CS249504B2 - Device for cardio-vascular diseases checking and detection by means of heart pulse rate frequency and rhythm detection and recording - Google Patents

Description

Vyníúrz se týká zařízení pro zjišťování kardiovaskulárních chorob na podkladě pórech frekvence a rytmu srdečního tepu.

Známé statistické ' průzkumy se shodují a výsledku, že kardiovaskulární choroby se stávají stále častějšími a představují hlavní příčiny úmrtnosti. Jedna osoba ze tří, okolo 48 % je posťžena, často náhle a bez předchozích příznaků kardiovaskulární chorobou a nťadé osoby jsou stále méně ušetřeny tohoto· nebezpečí.

V důsledku nedbalosti, nedostatku informací, nedostatku času nebo nedostatku vyš · třovací lékařské kapacity je dosud poměrně málo časté, že se osoby podrobují pravidelné lékařské prohlídce a zejména .vyšetření počínající srdeční choroby.

Jsou známé přenosné přístroje umožňující nemocným osobám zaznamenávání a sledová ní elektrokardiogramu bez návštěvy lékaře. Tylo přístroje jsou však nákladné a jejich použití předpokládá předchozí zjištění kardiovaskulární choroby · odborníkem a kontakt s lékařem. Taková zařízení jsou nedostupná běžné veřejnosti a zejména osobám, které se cítí zdravé a nevidí důvod sledovat funkci svého srdce.

Běžné diagnostické postupy, jako měření tlaku a srdečního tepu, jsou proveditelné pouze odborníky, zejména pokud jde o zá2 kladní vyhodnocení jejich výsledků. Podle známého stavu techniky jsou' proto kardiovaskulární poruchy zjišťovány teprve tehdy, má-li pacient potíže a dostaví se k lékaři, popřípadě nahodile, je-li u lékaře z jiných důvodů a signalizuje-li například měření krevního onemocnění kardiovasku lárn ího systému.

Je známo, že frekvence a rytmus srdečního tepu je možno zjišťovat sledováním digitálního pulsu plethysmografickým postupem na prstu ruky. Této skutečnosti používá vynález, jehož podstatou je zařízení pro kontrolu¹ a zjišťování kardiovaskulárních chorob zjištěním a záznamem frekvence a rytmu srdečního tepu prostřednictvím záznamu digitálního pulsu, získávaného plethysmografickým postupem na prstu ruky, obsahující alespoň dvě ústrojí tvořené každé generátorem tdku· sdruženým se snímačem a spojená pomocí zpracováváních obvodů se záznamovým ústrojím pro zaznamenávání informace reprezentující frekvenci a rytmus srdečního tepu, například na papírovém pásu ve formě čáry, které se podle vynálezu vyznačuje tím, že obě detekční ústrojí jsou' rozdílné fyzikální povahy a jsou uložena vedle sebe na nosiči, na nějž se přikládá prst ruky, přičemž zpracovávací obvody obsahují multiplexní jednotku, jejíž vstupy jsou prostřednictvím odpovídajících detekčních obvodů, zesilovačů a tvairOvacích obvodů připojeny k výstupům detekčních ústrojí, mající několik výstupů, z nichž první výstup, tvořící informační vedení, je připojen k záznamovému ústrojí, přičemž mezi výstupy odpovídajících tvarovacícih obvodů a vstupy multiplexní jednotky je vřazen korelační obvod, obsahující alespoň divá prahové přepínače, a 'to· první prahový přepínač s ovládajícími vstupy a 'druhý prahový přepínač -s ovládacími vstupy, přičemž ovládací vstupy prvního prahového přepínače jsou připojeny jednak k prvnímu nabíjecímu a vybíjecímu obvodu s nabíjecí částí a vybíjecí částí s konstantním proudem, napojenému na kondenzátor, a jednak ke druhému nabíjecímu a vybíjecímu obvodu s nabíjecí částí a vybíjecí částí si konstantním proudem, napojenému na kondenzátor, zatímco ovládací vstupy druhého prahového přepínače jsou napojeny jednak na pryní nabíjecí a vybíjecí obvod a jednak na druhý nabíjecí a vybíjecí obvod, přičemž tato multiplexní jednotka je dále napojena druhým výstupem na generátory· toku detekčních ústrojí.

Takto řešené zařízení umožňuje na základě použití korelačního· obvodu a multiplexní jednotky získat grafický záznam 'srdečního tepu, který v případě, že je pravidelný, odpovídá vždy pravidelnému srdečnímu rytmu, a je-li nepravidelný, odpovídá vždy nepravidelnému srdečnímu rytmu. Grafický záznam poskytnutý tímto zařízením dovoluje zjistit všechny funkční poruchy a všechny srdeční choroby začínající poruchou rytmu: různé tachykardie a bradycardie, arytmie, úplnou arytmii, extrasystoly .atd., které so mohou objevovat i u lidí jevících všechny znaky dobrého zdraví.

jednoduchou manipulací a pohybem, naříklad vhozením mince a přiložením ruky na určené místo, je možné během několika sekund, aby každý mohl pomocí tohoto zařízení, je-li Umístěno na dostupném místě, například v lékárně, objevit eventuální příznaky srdeční choroby. Pomocí tohoto zařízení, zaznamenávajícího na milimetrový papír graficky srdeční tep a umožňujícího tento záznam porovnat s pravidelnou křivkou, je možné poznat současně frekvenci srdečního tepu a jeho pravidelnost nebo nepravidelnost.

