устройство для непрерывного слежения за деятельностью сердца

Классы МПК:A61B5/0432 регистрирующие устройства, специально предназначенные для этой цели
Автор(ы):, , , , ,
Патентообладатель(и):Бойцов Сергей Анатольевич (RU),
Заренков Вячеслав Адамович (RU),
Заренков Дмитрий Вячеславович (RU),
Дикарев Виктор Иванович (RU),
Попов Владимир Васильевич (RU),
Шуленин Сергей Николаевич (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2005-02-24
публикация патента:

Изобретение относится к области медицинской техники, а именно к конструкции устройства для передачи электрокардиосигналов по радиоканалу, и может быть использовано в учреждениях практического здравохранения, в том числе и в системе скорой помощи, в системе дистанционных консультативных центров. Устройство содержит электроды, предварительный усилитель, микропроцессор, блоки памяти нижнего и верхнего уровней, блоки сравнения, пороговые блоки, блок формирования сигнала тревоги, магнитный регистратор, блок звуковой сигнализации, генератор высокой частоты, амплитудный модулятор, генератор модулирующего кода, фазовый манипулятор, усилитель мощности, передающую антенну, приемную антенну, блок перестройки, гетеродин, смесители, усилители, промежуточной частоты, обнаружитель (селектор), амплитудные ограничители, синхронный детектор, фазовые детекторы, измерители ширины спектра, удвоитель фазы, фазовращатели на +90°, сумматор, перемножитель, узкополосные фильтры, амплитудный детектор, делитель фазы на два, фазовращатель на +30°, фазовращатель на -30°, блоки вычитания. Изобретение обеспечивает повышенную помехоустойчивость устройства путем подавления узкополосных помех. 3 ил. устройство для непрерывного слежения за деятельностью сердца, патент № 2290059

Рисунки к патенту РФ 2290059

устройство для непрерывного слежения за деятельностью сердца, патент № 2290059 устройство для непрерывного слежения за деятельностью сердца, патент № 2290059 устройство для непрерывного слежения за деятельностью сердца, патент № 2290059

Предлагаемое устройство относится к области медицинской техники, а именно к конструкции устройств для передачи электрокардиосигналов по радиоканалам, и может быть использовано в учреждениях практического здравохранения, в том числе и в системе скорой помощи, в системе дистанционных консультативных центров.

Известны устройства для непрерывного слежения за деятельностью сердца и для диагностики заболеваний сердца (авт. свид. №№1811380, 1814538; патенты РФ №№2128004, 2181258, 2232545 и другие).

Из известных устройств наиболее близким к предлагаемому является "Устройство для непрерывного слежения за деятельностью сердца" (патент РФ №2232545, А 61 В 5/04, 2002 г.), которое и выбрано в качестве прототипа.

Указанное устройство обеспечивает получение объективной информации о состоянии сердца наблюдаемого человека в реальных производственных условиях и об остро развивающихся сердечно-сосудистых нарушениях.

Однако известное устройство имеет сравнительно низкую помехоустойчивость к узкополосным помехам.

Технической задачей изобретения является повышение помехоустойчивости устройства путем подавления узкополосных помех.

Поставленная задача решается тем, что устройство для непрерывного слежения за деятельностью сердца, содержащее последовательно включенные электроды, предварительный усилитель, амплитудный модулятор, второй вход которого соединен с выходом генератора высокой частоты, фазовый манипулятор, второй вход которого соединен с выходом генератора модулирующего кода, усилитель мощности и передающую антенну, последовательно включенные приемную антенну, первый смеситель, второй вход которого через гетеродин соединен с выходом блока перестройки, первый усилитель промежуточной частоты, сумматор, перемножитель, второй вход которого соединен с выходом приемной антенны, первый узкополосный фильтр, амплитудный детектор, второй ключ, второй вход которого соединен с выходом сумматора, первый удвоитель фазы, измеритель ширины спектра второй гармоники сигнала, второй блок сравнения, второй вход которого через измеритель ширины спектра сигнала соединен с выходом второго ключа, второй пороговый блок, второй вход которого через линию задержки соединен с его выходом, первый ключ, второй вход которого соединен с выходом второго ключа, первый амплитудный ограничитель, синхронный детектор, второй вход которого соединен с выходом первого ключа, и микропроцессор, выполненный в виде первого блока сравнения, блоков памяти нижнего и верхнего уровней и регулируемого первого порогового блока, выход которого является выходом микропроцессора, выходом которого является вход первого блока сравнения, который подключен соответственно к блокам памяти нижнего и верхнего уровней и к первому пороговому блоку, последовательно подключенные к выходу первого порогового блока микропроцессора блок формирования сигнала тревоги и блок звуковой сигнализации, последовательно подключенные к второму выходу гетеродина первый фазовращатель на +90°, второй смеситель, второй вход которого соединен с выходом приемной антенны, второй усилитель промежуточной частоты, и второй фазовращатель на 90°, выход которого соединен с вторым входом сумматора, подключенный к выходу синхронного детектора магнитный регистратор, второй вход которого соединен с вторым выходом блока формирования сигнала тревоги, при этом управляющий вход блока перестройки соединен с выходом второго порогового блока, первый фазовый детектор соединен с выходом первого амплитудного ограничителя, снабжено вторым амплитудным ограничителем, делителем фазы на два, вторым узкополосным фильтром, фазовращателем на +30°, фазовращателем на -30°, третьим фазовращателем на +90°, вторым и третьим фазовыми детекторами, двумя блоками вычитания, причем к выходу удвоителя фазы последовательно подключены второй амплитудный ограничитель, делитель фазы на два, второй узкополосный фильтр, фазовращатель на +30°, второй фазовый детектор, второй вход которого соединен с выходом первого амплитудного ограничителя, первый блок вычитания, третий фазовращатель на +90° и второй блок вычитания, второй вход которого через первый фазовый детектор соединен с выходом второго узкополосного фильтра, а выход подключен к третьему входу магнитного регистратора, к выходу второго узкополосного фильтра последовательно подключены фазовращатель на -30° и третий фазовый детектор, второй вход которого соединен с выходом первого амплитудного ограничителя, а выход подключен к второму входу первого блока вычитания.

