", цифровые компараторы "Х" и "У", блок:управления,управляемый счетчик ритмограмм, блок тактирования, адресные счетчики "Х" и "У", управляемый генератор знаков, !

О формирователь осей, оперативное запоминающее устройство, управляемый селектор режимов и усилитель импульсов подсветки, причем вход выделителя помехи подключен к выходу усили15 теля, выход формирователя через переключатель, а выход выделителя помехи непосредственно соединены соответственно с первым и вторым входами схемы совпадений, выход которой

2{) -соединен со входом распределителя . импульсов и со вхддом счетчика числа

RR-интервалоВ, выходы которого соединены с третьим входом схемы совпадений, параллельно соединенным со

25 входом управляемого формирователя импульса стирания и с информационными влодами генератора знаков, выходы распределителя импульсов подключены к входам управления регистров "Х" и

3Я,"У", входу счетчика и входу запуска

784867 аналого-цифрового преобразователя, выход которого соединен со счетным входом счетчика, а его разрядные выходы подключены через регистр "Х" к информационным входам цифрового компаратора "Х", раэрядыйе выходы регйстра "У" соединены с первыми информационными входами цифрового компаратора ."У", выходы цифровых компараторов "Х" и "У" подключены к блоку управленйя, выходы которого соединены соответственно со входом записи оперативного запоминающего устройства и вторым входом усилителя импульсов пбдснетки, параллельно соединенным"с одним из входов управляемого селектора режимов, при этом второй вход блока управления подключен к выходу выделителя помехи, первый выход блока тактирования соединен с . Управляющими входами аналого-цифрового преобразователя и распределителя импульсов, а другие выходы блока тактирования соединены со счетными входами адресныХ -счетчиков "Х" и "У" и входами блоков развертки, управляе"" " мьпЖи вхбдами генератора знаков,разрядные выходы адресных счетчиков

"Х" и "У соединены соответственно со вторыми информационными входами цифровых компараторон "X" и "У", адресными входами оперативного запоминающего устройства, входами формироt вателя осей и входами управления генератора знаков, а выходы формирователя осей, генератора знаков, оперативного запоминающего устройства и седьмой выход блока тактиронания через управляемый селектор режимов подключены к перному входу усилителя импульсон подсветки, счетный вход управляемого счетчика ритмограмм соединен с выходом формирователя импуль- 40 сов стирания, а разрядные выходы счет чика ритмограмм соединены с информационными входами генератора знаков.

Причем блок управления выйолнен в виде двух параллельных каналов выделения моментов совпадения состояний регистров "Х" и "У", первый из которых состоит из схемы совпадения и триггера, причем выход триггера подключен к первому входу схемы совпадения, а выход схемы совпадения подключен к сбросовому входу триггера,второй канал содержит схему совпадения, триггер и счетчик, причем выход триггера подключен к первому

50 дечной деятельности и характера его изменений, на фиг. 2 — схема блока

Управления. устройство содержит датчик электрокардиосигнала (на фигурах не показай), усилитель 1, вйделитель 2 R60 входу схемы совпадения, выход которой 55 через счетчик подключен к сбросоному входу триггера.

На фиг. 1 изображена блок-схема устройства для Регистрации ритма серзубца, формирователь 3, блоки 4,. 5 развертки, электроннолучевой индикатор 6, ныделитель 7 помехи, переключатель 8, кнопку 9 "Пуск", переключатель 10 количества RR-интервалов, кйопку 11 "Остановка", кнопку 12

"Стирание", распределитель 13 тактовых импульсов, схему 14 совпадений, управляемый счетчик 15 числа RR-интервалов, управляемый формирователь

16 импульса стирания, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 17, счетчик 18, регистр 19 "X", регистр 20

"У"; перекл1очатель 21 установки нуля, цифровой компаратор 22 "X блок

23 управления, цифровой компаратор

24 "У", управляемый счетчик 25 ритмограмм, блок 26 тактирования, адресный счетчик 27 "Х", адресный счетчик

28 "У", управляемый генератор 29 знаков, формирователь 30 осей, оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) 31, управляемый селектор 32 режимов и усилитель 33 импульсов подсветки.Причем блок 23 содержит схему 34 совпадения, триггер 35, вторую схему 36 совпадения, второй триггер 37 и счетчик 38.