Tento záznam není samozřejmě ničím jiným než testem, který je přísný a základní, jakkoli je pouze elementární. Zařízení neposkytuje diagnosu případné srdeční poruchy. Jakákoli anomálie zjištěná získanou křivkou grafického záznamu musí vést k lékaři nebo ke kardio-ogovi s cílem:

— ověřit, zda anomálie je patologická, — interpretovat a doplnit dalšími vyšetřeními povahu zjištěné poruchy nebo choroby.

Zařízení tedy umožňuje, je-li rozmístěno v pravidelné síti, například v lékárnách, bankách, na letištích, v nákupních střediscích, ve vojenských zařízeních, na univerzitách, ve sportovních klubech, aby široká veřejnosťzískala snadno dostupný prostředek umožňující včasnou depistáž srdečních arytmii. Nabízí se tedy praktický a spolehlivý prostředek, umožňující pro- laika okamžitou a snadno dostupnou interpretaci ve smyslu jeho určení, podobně jako teploměr nebo váha.

Detekční ústrojí zařízení podle vynálezu, jak · bylo uvedeno výše, jsou různé fyzikální povahy. Jedno detekční ústrojí je například optické ústrojí a druhé snímá například infračervené paprsky. Cílem použití dvou detekčních ústrojí rozdílné fyzikální povahy je vyloučit interferenční jevy záření, které se projevují v případech, kdy se použije dvou detekčních ústrojí pracujících na stejném principu.

Podle výhodného provedení vynálezu je multiplexní jednotka třetím výstupem napojena na selekční ústrojí generátorů toku pro jejich 'selekci podle signálů přijatými vstupy multiplexní jednotky.

Detekční ústrojí mohou být řešena například talk, že obsahují jednak generátor infračerveného záření se snímačem infračerveného záření, a jednak generátor ultrazvuku o vysoké frekvenci se snímačem ultrazvuku.

Podle jiného provedení vynálezu obsahují detekční ústrojí jednak generátor infračerveného záření o vysoké frekvenci, se snímačem tohoto záření, a generátor elektromagnetického záření o vysoké frekvenci se snímačem tohoto záření, přičemž tento generátor je spojen -s emitonem oisciiačního tranzistoru s vysokou frekvencí o velmi nízké amplitudě, zatímco snímač je připojen ke kolektoru tohoto tranzistoru, přičemž mezi bází tranzistoru a jeho· emitorem je zapojena ovládací smyčka amplitudy.

Ovládací smyčka arnpl^í^· může obsahovat ·ρ·Γΐ zapojení do série odebírací · obvod malé části vysokofrekvenčního· signálu tranzistoru, zesilovací obvod odebraného signálu, diferenciační stupeň, detekční obvod a ovládací -obvod pro ovládání proudu báze osciiačního tranzistoru. Ovládací obvod pro ovládání proudu báze tranzistoru je s výhodou tvořen dvěma tranzistory v Darlingtonově zapojení. Detekční obvod může být připojen vazební smyčkou ke vstupu korelačního· obvodu a obsahuje v sériovém zapojení zesHovaicí tranzistor, pásmovou’ propust připojenou · k emitoru tranzistoru, a tvarovaní obvod.

Podle dalšího znaku vynálezu je generátor tvořen -cívkou paralelně zapojenou Vzhledem ke konddenátoru, a snímač je tvořen cívkou, paralelně zapojenou vzhledem ke kondenzátoru.

Podle dalšího provedení vynálezu detekční ústrojí obsahují jednak generátor infračerveného záření o vysoké frekvenci, ke kterému je přidruižen snímač tohoto záření a jednak generátor ultrazvuku a snímač ultrazvuku, přičemž mezi výstupem snímače a vstupem generátoru je zapojena oscilačaí smyčka a imezi výstupem snímače a vstupem korelačního obvodu je zapojena vazební smyčka.

OscPační smyčka obsahuje s výhodou zesilovač připojený к výstupu snímače, přičemž výstup zesi ovace je připojen ke vstupu dynanťckého tlumiče, jehož výstup je připojen ke generátoru ultrazvuku.

Vazební smyčka s výhodou obsahuje odebíraní obvod oscilací přijímaných snímačem, tvořený odporem a kondenzátor-m, zapojenými do sé-‘ie, přičemž odpor к měřicímu zesilovači, jehož výstup je připojen к detročnímu stupni pro konverzi přijímaných signálů a ovládám dynamického tlumiče.

Vyná^]ez je blíže vysvětlen v následujícím pop se na příkladech provedení s odvoláním na připojené výkresy, ve kterých obir. 1 znázorni je schematicky několik ústrojí pro detekci digitálního pulsu na prstu ruky osoby, která používá zařízení podle vynálezu, obr. 2 přehledně znázorňuje základní zpracovávaní obvody zařízení podle vynálezu, obr. 3 znázorňuje detailně první detekční ústrojí •podle vynálezu, obr. 4 znázorňuje schematicky druhé detekční ústrojí podle vynálezu, obr. 5 znázorňuje graficky pomocí křivek a a b výsledky testů, získané v zařízení podle vynálezu, O'b.r. 6 znázorňuje schematicky korelační obvod opakovaného předběžného určení po předběžné určení příchodu testovacího impulsu, obr. 7 zobrazuje graficky princip funkce obvodu, znázorněného na obr. 6.

Na obr. 1 jsou schematicky znázorněna tři detekční ústrojí 1, 2, 3 zařízení podle vynálezu, z nichž každé je určeno к detekci digitálního pulsu, příkladně na úrovni prstu 4 iruky uživatele zařízení, který je položen na nosiči 5.

Detekčním úsPoj m 1 je například klasické ústrojí pro optickou detekci, tvořené generátorem 6, vysílajícím světelný tok 7, přejímaný přiřazeným snímačem 6a.