Структурная схема предлагаемого устройства представлена на фиг.1. Частотная диаграмма, поясняющая процесс образования дополнительных каналов приема, представлена на фиг.2. Временные диаграммы, поясняющие принцип работы устройства, изображены на фиг.3.

Устройство содержит последовательно включенные электроды 1, предварительный усилитель 2, амплитудный модулятор 12, второй вход которого соединен с выходом генератора 11 высокой частоты, фазовый манипулятор 14, второй вход которого соединен с выходом генератора 13 модулирующего кода, усилитель 15 мощности и передающую антенну 16, последовательно включенные приемную антенну 17, первый смеситель 20, второй вход которого через гетеродин 19 соединен с выходом блока 18 перестройки, первый усилитель 21 промежуточной частоты, сумматор 38, перемножитель 39, второй вход которого соединен с выходом приемной антенны 17, первый узкополосный фильтр 40, амплитудный детектор 41, второй ключ 42, второй вход которого соединен с выходом сумматора 38, удвоитель 30 фазы, измеритель 31 ширины спектра второй гармоники сигнала, второй блок 32 сравнения, второй вход которого через измеритель 29 ширины спектра сигнала соединен с выходом ключа 42, второй пороговый блок 33, второй вход которого через линию 23 задержки соединен с его выходом, первый ключ 24, второй вход которого соединен с выходом ключа 42, амплитудный ограничитель 25, синхронный детектор 26, второй вход которого соединен с выходом ключа 24, и микропроцессор 3, выполненный в виде первого блока 5 сравнения, блоков памяти нижнего 4 и верхнего 6 уровней и регулируемого первого порогового блока 7, выход которого является выходом микропроцессора 3, входом которого является вход первого блока 5 сравнения, который подключен соответственно к блокам памяти нижнего 4 и верхнего 6 уровней и к первому пороговому блоку 7, последовательно подключенные к выходу первого порогового блока 7 микропроцессора 3 блок 8 формирования сигнала тревоги и блок 10 звуковой сигнализации, последовательно подключенные к второму выходу гетеродина 19 первый фазовращатель 34 на +90°, второй смеситель 35, второй вход которого соединен с выходом приемной антенны 17, второй усилитель 36 промежуточной частоты и второй фазовращатель 37 на +90°, выход которого соединен с вторым входом сумматора 38, последовательно подключенные к выходу удвоителя 30 фазы второй амплитудный ограничитель 27, делитель 43 фазы на два, второй узкополосный фильтр 44, первый фазовый детектор 28, второй вход которого соединен с выходом амплитудного ограничителя 25, второй блок 51 вычитания и магнитный регистратор 9, второй и третий входы которого соединены с выходом синхронного детектора 26 и с вторым выходом блока 8 формирования сигнала тревоги соответственно, последовательно подключенные к выходу узкополосного фильтра 44 фазовращатель 45 на +30°, второй фазовый детектор 47, второй вход которого соединен с выходом амплитудного ограничителя 25, первый блок 49 вычитания и третий фазовращатель 50 на +90°, выход которого соединен с вторым входом блока 51 вычитания, последовательно подключенные к выходу узкополосного фильтра 44 фазовращатель 46 на -30° и третий фазовый детектор 48, второй вход которого соединен с выходом амплитудного ограничителя 25, а выход подключен к второму входу блока 49 вычитания. Управляющий вход блока 18 перестройки соединен с выходом порогового блока 33. Измерители 29 и 31 ширины спектра, удвоитель 30 фазы, блок 32 сравнения и пороговый блок 33 образуют обнаружитель (селектор) 22 ФМн-сигналов. В качестве блока 18 перестройки используется генератор пилообразного напряжения.

Устройство для непрерывного слежения за деятельностью сердца работает следующим образом.

