RU114410U1 - Устройство экспресс-оценки параметров сердечного ритма - Google Patents
Устройство экспресс-оценки параметров сердечного ритма Download PDFInfo
- Publication number
- RU114410U1 RU114410U1 RU2011128849/14U RU2011128849U RU114410U1 RU 114410 U1 RU114410 U1 RU 114410U1 RU 2011128849/14 U RU2011128849/14 U RU 2011128849/14U RU 2011128849 U RU2011128849 U RU 2011128849U RU 114410 U1 RU114410 U1 RU 114410U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- wave
- microcontroller
- parameters
- analog
- indicator
- Prior art date
Links
Landscapes
- Measurement And Recording Of Electrical Phenomena And Electrical Characteristics Of The Living Body (AREA)
Abstract
Устройство экспресс-оценки параметров сердечного ритма, содержащее аналого-цифровой преобразователь, отличающееся тем, что содержит микроконтроллер, вход которого соединен с выходом аналого-цифрового преобразователя, и индикатор, вход которого соединен с выходом микроконтроллера, при этом микроконтроллер выполнен с возможностью подачи на индикатор управляющего сигнала, а индикатор выполнен в виде алфавитно-цифрового жидкокристаллического модуля для отображения в первой строке слов «NORMA», «ARITM--», «ARITM+-» и «ARITM++», а во второй - измеренных параметров Р-зубца.
Description
Полезная модель относится к медицинской технике, а именно к кардиологии и аппаратуре, которая позволяет проводить экспресс диагностику сердечного ритма, а именно выявлять аритмии сердца человека по временным параметрам Р-зубца электрокардиосигнала, а именно различать нормальную и патологические формы Р-зубца электрокардиосигнала. Устройство может быть использовано в практической медицине и медико-биологических физиологических исследованиях для наблюдения за сердечной деятельностью пациента.
Известно устройство для экспресс-оценки работы сердца, содержащее первый блок контроля сердечной деятельности, содержащее электроды, связанные с регистрирующим блоком, который связан через усилитель с QRS - детектором, и вычислительный блок, отличающийся тем, что между QRS - детектором и вычислительным блоком включен интерфейс, который содержит компаратор, выход которого связан через полевой транзистор с цифровым двойным D - триггером, выход которого через полевой транзистор связан вычислительным блоком (патент RU 50798, А61В 5/0402, опубл. 27.01.2006).
Известно устройство экспресс-анализа сердечного ритма, которое выбрано в качестве прототипа, содержащее корпус, внутри которого размещены последовательно соединенные блок усиления и блок аналого-цифрового преобразования, селектор R-зубца кардиокомплекса, вход которого подключен к выходу блока усиления электрокардиосигнала, блок переключения режимов, а также блок обработки и управления, первый вход которого соединен с первым выходом блока аналого-цифрового преобразования, а первый выход подключен к регистратору с жидкокристаллическим экраном, при этом блок обработки и управления выполнен с возможностью вывода на регистратор в реальном масштабе времени формы электрокардиограммы, запоминания ее и последующего воспроизведения на внешних устройствах содержимого памяти. В устройство-прототип дополнительно введен блок измерения длительности RR-интервалов, выход которого соединен с первым входом блока обработки и управления, первый выход блока переключения режимов также соединен с первым входом блока обработки и управления, а вторые выходы блока аналого-цифрового преобразования и блока переключения режимов подключены, соответственно, к третьему и четвертому входам блока обработки и управления, при этом последний выполнен с возможностью построения и вывода на упомянутый регистратор в реальном масштабе времени кардиоинтервалограмм и гистограмм кардиоинтервалов (патент RU 2077864, А61В 5/04, А61В 5/0402, опубл. 27.04.1997).