Устройство работает следующим образом.

Электрокардиосигнал, поступивший на вход прибора, усиливается усилителем 1 и поступает на выделитель 2

R-зубца и формирователь 3. Выделение

R-зубца индицируется индикатором 6

"QRS".. Далее нормализованные импульсы поступают на вход схемы 14, -а через нее в случае отсутствия помех на счетчик 15 и распределитель 13.

Счетчик 15 связан с переключателем 10 и кнопкой 11. При помощи переключателя 10 осуществляется выбор количества кардиоциклов, анализ которых хотят произвести, т.е. переключателем 10 определяется то количество точек, которое может быть воспроизведено на ритмограмме. Счетчик 15 и схема 14 сконструированы таким образом, что в начальный момент, когда счетчик еще не заполнен, т.е. после сброса счетчика кнопкой 9, схема сонпадения открывается и выделенные из

QRS-комплекса импульсы R беспрепят-отненно поступают на вход распределителя 13 управляющего узлами АЦП 17, счетчиком.18, регистром 19 и регистром 20.

Интервалы времени между импульсами, сформированными из зубцов R,ïðåобразуются М1П 17 н последовательный число-импульсный код, значение которого записывается в двоичном коде в счетчик 18, а затем последовательно переписывается в регистры 19 и 20.

Регистры 19 и 20 предназначены для промежуточного хранения кодов двух смежных RR-интервалов (предыду. щего и последующего).

784867

Преобразовайие RR-интервалов и записи их значений в регистры произвбдятся за четыре такта.

Пбд действием одного приходящего импульса R распределитель 13 генерирует 4 тактовых импульса, каждый изкоторых сдвинут во времени относительно заднего фронта предыдущего на величину его длительности, и распределяет их на 4 раздельных выхода.

Первым тактовым импульсом разрешается прием информации из регистра

19 в регистр 20, т.е. производится запись предыдущего RR-интервала.

Вторым тактовым импульсом записывается информация о последующем RRинтервале из счетчика 18 в регистр 15

19.

Третьим тактовым импульсом производится сброс счетчика 18, т. е. подготовка к приему новой информации.

Последним тактом разрешается пре- 2О образование и запись в счетчике нового RR-интервала. Информация, записанная в счетчике 18, регистре 19 и регистре 20, хранится до прихода следующего R-зубца. 25

С приходом нового R-зубца цикл переноса информации повторяется. В результате в любой момент времени в регистрах 19 и 20 существует информация о двух смежных RR-интервалах.

Эта информация (состояние регистров

19 и 20) и отображает координаты точки в двухмерном пространстве.06новление этой информации происходит с появлением каждого нового Я-зубца на входе распределителя импульсов.

Для формирования на экране индикатора 6 ритмограммы, состоящей из множества точек, и обеспечения при эром высокой и постоянной яркости и ображения в течение длительного 4О времени произвОдится запись координат всех точек в устройстве 31, хранение и считывание. записанной информации вплоть до выключения прибора.

Ввод этих координат в устройство

31 производится путем записи уровня логической единицы в ячейку памяти этого устройства. Номер ячейки,т.е. относительное положение ее в матри- це устройства 31 при последовательном его опросе, соответствует зна чениям кодов регистров 19 и 20.

Выбор номера или адреса ячейки, в которую необходимо произвести запись .логической единицы, осуществляется посредством компараторов

22 и 24 следующим образом.

Блок 26 генерирует импульсы с рае личными, но кратными частотами, которыми управляются почти все узлы прибора. 60

Во время действия каждого прямого хода строчной ра-вертки со второго выхода этого блока на счетный вход счетчика 27 поступает пакет импульсов, под действием которых проис- g5 ходит переключение состояний этого счетчика (полный цикл).

Выходы всех разрядов этого счетчика соединены с соответствующими входами адресного коммутатора ячеек, находящегося в составе устройства 31, который при каждом изменении состояния счетчика производит коммутацию ячеек памяти в пределах одной стро- ки матрицы устройства 31.

Аналогичным образом действует пакет импульсов, поступающих с третьего выхода блока 26, поступающий на вход счетчика 28, однако он действует во время каждого прямого хода кадровой развертки и частота следования импульсов в пакете значительно ниже, т.е. новое состояние счетчик

28 приобретает только тогда, когда будет закончен опрос (или перебор) всех ячеек одной строки матрицы устройства 31 счетчиком 27.