Электроды 1 крепятся на наблюдаемом человеке (спортсмене, водителе транспорта, рабочем, пациенте с различными сердечно-сосудистыми нарушениями и заболеваниями и т.п.) в местах снятия ЭКГ, от которых в значительной степени зависит качество снимаемой электрокардиограммы.

Регистрируемый электродами 1 кардиосигнал m(t) (фиг.3,а), пройдя через предварительный усилитель 2, поступает на первый вход амплитудного модулятора 12, на второй вход которого подается высокочастотное колебание с выхода генератора 11 высокой частоты (фиг.3, б)

u 1(t)=U1cos(устройство для непрерывного слежения за деятельностью сердца, патент № 2290059 1t+устройство для непрерывного слежения за деятельностью сердца, патент № 2290059 1), 0устройство для непрерывного слежения за деятельностью сердца, патент № 2290059 tустройство для непрерывного слежения за деятельностью сердца, патент № 2290059 T1,

где U1, устройство для непрерывного слежения за деятельностью сердца, патент № 2290059 1, устройство для непрерывного слежения за деятельностью сердца, патент № 2290059 1, T1 - амплитуда, несущая частота, начальная фаза и длительность гармонического колебания.

На выходе амплитудного модулятора 12 образуется сигнал с амплитудной модуляцией (AM) (фиг.3,в)

u2(t)=U2 [1+m(t)]cos(устройство для непрерывного слежения за деятельностью сердца, патент № 2290059 1t+устройство для непрерывного слежения за деятельностью сердца, патент № 2290059 1), 0устройство для непрерывного слежения за деятельностью сердца, патент № 2290059 tустройство для непрерывного слежения за деятельностью сердца, патент № 2290059 T1,

где устройство для непрерывного слежения за деятельностью сердца, патент № 2290059

K1 - коэффициент передачи амплитудного модулятора;

m(t) - закон амплитудной модуляции.

АМ-сигнал u2(t) поступает на первый вход фазового манипулятора 14, на второй вход которого поступает модулирующий код M(t) (фиг.3,г), в котором в цифровом коде содержаться краткие сведения о наблюдаемом человеке, например фамилия, имя, год рождения и т.п. На выходе фазового манипулятора 14 образуется сложный сигнал с комбинированной амплитудной модуляцией и фазовой манипуляцией (АМ-ФМн) (фиг.3, д)

u3(t)=U3[1+m(t)]cos[устройство для непрерывного слежения за деятельностью сердца, патент № 2290059 1t+устройство для непрерывного слежения за деятельностью сердца, патент № 2290059 k(t)+устройство для непрерывного слежения за деятельностью сердца, патент № 2290059 1], 0устройство для непрерывного слежения за деятельностью сердца, патент № 2290059 tустройство для непрерывного слежения за деятельностью сердца, патент № 2290059 T1,

где устройство для непрерывного слежения за деятельностью сердца, патент № 2290059

К2 - коэффициент передачи фазового манипулятора;

устройство для непрерывного слежения за деятельностью сердца, патент № 2290059 k(t)={0,устройство для непрерывного слежения за деятельностью сердца, патент № 2290059 } - манипулируемая составляющая фазы, отображающая закон фазовой манипуляции в соответствии с модулирующим кодом M(t) (фиг.3, г), причем устройство для непрерывного слежения за деятельностью сердца, патент № 2290059 k(t)=const при kустройство для непрерывного слежения за деятельностью сердца, патент № 2290059 Э<t<(k+1)устройство для непрерывного слежения за деятельностью сердца, патент № 2290059 Э и может изменяться скачком при t=kустройство для непрерывного слежения за деятельностью сердца, патент № 2290059 э, т.е. на границах между элементарными посылками (k=1, 2,..., N-1);

устройство для непрерывного слежения за деятельностью сердца, патент № 2290059 Э·N - длительность и количество элементарных посылок, из которых составлен сигнал длительностью T1 (T1=N·устройство для непрерывного слежения за деятельностью сердца, патент № 2290059 Э).

Данный сигнал после усиления в усилителе 15 мощности излучается передающей антенной 16 в эфир, принимается приемной антенной 17 и поступает на первые входы смесителя 20 и 35, на вторые входы которых подаются напряжения гетеродина 19 соответственно:

устройство для непрерывного слежения за деятельностью сердца, патент № 2290059

где UГ, устройство для непрерывного слежения за деятельностью сердца, патент № 2290059 Г, устройство для непрерывного слежения за деятельностью сердца, патент № 2290059 Г, TП - амплитуда, начальная частота, начальная фаза и период повторения;

устройство для непрерывного слежения за деятельностью сердца, патент № 2290059 - скорость изменения частоты гетеродина в заданном диапазоне частот Дf;

На выходе смесителей 20 и 35 образуются напряжения комбинационных частот. Усилителями 21 и 36 выделяются напряжения разностной (промежуточной) частоты:

устройство для непрерывного слежения за деятельностью сердца, патент № 2290059

где устройство для непрерывного слежения за деятельностью сердца, патент № 2290059

К3 - коэффициент передачи смесителей;

устройство для непрерывного слежения за деятельностью сердца, патент № 2290059 пр=устройство для непрерывного слежения за деятельностью сердца, патент № 2290059 1-устройство для непрерывного слежения за деятельностью сердца, патент № 2290059 Г - промежуточная частота; устройство для непрерывного слежения за деятельностью сердца, патент № 2290059 пр=устройство для непрерывного слежения за деятельностью сердца, патент № 2290059 1-устройство для непрерывного слежения за деятельностью сердца, патент № 2290059 Г.

