RU1010U1 - Cardiac analyzer - Google Patents

Cardiac analyzer Download PDF

Info

Publication number
RU1010U1
RU1010U1 RU93048364/14U RU93048364U RU1010U1 RU 1010 U1 RU1010 U1 RU 1010U1 RU 93048364/14 U RU93048364/14 U RU 93048364/14U RU 93048364 U RU93048364 U RU 93048364U RU 1010 U1 RU1010 U1 RU 1010U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
amplifier
inputs
channel
input
analog
Prior art date
Application number
RU93048364/14U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
С.М. Захаров
Б.Е. Смирнов
Э.А. Винс
Е.В. Фадеичев
Original Assignee
Захаров Сергей Михайлович
Смирнов Борис Евгеньевич
Винс Эдуард Альфредович
Фадеичев Евгений Викторович
Товарищество с ограниченной ответственностью - Научно-производственная коммерческая фирма "Медиком Лтд."
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Захаров Сергей Михайлович, Смирнов Борис Евгеньевич, Винс Эдуард Альфредович, Фадеичев Евгений Викторович, Товарищество с ограниченной ответственностью - Научно-производственная коммерческая фирма "Медиком Лтд." filed Critical Захаров Сергей Михайлович
Priority to RU93048364/14U priority Critical patent/RU1010U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU1010U1 publication Critical patent/RU1010U1/en

Links

Landscapes

  • Measurement And Recording Of Electrical Phenomena And Electrical Characteristics Of The Living Body (AREA)

Abstract

1. Кардиоанализатор, содержащий многоканальный преобразовательный усилитель, выходы которого соединены с первой группой входов многоканального аналогового коммутатора, последовательно соединенные аналого-цифровой преобразователь, интерфейс и электронно-вычислительную машину с дисплеем и блоком регистрации, отличающееся тем, что между выходом многоканального аналогового коммутатора и входом аналого-цифрового преобразователя включен усилитель с управляемыми коэффициентом усиления и напряжением смещения, а к выходам многоканального преобразовательного усилителя дополнительно подключены входы многоканального селективного усилителя, каждый канал которого включает усилитель с управляемой полосой пропускания и устройство выборки и хранения, выходы которого подключены к дополнительным входам многоканального аналогового коммутатора.2. Кардиоанализатор по п. 1, отличающийся тем, что интерфейс содержит микропроцессор, связанный через блок обмена информацией с электронно-вычислительной машиной и через блок сопряжения с входами управления полосой пропускания многоканального селективного усилителя, переключением каналов многоканального аналогового коммутатора, выходом аналого-цифрового преобразователя и входами управления усилителя с управляемыми коэффициентом усиления и напряжением смещения.3. Кардиоанализатор по п. 2, отличающийся тем, что блок сопряжения содержит дешифратор сигналов записи, цифровые входы которого соединены с шиной адреса микропроцессора, а вход разрешения - с цепью сигнала записи шины управления микропроцессора, дешифратор сигналов считывания, цифровые входы которого соед1. Cardiac analyzer containing a multichannel converter amplifier, the outputs of which are connected to the first group of inputs of a multichannel analog switch, serially connected by an analog-to-digital converter, an interface and an electronic computer with a display and a recording unit, characterized in that between the output of the multichannel analog switch and the input An analog-to-digital converter includes an amplifier with controlled gain and bias voltage, and multi-channel outputs of transducing amplifier further inputs connected selectively multichannel amplifier, each amplifier channel which includes a controllable passband and sample and storage device, outputs of which are connected to additional inputs of multichannel analog kommutatora.2. A card analyzer according to claim 1, characterized in that the interface comprises a microprocessor connected through an information exchange unit to an electronic computer and through an interface unit to a bandwidth input of a multi-channel selective amplifier, channel switching of a multi-channel analog switch, an analog-to-digital converter output and inputs control amplifier with controlled gain and bias voltage. 3. A card analyzer according to claim 2, characterized in that the interface unit comprises a decoder of recording signals, the digital inputs of which are connected to the address bus of the microprocessor, and the input of resolution is a circuit of the write signal of the control bus of the microprocessor, a decoder of read signals, the digital inputs of which are connected

Description

КАРДИОАНАЛИЗАТОРCARDIO ANALYZER

Полезная модель относится к медицинской технике, в частности к медицинским приборам для исследования функционального состояния сердечно-сосудистой системы.The utility model relates to medical equipment, in particular to medical devices for studying the functional state of the cardiovascular system.

Известно устройство регистрации электрокардиограмм (см. авторское свидетельство СССР N 1155245, М Кл. 4 А61В 5/04, публ. 1985 г, БИ N 18), содержащее пять электродов, десять резисторов и четырехканальный регистратор, которое позволяет повысить информативность электрокардиографических кривых за счет дополнительного отведения, отражающего потенциалы передне-верхушечной области.A device for recording electrocardiograms (see USSR author's certificate N 1155245, M Cl. 4 A61B 5/04, publ. 1985, BI N 18), containing five electrodes, ten resistors and a four-channel recorder, which allows to increase the information content of electrocardiographic curves due to additional leads, reflecting the potentials of the anterior apical region.

Недостаток устройства - отсутствие автоматизации обработки и отсутствие полиграфического съема электрокардиограмм, т.е. одномоментного съема и измерения электрокардиосигнала с каждого отведения.The disadvantage of this device is the lack of automation of processing and the absence of polygraphic removal of electrocardiograms, i.e. simultaneous removal and measurement of an electrocardiogram from each assignment.

Известен ритмокардиоанализатор (см. авторское свидетельство СССР N 1047464, М Кл. 3 А61 В 5/02, публ. 1983г, БИ N 38), содержащий последовательно соединенные детектор зубца R, блок измерения интервала R-R, блок анализа временных соотношений, блок анализа аритмий и блок индикации. Этот кардиоанализатор обеспечивает текущий анализ электрокардиосигнала с формированием диагноза по брадикардии, тахикардии, аритмиям и экстрасистолам.A known cardiac analyzer (see USSR author's certificate N 1047464, M Cl. 3 A61 B 5/02, publ. 1983, BI N 38), containing a serrated R wave detector, RR interval measurement unit, time ratio analysis unit, arrhythmia analysis unit and display unit. This cardiac analyzer provides current analysis of the electrocardiogram with the formation of a diagnosis of bradycardia, tachycardia, arrhythmias and extrasystoles.

