Устройство для вычисления диаграмм разрежения индикаторов

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Ресвублик

К АВТ©РСИ©МУ СВ ТИЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид»ву(53 }ф„Кл.З

С Об F 15/42 (22) Заювлено 140879 (2! ) 2809337/18-24. с присоединением звювки М

l (23) Приоритет

Государстаеииый комитет

СССР ио делам изобретений и открытий

Ойубликовано:15,10.81. йяоллетень 38

М) НФ б81..325 (088.8) Дата оаублнкОванию описанию 151081

Ф.М. Тищенко, А.N. Ратманский, Н.M. Иухарлямов, Ю.Т. Пушкарь и Б.Е. Белоусов (72) Авторы изобретению (71) Заювнтель (54) УСТРОЙСТВО Д31Я ВЫЧИСЛЕНИЯ ДИАГРАММ РАЗРЕЖЕНИЯ

ИНДИКАТОРОВ

Изобретение относится к вычислйтельной технике и может быть использовано для вычисления параметров диаграмм разрежения индикаторов, напри- е мер, при определении сердечного выброса.

Известно устройство для вычисления диаграмм разрежения индикаторов, со.держащее функционапьный преобразователь, интегpатоp два счетчика,, Tpиггер, два элемента ИЛИ, элемент И, регистр, распределитель, дешифратор и три группы выходов устройстваткоторйми являются .информационные выходй регистра, интегратора и одного из . счетчиков $1). Однако указанное устройство обеспечивает. вычисление только части общей площади под диаграм» мой разрежения.

Наиболее близким к предлагаемсц4у по технической сущности является устройство для вычисления диаграмм разрежения индикаторов, содержащее функциональный преобразователь, интехратор, распределитель, три счетчкка,два триггера, два элемента ИЛИ, элемент И, регистр, дешифратор, преобразователь код - частота, два элемента

2И-ИЛИ, генератор частоты и выхозы устройства,, которыми являются инфор- 30

2 мационные выходы интегратора и ин: версный выход первого триггераЯНедостаткoм известного устройства является малая информативность оценки диаграмм разрежения индикаторов, т.е. в результате обработки информации, поступающей с выхода функционального преобразователя, вычисляют только один параметр - площадь под диаграммой разрежения, ограниченную первой волной циркуляции индикатора.

Более информативным параметром, который определяется по диаграмме разрежения, является среднее время цирку- ° ляции индикатора, равное отношению . площади к значению уровня диаграммы после равномерного разведения индикатора в крови.

Цель изобретения - повьтаение достоверности.

Эта цель .достигается тем, что в устройство для вычисления диаграмм разрежения индикаторов, содержащее функциональный преобразователь, выход которого соединен с первыми входами первого и второго элементов 2И»

ИЛИ и первого счетчика, информационный выход которого соединен с первыми входами регистра и дешифратора, первый и второй триггеры, первые вхо873245 ды которых соединены с входом устройства, первый выход первого триггера соединен с первым входом интегратора, первый выход которого соединен с первым входом распределителя, первый выход которого соединен с первым входом первого элемента.ИЛИ и вторым входом первого счетчика, второй выход распределителя соединен с первыми входами элемента И и второго эле;мента ИЛИ, выход которого соединен с О третьим входом первого счетчика, выход которого через элемент И соединен с вторым входом распределителя, третий выход которого соединен ео вторыми входами второго элемента ИЛИ и регистра, выход которого соединен с вхо- дом преобразователя код - частота, четвертый выход распределителя соединен с первым и вторым входами второго счетчика, вторыми входами дешифрато.— ра и первого элемента ИЛИ, выход кото-20 рого соединен с четвертым входом пер-вого счетчика, выход дешифратора соединен с вторым входом второго триггера, первый выход которого соединен со вторыми входами первого и второго Д элементов 2И-ИЛИ и.третьим входом второго счетчика, выход которого соединен с вторым входом первого триггера, второй выход второго триггера соединен с третьим входом распределителя и третьими входами первого и второго элементов 2И-ИЛИ, четвертые входы которых соединены соответственно с выходами преобразователя код - частота и генератора и выход первого элемента 2И-ИЛИ соединен с четвертым входом второго счетчика, третий счетчик, дополнительно введены элемент задержки, третий триггер и третий элемент 2И-ИЛИ, причем второй выход первого триггера соединен с входом 4О схемы задержки, выход которой соединен с первым входом третьего триггера, второй вход которого соединен с вторым выходом интегратора, второй вход котоРого соединен с первым вы-,.4$ ходом третьего триггера и первыми вхо« дами третьего элемента 2И-ИЛИ и треть его счетчика, вторые входы которых соединены соответственно с выходами функционального преобразователя и щ генератора, второй выход третьего триггера соединен с третьим входом третьего элемента 2И-ИЛИ, четвертый вход которого соединен с выходом второго элемента 2И-ИЛИ, а выход — с третьим входом интегратора.