Эти напряжения представляют собой сложные сигналы с комбинированной амплитудной модуляцией, фазовой манипуляцией и линейной частотной модуляцией (АМ-ФМн-ЛЧМ).

Напряжение uпр2(t) с выхода усилителя 36 промежуточной частоты поступает на вход фазовращателя 37 на +90°, на выходе которого образуется напряжение

устройство для непрерывного слежения за деятельностью сердца, патент № 2290059

Напряжения uпр1(t) и uпр3 (t) поступают на два входа сумматора 38, на выходе которого образуется суммарное напряжение

устройство для непрерывного слежения за деятельностью сердца, патент № 2290059

где Uустройство для непрерывного слежения за деятельностью сердца, патент № 2290059 1=2Uпр.

Это напряжение подается на второй вход перемножителя 39, на первый вход которого поступает принимаемый сигнал u3(t). На выходе перемножителя 39 образуется напряжение

устройство для непрерывного слежения за деятельностью сердца, патент № 2290059

где устройство для непрерывного слежения за деятельностью сердца, патент № 2290059

К4 - коэффициент передачи перемножителя.

Частота настройки устройство для непрерывного слежения за деятельностью сердца, патент № 2290059 ф узкополосного фильтра 40 выбирается равной начальной частоте устройство для непрерывного слежения за деятельностью сердца, патент № 2290059 1 гетеродина 19 устройство для непрерывного слежения за деятельностью сердца, патент № 2290059 ф=устройство для непрерывного слежения за деятельностью сердца, патент № 2290059 Г.

Поэтому в полосу пропускания узкополосного фильтра 40 попадает напряжение u4(t), которое после детектирования в амплитудном детекторе 41 поступает на управляющий вход ключа 42, открывая его. В исходном состоянии ключи 24 и 42 всегда закрыты.

При этом напряжение uустройство для непрерывного слежения за деятельностью сердца, патент № 2290059 1(t) с выхода сумматора 38 через открытый ключ 42 поступает на вход обнаружителя (селектора) 22, состоящего из первого 29 и второго 31 измерителей ширины спектра, удвоителя 30 фазы, блока 32 сравнения и порогового блока 33.

На выходе удвоителя 30 фазы образуется напряжение

u4(t)=U 4[1+m(t)]cos(2устройство для непрерывного слежения за деятельностью сердца, патент № 2290059 прt-2устройство для непрерывного слежения за деятельностью сердца, патент № 2290059 устройство для непрерывного слежения за деятельностью сердца, патент № 2290059 t2+2устройство для непрерывного слежения за деятельностью сердца, патент № 2290059 пр),

где устройство для непрерывного слежения за деятельностью сердца, патент № 2290059

в котором фазовая манипуляция уже отсутствует.

Ширина спектра устройство для непрерывного слежения за деятельностью сердца, патент № 2290059 f2 второй гармоники сигнала определяется длительностью T1 сигнала устройство для непрерывного слежения за деятельностью сердца, патент № 2290059 ,

тогда как ширина спектра устройство для непрерывного слежения за деятельностью сердца, патент № 2290059 fc принимаемого сигнала определяется длительностью устройство для непрерывного слежения за деятельностью сердца, патент № 2290059 Э его элементарных посылок устройство для непрерывного слежения за деятельностью сердца, патент № 2290059 ,

т.е. ширина спектра устройство для непрерывного слежения за деятельностью сердца, патент № 2290059 f2 второй гармоники сигнала в N раз меньше ширины спектра устройство для непрерывного слежения за деятельностью сердца, патент № 2290059 fc входного сигнала

устройство для непрерывного слежения за деятельностью сердца, патент № 2290059

Следовательно, при умножении фазы АМ-ФМн-ЛЧМ-сигнала на два его спектр "сворачивается" в N раз. Это обстоятельство и позволяет обнаружить АМ-ФМн-ЛЧМ-сигнал даже тогда, когда его мощность на входе устройства меньше мощности шумов и помех.

Ширина спектра устройство для непрерывного слежения за деятельностью сердца, патент № 2290059 fc входного сигнала измеряется с помощью измерителя 29, а ширина спектра устройство для непрерывного слежения за деятельностью сердца, патент № 2290059 f2 второй гармоники сигнала измеряется с помощью измерителя 31. Напряжения Uc и U2, пропорциональные устройство для непрерывного слежения за деятельностью сердца, патент № 2290059 fc и устройство для непрерывного слежения за деятельностью сердца, патент № 2290059 f2 соответственно, с выходов измерителей 29 и 31 ширины спектра поступают на два входа блока 32 сравнения. Так как Uc>U2, то на выходе блока 32 сравнения образуется положительный импульс, который сравнивается с пороговым напряжением Uпор в пороговом блоке 33. Пороговое напряжение Uпор превышается только при обнаружении АМ-ФМн-ЛЧМ-сигнала. При превышении порогового уровня Uпор в пороговом блоке 33 формируется постоянное напряжение, которое поступает на управляющий вход блока 18 перестройки, переводя его в режим остановки, на вход линии 23 задержки и на управляющий вход ключа 24, открывая его.