Недостаток - отсутствие возможности полиграфического съема электрокардиограмм.The disadvantage is the lack of the ability to print electrocardiograms.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому кардиоанализатору является 12-ти канальный электрокардиограф тицаThe closest in technical essence to the claimed cardiac analyzer is a 12-channel electrocardiograph

BIOSET 8000 фирмы MeBgeratewerk Zwonitr GtabH Германия. Этот комM Кл. 5 A 61 В 5/02 BIOSET 8000 from MeBgeratewerk Zwonitr GtabH Germany. This comM Cl. 5 A 61 V 5/02

пьютеризированный кардиоанализатор обладает широкими функциональными возможностями и содержит последовательно соединенные блок электродов, двенадцатиканальный предварительный усилитель, программируемый коммутатор отведений, трехканальный оконечный усилитель, аналогоцифровой преобразователь, интерфейс, электронновычислительную машину с дисплеем и термографическим печатающим устройством. Электрокардиограф BIOSET 8000 имеет недостаточную точность для съема полиграфических электрокардиограмм.The computerized cardiac analyzer has wide functionality and contains a series-connected electrode block, a twelve-channel pre-amplifier, a programmable lead switch, a three-channel terminal amplifier, an analog-digital converter, an interface, an electronic computer with a display and a thermal printing device. The BIOSET 8000 electrocardiograph is not accurate enough for taking polygraphic electrocardiograms.

Цель создания заявленной полезной модели - повышение точности съема полиграфических электрокардиограмм.The purpose of creating the claimed utility model is to increase the accuracy of the removal of printing electrocardiograms.

Указанная цель достигается тем, что в кардиоанализаторе, содержащем многоканальный предварительный усилитель, выходы которого соединены с первой группой входов многоканального аналогового коммутатора, последовательно соединенные аналого-цифровой преобразователь, интерфейс и электронно-вычислительную машину с дисплеем и блоком регистрации, между выходом многоканального аналогового коммутатора и входом аналого-цифрового преобразователя включен усилитель с управляемыми коэффициентом усиления и напряжением смещения, а к выходам многоканального предварительного усилителя дополнительно подключены входы многоканального селективного усилителя, каждый канал которого включает усилитель с управляемой полосой пропускания и устройство выборки и хранения, и выходы которого подключены к дополнительным входам многоканального аналогового коммутатора, при этом, входы управления полосой пропускания многоканального селективного усилителя, входы управления переключением каналов многоканального аналогового коммутатора, входы управления усилителя с управляемыми коэффициентом усиления и напряжением смещения подключены к дополнительным выходам интерфейса. Интерфейс содержит микропроцессор, связанный через блок обмена информацией с электронно-вычислительной машиной и через блок сопряжения с входами управления полосой пропускания селективного усилителя, переключением каналов многоканального аналогового коммутатора, выходом аналого-цифрового преобразователя и входом управления усилителя с управляемыми коэффициентом усиления и напряжением смещения. Блок сопряжения содержит дешифратор сигналов записи, цифровые входы которого соединены с шиной адреса микропроцессора, а вход разрешения с цепью сигнала записи шины управления, дешифратор сигналовThis goal is achieved by the fact that in a cardiac analyzer containing a multi-channel preamplifier, the outputs of which are connected to the first group of inputs of a multi-channel analog switch, the analog-digital converter, an interface and an electronic computer with a display and a recording unit are connected in series between the output of the multi-channel analog switch and the input of the analog-to-digital converter includes an amplifier with controlled gain and bias voltage, and to the outputs inputs of the multi-channel selective amplifier, each channel of which includes an amplifier with a controlled bandwidth and a sampling and storage device, and the outputs of which are connected to additional inputs of a multi-channel analog switch, while the bandwidth control inputs of a multi-channel selective amplifier, switching control inputs channels of a multi-channel analog switch, control inputs of the amplifier with controlled coefficients entom gain and bias voltage are connected to the additional output interface. The interface contains a microprocessor connected through an information exchange unit with an electronic computer and through an interface unit with inputs for controlling the passband of a selective amplifier, switching channels of a multichannel analog switch, the output of an analog-to-digital converter, and the control input of an amplifier with a controlled gain and bias voltage. The interface unit contains a decoder of the recording signals, the digital inputs of which are connected to the address bus of the microprocessor, and the input resolution with the signal circuit of the write signal of the control bus, signal decoder

WX/WWx / w

с/from/

- - считывания, цифровые входы которого соединены с шиной адреса, а вход разрешения с цепью сигнала считывания шины управления, четыре регистра хранения, цифровые входы которых соединены с шиной данных микропроцессора, а входы записи с выходами дешифратора сигналов записи, D-триггер, разрядный вход которого соединен с цепью младшего разряда шины данных, а тактовый вход с первым выходом дешифратора сигналов считывания, а выход с входом ПРЕОБРАЗОВАНИЕ аналого-цифрового преобразователя, схему совпадения, первый вход которой соединен со вторым выходом дешифратора сигналов считывания, второй вход с выходом ГОТОВНОСТЬ АЦП аналого-цифрового преобразователя, а выход с входом считывания пятого регистра хранения, цифровые входы которого соединены с кодовым выходом аналогоцифрового преобразователя, а выходы с шиной данных микропроцессора, при этом выходы первого регистра хранения подключены к входам управления полосой пропускания многоканального селективного усилителя, второго к входам управления переключением каналов многоканального аналогового коммутатора, третьего и четвертого с входами управления коэффициентом усиления и напряжением смещения усилителя с управляемыми коэффициентом усиления и напряжением смещения.- - readings, the digital inputs of which are connected to the address bus, and the permission input to the read signal circuit of the control bus, four storage registers, the digital inputs of which are connected to the microprocessor data bus, and the recording inputs with the outputs of the decoder of the write signals, D-trigger, bit input which is connected to the low-order circuit of the data bus, and a clock input with the first output of the read signal decoder, and an output with the input CONVERSION of an analog-to-digital converter, a matching circuit, the first input of which is connected from the second the output of the decoder of the read signals, the second input with the READINESS ADC output of the analog-to-digital converter, and the output with the read input of the fifth storage register, the digital inputs of which are connected to the code output of the analog-digital converter, and the outputs with the data bus of the microprocessor, while the outputs of the first storage register are connected to the bandwidth control inputs of a multi-channel selective amplifier, the second to the channel switching control inputs of a multi-channel analog switch, the third and fourth Grated with inputs for controlling the gain and bias voltage of the amplifier with controlled gain and bias voltage.