На чертеже показана блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство @одержит функциональный преобразователь 1, выдающий элек. трический сигнал в виде частоты им- 40 пульсов, пропорциональный амплитуде диаграьвиы Разрежения, интегратор 2, распределитель 3, счетчики 4-6, триггеры 7-9, дешифратор 10, регистр

11, .генератор 12, элементы 2И-ИЛИ

13-15, преобразователь 16 код - частота, элемент задержки 17, элементы

ИЛИ 18 и 19, элемент И 20.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии интегратор 2, счетчики 4-6, триггеры 7-9, регистр

11 и распределитель 3 установлены в нулевое состояние. Пуск устройства

Ьсуществляется подачей импульса на единичные входы триггеров 7 и 8, которые при этом устанавливаются в единичное состояние и открывают элементы 2И-ИЛИ 13 и 14, распределитель 3 и интегратор 2. Последний начинает интегрировать входной сигнал путам счета числа импульсов, поступающих на его счетный вход с выхода первого элемента 2И-ИЛИ 14.

Первый цикл работы устройства начинается при поступлении на вход интегратора 2 числа импульсов, равного Й, когда на его импульсном выходе возникает первый импульсный сигнал, запускающий распределитель 3. Далее на первом выходе распределителя временно появляется разрешающий потенциал, поступающий через элемент ИЛИ

18 на управляющий вход сложения счетчика 5, который за это время зарегистрирует среднюю частоту импульсов, йоступающих íà его вход с вийсода функционального преобразователя 1. При поступлении очередных hN импульсов на вход интегратора 2 сигнал с выхода последнего запускает распределитель 3, на втором выходе которогб появляется временно разрешающий.по.тенциал, поступающий через элемент

ИЛИ 19 на управляющий вход вычитания счетчика 5. При этом из первого значения средней частоты импульсов вычитается второе значение средней частоты импульсов. Поскольку на участке подъема амплитуды диаграммы разрежения последующее значение средней частоты импульсов всегда больше предыдущего, то возникающий на выходе переноса счетчика 5 импульс поступает через открытый во втором такте элемент

И 20 на установочный вход распределителя 3, устанавливая его в исходное состояние.

Аналогичным образом йроисходит работа и во всех последующих циклах на подъеме диаграмьы разрежения, когда каждый цикл сравнения содержит два такта измерения.