Detekčním ústrojím 2 je například klasické ústrojí pro ultrazvukovou detekm akustického nebo případně elektromagnetického typu, tvořené generátorem 8, vysílajícím ultrazvuk 9, přijímaný příslušným snímačem 8b, V daném případě činí frekvence svazku ultrazvukových vln několik megahertzů.

Detekčním ústrojím 3 je například detekční ústrojí, užívající infračerveného zařízení, ní ústrojí, užívající infračerveného záření, tvořené generátorem 10 infračerveného záření, přijímaného přiřazeným snímačem 10c. V daném případě může mít infračervené záření délku vlny 900 nanometrů.

Soustava těchto detekčních ústrojí je znázorněna tak, jako by ústrojí pracovala na principu přenosu, to jest generátor a jemu přiřazený 'snímač jsou uspořádány¹ proti sobě po- obou' stranách prstu 4. Je však zcela možné pracovat s hlubokým odrazem, to jest, kdy jsou generátor a příslušný sníme o uspořádány na stejné straně prstu 4, což je výhodné například v případě optokého detekčního ústrojí, pracujícího is viditelným světlem.

Na obr. 2 je znázorněno, že výstupy snímačů 6a, 8b, 10c jsou jednotlivě připojeny na vstupy tří detekčních obvodů 12a, 12b, 12c. Výstupy těchto tří detekčních obvodů 12a, 12b, 12c jsou jed-notlíivě opojeny se třemi zesilovači 13a, 13b, 13c. Výstupy zesilovačů 13a, 13b, 13c jsou přes tvarovací obvody 14a, 14b, 14c výstupních signálů spojeny přes korelační obvod 55 se vstupy 15a, 15b, 15c multiplexní jednotky 15, provádějící několik funkcí.

První funkce je zviditelnění srdeční frekvence a rytmu uživatele na stínítku indikačního ústrojí 16 nebo převod frekvence a srdečního rytmu prostřednictvím zvukovévého ústrojí 16a. Dále umožňuje multiplexní jednotka záznam srdeční frekvence a rytmu v zapisovači 17 v tiskem ni podložku a zejména na pásek 13 průsvitného papíru, /ukládaného pro případnou potřebu, přičemž zvukové ústrojí 16a a zapisovač 17 jsou spojeny s výstupy multiplexní jednotky 15 prostřednictvím informačního vedení, tvořeného prvním výstupem 19 multiplexní jednotky 15. Dále je umožňován případný výběr určitého snímače 6a, 8b nebo 10c v závisleji' из informacích, přijímaných multiplexní jednotkou 15 -a pocházejících od těchto snímačů. Z tohoto důvodu obsahuje zařízení například volič 20, jehož pohyblivé ústrojí 21 je automaticky ovládáno informačním vedením, tvořeným třetím výstupem 23 multiplexní jednotky 15. Pevné kontakty 22 voliče 20 spolupůsobí s pohybTvým ústrojím 21 ve smyslu přednostního připojování jednoho nebo druhého snímače a jsou jednotlivě prostřednictvím vodičů 24 spojeny se snímači 6a, 8b, 10c.

Konečně umožňuje multiplexní jednotka 15 modifikaci frekvencí generátorů 6, 8, 10, opatřených případně zpětnou vazbou. Tyto generátory jsou spojeny se multiplexní jednotkou 15 informačním vedenTn, tvořeným druhým výstupem 25.

Na obr. 3 je zobrazeno zvláštní provedení detekčního ústrojí 2, kterým je vysokofrekvenční oscilátor velmi nízké úrovně, opatřený zpětnou vazbou v amplitudové smyčce.

Ovládací smyčka 30 amplitudy obsahuje oscilační tranzistor 31 v zapojení se společným emitorem. Emitor tohoto tranzistoru' 31 je spojen s obvodem emito.ru tvořeného generátorem 8, oisahujícím cívku N1, jejíž jeden konec je spojen s emitorem tranzistoru 31 a druhý konec se zemí. Pro doplnění oscilace je případně paralelně к cívce N1 zapojen kondenzátor Cil.

Kolektor oscilačního tranzistoru 31 je spojen s odpovídajícím obvodem kolektoru, tvo249504 řenébo snímačem 8b, obsahujícím cívku N2, jejíž jeden konec je spojen s kotek torem tranzistoru 31 a druhý konec je ipri pojen ke zdroji napájecího napětí (+V). Paralelně k cívce N2 je zapojen kondenzátor C12.

Kolektor oscilačního tranzistoru· 31 je s výhodou spojen s obvodem RC1 pro odebírání vysokofrekvenčního signálu oscilátoru a obsahuje v sérii odpor R3 a kondenzátor C3.

Svorka kondenzátem C3, odvrácená od odporu R3, je spojena s bází zesilovacího¹ obvodu 32 tvořeného tranzistorem, jehož emitor je spojen se zemí. Mezi kolektorem a bází tohoto tranzistoru je zapojen odpor R4, sloužící k polarizaci a protireakci zesilovacího obvodu 32. Kolektor zesilovacího obvodu 32 je spojen se zdrojem napětí (+V) prostředn^;ctvím nabíjecího· odporu R5.

Kolektor zesilovacího obvodu 32 je spojen s diferenciačriím stupněm DR, tvořeným kondenzátorem C6 a odporem R6, spojeným se zemí. Diferenciacní stupeň DR je spojen s detekčním obvodem DE, tvořeným dvěma diodami 33, 34. Bod spojení mezi odporem Rfi a kondenzátorem· C6 je spojen s katodou diody 33. Anoda diody 34 je spojena s katodou diody 33, zatímco její katoda je spojena · · se zemí. Anoda diody 33 je spojena · s filtračním detekčním kondenzátorem C7.