Авторам не известны кардиоанализаторы по техническим возможностям и конструктивным признакам совпадающие с заявляемым, поэтому авторы считают, что заявленное техническое решение обладает новизной.The authors are not aware of cardiac analyzers that match technical specifications and design features, so the authors believe that the claimed technical solution is novel.

Конструктивное выполнение заявленной полезной модели поясняется чертежами.The structural implementation of the claimed utility model is illustrated by drawings.

На фиг.1 приведена структурная схема заявленного кардиоанализатора;Figure 1 shows the structural diagram of the claimed cardiac analyzer;

на фиг.2 приведена функциональная схема многоканального предварительного усилителя;figure 2 shows the functional diagram of a multi-channel pre-amplifier;

на фиг.З приведена функциональная схема многоканального селективного усилителя;Fig. 3 shows a functional diagram of a multi-channel selective amplifier;

на фиг.4 показан вариант выполнения усилителя с управляемыми коэффициентом усиления и напряжением смещения;figure 4 shows an embodiment of an amplifier with controlled gain and bias voltage;

на фиг.5 показан вариант выполнения устройства выборки и хранения на микросхеме типа МАХ 292;figure 5 shows an embodiment of a device for sampling and storage on a chip type MAX 292;

на фиг.6 приведена структурная схема интерфейса;figure 6 shows the structural diagram of the interface;

Ч-Qb№$4H-Qb№ $ 4

на фиг.7 приведена структурная схема блока сопряжения.figure 7 shows the structural diagram of the pairing unit.

Заявленный кардиоанализатор (фиг.1) содержит блок электродов 1, многоканальный предварительный усилитель 2, многоканальный селективный усилитель 3, многоканальный аналоговый коммутатор 4, усилитель 5 с управляемыми коэффициентом усиления и напряжением смещения, аналого-цифровой преобразователь 6, интерфейс 7 и электронно-вычислительную машину 8 с дисплеем 9 и блоком регистрации 10. Блок электродов содержит референтный электрод R, контрольные электроды E,N и отводящие электроды L, F, С...С„ для реализации стандартных отведений. Выходы многоканального предварительного усилителя 2 дополнительно соединены с входами многоканального аналогового коммутатора 4, выходы интерфейса 7 соединены с управляющими входами многоканального селективного усилителя 3, многоканального коммутатора 4 и усилителя 5.The claimed cardiac analyzer (figure 1) contains a block of electrodes 1, a multi-channel pre-amplifier 2, a multi-channel selective amplifier 3, a multi-channel analog switch 4, an amplifier 5 with controlled gain and bias voltage, an analog-to-digital converter 6, an interface 7 and an electronic computer 8 with a display 9 and a recording unit 10. The electrode block contains a reference electrode R, control electrodes E, N and lead electrodes L, F, С ... С „for the implementation of standard leads. The outputs of the multi-channel pre-amplifier 2 are additionally connected to the inputs of the multi-channel analog switch 4, the outputs of the interface 7 are connected to the control inputs of the multi-channel selective amplifier 3, multi-channel switch 4 and amplifier 5.

Многоканальный предварительный усилитель 2 (фиг.2) содержит в каждом канале дифференциальный усилитель 12 с отрицательной обратной связью, неинвертируемый вход которого подключен к соответствующему отводящему электроду блока 2, а инвертируемый дополнительно к выходу усилителя 11 с отрицательной обратной связью, неинвертируемый вход которого подключен к референтному электроду блока 2. Усилители 11 и 12 могут быть реализованы на микросхемах типа 140УД14. Многоканальный селективный усилитель 3 (фиг.З) содержит в каждом канале усилитель 3 с управляемой полосой пропускания и устройство 14 выборки и хранения. Усилитель 13 содержит аналоговый переключатель УЗ, к выходам которого подключен резистивный делитель R7...R10, ограничитель на диодах Dl, D2 и усилитель У4 с отрицательной обратной связью (резисторы Rll, R12, конденсатор С2). Полоса пропускания усилителя 13 изменяется переключением конденсатора С1 к плечам резистивного делителя R7...R10. Усилитель 5 с управляемыми коэффициентом усиления и напряжением смещения (фиг.4) может быть реализован с использованием двух микросхем 15 и 16 типа К572ПА1 и двух операционных усилителей У5, У6 типа КР574УД1. На цифровые входы микросхемы 15 подается код коэффициента усиления, на цифровые входы микросхемы 16 код напряжения смещения. К выходам 1,2 микросхемы 15 подключены входы операционнонного усилителя У5, выход которого соединен с входом 15 опорного напряжения микросхемы 15. Входной сигнал подается на ввод 16 резистораThe multi-channel pre-amplifier 2 (Fig. 2) contains in each channel a differential amplifier 12 with negative feedback, a non-invertible input connected to the corresponding output electrode of unit 2, and invertible in addition to the output of an amplifier 11 with negative feedback, a non-inverted input connected to a reference block 2 electrode. Amplifiers 11 and 12 can be implemented on type 140UD14 microcircuits. The multi-channel selective amplifier 3 (FIG. 3) comprises in each channel a controlled bandwidth amplifier 3 and a sampling and storage device 14. The amplifier 13 contains an analogue US switch, the outputs of which are connected by a resistive divider R7 ... R10, a limiter on diodes Dl, D2 and an amplifier U4 with negative feedback (resistors Rll, R12, capacitor C2). The passband of the amplifier 13 is changed by switching the capacitor C1 to the shoulders of the resistive divider R7 ... R10. Amplifier 5 with controlled gain and bias voltage (Fig. 4) can be implemented using two microchips 15 and 16 of type K572PA1 and two operational amplifiers U5, U6 of type KP574UD1. A gain code is supplied to the digital inputs of the microcircuit 15, and a bias voltage code to the digital inputs of the microcircuit 16. The outputs 1.2 of the microcircuit 15 are connected to the inputs of the operational amplifier U5, the output of which is connected to the input 15 of the reference voltage of the microcircuit 15. The input signal is fed to the input 16 of the resistor

обратной связи микросхемы 15. Выход 1 микросхемы 16 соединен с выходом 1 микросхемы 15. Операционной усилитель У6 предназначен для задания начального смещения. Опорное напряжение +Uon подается на контакт 15 микросхемы 16, на контакт 16 подается напряжение -Uon/2 с выхода операционного усилителя У6.feedback of the microcircuit 15. Output 1 of the microcircuit 16 is connected to the output 1 of the microcircuit 15. The operational amplifier U6 is designed to set the initial bias. The reference voltage + Uon is applied to pin 15 of the microcircuit 16, and pin-16 receives voltage -Uon / 2 from the output of the operational amplifier U6.