Однако указанное устройство-прототип характеризуется тем, что в нем происходит лишь оценка RR-интервалов, что не позволяет дифференцировать такие аритмии, например, как миграция источника ритма, межпредсердная блокада и некоторые другие, которые приводят к изменению формы Р-зубца (Струтынский А.В. Электрокардиограмма: анализ и интерпретация - М.: Медпресс-информ, 2002. - 224 с., Атлас практической электрокардиографии. Бала Ю.М., Никитин А.В., Фуки В.Б. Воронеж: Изд-во ВГУ, 1983. - 176 с.). Кроме того, устройство-прототип характеризуется большим числом различных элементов, обеспечивающих его работоспособность, а как следствие, высоким энергопотреблением, значительными массогабаритными показателями.
Решаемой задачей предлагаемой полезной модели является осуществление экспресс-оценки параметров Р-зубца электрокардиосигнала, а также снижение массогабаритных характеристик и энергопотребления устройства.
Решаемая задача в устройстве экспресс-оценки параметров сердечного ритма, содержащем аналого-цифровой преобразователь, достигается тем, что содержит микроконтроллер, вход которого соединен с выходом аналогово-цифрового преобразователя, и индикатор, вход которого соединен с выходом микроконтроллера, при этом микроконтроллер выполнен с возможностью подачи на индикатор управляющего сигнала, а индикатор выполнен в виде алфавитно-цифрового жидкокристаллического модуля для отображения в первой строке слов «NORMA», «ARITM--», «ARJTM+-» и «ARITM++», а во второй -измеренных параметров Р-зубца.
На фиг.1 изображена структурная схема устройства экспресс-оценки параметров сердечного ритма. На фиг.2 изображена блок-схема алгоритма работы микроконтроллера по обработке электрокардиосигнала в устройстве экспресс-оценки параметров сердечного ритма. На фиг.3 приведены типовые формы Р-зубца: положительная, отрицательная, биполярная, расщепленная, которые могут быть различены в результате работы устройства экспресс-оценки параметров сердечного ритма. На фиг.4 - фиг.7 приведены примеры сигналов с различной формой Р-зубца, использованные при тестировании алгоритма работы микроконтроллера по обработке электрокардиосигнала в устройстве экспресс-оценки параметров сердечного ритма: положительной (фиг.4), отрицательной (фиг.5), биполярной (фиг.6), расщепленной (фиг.7).
На фиг.1. изображено устройство экспресс-оценки параметров сердечного ритма, которое содержит аналого-цифровой преобразователь 1, микроконтроллер 2, вход которого соединен с выходом аналого-цифрового преобразователя 1, и индикатор 3, вход которого соединен с выходом микроконтроллера 2. Вход аналого-цифрового преобразователя 1 является входом для электрокардиосигнала.
Аналого-цифровой преобразователь 1, микроконтроллер 2, индикатор 3 имеют системы электропитания, которые на фиг.1 не показаны. Аналого-цифровой преобразователь 1, микроконтроллер 2 и индикатор 3 могут быть выполнены по стандартным опубликованным в литературе схемам.
Рассмотрим предлагаемую полезную модель устройства экспресс-оценки параметров сердечного ритма в работе. На вход аналого-цифрового преобразователя 1, который является входом устройства экспресс-оценки параметров сердечного ритма, поступает электрокардиосигнал, например, с выхода усилителя блока съема (http://www.rosmedic.rn/kardiomomtoryi/usiliteli-elektrokardiosignala.html, рис.1.), который на фиг.1. не показан. С выхода аналого-цифрового преобразователя 1 электрокардиосигнал поступает на вход микроконтроллера 2 в цифровом виде. Далее обработка электрокардиосигнала выполняется микроконтроллером 2 по алгоритму, блок-схема которого приведена на фиг.2.
В соответствии с алгоритмом, приведенным на фиг.2, происходит выделение R-зубца электрокардиосигнала, далее происходит выделение участка Р-зубца протяженностью 0,1 с, предшествующего выделенному R-зубцу. На следующем шаге происходит определение формы Р-зубца на основе метода сравнения с моделями типовых форм Р-зубца.