После каждого изменения состояния счетчика 28 адресным коммутатором строк устройства 31 будет произведен выбор следующей строки матрицы этого устройства, в которой снова начнется цикл опроса элементов этой строки.

После .oripoca последней строки матрицы устройства 31 весь цикл повторяется сначала.

Разрядные выходы счетчиков 27 и

28 соединены не только с входами адресных коммутаторов, но и подключены также к соответствующим разрядным входам компараторов 22 и 24 по "X" и "У" координатам.

На другие входы этих компараторов поступают двоичные коды регистров 19 и 20 соответственно. Коммутаторы производят сравнение состояния регистра 20,, хранящего информацию о предыдущем RR-интервале, с состоянием счетчика 28 и состояние регистра

19, хранящего информацию о предыдущем RR-интервале, с состоянием счетчика 27.

Поскольку состояние регистров 19 и 20 неизменно в течение одного кардиоцикла, а состояния счетчиков 27 и 28 за это время многократно изменяются, то в отдельные моменты времени эти состояния будут совпадать, причем будут и такие моменты, когда равенство состояний будет одновременно по " " и "У". Это и отображает, что адрес выбранной ячейки устройЧтва 31 или ее номер соответствует координатам, записанным в регистрах

19 и 20. При этом блок 23 под действием выходных сигналов компараторсв переводит устройство 31 в, режим записи и в выбранную таким образом ячейку записывается "1". По истечении времени совпадения равенства состояний по "Х" и "У" (время опроса одной ячейки) устройство 31 снова переводится в режим считывания.

7 784ее7

t5

46

Одновременно с опросом этого устройства блоками 4 и 5 производится перемещение электронного луча по экрану индикатора б. Подсвет же электройного пятна будет происходить только в те моменты, когда на выходе схемы считывания устройства 31 будет присутствовать. уровень логической единицы. Управление яркостью индикатора б производится селектором 32 и усилителем 33. Поскольку перемещение луча осуществляется синхронно с опросом устройства 31, положение светящихся точек на экране будет неподвиж- ным и строго определенным. ,Для индицирования точек, появляющихся вторично с координатами уже заполненной ранее ячейки памяти,организован второй дополнительный канал выделения момента совпадений по координатам "Х" и "У". Второй канал блока 23, посредством которого в моменты появления каждой новой точки (каждого нового импульса R) дополнительно, через второй вход усилителя 33, увеличивается яркость в точке с этими координатами. Это увеличение яркости длится короткое время, четыре кадра, затем эта точка продолжает высвечиваться, но с яркостью несколько меньшей — такой же, что и у соседних точек, записанных ранее. Это дает возможность наблюдать появление точки в виде вспышек на фоне светящейся зоны, образованной совокупностью точек ритмограммы.

Границы информационного поля на экране индикатора обозначены светящимися осями координат, а само поле разграфлено на участки также светящимися линиями, положение которых соответствует определенным временным интервалам.

Формирование сигналов, осуществляющих подсвет электронного пучка во время высвечивания осей и линий,производится формирователем 30 через один из каналов селектора 32.

Формирование ритмограммы сопровождается подсчетом точек счетчиков 15 и высвечиванием на экране текущего их числа, а также числа отображающего номер ритмограммы и условный номер масштаба.

Цифровые символы формируются генератором 29, на который воздействуют кодц чисел от счетчиков 15 и 25. (тирание записанной ритмограммы производится путем записи логического "О" во все ячейки памяти устройства 31 посредством формирователя

16. Стирание может осуществляться вручную от кнопки 12 в режиме Т или автоматически, после накопления заданного числа точек, в режиме ?Г.

Выбор режимов работы производится переключателем 8.

В третьем режиме работы экран индикатора "погашен", подсвет точек осуществляется кратковременно. После, вспыхивания определенного количества точек, заданного переключателем 10, точки прекращают появляться на экране и в зто время кратковременно высвечиваются: координатные оси, линии, разграничивающие информационное поле, номер ритмограммы, условный номер выбранного временного масштаба информационного поля и число, отображающее количество точек, составляющих данную ритмограмму.

Причем время высвечивания любой точки постоянно и в четыре раза меньше времени высвечивания коорди" натных осей, линий и цифр.