Устройство 14 выборки и хранения (фиг.5) может быть реализовано с использованием фильтра на коммутируемых конденсаторах микросхемы типа МАХ 292. В этом случае контакты 3,4 соединены между собой, на контакт 8 подается сигнал с выхода усилителя 15, на контакт 1 - стробирующий сигнал от таймера микропроцессора 18, выходной сигнал снимается с контакта 5. Интерфейс 7 (фиг.6) содержит микропроцессор 18 соединенный через устройство обмена 17 информацией типа RS 232 с электронно-вычислительной машиной 8 и через блок 19 сопряжения с многоканальным селективным усилителем 3, многоканальным аналоговым коммутатором 4, усилителем 5 и аналого-цифровым преобразователем 6. К микропроцессору 18 может быть подключен дополнительный блок 20 памяти.The device 14 sampling and storage (figure 5) can be implemented using a filter on switched capacitors of a chip type MAX 292. In this case, contacts 3,4 are interconnected, contact 8 receives a signal from the output of amplifier 15, and contact 1 is gated the signal from the timer of the microprocessor 18, the output signal is removed from pin 5. The interface 7 (Fig.6) contains a microprocessor 18 connected through an information exchange device 17 of the RS 232 type to an electronic computer 8 and through a multi-channel selective amplification interface unit 19 An amplifier 3, a multi-channel analog switch 4, an amplifier 5, and an analog-to-digital converter 6. An additional memory unit 20 can be connected to the microprocessor 18.

Блок 19 сопряжения (фиг.7) содержит дешифратор 21 сигналов записи, дешифратор 22 сигналов считывания, регистры 23...27 хранения, D-триггер 28 и схему совпадения 29. Цифровые входы дешифраторов 21 и 22 соединены с шиной адреса микропроцессора 18, вход разрешения дешифратора 21 соединен с цепью WR шины управления, вход разрешения дешифратора 22 соединен с цепью RD шины управления, цифровые входы регистров 23...26 соединены с шиной данных микропроцессора 18, входы записи этих регистров соединены с выходами WR1...WR4 дешифратора 22, цифровые входы регистра 27 соединены с кодовым выходом аналого-цифрового преобразователя 6, вход D D-триггера соединен с цепью младшего разряда шины данных микропроцессора 18, вход С D-триггера соединен с выходом RD1 дешифратора 22, первый вход схемы совпадения 29 соединен с выходом RD2 дешифратора 22, второй вход с выходом ГОТОВНОСТЬ АЦП аналого-цифрового преобразователя 6, выходы регистра 23 соединены с входами управления усилителя 13, выходы регистра 24 соединены с входами управления блока 4, выходы регистров 25, 26 соединены с входами управления усилителя 5, выход D-триггера 28 подключен к входу ПРЕОБРАЗОВАНИЕ аналого-цифрового преобразователя 6.The interface unit 19 (Fig. 7) contains a decoder 21 of the write signals, a decoder 22 of the read signals, storage registers 23 ... 27, a D-flip-flop 28 and a matching circuit 29. The digital inputs of the decoders 21 and 22 are connected to the address bus of the microprocessor 18, input permissions of the decoder 21 is connected to the control bus circuit WR, the enable input of the decoder 22 is connected to the control bus circuit RD, the digital inputs of the registers 23 ... 26 are connected to the data bus of the microprocessor 18, the recording inputs of these registers are connected to the outputs WR1 ... WR4 of the decoder 22 , the digital inputs of register 27 are connected to the code output of the analog-to-digital converter 6, the input D of the D-trigger is connected to the low-order circuit of the microprocessor 18 data bus, the input C of the D-trigger is connected to the output RD1 of the decoder 22, the first input of the matching circuit 29 is connected to the output RD2 of the decoder 22, the second input to the READINESS ADC of the analog-to-digital converter 6, the outputs of the register 23 are connected to the control inputs of the amplifier 13, the outputs of the register 24 are connected to the control inputs of the unit 4, the outputs of the registers 25, 26 are connected to the control inputs of the amplifier 5, the output of the D-trigger 28 is connected to TRANSFORMATION ode D converter 6.

Заявленный кардиоанализатор позволяет осуществлять комплекс3 }№iWThe claimed cardiac analyzer allows the complex3} No. iW

-JTный метод исследования сердечно-сосудистой системы. За один сеанс обследования могут быть зарегистрированы и проанализированы электрокардиосигналы при одномоментном съеме с 12-ти стандартных отведений или отведений по Франку, при этом способ отведения, коррекция ошибок измерения, диагностирование производится автоматически в соответствии с заданной программой. Для съема электрокардиосигнала используются электроды, удовлетворяющие требованиям ГОСТ 26995-85. Электроды закрепляются на теле пациента с помощью специальных приспособлений, входящих в состав блока 1 (манжетов, корсета, присосок). Перед подсоединением электрода для уменьшения сопротивления электрод-кожа, на кожу наносится специальная электропроводящая паста.-JT research method of the cardiovascular system. For one examination session, cardiac signals can be recorded and analyzed during simultaneous removal from 12 standard leads or leads according to Frank, while the lead method, correction of measurement errors, and diagnostics are performed automatically in accordance with a given program. To remove the electrocardiogram, electrodes are used that meet the requirements of GOST 26995-85. The electrodes are fixed on the patient’s body using special devices that are part of unit 1 (cuffs, corsets, suction cups). Before connecting the electrode to reduce the electrode-skin resistance, a special electrically conductive paste is applied to the skin.