Bod spojení mezi diodou 33 a kondenzátoreim C7 je spojen se dvěma omezovacími odpory R7, R8, zapojenými v sérii. Druhý konec •odporu R8 je připojen k jezdci potenciometru 35 pro regulaci amplitudy oscilací tranzistoru 31 prostřednictvím dále popsaného Darlingtonova zapojení.

Bod zapojení mezi omezovacími odpory R7, R8 je spojen s obvodem, ovládajícím proud báze oscilačního tranzistoru 31, přes filtrační kondenzátor C8. Ovládací obvod CO je tvořen dvěma tranzistory 36, 37 v Darlingtonově zapojení. Emitor tranzistoru 37 je spojen s odporem R9, omezujícím proud báze oscilačního tranzistoru 31. Tento odpor je jednak spojen s bází tranzistoru 31 a jednak se zemí prostřednictvím kondenzátoru C9 k zachycování vysokých kmitočtů.

Odebíraní obvod RC1, zesilovač 32, diferenciační stupeň DR, detekční obvod DE a ovládací obvod CO dohromady tvoří ovládací smyčku 39 amplitudy.

Výstup tohoto detekčního ústrojí leží na úrovni bodu spojení mezi 'kondenzátorem C7 (detekční kondenzátor) a omezovacím odporem R.7. Tento bod spojení je prostřednictvím odporu' R10 spojen s bází zesilovacího tranzistoru 38, zesilujícího¹ proud, jehož •kolektor je spojen s napájecím zdrojem (+V) a jehož emitor je spojen se zemí prostřednictvím nabíjecího · odporu Rll. Zesílený signál je odebírán z emitoru zesilovacího tranzistoru 38 pro úpravu impedance za účelem jeho vedení k pásmové propusti 39, následované tvarovacím obvodem 40 pro získávání použitelné elementární informace.

Zesilovací tranzistor 38, pásmová propust 39 a tvarovací obvod 40, takto sériově zapojené, tvoří vazební smyčku BC1, spojující výstup detekčního obvodu DE se vstupem 55c korelačního· obvodu 55.

V souvislosti s obr. 4 bude popsán jiný typ detekčního ústrojí podle vynálezu. Tímto · detekčním ústrojím je ultrazvukové ústroji, tvořené generátorem 8, vysílajícím ultrazvuk, a snímačem 8b, přijímajícím vyslaný ultrazvuk. S tímto generátorem 8 a snímačem 8b Jsou spojeny oscilační smyčka BO a vazební smyčka BC2. Oscilační smyčka BO obsahuje zesilovač 48, jehož vstup je spojen s výstupem snímače 8b. Výstup zesilovače 48 je spojen se vstupem dynamického tlumiče 49, jehož výstup je spojen s generátorem 8 ultrazvuku.

Vazební smyčka BC2 obsahuje obvod pro odebíraní obvod RC2 .odebírání oscilací, tvořený odporem R12 .a kondenzátorem C10, zapojenými v sérii, nebo případně zcela jinou vazební soustavou. Odpor R12 je spojen s výstupem snímače 8b ultrazvuku a kondenzátor C10 je připojen k měřicímu zesilovači 50. Výstup tohoto zesilovače je spojen s detekčním stupněm 51, který provádí přeměnu střídavých signálů, které přijímá, v signály stejnosměrné. Stejnosměrné výstupní signály detekčního stupně 51 umožňují ovládání dynamického tlumiče 49, kterým je například tlumicí obvod, ovládaný stejnosměrným proudem. Signály pro obnovení zpětné vazby smyčky na výstupu detekčního stupně 51 jsou rovněž zpracovávány a tvarovány tva-rovacími obvody 52 za účelem získání signálu na výstupu S, použitelného pro multiplexní jednotku 15. Tento signál je předáván vstupu 55b korelačního obvodu.

Zařízení rovněž zahrnuje alespoň jeden korelační obvod pro opakované předběžné určování, který je schematicky znázorněn na obr. 6 a který umožňuje předběžně určit příchod impulsu, vyslaného detekčním ústrojím v závislosti na alespoň jednom z předcházejících impulsů, již zjištěným na úrovni jiného, detekčního ústrojí. Tento korelační obvod 55 zahrnuje první nabíjecí a vybíjecí obvod 56, tvořený nabíjecí částí 56a •pro nabíjení (napětí V, odpor R) kondenzátoru Cl, konstantním proudem přes přerušovač li, a vybíjecí částí 56b, pracující rovněž s konstantním proudem· (odpor RI společně s přerušovačem Ii‘, příkladně mechamcky spřaženým s .přerušovačem li), pro vybíjení kondenzátoru Cl. Vybíjecí část 56b je spojena s ovládacími vstupy e? a es dvou prahových .přepínačů Bl, B2.

Dále zahrnuje korelační obvod 52 druhý nabíjecí a vybíjecí obvod 57, řešený shodně jako předchozí, tj. tvořený nabíjecí částí 57a (napětí V, odpor R) pro nabíjení kondenzátem C2 konstantním proudem přes přerušovač Iž a vybíjecí částí 57b, pracující rovněž s konstantním proudem (odpor R2

211504 společně -s přerušovačem I2‘, příkladně mechanicky spřaženým -s přerušovačem L), pro vybíjení konde.nzátoru C2. Vybíjecí část

57b je spojena s ovládacími vstupy e -, e dvou prahových pře/ínačů Bl, B2.