Такой режим работы при фотографировании ритмограммы еще больше повышает ее информативную мощность, так как время экспозиции фотоматериала в местах, где точки совпадают, многократно суммируется, что автоматически выявляет на фоне общих границ изменения. ритма различные области с раэной степенью сгущения (моды,), а это позволяет выявить дополнительные диагностические признаки. Благодаря различию во времени экспозиции точки и координатных осей создается возможность не только качественной оценки ритмограммы (форма или характер распределения точек и выделение областей с различной степенью сгущения) но и количественной путем сравнения степени яркости или сгущения выделенных областей с координатными осями

Формула изобретения

Устройство для регистрации ритма сердечной деятельности и характера

его изменений, содержащее последовательно соединенные датчик электрокардиосигнала, усилитель, выделитель

R-зубца и формирователь, а также электронно-лучевой индикатор с блоками развертки, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью улучшения диагностики нарушений сердечного ритма путем повышения информативной мощности ритмограммы, формируемой методом парного анализа, в него введены выделитель помехи, распределитель импульсов, схема совпадений, управляемый счетчик числа RR-интервалов, управляемый формирователь импульса стирания, аналого-цифровой преобрахователь, счетчик, регистры "Х" и

"У", цифровые компараторы "Х" и "У" блок управления, управляемый счетчик ритмограмм, блок тактирования, адресные счетчики "Х" и "У", управляемый генератор знаков, формирователь осей, оперативное запоминающее устройство, управляемый селектор режимов и усилитель импульсов подсветки, причем вход выделителя помехи

784867 подключен к выходу усилителя, выход формирователя через переключатель, а выход выделителя помехи непосредственно соединены соответственно с первым и вторым входами схемы совпадений, выход которой соединен со входом распределителя импульсов и со входом счетчика числа RR-интервалов, выходы которого соединены с третьим входом схемы совпадений, параллельно соединенным со входом управляемого формирователя импульса стирания и с информационными входами генератора знаков, выходы распределителя импульсов подключены к входам управления регистров. "Х". и "У", входу счетчика и входу запуска аналого-цифрового преобразователя, выход которого соединен со счетным входом счетчика, а его разрядные выходы подключены через регистр "Х" к информационным вхо дам регистра "у" и первым информационным входам цифрового компаратора

"Х", разрядные выходы регистра "У" соединены с первыми информационными входами цифрового компаратора "у", вЫходы цифровых компараторов "Х" и

"У" подключены к блоку управления, выходы которого соединены соответственно со входом записи оперативного запоминающего устройства и вторым входом усилителя импульсов подсветки> параллельно соединенньв с одним иэ входов управляемого селектора режи-. мов, при этом второй вход блока управления подключен к выходу выделителя помехи, -первый выход блока тактирования соединен с управляющими входами аналого-цифрового преобразователя и распределителя импульсов„ а другие выходы блока тактирования соединены со счетными входами адресных счетчиков "Х" и "У" и входами блоков

-развертки, управляемыми входами генератора знаков, разрядные выходы ад-, ресных счетчиков "Х" и "У" соединены соответственно со вторыми информационнйми входами цифровых компараторов "Х" и "У", адресными входами оперативного запоминающего устроиства, входами формирователя осей и входами управления генератора знаков, а выходы формирователя осей,генератора знаков, оперативного запоминающего устройства и седьмой выход блока тактирования через управляемый селектор режимов подключенны к первому входу усилителя импульсов подсветки, счетный вход управляемого счет-!

3 чика ритмограмм соединен с выходом формирователя импульсов стирания, а разрядные выходы счетчика ритмограмм соединены с информационными входами генератора знаков.

Щ 2. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что блок управления выполнен в вцде двух параллельных каналов выделения моментов совпадения состояний регистров "Х" и

"У", первый иэ которых состоит иэ схемы совпадения и триггера, причем выход триггера подключен к первому входу схемы совпадения, а выход схемы совпадения подключен к сбросовому входу триггера, второй канал соЗО держит схему совпадения, триггер и счетчик, причем выход триггера подключен к первому входу схемы совпадения, выход которой через счетчик подключен к сбросовому входу триггезз, .

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Biamedizinische Technik, Band 2O, 9 5, 1975, с. 19-23 (протоgQ тип).