После установки электродов включается вся аппаратура, от ЭВМ 8 через устройство обмена 17 в микропроцессор 20 подаются коды операций, какие должен исполнять микропроцессор согласно программе исследований. Микропроцессор 18 обеспечивает выработку управляющих команд для исполнения операций и по шинам данных (ШД), адреса (ША) и управления (ШУ) передает их в блок сопряжения 19, в котором вырабатываются сигналы управления, подаваемые на остальные блоки. Алгоритм работы может быть следующим. После инициализации микропроцессора устанавливается номинальная скорость обмена с ЭВМ 8, опрашивается готовность к работе блока памяти 20, ОЗУ и ПЗУ микропроцессора 18 и в ЭВМ 8 передается сигнал готовности микропроцессора 18 к приему команд. Готовность блока памяти 20 к работе будет подтверждена после выполнения балансировки каналов усиления усилителя 3, которая осуществляется следующим образом. В блок 19 от микропроцессора 18 по шине адреса подается код числа 1, по шине управления сигнал записи WR и по шине данных код нуля, в результате в регистре 23 записывается ноль и в многоканальном селективном усилителе 3 во всех аналоговых ключах УЗ вход X будет подключен к нулевому выходу, т.е. неинвертируемые входы усилителей У4 будут подключены к нулевому потенциалу через делитель R7...R10. Затем от микропроцессора 18 в блок 19 по шине адреса подается код числа 2, по шине управления сигнал записи WR и по шине данных код номера первого канала. В результате, в регистре 24 запишется код номераAfter installing the electrodes, all equipment is turned on, from the computer 8 through the exchange device 17 to the microprocessor 20 codes of operations are submitted, which should be performed by the microprocessor according to the research program. The microprocessor 18 provides the generation of control commands for executing operations and transmits them to the interface unit 19 via data buses (SH), address (SH) and control (SH), in which control signals are supplied to the remaining blocks. The operation algorithm may be as follows. After the microprocessor is initialized, the nominal exchange rate with the computer 8 is established, the readiness for operation of the memory unit 20, RAM and the microprocessor 18 is interrogated, and the computer 8 sends a readiness signal for the microprocessor 18 to receive commands. The readiness of the memory unit 20 to work will be confirmed after balancing the gain channels of the amplifier 3, which is carried out as follows. In block 19, from the microprocessor 18, the code number 1 is supplied via the address bus, the write signal WR and the data bus are zero code, as a result, zero is recorded in register 23 and in the multichannel selective amplifier 3 in all analog keys of the ultrasound input X will be connected to zero output, i.e. non-invertible inputs of amplifiers U4 will be connected to zero potential through the divider R7 ... R10. Then, from the microprocessor 18, the code number 2 is supplied to the block 19 via the address bus, the write signal WR and the code of the first channel number on the data bus. As a result, the number code is written in register 24

первого канала, и в аналоговом коммутаторе 4 к входу усилителя 5 подключается выход первого канала усилителя 3. Дальше от микропроцессора 18 по шине адреса подается код числа 3 и по шине управления сигнал WR, по шине данных код числа 3, в результате в регистр 25 запишется код числа 3 и усиление усилителя 5 установится максимальным. Аналогичным образом в регистр 26 записывается код числа 128 и напряжение смещения устанавливается равным 1/2 Uon. После этого по шине адреса подается код единицы, по шине управления сигнал RD и по шине младшего разряда шины данных Do единица, в результате на аналоге- цифровой преобразователь 6 будет подан сигнал ПРЕОБРАЗОВАНИЕ с выхода D-триггера 28 и аналого-цифровой преобразователь начнет преобразовывать сигнал с выхода усилителя 5 в код. Тем временем на шине адреса код меняется на двойку и сигнал RD2 будет подан на вход схемы совпадения 29, на второй вход которой поступит сигнал ГОТОВНОСТЬ АЦП после завершения преобразования код из аналоге- цифрового преобразователя 6 запишется в регистр 27. Этот код по шине данных передается в микропроцессор 18 и сравнивается с нулем. Если код больше нуля, то код напряжения смещения хранящийся в регистре 26 уменьшается на половину, если меньше нуля, то увеличивается на половину, а если равен нулю, то код из регистра 26 записывается в блок памяти 20 по адресу, соответствующему номеру канала, а в регистр 23 записывается код номера следующего канала. После того как будут определены коды напряжения смещения для всех каналов усилителя 3, для каждого канала устанавливается оптимальное значение коэффициента усиления усилителя 5.the first channel, and in the analog switch 4, the output of the first channel of the amplifier 3 is connected to the input of the amplifier 5. Further from the microprocessor 18, the code of the number 3 is supplied via the address bus and the signal WR is sent via the control bus, the code is 3 by the data bus, as a result, it is written in register 25 the code number 3 and the gain of the amplifier 5 is set to maximum. Similarly, a code of 128 is written to register 26 and the bias voltage is set to 1/2 Uon. After that, the unit code is supplied via the address bus, the RD signal is sent through the control bus, and the unit bus is through the least significant data bus Do, as a result, the CONVERTER signal from the output of D-flip-flop 28 will be sent to the analog-to-digital converter 6 and the analog-to-digital converter will begin to convert the signal from the output of amplifier 5 to the code. Meanwhile, on the address bus, the code changes to two and the RD2 signal is fed to the input of coincidence circuit 29, to the second input of which the ADC READY signal is received. After the conversion is completed, the code from the analog-to-digital converter 6 is written to register 27. This code is transmitted to the data bus microprocessor 18 and is compared with zero. If the code is greater than zero, then the bias voltage code stored in register 26 decreases by half, if less than zero, it increases by half, and if it is zero, then the code from register 26 is written to memory unit 20 at the address corresponding to the channel number, and in register 23, the next channel number code is recorded. After the bias voltage codes are determined for all channels of the amplifier 3, the optimal value of the gain of the amplifier 5 is established for each channel.