В качестве моделей Р-зубца используется полиномиальная аппроксимация сигналов по критерию минимума среднего квадратического отклонения. Для учета вариабельности параметров Р-зубца представление модели записано в виде инвариантном к изменениям амплитуды и длительности:
где mik - отсчеты массива моделей Р-зубца, аil - коэффициенты полинома модели, Am - амплитуда Р-зубца, х - коэффициент учета длительности Р-зубца, k0 - положение центральной точки Р-зубца, L - степень полинома (L=7…9), 1 - индексы отсчетов модели (1=0…L), i - тип модели (i=0…4, где 0 означает отсутствие сигнала).
Решение о виде реализовавшегося Р-зубца принимается на основании критерия максимального правдоподобия, который в описываемом алгоритме представим в виде:
В выражении 2 под отношением правдоподобия для i-го типа Р-зубца понимается:
где представляет вектор отсчетов Р-зубца, k - индекс отсчетов массива электрокардиосигнала (k=1…К), К - количество отсчетов массива электрокардиосигнала (при частоте дискретизации, равной 500 Гц, К=50).
На следующем шаге алгоритма, приведенного на фиг.2, по параметрам модели оцениваются параметры электрокардиосигнала на основе критерия максимального правдоподобия из условия:
где λ - оцениваемый параметр (Am, x, k0). Для вычисления Am, используется выражение:
Параметр x может быть найден из выражения:
Для оценки параметра k0 используется выражение:
Выражение (6) не может быть решено в аналитическом виде, поэтому параметр х находится методом последовательного перебора, после чего находится параметр Am по выражению (5), и найденные значения используются для оценки параметра k0 по выражению (7).
Если измеренные параметры лежат в пределах нормальных, то микроконтроллер 2 подает на индикатор 3 управляющий сигнал отображения слова «NORMA» и переходит к выполнению следующего цикла обнаружения Р-зубца и измерения параметров. Если измеренные параметры отличны от нормальных, то микроконтроллер 2 подает на индикатор 3 управляющий сигнал отображения слова «ARITM» и переходит к выполнению следующего цикла обнаружения Р-зубца и измерения параметров.
Для построения моделей и тестирования алгоритма использовались сигналы ресурса PhysioNet (http://physionet.org/challenge/2008/). Это записи 12 стандартных отведений ЭКГ с частотой дискретизации 500 Гц, с 16-разрядным разрешением по уровню. Было использовано 60 записей первого стандартного отведения длительностью 90 секунд, которые включили отобранные сигналы с Р-зубцами четырех типов: положительный, отрицательный, биполярный, расщепленный (фиг.3). Положительная форма Р-зубца электрокар диосигнала является нормальной, остальные формы - патологичные.
Примеры использованных для построения моделей различных форм Р-зубца сигналов, полученные в ходе проведенных циклов обнаружения Р-зубца и оценки временных параметров, приведены на фиг.4 - фиг.7.
При индикации результата сравнения измеренных параметров, отличных от нормальных, используется следующая символика для первой строки индикатора: «ARITM --» - отрицательный Р-зубец, «ARITM +-» - биполярный Р-зубец, «ARITM ++» - расщепленный Р-зубец, а во второй указываются измеренные параметры: длительность в мкс, амплитуду в мкВ и временное положение в мкс (например, для изображенного на фиг.5 Р-зубца «126118+01»).
При реализации устройства экспресс-оценки параметров сердечного ритма аналого-цифровой преобразователь 1 может быть выполнен на базе сигма-дельта аналого-цифрового преобразователя ADS1211 производства Texas Instruments. В качестве микроконтроллера 2 может быть использован микроконтроллер PIC18F14K50-I/50 производства Microchip. В качестве индикатора 3 может быть использован алфавитно-цифровой жидкокристаллический модуль ВС1602А производства Bolymin, по слову и символам, отображенным на индикаторе 3, можно определить наличие нарушений в форме Р-зубца электрокардиосигнала и получить оценку измеренных параметров Р-зубца.
