устройство для построения ритмограммы сердца

Формула изобретения

Устройство для построения ритмограммы сердца, содержащее электроды, входной усилитель, входы которого соединены с соответствующими электродами, блок устранения дрейфа изолинии, вход и выход которого соединены соответственно с выходом и входом входного усилителя, фильтр низких частот и блок анализа сигнала, отличающееся тем, что в него введен блок защиты от влияния помех при воздействии медицинскими электроинструментами, выполненный в виде ключевого элемента, вход которого соединен с другим выходом входного усилителя, а выход соединен с входом фильтра низких частот, причем блок анализа сигнала выполнен в виде согласованной пары сигма-дельта аналого-цифрового преобразователя и микропроцессора, при этом вход сигма-дельта аналого-цифрового преобразователя соединен с выходом фильтра низких частот, а соответствующие порты микропроцессора подключены к управляющим входам блока устранения дрейфа изолинии и ключевого элемента.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано для наблюдения за характером регуляции ритма сердечной деятельности.

Известен ритмокардиоскоп [1], содержащий усилитель, блок активных фильтров, регулятор уровня, формирователь импульсов и регистратор. Недостатками устройства являются ограниченные точность и функциональные возможности.

Известно устройство для построения ритмограммы сердца [2], содержащее усилитель, блок активных фильтров, регулятор уровня, формирователь импульсов, микропроцессор с сопутствующими элементами, формирователи сигналов и индикаторы. Недостатками устройства являются ограниченные точность (вследствие дрейфа изолинии сигнала) и функциональные возможности (так как не предусмотрено сопоставление ритмокардиограммы и электрокардиограммы).

Наиболее близким по технической сущности является устройство для построения ритмограммы сердца [3], содержащее входной усилитель, устройство устранения дрейфа изолинии, компенсатор синфазного сигнала, основной усилитель, ФНЧ, АЦП, блок анализа сигналов с устройством связи и блок питания. Недостатками устройства являются ограниченные точность и защищенность от воздействия медицинских электроинструментов.

Технический результат предлагаемого решения состоит в повышении точности построения ритмограммы путем применения согласованной пары сигма-дельта АЦП и микропроцессора, а также в повышении защищенности от воздействия медицинских электроинструментов без усложнения устройства в целом.

Технический результат обеспечивается тем, что в устройство для построения ритмограммы сердца, содержащее электроды, входной усилитель, входы которого соединены с соответствующими электродами, блок устранения дрейфа изолинии, вход и выход которого соединены соответственно с выходом и входом входного усилителя, фильтр низких частот и блок анализа сигнала, введен блок защиты от влияния помех при воздействии медицинскими электроинструментами, выполненный в виде ключевого элемента, вход которого соединен с другим выходом входного усилителя, а выход соединен с входом фильтра низких частот, причем блок анализа сигнала выполнен в виде согласованной пары сигма-дельта аналого-цифрового преобразователя и микропроцессора, при этом вход сигма-дельта аналого-цифрового преобразователя соединен с выходом фильтра низких частот, а соответствующие порты микропроцессора подключены к управляющим входам блока устранения дрейфа изолинии и ключевого элемента.

На чертеже представлена структурная схема устройства для построения ритмограммы сердца.

Устройство содержит электроды (на чертеже не показаны), входной усилитель 1, блок 2 защиты от влияния помех при воздействии медицинскими электроинструментами, фильтр 3 низких частот, блок 4 анализа сигнала, блок 5 устранения дрейфа изолинии, а также элементы электропитания (на чертеже не показаны).

Устройство работает следующим образом. Сигнал ЭКГ с электродов, располагаемых на теле человека, поступает на входной усилитель 1, в котором производится компенсация синфазного сигнала и управляемое блоком 4 анализа сигнала изменение ширины полосы пропускаемых частот, например, в пределах 0,5...5 Гц посредством блока 5 устранения дрейфа изолинии, что приводит к быстрому (в течение 0,5 с) восстановлению изолинии. В случае воздействия на тело человека посредством медицинских электроинструментов, например электрохирургических, на электродах и выходе входного усилителя 1 возникают соответствующие помехи. Помехи от электроинструмента, имея как правило значительный уровень и импульсный кратковременный характер, обрабатываются по возрастающему переднему фронту в ФНЧ 3 и блоке 4 анализа сигнала, в котором формируется управляющий сигнал, поступающий через соответствующий порт на управляющий вход блока 2 защиты от влияния помех, выполненного в виде ключевого элемента, который может быть реализован, например, как электронный ключ, обеспечивающий функциональную электрическую связь выхода усилителя 1 и входа ФНЧ 3 в штатном режиме и функциональное электрическое ослабление указанной связи вплоть до полного размыкания в моменты наличия помех, что обеспечивает повышение защищенности от воздействия медицинских электроинструментов. Блок 4 анализа сигнала выполнен на согласованной паре сигма-дельта аналого-цифрового преобразователя и микропроцессора, обладающей высокой точностью и чувствительностью. Это позволяет, в отличие от прототипа, отказаться от применения основного усилителя и ограничиться применением простейшей схемы фильтра 3 низких частот (например, пассивного типа), а также использовать штатное программное обеспечение для необходимых расчетов и для построения и синхронного вывода на экран ритмограммы и ЭКГ, не уступающих по качеству получаемым в прототипе и аналогах, но при упрощенных конструкции и обслуживании устройства.

Устройство может быть выполнено из типовых модулей и на доступной элементной базе. Конструктивное выполнение ряда блоков может совпадать или включать конструкции того же функционального назначения прототипа и аналогов. Например, блок 1 может включать совпадающие конструкции блоков 1 и 13 прототипа, блоки 3 и 5 - совпадающие конструкции блоков 4 и 2 прототипа, блок 2 может быть выполнен в виде ключевого элемента, а блок 4 - в виде пары "AD7716-MC68HC11" [4]. Выполнение блоков в целом определяется их функциональным назначением в устройстве и известно либо очевидно из уровня техники в применяемых временном и частотном диапазонах при используемом типовом программном обеспечении.

Источники информации

1. Ритмокардиоскоп РКС-01: Техническое описание. 1990.

2. Патент №2076628 (RU). Устройство для построения ритмограммы сердца / А.А.Мороз и др. // БИ. 10.04.1979.

3. Патент №2199945 (RU). Устройство для построения ритмограммы сердца / В.А.Миронов // БИ. 10.03.2003.

4. 22-Bit Data Acquisition System. - One Technology Way, P.O.Box 9106, Norwood, MA 02062-9106, USA.