Прежде чем описать эту процедуру, рассмотрим работу отдельных узлов заявленного кардиоанализатора. Многоканальный предварительный усилитель 2 (фиг.2) выполнен по схеме, описанной в книге С.Г.Данько, Ю.Л.Каминского Система технических средств нейрофизиологических исследований человека Л.,Наука, 1982г.стр.46, рис.7. Характерной особенностью такого усилителя является то, что на выходе любого из усилителей 12 напряжение будет пропорционально разности напряжений сигнала на соответствующем отводящем электроде (L, F, C1...C6) и на референтном электроде R, т.е. сигналы будут соответствовать монополярному отведению, а напряжение помехи на выходах усилителей будет отсутствовать при равентсве коэффициентов усиления усилителей 11 и 12, т.е. при равенстве и .Before describing this procedure, we consider the operation of individual nodes of the claimed cardiac analyzer. The multi-channel pre-amplifier 2 (Fig. 2) is made according to the scheme described in the book by S.G. Danko, Yu.L. Kaminsky System of technical means of neurophysiological studies of a person L., Nauka, 1982, p. 46, Fig. 7. A characteristic feature of such an amplifier is that at the output of any of the amplifiers 12, the voltage will be proportional to the difference between the signal voltages at the corresponding outlet electrode (L, F, C1 ... C6) and at the reference electrode R, i.e. the signals will correspond to a monopolar lead, and the interference voltage at the outputs of the amplifiers will be absent when the amplification factors of the amplifiers 11 and 12 are equal, i.e. with equality and.

-//- $#/#(#- // - $ # / # (#

- Неинвертируемые входы усилителей 11 и 12 через резисторы R5 и R6 подключены к источнику опорного напряжения Uon. Поэтому при плохом контакте электрода с кожей напряжение на выходе усилителей 12 будет превышать контрольное, что является сигналом для повторного закрепления электродов.- Non-invertible inputs of amplifiers 11 and 12 are connected through resistors R5 and R6 to the reference voltage source Uon. Therefore, with poor contact of the electrode with the skin, the voltage at the output of the amplifiers 12 will exceed the control, which is a signal for re-fixing the electrodes.

Многоканальный селективный усилитель 3 (фиг.З) состоит из одинаковых усилительных каналов, каждый из которых содержит последовательно соединенные усилитель 13 и устройство 14 выборки и хранения. Усилитель 13 содержит фильтр верхних частот (С1, УЗ, делитель R7...R10), двусторонний ограничитель (диоды Д1, Д2) и широкополосный усилитель У 4. Фильтр верхних частот представляет собой аналоговый переключатель УЗ на вход которого подается сигнал через конденсатор С1, на разрядные входы управления код полосы фильтра (постоянной времени RC цепочки), а к выходам подключены к нулевому - нулевая шина источника питания, к первому - неинвертируемый вход широкополосного усилителя У4, к остальным - точки резистивного делителя R7...R10, соединяющего неинвертируемый вход усилителя У4 с нулевой шиной. При изменении кода на входах АО...А2 конденсатор С1 подключается к неинвертируемому входу либо непосредственно, либо через резистор R7...R9, тем самым изменяется постояная RC- цепочки и полоса фильтра верхних частот.The multi-channel selective amplifier 3 (FIG. 3) consists of the same amplifier channels, each of which contains a series-connected amplifier 13 and a sampling and storage device 14. The amplifier 13 contains a high-pass filter (C1, UZ, a divider R7 ... R10), a two-way limiter (diodes D1, D2) and a broadband amplifier U 4. The high-pass filter is an analog UZ switch to the input of which a signal is transmitted through capacitor C1, the filter strip code (RC chain time constant) to the control inputs, and the zero bus of the power supply is connected to the outputs, the non-invertible input of the U4 broadband amplifier is connected to the first, and the points of the resistive divider R7 ... R10 connecting the non-inverter to the rest my input of amplifier U4 zero bus. When changing the code at the inputs of AO ... A2, capacitor C1 is connected to a non-invertible input either directly or through a resistor R7 ... R9, thereby changing the constant RC chain and the high-pass filter band.

Устройство выборки и хранения выполнено на микросхеме МАХ 292 - фильтре на коммутируемых конденсаторах и дополнительно выполняет функции фильтра нижних частот.The sampling and storage device is made on a MAX 292 chip - a filter on switched capacitors and additionally performs the functions of a low-pass filter.

Усилитель 5 (фиг.4) с регулируемыми напряжением смещения и коэффициентом усиления выполнен на двух микросхемах ЦАП 15 и 16 типа К572ПА1 и операционных усилителях У5, У6 типа КР574УД1.Amplifier 5 (figure 4) with adjustable bias voltage and gain is made on two DAC chips 15 and 16 of type K572PA1 and operational amplifiers U5, U6 of type KP574UD1.

Напряжение на выходе 1 микросхемы 16 равно:The voltage at the output 1 of the chip 16 is equal to:

иом - Uon -8Ц - | ,Yiom - Uon -8Ц - | ,

где NCM - значение кода напряжения,where NCM is the voltage code value,

Uon - опорное напряжение. Напряжение на выходе операционного усилителя У5 равно:Uon is the reference voltage. The voltage at the output of the operational amplifier U5 is equal to:

ивых - Швх + UCM ,Ivyh - Shvh + UCM,

1 « ,./L-I1 ",. / L-I

1+к2561 + k256

где к - коэффициент усиления операционного усилителя У5, Ny - значение кода коэффициента усиления, UBX - входное напряжение усилителя 5.where k is the gain of the operational amplifier U5, Ny is the value of the gain code, UBX is the input voltage of the amplifier 5.

При 1 ивых Ц- UBX + With 1 live Ts- UBX +

- J56. г u „ JCM L fl Ny - UBX + UOTK 128 2 Таким образом, коэффициент усиления усилителя 5 с достаточной точностью приближения равен:- J56. g u „JCM L fl Ny - UBX + UOTK 128 2 Thus, the gain of amplifier 5 with sufficient accuracy of approximation is equal to:

Ку -гг , где Ny изменяется в пределах от 1 до 256.Ku-yy, where Ny ranges from 1 to 256.