После достижения максимального значения на диаграмме разрежения имеется участок, где средняя частота им- . пульсов, т.е. усредненное значение амплитуды диаграммы разрежения, начинает уменьшаться по экспоненте n(t) п(с ) E- o (1) и распределитель

3 начинает работать циклически по четыре такта в каждом цикле. При этом в первом такте счетчик 5 работает на сложение, во втором и тоетьем — на вы873245 вычитание и в четвертом - снова на сложение. В конце четвертого такта каждого цикла проверяется справедливость равенства и (со) - n (t ) - n(t )+ й, +n (te) О (2) путем подключения дешнфратора 10 к счетчику 5. Так как в начальный период после достижения мак5 симума амплитуда диаграммы разрежения уменьшается не строго по экспоненциальной зависимости (1), то равенство (2) не соблюдается, сигнал на выходе дешифратора 10 отсутствует и интегратор 2 по-прежнему продолжает считать сумму всех импульсов, кото,рые поступают с функционального преобразователя 1 через элемент 2ИИЛИ 14. 15

На участке экспоненциальной зависимости средней частоты имйульсов от времени равенство. (2) соблюдается, поэтому дешифратор 10 в очередном цикле, а именно в конце четвертого 20 такта, выдает сигнал, который поступает на вход установки в нулевое состояние триггера 7., в результате чего элементы 2И-HJIH 13 и 14 закрываются по первым управляющим входам .и щ открываются по вторым управляющим .входам. К этому моменту времени интегратор 2 зарегистрирует суммарное число импульсов, равное Х n(t)dt, поступающих на его вход за время. от начала интегрирования до момента достижения равенства (2), а регистр

11 — разность средних частот n(to )—

-n (t< ) KhN, которая переэаписывается из счетчика 5 в регистр 11 в начале третьего такта, когда передний фронт разрешающего потенциала с выхода распределителя З.поступает на вход регистра 11. В счетчике 4 регистрируется число n(tq ), которое равно средней частоте имйульса в четвертом так- 40 те, когда разрешающий потенциал q выхода распределителя поступает на вход счетчика 4. На выходе преобразователя код - частота 16, коэффициент преобразования которого устанавливают рав- 4, ь ным, где Ь вЂ” целое положительное

<о> число, появляется частота f К.b,N — = ам (которая через открытый элемент 2Й-ИЛИ 13 начинает поступать на вход счетчика 4. С этого момента счетчик работает на вычитание. Одновременно частота 1 = 10 с выхода генератора 12 через открытый элемент 2И-ИЛИ

14 начинает поступать на вход интегратора 2, появляющиеся импульсы на выходе которого уже не запускают распределитель 3, поскольку последний закрыт по управляющему входу.

Интегратор 2 считает импульсы частотой в течение времени, пока 69 на выходе переноса счетчика 4 появляется сигнал. данный сигнал устанавливает триггер 8 в нулевое состояние.

Это время определяется числом n,(te), которое было зарегистрировано счет.чиком 4 и частотой (, поступающей на вход счетчика 4, н равнопК ) /1

За это время интегратор 2 к числу

М импульсов n(t)dt досчитывает число, равное

И(Ь ) e (t>) п(3)

-10 4 в = — ц— т,е. содержимое интегратора увеличива-., ется на величину площади под экстраполируемой частью диаграммы разрежения и станет равным.й цц .= (+)Pt+ к

В момент установки триггера 8 в нулевое состояние потенциал. с его инверс ного выхода запускает элемент задержки 17, на выходе которого появляется

1сигнал, через время t задержки, рав ное 10-15 мин, в течение которого индикатор равномерно размешивается в крови и амплитуда диаграммы разрежения достигает постоянного уровня. При этом средняя частота импульсов на выходе функционального преоб разователя 1 также становится постоянной по величине, равное-n(t>t )=

- задевши

=и „ . Импульсом с выхода элемента задержки 17 триггер 9 устанавливается в единичное состояние, в результате чего одновременно открываются интегратор 2, элемент 2И-ИЛИ 15 и счетчик б,.который начинает считать импульсы генератора 12 частоты f> .