С этого момента времени просмотр заданного диапазона частот Дf и поиск АМ-ФМн-сигналов прекращается на время регистрации обнаруженного АМ-ФМн-сигнала, которое определяется временем задержки устройство для непрерывного слежения за деятельностью сердца, патент № 2290059 з линии 23 задержки.

При прекращении перестройки гетеродина 19 сумматором 38 выделяется напряжение

устройство для непрерывного слежения за деятельностью сердца, патент № 2290059

которое через открытые ключи 42 и 24 поступает на вход амплитудного ограничителя 25 и синхронного детектора 26. На выходе амплитудного ограничителя 25 образуется ФМн-сигнал (фиг.3, е)

устройство для непрерывного слежения за деятельностью сердца, патент № 2290059

где Uогр - порог ограничения;

который поступает на второй вход синхронного детектора 26. В результате синхронного детектирования на выходе синхронного детектора 26 образуется низкочастотное напряжение (фиг.3, ж)

uH1(t)=UH1[1+m(t)],

где устройство для непрерывного слежения за деятельностью сердца, патент № 2290059 ;

К5 - коэффициент передачи синхронного детектора.

Пропорциональное исходному кардиосигналу m(t), это напряжение поступает на вход блока 5 сравнения микропроцессора 3, в котором происходит сравнение регистрируемого сигнала конкретного пациента с установленным для нормального человека верхним и нижним предельно допустимыми уровнями, поступающими на блок 5 сравнения с блоков 4 и 6 памяти верхнего и нижнего уровней. При отклонении значения регистрируемого сигнала за предельно допустимые его величины, срабатывает регулируемый пороговый блок 7, включая блок 10 звуковой индикации и магнитный регистратор 9. Последний осуществляет запись в течение 5...10 секунд и регистрацию патологического процесса на портативную кассету. Питание устройства осуществляется от портативного источника тока (не показано).

Напряжение u4(t) с выхода удвоителя 30 фазы поступает на вход амплитудного ограничителя 27, на выходе которого образуется напряжение (фиг.3, з)

устройство для непрерывного слежения за деятельностью сердца, патент № 2290059

которое поступает на вход делителя 43 фазы на два. На выходе последнего образуется напряжение (фиг.3, и)

устройство для непрерывного слежения за деятельностью сердца, патент № 2290059

которое выделяется узкополосным фильтром 44, используется в качестве опорного напряжения и поступает на опорный вход фазового детектора 28, на информационный вход которого поступает напряжение u5(t) с выхода амплитудного ограничителя 25. На выходе фазового детектора 28 образуется низкочастотное напряжение (фиг.3, к)

uH2(t)=UH2cosустройство для непрерывного слежения за деятельностью сердца, патент № 2290059 k(t),

где устройство для непрерывного слежения за деятельностью сердца, патент № 2290059 ;

К6 - коэффициент передачи фазового детектора;

Пропорциональное модулирующему коду M(t) (фиг.3, г). Это напряжение поступает на первый вход блока 51 вычитания.

Если в эфире действует узкополосная помеха

uП (t)=UПcos(устройство для непрерывного слежения за деятельностью сердца, патент № 2290059 Пt+устройство для непрерывного слежения за деятельностью сердца, патент № 2290059 П),

частота устройство для непрерывного слежения за деятельностью сердца, патент № 2290059 П которой незначительно отличается от промежуточной частоты устройство для непрерывного слежения за деятельностью сердца, патент № 2290059 пр принимаемого сигнала

устройство для непрерывного слежения за деятельностью сердца, патент № 2290059 П-устройство для непрерывного слежения за деятельностью сердца, патент № 2290059 кр=устройство для непрерывного слежения за деятельностью сердца, патент № 2290059 устройство для непрерывного слежения за деятельностью сердца, патент № 2290059 устройство для непрерывного слежения за деятельностью сердца, патент № 2290059 устройство для непрерывного слежения за деятельностью сердца, патент № 2290059 устройство для непрерывного слежения за деятельностью сердца, патент № 2290059 ф,

где устройство для непрерывного слежения за деятельностью сердца, патент № 2290059 устройство для непрерывного слежения за деятельностью сердца, патент № 2290059 ф - полоса пропускания фазовых детекторов 28, 48 и 49;

то аддитивная смесь принимаемого ФМн-сигнала u 5(t) и узкополосной помехи uП(t)

u устройство для непрерывного слежения за деятельностью сердца, патент № 2290059 (t)=u5(t)+uП(t),

с выхода амплитудного ограничителя 25 поступает на первые входы фазовых детекторов 28, 47 и 48.