Съем электрокардиограмм осуществляется следующим образом. В регистр 23 записывается код полосы пропускания, в регистр 24 код номера 1-го канала. Из блока памяти 20 выбираются код коэффициента усиления усилителя 5 Ny и код напряжения смещения NCM. Эти коды записываются в регистры 25 и 26. Затем в аналого-цифровой преобразователь 6 подается сигнал ПРЕОБРАЗОВАНИЕ, а после готовности его к считыванию, код уровня сигнала в первом канале считывается в регистр 27, выходы которого подключены к шине данных. Дальше из блока памяти 20 извлекается код ошибки для 1-го канала и производится коррекция отсчета, т.е. из кода записанного в регистр 27 вычитается код 128 и прбавляется код ошибки, результат проверяется на минимум и максимум (если результат меньше нуля, то фиксируется ноль, если результат больше 255, то фиксируется 255). После коррекции в ЭВМ 8 передается код уровня сигнала и код коэффициента усиления усилителя 5. В ЭВМ 8 в память записываются код номера канала, коэффициент усиления усилителя 5, уровень сигнала и время съема. Далее аналогичным образом считываются данные с остальных каналов. После того как будет опрошен последний канал, цикл опроса повторяется. Записанные электрокардиограммы могут быть просмотрены на экране дисплея 9 в любом количестве.The removal of electrocardiograms is as follows. In the register 23 is written the code of the passband, in the register 24 is the code number of the 1st channel. From the memory unit 20, a gain code of the amplifier 5 Ny and a bias voltage code NCM are selected. These codes are recorded in registers 25 and 26. Then, the CONVERSION signal is sent to the analog-to-digital converter 6, and after it is ready to be read, the signal level code in the first channel is read into register 27, the outputs of which are connected to the data bus. Further, an error code for the 1st channel is extracted from the memory unit 20 and the reading is corrected, i.e. code 128 is subtracted from the code written in register 27 and the error code is added, the result is checked for minimum and maximum (if the result is less than zero, then zero is fixed, if the result is more than 255, then 255 is fixed). After the correction, the signal level code and the gain code of the amplifier 5 are transmitted to the computer. In the computer 8, the channel number code, the gain of the amplifier 5, the signal level, and the pick-up time are written to the memory. Further, data from the remaining channels are read in a similar manner. After the last channel is polled, the polling cycle is repeated. The recorded electrocardiograms can be viewed on the display screen 9 in any quantity.

Редактирование снятых электрокардиограмм может проводиться как в процессе обследования, так и после. При редактировании на экран дисплея выводится изображение одного или несколько электрокардиосигналов, скорость просмотра может быть ускорена или замедлена. Участки электрокардиограммы, искаженные артефактами, исклю у 2 1 / С и -/ I/ tEditing of the taken electrocardiograms can be carried out both during the examination and after. When editing, the image of one or several electrocardiosignals is displayed on the display screen, the viewing speed can be accelerated or slowed down. I exclude sections of the electrocardiogram distorted by artifacts at 2 1 / С and - / I / t

чаются.are chatting.

Повышение точности съема электрокардиограмм в заявленном кардиоанализаторе в сравнении с прототипом достигается за счет того, что на время измерения уровень сигнала в каждом канале фиксируется с помощью схемы хранения и выборки, а коэффициент усиления каждого канала выравнивается изменением коэффициента усиления усилителя 5. Точность измерения дополнительно повышается за счет регулярной балансировки усилительных каналов - компенсации дрейфа нуля усилителей изменением напряжения смещения усилителя 5.Improving the accuracy of the removal of electrocardiograms in the inventive cardiac analyzer in comparison with the prototype is achieved due to the fact that during the measurement the signal level in each channel is fixed using a storage and sampling circuit, and the gain of each channel is equalized by changing the gain of amplifier 5. The measurement accuracy is further increased by due to the regular balancing of the amplifier channels - compensation of the zero drift of the amplifiers by changing the bias voltage of the amplifier 5.

Программа анализа кардиоцикла в ЭВМ 8 позволяет расчитывать следующие показатели:The cardiocycle analysis program in computer 8 allows you to calculate the following indicators:

-частоту сердечных сокращений уд/мин;- heart rate beats / min;

-длительность R-R интервалов в мс;Duration of R-R intervals in ms;

-длительность QRS - комплекса в мс; . - длительность QT - интервала в мс;- duration of QRS - complex in ms; . - duration of the QT - interval in ms;

-должную длительность QT - интервала в мс, определенную по формуле Базетта;- the long duration of the QT - interval in ms, determined by the Bazetta formula;

-длительность PQ - интервала в мс;- duration of the PQ - interval in ms;

-длительность Р - волны в мс;Duration P - waves in ms;

-коэффициент Макруза (индекс Макруза);-Macroose coefficient (Macrouse index);

-положение электрической оси сердца (угол альфа, расчитанный по положению QRS-волны) и электрические оси для волн Т и Р.- the position of the electrical axis of the heart (angle alpha, calculated by the position of the QRS wave) and the electrical axis for the waves T and R.

По этим показателям устанавливается диагноз и определяется функциональное состояние сердечно-сосудистой системы.Based on these indicators, a diagnosis is established and the functional state of the cardiovascular system is determined.

-14- №№-14- №№

-№ФОРМУЛА-№ FORMULA

Claims (3)