Замена в устройстве экспресс-оценки параметров сердечного ритма элементов, использованных в устройстве-прототипе, на микроконтроллер 2, который работает по приведенному на фиг.2 алгоритму, позволяет осуществить экспресс-оценку параметров Р-зубца электрокардиосигнала, а также снизить массогабаритные характеристики и энергопотребление устройства.
Claims (1)
- Устройство экспресс-оценки параметров сердечного ритма, содержащее аналого-цифровой преобразователь, отличающееся тем, что содержит микроконтроллер, вход которого соединен с выходом аналого-цифрового преобразователя, и индикатор, вход которого соединен с выходом микроконтроллера, при этом микроконтроллер выполнен с возможностью подачи на индикатор управляющего сигнала, а индикатор выполнен в виде алфавитно-цифрового жидкокристаллического модуля для отображения в первой строке слов «NORMA», «ARITM--», «ARITM+-» и «ARITM++», а во второй - измеренных параметров Р-зубца.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011128849/14U RU114410U1 (ru) | 2011-07-12 | 2011-07-12 | Устройство экспресс-оценки параметров сердечного ритма |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011128849/14U RU114410U1 (ru) | 2011-07-12 | 2011-07-12 | Устройство экспресс-оценки параметров сердечного ритма |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU114410U1 true RU114410U1 (ru) | 2012-03-27 |
Family
ID=46031066
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011128849/14U RU114410U1 (ru) | 2011-07-12 | 2011-07-12 | Устройство экспресс-оценки параметров сердечного ритма |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU114410U1 (ru) |
-
2011
- 2011-07-12 RU RU2011128849/14U patent/RU114410U1/ru not_active IP Right Cessation
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN107714023B (zh) | 基于人工智能自学习的静态心电图分析方法和装置 | |
JP6181146B2 (ja) | 適応閾値を用いたリアルタイムqrs検出 | |
JP6219942B2 (ja) | 心電図におけるリアルタイムqrs期間測定 | |
US20160183811A1 (en) | System and method of detecting abnormal movement of a physical object | |
Marsili et al. | Implementation and validation of real-time algorithms for atrial fibrillation detection on a wearable ECG device | |
CN113317794B (zh) | 一种生命体征分析方法与系统 | |
CN110897631B (zh) | 孕产实时监测装置及方法 | |
Lu et al. | A portable ECG monitor with low power consumption and small size based on AD8232 chip | |
US9198594B2 (en) | TWA measuring apparatus and TWA measuring method | |
US9474460B2 (en) | Non-invasive evaluation of cardiac repolarisation instability for risk stratification of sudden cardiac death | |
Lamarque et al. | A new concept of virtual patient for real-time ECG analyzers | |
US8086303B2 (en) | Cardiac arrhythmias analysis of electrophysiological signals based on symbolic dynamics | |
CN105997095B (zh) | 一种基于电极阵列的胎动实时监测的方法及装置 | |
RU2615721C2 (ru) | Устройство для кардиографического контроля состояния пациентов | |
RU114410U1 (ru) | Устройство экспресс-оценки параметров сердечного ритма | |
CN105232041A (zh) | 人体体表电特性分布的测量装置、数据终端及方法 | |
JP3976279B1 (ja) | 血管機能検査装置とプログラム | |
RU114411U1 (ru) | Устройство экспресс-анализа сердечного ритма | |
Zhang et al. | An ECG intelligent monitoring system with MSP430 microcontroller | |
JP2012228492A (ja) | 生体状態診断方法 | |
CN113100735A (zh) | 一种基于静脉血流图的血栓检测装置及方法 | |
CN105395191A (zh) | 基于年龄段检测的人员生理状态检测装置 | |
JP5912106B2 (ja) | 患者の心臓活動を解析するシステム | |
KR102373853B1 (ko) | 휴대용 심전도계, 심전도 측정 시스템 및 이를 이용한 심전도 측정 서비스 제공방법 | |
CN202288268U (zh) | 脉搏信号检测与分析设备 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20150713 |