Опорное напряжение u0 (t) (фиг.3, и) с выхода узкополосного фильтра 44 одновременно поступают на входы фазовращателей 45 и 46 на +30° и -30°, на выходе которых образуются соответствующие напряжения:

устройство для непрерывного слежения за деятельностью сердца, патент № 2290059

которые подаются на вторые входы фазовых детекторов 47 и 48. На выходе фазовых детекторов 28, 47 и 48 в этом случае выделяются следующие низкочастотные напряжения соответственно:

устройство для непрерывного слежения за деятельностью сердца, патент № 2290059

где устройство для непрерывного слежения за деятельностью сердца, патент № 2290059 ;

На выходе первого блока 49 вычитания образуется следующее разностное напряжение:

устройство для непрерывного слежения за деятельностью сердца, патент № 2290059 uH1(t)=uH4(t)-uH5(t)=U H{cos[(устройство для непрерывного слежения за деятельностью сердца, патент № 2290059 П-устройство для непрерывного слежения за деятельностью сердца, патент № 2290059 пр)t+устройство для непрерывного слежения за деятельностью сердца, патент № 2290059 П-устройство для непрерывного слежения за деятельностью сердца, патент № 2290059 пр-30°]-cos[(устройство для непрерывного слежения за деятельностью сердца, патент № 2290059 П-устройство для непрерывного слежения за деятельностью сердца, патент № 2290059 пр)t+

+устройство для непрерывного слежения за деятельностью сердца, патент № 2290059 П-устройство для непрерывного слежения за деятельностью сердца, патент № 2290059 пр+30°]}=2UНsin[(устройство для непрерывного слежения за деятельностью сердца, патент № 2290059 П-устройство для непрерывного слежения за деятельностью сердца, патент № 2290059 пр)t+устройство для непрерывного слежения за деятельностью сердца, патент № 2290059 П-устройство для непрерывного слежения за деятельностью сердца, патент № 2290059 пр]·sin30°=

=UH·sin[(устройство для непрерывного слежения за деятельностью сердца, патент № 2290059 П-устройство для непрерывного слежения за деятельностью сердца, патент № 2290059 пр)t+устройство для непрерывного слежения за деятельностью сердца, патент № 2290059 Н-устройство для непрерывного слежения за деятельностью сердца, патент № 2290059 пр].

Анализ полученного разностного напряжения устройство для непрерывного слежения за деятельностью сердца, патент № 2290059 uH1(t) показывает, что оно представляет собой оценку помеховой составляющей, которая отличается от помеховой составляющей в основном канале поворотом по фазе на +90°.

Разностное напряжение устройство для непрерывного слежения за деятельностью сердца, патент № 2290059 uH1(t) с выхода блока 49 вычитания поступает на вход фазовращателя 50 на +90°, на выходе которого образуется напряжение

устройство для непрерывного слежения за деятельностью сердца, патент № 2290059 uH2(t)=UHcos[(устройство для непрерывного слежения за деятельностью сердца, патент № 2290059 П-устройство для непрерывного слежения за деятельностью сердца, патент № 2290059 пр)t+устройство для непрерывного слежения за деятельностью сердца, патент № 2290059 П-устройство для непрерывного слежения за деятельностью сердца, патент № 2290059 пр],

которое поступает на второй вход блока 51 вычитания. На выходе последнего образуется следующее разностное напряжение (фиг.3, к)

устройство для непрерывного слежения за деятельностью сердца, патент № 2290059 uH3(t)=uH3(t)-устройство для непрерывного слежения за деятельностью сердца, патент № 2290059 UH2(t)=uH2·cosустройство для непрерывного слежения за деятельностью сердца, патент № 2290059 k(t),

в котором помеховая составляющая отсутствует.

Это напряжение фиксируется магнитным регистратором 9.

Следовательно, магнитный регистратор 9 обеспечивает регистрацию сведений о пациенте и его патологические данные о сердечно-сосудистой системе.

Время задержки устройство для непрерывного слежения за деятельностью сердца, патент № 2290059 з линии задержки 23 выбирается таким, чтобы можно было зафиксировать сведения о пациенте и его патологические данные о сердечно-сосудистой системе на магнитную кассету. По истечении этого времени напряжение с выхода линии 23 задержки поступает на вход сброса порогового блока 33 и сбрасывает его содержимое на нулевое значение. При этом блок 18 перестройки переводится в режим перестройки. А ключ 24 закрывается. Т.е. они переводятся в свои исходные состояния.

С этого момента времени просмотр заданного частотного диапазона Дf и поиск АМ-ФМн-сигналов продолжается.

В случае обнаружения следующего АМ-ФМн-сигнала работа устройства происходит аналогичным образом.

Описанная выше работа устройства соответствует случаю приема сигналов по основному каналу на частоте устройство для непрерывного слежения за деятельностью сердца, патент № 2290059 1 (фиг.2).