1. Кардиоанализатор, содержащий многоканальный преобразовательный усилитель, выходы которого соединены с первой группой входов многоканального аналогового коммутатора, последовательно соединенные аналого-цифровой преобразователь, интерфейс и электронно-вычислительную машину с дисплеем и блоком регистрации, отличающееся тем, что между выходом многоканального аналогового коммутатора и входом аналого-цифрового преобразователя включен усилитель с управляемыми коэффициентом усиления и напряжением смещения, а к выходам многоканального преобразовательного усилителя дополнительно подключены входы многоканального селективного усилителя, каждый канал которого включает усилитель с управляемой полосой пропускания и устройство выборки и хранения, выходы которого подключены к дополнительным входам многоканального аналогового коммутатора.1. Cardiac analyzer containing a multichannel converter amplifier, the outputs of which are connected to the first group of inputs of a multichannel analog switch, serially connected by an analog-to-digital converter, an interface and an electronic computer with a display and a recording unit, characterized in that between the output of the multichannel analog switch and the input An analog-to-digital converter includes an amplifier with controlled gain and bias voltage, and multi-channel outputs of transducing amplifier further inputs connected selectively multichannel amplifier, each amplifier channel which includes a controllable passband and sample and storage device, outputs of which are connected to additional inputs of multichannel analog switch. 2. Кардиоанализатор по п. 1, отличающийся тем, что интерфейс содержит микропроцессор, связанный через блок обмена информацией с электронно-вычислительной машиной и через блок сопряжения с входами управления полосой пропускания многоканального селективного усилителя, переключением каналов многоканального аналогового коммутатора, выходом аналого-цифрового преобразователя и входами управления усилителя с управляемыми коэффициентом усиления и напряжением смещения.2. The cardiac analyzer according to claim 1, characterized in that the interface comprises a microprocessor connected through an information exchange unit to an electronic computer and through an interface unit to the passband control inputs of a multi-channel selective amplifier, channel switching of a multi-channel analog switch, and the output of an analog-to-digital converter and amplifier control inputs with controlled gain and bias voltage. 3. Кардиоанализатор по п. 2, отличающийся тем, что блок сопряжения содержит дешифратор сигналов записи, цифровые входы которого соединены с шиной адреса микропроцессора, а вход разрешения - с цепью сигнала записи шины управления микропроцессора, дешифратор сигналов считывания, цифровые входы которого соединены с шиной адреса микропроцессора, а вход разрешения с цепью сигнала считывания шины управления, четыре регистра хранения, цифровые входы которых соединены с шиной данных микропроцессора, а вход записи каждого - с соответствующим выходом дешифратора сигналов записи, D-триггер, вход D которого соединен с цепью младшего разряда шины данных, вход C - с первым выходом дешифратора сигналов считывания, а выход - с входом "Преобразование" аналого-цифрового преобразователя, схему совпадения, первый вход которой соединен с вторым выходом дешифратора сигналов считывания, второй вход - с выходом "Готовность АЦП" аналого-цифрового преобразователя, а выход - с входом считывания пятого регистра хранения, цифровые входы которого соединены с кодовым выходом аналого-цифрового преобразователя, а выходы - с шиной данных микропроцессора, при этом выходы первого регистра хранения подключены к входам управления полосой пропускания многоканального селективного усилителя, выходы второго регистра - к входам управления переключением каналов многоканального аналогового коммутатора, выходы третьего регистра - к входам управления коэффициентом усиления усилителя с управляемым коэффициентом усиления и напряжением смещения, выходы четвертого регистра - к входам управления напряжением смещения усилителя с управляемыми коэффициентом усиления и напряжением смещения.3. The cardiac analyzer according to claim 2, characterized in that the interface unit comprises a decoder of recording signals, the digital inputs of which are connected to the microprocessor address bus, and a resolution input is connected to the write circuit of the microprocessor control bus, a decoder of read signals, the digital inputs of which are connected to the bus the microprocessor address, and the permission input with the control bus read signal circuit, four storage registers, the digital inputs of which are connected to the microprocessor data bus, and the recording input of each one with the corresponding output ohm of the write signal decoder, a D-trigger, whose input D is connected to the low-order bit of the data bus, input C - to the first output of the read signal decoder, and the output - to the "Conversion" input of the analog-to-digital converter, a match circuit, the first input of which is connected with the second output of the read signal decoder, the second input with the ADC Ready output of the analog-to-digital converter, and the output with the read input of the fifth storage register, the digital inputs of which are connected to the code output of the analog-to-digital converter while the outputs are with the microprocessor data bus, the outputs of the first storage register are connected to the bandwidth control inputs of a multi-channel selective amplifier, the outputs of the second register are connected to the channel switching control inputs of a multi-channel analog switch, the outputs of the third register are connected to the amplifier gain control inputs with controlled gain and bias voltage, the outputs of the fourth register to the inputs of the control bias voltage of the amplifier with controlled coefficient gain volume and bias voltage.
RU93048364/14U 1993-10-13 1993-10-13 Cardiac analyzer RU1010U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU93048364/14U RU1010U1 (en) 1993-10-13 1993-10-13 Cardiac analyzer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU93048364/14U RU1010U1 (en) 1993-10-13 1993-10-13 Cardiac analyzer

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU1010U1 true RU1010U1 (en) 1995-11-16

Family

ID=48263366

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU93048364/14U RU1010U1 (en) 1993-10-13 1993-10-13 Cardiac analyzer

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU1010U1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Spach et al. Skin-electrode impedance and its effect on recording cardiac potentials
US8731644B2 (en) ECG device with impulse and channel switching ADC noise filter and error corrector for derived leads
Segura-Juárez et al. A microcontroller-based portable electrocardiograph recorder
Watanabe et al. A practical microcomputer-based mapping system for body surface, precordium, and epicardium
US20080081960A1 (en) Floating physiological data acquisition system with expandable ECG and EEG
US8271071B2 (en) Apparatus for sensing and processing electrical cardiac signals and method of remote sensing and processing of electrical cardiac signals
US20070197925A1 (en) Acquisition of multiple-lead electrocardiogram
EP0778002A1 (en) Heart monitoring system and method with reduced signal acquisition range
RU1010U1 (en) Cardiac analyzer
Hlavin et al. An experimental determination of a multipole representation of a turtle heart
Das et al. Development of an analog ECG simulator using standalone embedded system
Watts et al. Trends in electrocardiograph design
CN211658142U (en) Low-power-consumption multi-electrode physiological parameter acquisition circuit
US20230084533A1 (en) Signal measurement method and apparatus
Kavuru et al. Advances in body surface potential mapping (BSPM) instrumentation
RU2076625C1 (en) Device for examination of brain biological activity
Yajima et al. Body surface potential mapping system equipped with a microprocessor for the dynamic observation of potential patterns
CN110742598A (en) Low-power-consumption multi-electrode physiological parameter acquisition circuit
US6125296A (en) Electrocardiographic and oxygen saturation signal recording
Fostik et al. Low-power electrocardiographic data-acquisition module for microprocessor systems
CN115956919B (en) Offset self-calibration circuit, method, chip and system
Sayyed et al. Wireless ECG Monitoring System: Design, Construction and Analysis
Vehkaoja et al. Miniature wireless measurement node for ECG signal transmission in home area network
JPS5819229A (en) Portable long-time cardiograph recorder
CN220342295U (en) Signal simulation generator