Spojení tohoto korelačního obvodu 55 pro opakované 'předběžné určování jsou· podrobněji popsána v následujícím textu, vysvětlujícím funkci zařízení.

Zařízení, popsané v předcházejícím textu, pracuje následujícím způsobem:

Uživatel, přející si provést zkoušku frekvence a rytmu tepu, musí nejprve uvést zařízení v činnost jakýmkoli vhodným způsobem, například přiložením prstu, stisknutím tlačítka nebo zasunuťm mince do štěrbiny zařízení.

V případě, kdy je zařízení vybaveno klas ’ ckýimi detekčními ústrojími 1, 2, 3 (obr. 1 a 2], způsobí připojení zařízení na napětí vybn.zmní generátorů 6, 8, 10. V nepřítomnosti cizího tělesa, zachycujícího toky ' 7, 9, 11, ¹ výskané jednotlivé generátory 6, 8, 10, přijímají snímače 6a, 8b, 10c, přiřazené jednotlivě generátorům, součet vysílaných toků. Detekční obvody 12a, 12b, 12c, spojené jednotlivě se snímači 6a, 10c, 8b, citlivé na změnu amplitud elektrických signálů, vysílaných jednotlivě snímači 6a, 8b, 10c, nevysílají ve skutečnosti na výstupu žádný signál, jelikož nedochází k poruše na úrovni toků 7, 9, 11, vysílaných jednotlivě generátory 6, 8, 10. Multiplexní jednotka 15 nepřijímá žádný signál a na úrovni indikačního ústrojí 16 může být upravena kontrolní žárovka, která pouze signalizuje, kdy je zařízen' pod napětím.

Po tomto připojení zařízení k napětí položí uživatel správně prst své iruky na místo, zřetelně označené na zařízení tak, aby porušil různé toky, vysílané soustavou generátorů detekčních ústrojí 1, 2, 3.

Tok 7 generátoru 6 bude částečně absorbován prstem uživatele, takže snímač 6a, spojený -s generátorem 6, bude vysílat signál s - menší amplitudou. Tato změna amplitudy bude zjištěna detekčním obvodem 12a, který vyšle signál, zesilovaný příslušným zesilovačem 13a a tvarovaný příslušným tvarovacím obvodem 14a. Tento signál je konečně príjmán multiplexní jednotkou.

Trnky 9, 11 generátorů 8, 10 budou rovněž porušovány a signály, vysílané snímači 8b, 10c, budou zpracovávány stejným způsobem j'»ko signál, vysílaný snímačem 6a.

Ve znázorněném případě bude multiplexní jednotka 15 tudíž přijímat tři signály, které ve skutečnosti nejsou pro test zajímavé, jelikož pouze indikují přítomnost cizího tělesa v dráze toku detekčních ústrojí 1, 2,

3. Je-li cizí těleso inertní, nebude multiplexní jednotka 15 přijímat už žádný signál. Naopak, má-li cizí těleso objem, který se mění, bude se měnit energie, absorbovaná tělesem, což se projeví změnami -amplitudy nebo frekvence, popřípadě obojího, v signálech na výstupu snímačů 6a, 8b, 10c. Při bude -moci vedení tvomultiplexní dané aplikaci se promítne tsto změna ob jemu na úroveň tepen, které se při každém přítoku krve budou roztahovat. Jinými slovy budou existovat změny araph.tudy u signálů, vysílaných -snímači 6a, 8b, 10c. Tyto změny amplitudy se budou tedy projevovat signály, které budou přijímány ^multiplexní jednotkou 15.

Úkolem multiplexní jednotky 15 je porovnávat, směšovat, korelovat, inteupol^í^A^c^taid. tyt přijímané rozdílné signály, aby je interpretoval jako souhrn jednak vyčerpávaj ' cích informací s vysokou spolehlivostí -a velmi značnou· pravděpodobností, jednak sekundárních informací, nepřímých nebo nepřímo vyvozených.

Tyto informace a zejména frekvence digitálního pulsu jsou- konečně vysílány prostřednictvím informačního vedení, tvořeného prvním výstupem 19 k zorazovacímu indikačnímu ústrojí 15 -a/nebo ke zvykovému ústrojí 16a, a/nebo k záznamovému ústrojí 17, které je tiskne na pás 18 průsvitného rapíru.

Na obr. 5 jsou znázorněny dva .průběhy, které představují dvě srdeční frekvence, tištěné na průhledném pásu 18. Průběh a zobrazuje normální srdeční frekvenci, zatímco průběh b znázorňuje - abnormální srdeční frekvenci. Vysvětlení těchto průběhů je zřejmé pro uživatele, který z nich ' ' * učinit závěry, které -se nabízejí.

P - o.t4iCďmcⁱtУí^m informačního řeného druhým výstupem 25 jednotky 15, je možné modifikovat charakteristiky generátorů 6, 8, 19 toku, pokud se například potvrdí, že signály, přijímané multiplexní jednotkou 15, představují funkční anomálie. Stejným způsobem je možné pracovat s voličem 20, například -ve smyslu volby určitého snímače, který je schopen poskytovat nejlepší výsledky. Ve skutečnosti mohou detekční ústrojí odlišné fyzikální podstaty reagovat odlišně na podněty uživatele.

S odkazem na obr . 3 bude nyní popsána funkce detekčního ústrojí na příkladě detekčního ústrojí 2.