Если ложный сигнал (помеха) принимается по зеркальному каналу на частоте устройство для непрерывного слежения за деятельностью сердца, патент № 2290059 3

устройство для непрерывного слежения за деятельностью сердца, патент № 2290059

то усилителем 21 и 36 выделяются следующие напряжения:

устройство для непрерывного слежения за деятельностью сердца, патент № 2290059

где устройство для непрерывного слежения за деятельностью сердца, патент № 2290059 ;

устройство для непрерывного слежения за деятельностью сердца, патент № 2290059 пр=устройство для непрерывного слежения за деятельностью сердца, патент № 2290059 г-устройство для непрерывного слежения за деятельностью сердца, патент № 2290059 з - промежуточная частота;

устройство для непрерывного слежения за деятельностью сердца, патент № 2290059 пр4=устройство для непрерывного слежения за деятельностью сердца, патент № 2290059 г-устройство для непрерывного слежения за деятельностью сердца, патент № 2290059 з.

Напряжение uпр5(t) с выхода усилителя 36 промежуточной частоты поступает на вход фазовращателя 37 на +90°, на выходе которого образуется напряжение

устройство для непрерывного слежения за деятельностью сердца, патент № 2290059

Напряжения uпр4(t) и uпр6 (t), поступающие на два входа сумматора 38, на его выходе компенсируются.

Следовательно, ложный сигнал (помеха), принимаемый по зеркальному каналу на частоте устройство для непрерывного слежения за деятельностью сердца, патент № 2290059 3, подавляется.

По аналогичной причине подавляется и ложный сигнал (помеха), принимаемый по первому комбинационному каналу на частоте устройство для непрерывного слежения за деятельностью сердца, патент № 2290059 k1 (фиг.2).

Если ложный сигнал (помеха), принимается по второму комбинационному каналу на частоте устройство для непрерывного слежения за деятельностью сердца, патент № 2290059 k2

устройство для непрерывного слежения за деятельностью сердца, патент № 2290059

то усилителями 21 и 36 промежуточной частоты выделяются напряжения:

устройство для непрерывного слежения за деятельностью сердца, патент № 2290059

где устройство для непрерывного слежения за деятельностью сердца, патент № 2290059 ;

устройство для непрерывного слежения за деятельностью сердца, патент № 2290059 пр=устройство для непрерывного слежения за деятельностью сердца, патент № 2290059 k2-2устройство для непрерывного слежения за деятельностью сердца, патент № 2290059 г - промежуточная частота;

устройство для непрерывного слежения за деятельностью сердца, патент № 2290059 пр7=устройство для непрерывного слежения за деятельностью сердца, патент № 2290059 k2-устройство для непрерывного слежения за деятельностью сердца, патент № 2290059 г.

Напряжение uпр8(t) с выхода усилителя 36 промежуточной частоты поступает на вход фазовращателя 37 на +90°, на выходе которого образуется напряжение

устройство для непрерывного слежения за деятельностью сердца, патент № 2290059

Напряжения uпр7(t) и uпр9 (t) поступают на два входа сумматора 38, на выходе которого образуется суммарное напряжение

устройство для непрерывного слежения за деятельностью сердца, патент № 2290059

где Uустройство для непрерывного слежения за деятельностью сердца, патент № 2290059 3=2Uпр7

Это напряжение подается на второй вход перемножителя 39, на первый вход которого поступает принимаемый сигнал uk2(t).

На выходе перемножителя 39 образуется напряжение

устройство для непрерывного слежения за деятельностью сердца, патент № 2290059

где устройство для непрерывного слежения за деятельностью сердца, патент № 2290059 ;

которое не попадает в полосу пропускания узкополосного фильтра 40. Ключ 42 не открывается и ложный сигнал (помеха), принимаемый по второму комбинационному каналу на частоте устройство для непрерывного слежения за деятельностью сердца, патент № 2290059 k2, подавляется.

По аналогичной причине подавляются и ложные сигналы (помехи), принимаемые по другим комбинационным каналам.

Устройство может быть выполнено в модификациях, предназначенных для пациентов с различными сердечно-сосудистыми нарушениями, заболеваниями или предрасположенными к ним (аритмии, пред- и послеинфарктное состояние, экстрасистология, ишемическая болезнь сердца), вводится эталонная информация в микропроцессор, с которой будет осуществляться сравнение регистрируемых сигналов. Например, у больного с предрасположенностью к параксиальной тахикардии будет отслеживаться частота сердечных циклов, в случае экстрасистолии - периодичность, число и форма экстрасистол, при ишемии миокарда программное устройство будет настроено на сравнение амплитуды, направленности и длительности зубцов и интервалов ЭКГ.

Устройство обеспечивает дистанционное получение объективной информации о состоянии сердца в реальных условиях социально-производственной жизни, осуществляет индивидуальный дистанционный контроль за деятельностью сердца конкретного пациента, оперативно оповещает о появлении разных объективных признаков острых сердечных нарушений и, следовательно, повышает эффективность терапевтических и реабилитационных мероприятий. При этом дистанционный контроль осуществляется одновременно за деятельностью сердца нескольких пациентов, радиосигналы которых используют различные частоты и модулирующие коды, которые передают кроме кардиосигналов еще и сведения о пациентах.