При этом на счетный вход интегратора начинают поступать с выхода функционального преобразователя 1 через элемент 2И-ИЛИ 15 импульсы частотой пр „ „, которые вычитаются из числа йово. В момент полного вычитания числа и в интеграторе 2 на его выходе переноса появляется импульс, который устанавливает триггер 9 в нуЛЬвое состояние, прекращая регистрацию частоты и „ . Время, в течение которого происходит полное опорожнение интегратора, определяется равенством

Й = Тц,откуда T 1 1 „д раин (." — 3

Известно, что отношение площадй, ограниченной первой волной циркуляции индикатора, к постоянному уровню амплитуды диаграммы разрежения после равномерного разведения индикатора в крови равно среднему времени цирку.ляции индикатсра, которое в предложенном устройстве регистрирует счетчик б с точностью .+ 10 с.

Таким образом, предлагаемое . изобретение обеспечивает определение не только площади под диаграммой разрежения, но и среднего времени циркуляции индикатора, которое является более информативным параметром, так как оно равно времени центральной циркуляции крови и используется в качестве самостоятельного показателя при оценке производительности. сердца.

Среднее время циркуляции индикатора является достаточно точным показателем, позволяющим оценивать степень недостаточности кровообращения, различать одышку сердечного происхожде873245 ния от одышки при легочных заболеваниях, Наиболее выраженное увеличение этого показателя наблюдается при застое крови в малом круге кровообращения. Отсутствие увеличения этого показателя при сердечной недостаточности наблюдается у больных с анемией, тиреотоксикозом, лихорадкой, при которых ускоряется кровоток.

Формула изобретения

Устройство для вычисления диаграмм разрежения индикаторов, содержащее

Функциональный преобразователь, выход которого соединен с первыми входами 15 первого и второго элементов 2И-ИЛИ и первого счетчика, информационный выход которого. соединен с первыми входами регистра и дешифратора, первый .и второй триггеры, первые входы кото- Щ рых соединены со входом устройства, первый выход первого триггера соединен с первым входом интегратора, первый выход которого соединен с пер,вым входом распределителя, первый выход которого соединен с первым входом первого элемента ИЛИ и вторым входом первого счетчика, второй выход распределителя соединен с первыми входами элемента И и второго элемента ЗО

ИЛИ, выход которого соединен с треть- им входом первого счетчика, выход которого через элемент И соединен с вто-, рым входом распределителя, третий выход которого соединен со вторыми входами второго элемента ИЛИ и регистра, выход которого соединен с входом преобразователя код - частота, четвертый выход распределителя соединен с первым и вторым входами второго счетчика, вторыми входами дешифрато- 4Q ра и первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с четвертым входом первого счетчика, выход дешифратора сое» динен с вторым входом второго триггера, первый выход которого соединен со вторыми входами первого и второго элементов 2И-ИЛИ и третьим входом второго счетчика, выход которого соединен с вторым входом первого триггера, второй выход второго триггера соединен с . с третьим входом распределителя и; третьими входами первого и второго элементов 2И-ИЛИ, четвертые входы которых соединены соответственно с вы- . ходами преобразователя код - частота и генератора, а выход первого элемента 2И-ИЛИ соединен с четвертым вхо-. дом эторого счетчика, третий счетчик, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения достоверности, в него введены элемент задержки, третий триггер и третий элемент 2И-ИЛИ, причем второй выход первого триггера соединен через элемент задержки с первым входом третьего триггера, второй вход которого соединен с вторым выходом интегратора, второй вход кото-. рого соединен с первым выходом третьего триггера и первыми входами третьего элемента 2И-ИЛИ и третьего счетчика, вторые входы которых соединены соответственно с выходами функционального преобразователя и генератора, второй выход третьего триггера соединен с третьим входом третьего элемента 2И-ИЛИ, четвертый вход которого соединен с выходом второго элемента

2И-ИЛИ, а выход — с третьим входом ининтегратора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 2547355/18-24, кл. G 06 F 15/52, 1977.

2 . Авторское свидетельство СССР по заявке У 2702909/18-24, кл. G Об F 15/52, 1978 (прототип), 873245

Составитель Б. Белоусов

Техред И.Рейвес Корректор В.Сийицкая

Редактор К. Волоцук

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

Заказ 9049/75 Тираж 748 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5