Jakmile je detekční ústrojí 2 připojeno k napěťovému zdroji, vytvoří oscilační tranzistor 31 oscilace o velmi malé amplitudě, řádově setin nrlivoltu. Zavede-li se cizí těleso mezi dvě cívky N1, N2 emitorového obvodu a -odpovídajícího obvodu -snímače, dojde k poklesu- amphtudy oscilací jak na základě změny koeficientu přetížení obvodu, tak i změny vazby mezi emitorem -a kolektorem oscilačního tranzistoru 31. Jako dříve bude přítok kpve do cév prstu 4, vloženého mezi dvě cívky N1, N2, pokaždé měnit -amplitudy oscilací tranzistoru 31.

Prostřednictvím odporu R3 a kondenzátoru C3, -zapojených v -sérii se odebírá -velmi malá část oscilací, přítomných -na kolektoru tranzistoru 31. Je nezbytné -odebírat pouze velmi slabý signál, -aby -se zabránilo zave249504 dění příliš značného zeslabení, které by vyvolalo zánik oscilací. Z tohoto důvodu je vazba velmi slabá a v popisovaném případě je odpor R3 relativně 'vysoký.

Signál, odebíraný vyibíracím obvodem RC1, je konečně zesilován zesilovacím obvodem 32. Zesílený signál je konečně odpojen prostřednictvím diferenciačního stupně DR, tvořeného kondenzátorein CB a odporem R6. Pak se prostřednictvím diody 34 vyloučí kladné impulsy, aby byly zachovány pouze impulsy záporné, propouštěné diodou 33. Tento záporný signál je konečně useknut v počáteční signál regulace oscilačního tranzistoru 31, poskytovaný odporem R8 a potencioimetrem 35. Napětí v místě spojení odporů R7, R8 klesá, to znamená, že se snižuje napětí báze tranzistoru 36' a tedy i napětí báze oscilačního tranzistoru 31. Za těchto podmínek se zvyšuje napětí kolektor — báze tohoto tranzistoru, což Umožňuje dohnat ipokle-s oscilací, vyvolaný přítokem krve v prstu 4. Tím tedy vzniká oscilátor, pracující s velmi vysokou frekvencí na velmi nízké úrovni, vykazující amplitudovou zpětnovazební smyčku. Záporné impulsy na výstupu diody 33, poskytující elektronické dohnání zpětnovazební smyčky, jsou odebírány a zeslabovány zesilovacím tranzistorem 38 a zpracovávány pásmovou propustí 39 a tvarovacím obvodem 40, aby se na výstupu S získaly impulsy, použitelné multiplexní jednotkou 15.

V souvislosti s obr. 4 bude popsán jiný způsob provedení detekčního ústrojí 2 podle vynálezu.

Toto detekční ústrojí je ultrazvukové ústrojí využívající Larsenova efektu. Ultrazvuk vysílaný generátorem 8 toku je přijímán snímačem 8b. Oscilační impulsy na výstupu ze snímače 8b jsou zesilovány zesilovačem 48 a potom znovu předávány do generátoru 8 přes ovladatelný dynamický tlumič 49. Za těchto podmínek ise zpětně předává na vstupní stranu část výstupní energie pro udržování oscilací. Jako >v předchozím případě vyvolá vložení iprstu 4 mezi generátor 8 a přijímač 8h a proměnlivé přítoky krve do prstu výchylky amplitudy kmitů na. úrovni snímače 8b. Pomocí odporu R12 a kondenzátoru C10 se odebírá velimi slabá část signálu vydaného snímačem 8b. Tento slabý signál je zesilován zesilovačem 50. Jako v případě detekčního ústrojí popsaného s odvoláním na obr. 3, stačí odebírat jen slabý signál, aby se nerušily oscilace. Odebíraný střídavý signál je potom měněn detekčním stupněm 51 na stejnosměrný, který dovoluje ovládat dynamický tlumič 49 za účelem zachycení spádů oiscialcí vyvolávaných přítoky krve do prstu 4 uživatele. Výstupní signál detekčního stupně 51 je zpracováván Svařovacími obvody 52 klasickým způsobem tak, že dává na výstupu S impulsy použitelné multiplexní jednotkou 15.

S odvoláním na obr. β .a 7 bude popsána funkce korelačního obvodu 55, kdy tento obvod iteračně předem určuje příchod impulsu vycházejícího z detekčního ústrojí v závislosti na alespoň jednom z dříve zjištěných impulsů jiným detekčním ústrojím.

Předpokládejme, že se na vstupu 55c korelačního obvodu 55 objeví impuls A. Tento impuls A otevře přerušovač Iž nabíjecího a vybíjecího obvodu 57 a uzavře přerušovač l2⁴, čímž dovolí vybíjení před tím nabitého kondenzátoru C2 konstantním proudem v odporu R2. Když napětí na svorkách kondenzátoru 02 dosáhne prahového napětí prahového přepínače B2, stane se tento prahový přepínač průchodným. Počínaje tímto okamžikem nechává prahový přepínač B2 procházet impulsy, které přijímá na sivém vstupu 55b a které pocházejí od druhého detekčního ústrojí. Normálně by se měl o několik okamžiků později objevit impuls B, vyslaný druhým detekčním ústrojím, -který vyvolá přepnutí přerušovače Ϊ2 obvodu 57 ve smyslu umožnění nového nabíjení kondenzátoru C2 konstantním proudem, který se už ovšem nemůže vybíjet do odporu R2, jelikož se přerušovač I2⁴ otevírá synchronně s přerušovačem I2. Když dosáhne napětí kondenzátoru 02 znovu úrovně praoihu přepnutí prahového přepínače B2, stává se tento neprůchodným. Tak ise (tedy určí doba trvání dl, během níž je prahový přepínač B2 průchodný.