Устройство может быть использовано в профилактических кардиологических исследованиях, в практической работе с соответствующим контингентом, в спортивной медицине, авиакосмических полетах, в целях диагностики и предупреждения нарушений и отклонений сердечной деятельности у водителей автотранспорта.

Таким образом, предлагаемое устройство по сравнению с прототипом обеспечивает повышение помехоустойчивости радиоканала. Это достигается подавлением узкополосных помех фазокомпенсационным методом.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Устройство для непрерывного слежения за деятельностью сердца, содержащее последовательно включенные электроды, предварительный усилитель, амплитудный модулятор, второй вход которого соединен с выходом генератора высокой частоты, фазовый манипулятор, второй вход которого соединен с выходом генератора модулирующего кода, усилитель мощности и передающую антенну, последовательно включенные приемную антенну, первый смеситель, второй вход которого через гетеродин соединен с выходом блока перестройки, первый усилитель промежуточной частоты, сумматор, перемножитель, второй вход которого соединен с выходом приемной антенны, первый узкополосный фильтр, амплитудный детектор, второй ключ, второй вход которого соединен с выходом сумматора, удвоитель фазы, измеритель ширины спектра второй гармоники сигнала, второй блок сравнения, второй вход которого через измеритель ширины спектра сигнала соединен с выходом второго ключа, второй пороговый блок, второй вход которого через линию задержки соединен с его выходом, первый ключ, второй вход которого соединен с выходом второго ключа, синхронный детектор, второй вход которого соединен с выходом первого ключа, и микропроцессор, выполненный в виде первого блока сравнения блоков памяти нижнего и верхнего уровней и регулируемого первого порогового блока, выход которого является выходом микропроцессора, входом которого является вход первого блока сравнения, который подключен соответственно к блокам памяти нижнего и верхнего уровней и к первому пороговому блоку, последовательно подключенные к выходу первого порогового блока микропроцессора блок формирования сигнала тревоги и блок звуковой сигнализации, последовательно подключенные к второму выходу гетеродина первый фазовращатель на +90°, второй смеситель, второй вход которого соединен с выходом приемной антенны, второй усилитель промежуточной частоты и второй фазовращатель на +90°, выход которого соединен с вторым входом сумматора, подключенный к выходу синхронного детектора магнитный регистратор, второй вход которого соединен с вторым выходом блока формирования сигнала тревоги, при этом управляющий вход блока перестройки соединен с выходом второго порогового блока, первый фазовый детектор соединен с выходом первого амплитудного ограничителя, вход которого подключен к выходу первого ключа, отличающееся тем, что оно снабжено вторым амплитудным ограничителем, делителем фазы на два, вторым узкополосным фильтром, фазовращателем на +30°, фазовращателем на -30°, третьим фазовращателем на +90°, вторым и третьим фазовыми детекторами, двумя блоками вычитания, причем к выходу удвоителя фазы последовательно подключены второй амплитудный ограничитель, делитель фазы на два, второй узкополосный фильтр, фазовращатель на +30°, второй фазовый детектор, второй вход которого соединен с выходом первого амплитудного ограничителя, первый блок вычитания, третий фазовращатель на +90° и второй блок вычитания, второй вход которого через первый фазовый детектор соединен с выходом второго узкополосного фильтра, а выход подключен к третьему входу магнитного регистратора, к выходу второго узкополосного фильтра последовательно подключены фазовращатель на -30° и третий фазовый детектор, второй вход которого соединен с выходом первого амплитудного ограничителя, а выход подключен к второму входу первого блока вычитания.


Скачать патент РФ Официальная публикация
патента РФ № 2290059

patent-2290059.pdf
Патентный поиск по классам МПК-8:

Класс A61B5/0432 регистрирующие устройства, специально предназначенные для этой цели

Патенты РФ в классе A61B5/0432:
водонепроницаемый экг-монитор и пользовательский интерфейс -  патент 2512800 (10.04.2014)
система контроля экг с беспроводной связью -  патент 2501520 (20.12.2013)
система контроля экг с конфигурируемыми пределами включения сигналов тревоги -  патент 2499550 (27.11.2013)
устройство мобильной связи с возможностью кардиомониторинга -  патент 2463952 (20.10.2012)
электрически изолированный катетер с беспроводными датчиками -  патент 2459576 (27.08.2012)
устройство контроля и оценки физиологических процессов -  патент 2378984 (20.01.2010)
способ синхронной регистрации реограммы с электродов экг и устройство для его реализации -  патент 2345709 (10.02.2009)
способ диагностики физиологического течения беременности и формы хронической фетоплацентарной недостаточности -  патент 2332161 (27.08.2008)
система для оценки функционального состояния сердечно-сосудистой системы -  патент 2291665 (20.01.2007)
система для непрерывного слежения за деятельностью сердца -  патент 2281026 (10.08.2006)


Наверх