Kondenzátor 02, pokračující ve svém nabíjení, dosáhne prahu přepnutí prahového přepínače BI a učiní ho průchodným, „předvídaje“ objevení impulsu A. Při příchodu tohoto impulsu A prvního- detekčního ústrojí dochází znovu к přepnutí přerušovače I2 za účelem zajištění vybíjení kondenzátoru 02 konstantním proudem. Při vybíjení překročí napětí kondenzátoru 02 práh vypnutí prahového přepínače BI a opět ho uzavře. Tak se určí doiba trvání d2, během níž je prahový přepínač BI v propustném stavu a nechává projít informace, pocházející od prvního detekčního ústrojí a přijaté na vstupu 55c prahového přepínače Bl.

Jsou-li předpoklady přesné, jsou prahové přepínače Bl, B2 uvedeny do propustného stavu přesně před výskytem impulsu, načež se znovu stanou nepropustnými.

Naopak, nevyskytne-li se impuls B, je-li prahový přepínač B2 v propustném stavu, zůstává v tomto stavu a nechává procházet všechny informace, pocházející od druhého detekčního ústrojí. Jinými slovy, nebude konečná informace příliš výběrová.

Úvahy, provedené za předpokladu, že výchozí bod je příchod impulsu A, bu-dou' stejné, jako když se uvažuje za výchozí bod příchod impulsu B, za účelem určení výskytu následujícího impulsu А. V tomto případě je nutno uvažovat první nabíjecí a vybíjecí obvod 56. Ve skutečnosti pracují oba nabíjecí a vybíjecí obvody 56, 57 téměř současně.

V případě, kdy se neobjeví impuls A nebo B, je možno kompenzovat tuto nepřítom2 4 9 5 0 4 nost zavedením impulsu, který umožní znovu uvést kondenzátor Cl nebo C2 do mezní normální funkce. Korelační obvod SS zajišťuje ledy dobrou selektivitu informace, zejména tehdy, je-li srdeční rytmus relativně pravidelný.

Korelač n obvod, muže být umístěn před mulíi-plexní jednotkou 15, to znamená, že im nilsy, které procházejí prahovými přepínači Pl а B2, jsou přenášeny к muditiplexní jednotce 15 za účelem zajištění zobrazení zvukové indikace nebo záznamu srdečního rytmu.

Je samozřejmé, že korelační obvod 55 může obsahovat třetí prahový přepínač, jehož vstup 55a bude spojen s výstupem Sa tvarovacího obvodu 14a, přičemž oba ostatní vstupy 55h, 55c odpovídajících prahových přepínačů B2, Bl jsou spojeny s výstupy Bh a Sc tvaroveicf-ch obvodů 14b, 14c.

U popisovaného příkladu se uvažuje, že tři detekční ústrojí jsou aplikována na jediný prst 4 uživatele, avšak je zcela zřejmé, že lze tato ústrojí aplikovat na více prstů ruky. Detekční ústrojí, znázorněné na obr. 3, může být zjevně realizováno pomocí integrovaných obvodů.

Rovněž je nutno poznamenat, že multiplexní jednotka 15 může přijímat analogické informace z výstupů případných zpětných vazeb, počínaje obvody pro úpravu signálů, přicházejících ze snímačů, přičemž tato možnost je znázorněna na obr. 2 čárkovanou čárou S0.

Popisované zařízení může být rovněž opatřeno jinými obvody, zejména připojenými к multiiplexní jednotce, pro znázorněný například. na úrovní indikačního ústrojí 16, údajů, týkajících se pravdivosti informací, které budou přepisovány například na pás 13 průsvitného papíru.

Záznamy, získané zařízením, jsou elementární, ale přesné, to jest umožňují kontrolu srdečního rytmu a frekvence. Abnormální rytmus bude moci být snadno zjištěn po případném provedení druhého testu za účelem [ O; vržení testu prvního.

Při použití několika detekčních ústrojí je rovněž možné měřit šíření toku krve v tepnách. P oim o-c ί p r v níh o <1 e t ck čníh o ús tr o j í, příkladně snímače palpaci, umístěného na srdci, se zjišťují jeho· údery, zatímco .pomocí druhého detekčního· ústrojí, příkladně takového, jaká byla popsána v předcházejícím textu, se zjišťuje moment, v němž dochází ke vzniku přítoku krve, například v místě prstu uživatele. Z těchto dvou měření je snadné stanovit rychlost šíření.

Takové zařízení může být tedy snadno dáno к dispozici široiké veřejnosti a může značně pomáhat při kontrole a zjišťování projevů kardiovaskulárních chorob.

Claims (11)

1. Zařízení pro kontrolu a zjišťování kardiovaskulárních chorob zjištěním a znáznamem frekvence a rytmu srdečního tepu prostřednictvím záznamu digitálního pulsu, získávaného plethysmografLckým postupem na prstu ruky, obsahující alespoň dvě ústrojí tvořené každé generátorem toku sdruženým se snímačem a spojené pomocí zpracovávaje ích obvodů se záznamovým ústrojím píro zaznamenávání informace reprezentující frekvenci a rytmus srdečního tepu, například na papírovém pásu ve formě čáry, vyznačené tím, že obě detekční ústroj· (2, 3) jsou rozdílné fyzikální povahy a jsou uložena vedle sebe na nosiči (5), na nějž se přikládá prst [4] ruky, přičemž zpracovávací obvody obsahují multiplexní jednotku (15 j, jejíž vstupy (15a, 15b, 15 c) jsou prostřednictvím odpovídajících detekčních obvodů (12a, 12⁽b, 12c), zesilovačů (13a, 13b, 13c) a tvarováních obvodů (14a, 14b, 14c] připojeny к výstupům detekčních ústrojí (2, 3), mající několik výstupů (19, 23, 25), z nichž první výstup (19), tvořící informační vedení, je připojen к záznamovému ústrojí (17), přičemž mezi výstupy (Sa, Sb, Sc) odpovídajících tvaro vacích obvodů (14a, 14'b, 14c) a vstupy (15a, 15b, 15c) multipiexní jednotky (15) je vřazen korelační obvod (55), obsahující alespoň dva prahové přepínače, a to první prahový přepínač (Bl)

VYNÁLEZU s ovládacími vstupy (e3, e4 ] a druhý prahový přepínač (B2) s ovládacími vstupy (el, e2), přičemž ovládací vstupy (e3, e4) prvního prahového přepínače (Bl) jsou připojeny jednak к prvnímu nabíjecímu a vybíjecímu obvodu (56) s nabíjecí částí (56a) a vybíjecí částí (56b) s konstantním proudem, napojenému na kondenzátor (01), a jednak ke druhému nabíjecímu a vybíjecímu obvodu (57) s nabíjecí částí (57a) a vybíjecí částí (57b) s konstantním proudem, 'napojenému na kondenzátor (C2), zatímco, ovládací vstupy (el, e2) druhého prahového přepínače (B2) jsou napojeny jednak na první nabíjecí a vybíjecí obvod (56) a jednak na druhý nabíjecí a vybíjecí obvod ('57), přičemž tato multiplexní jednotka (15) je dále napojena druhým výstupem (25) na generátory toku (8, 10) detekčních ústrojí (2, 3).

2. Zařízení podle bodu 1, vyznačené tím, že multiplexní jednotka (15) je třetím výstupem (23) napojena na selekční ústrojí (20) generátorů toku (8, 10) pro jejich selekci podle signálů přijatých vstupy (15a, 15b, 15c) multiplexní jednotky (15).

3. Zařízení podle bodů 1 nebo 2, vyznačené tím, že detekční ústrojí (2, 3) obsahují jednak generátor (10) infračerveného záření (11) se snímačem (10c) infračerveného záření, a jednak generátor (8) ultrazvuku (9) o vysoké frekvenci se snímačem (8b) ultrazvuku.

4. Zařízení _fpo'dle bodu 1, vyznačené tím, že detekční ústrojí (3, 2) obsahují jednak generátor (10) infračerveného záření (11) 0' vysoké frekvenci, se snímačem (10c) tohoto zuření, a generátor (8) elektromagnetického záření o vysoké frekvenci se snímačem (8b) tohoto záření, přičemž tento generátor (8) je spojen s emitorem oscilačního tranzistoru (31) s vysokou frekvencí o velmi nízké amplitudě, zatímco- snúmač (8b) je připojen ke kolektoru tohoto tranzistoru (31), přičemž mezi 'bází tranzistoru (31) a jeho emitorem je zapojena ovládací smyčka (30) amplitudy.

5. Zařízení podle bodu 4, vyznačené tím, že ovládací smyčka (30) amplitudy obsahuje při zapojen í do série odebírací obvod (RC1) malé části vysokofrekvenčního signálu tranzistoru (31), zesilovací obvod (32) odebraného signálu, diferenciační stupeň (DR), detekční obvod (DE) a ovládací obvod (CO)ipro ovládání proudu báze oscilačního tranzistoru (31).

6. Zařízení podle bodu 5, vyznačené tím, že ovládací obvod (CO) ipro ovládání proudu báze tranzistoru je tvořen dvěma tranzistory (36, 37) v Darlingtonově zapojení.

7. Zařízení podle bodu 4, vyznačené tím, že generátor (8) je tvořen cívkou (N1) paralelně zapojenou vzhledem ke kondenzátoiru (C10), a snímač (8b) je tvořen cívkou (N2), paralelně zapojenou vzhledem ke kondenzátoru (Cil).

8. Zařízení podle bodu 5, vyznačené tím, že detekční obvod (DE) je připojen vazební smyčkou (BC1) ke vstuipu (55c) korelačního· obvodu (55) a obsahuje v sériovém zapojení zesilovací tranzistor (38), pásmovou propust (39] připojenou к emitoru tranzistoru (38), a tvarovací obvod (40).

9. Zařízení podle bodu 1, vyznačené tím, že detekční ústrojí (3, 2) obsahují jednak generátor (10) infračerveného záření (11] o vysoké frekvenci, ke kterému je přidružen snímač (10c) tohoto záření a jednak generátor ultrazvuku (8) a «snímač (8b) ultrazvuku, přičemž mezi výstupem snímače (8b) a vstupem generátoru (8) je zapojena oscilační smyčka (ВО) a mezi výstupem snímače (8b) a vstupem (55b) korelačního obvodu (55) je zapojena vazební smyčka (BC2).

10. Zařízení poďe bodu 9, vyznačené tím, že oscilační smyčka (ВО) obsahuje zesilovač (48) připojený к výstupu snímače (8b), přičemž výstup zesilovače (40) je připojen ke vstupu dynamického tlumiče (49), jehož výstup je připojen ke generátoru ultrazvuku.

11. Zařízení podle bodu 9 nebo 10, vyznačené tím, že vazební smyčka (BC2) obsahuje odebírací obvod (RC2) oscilací přijímaných snímačem (8b), tvořený odporem (R12) a kondenzátorem (C10), zapojenými do série, přičemž odpor (R12) je prpojen к výstupu snímače (8b) a kondenzátor (C10) je připojen к měřicímu zesilovači (50), jehož výstup je připojen к detekčnímu stupni (51) pno konverzi přijímaných signálů a ovládání dynamického tlumiče (49).