RU2004190C1 - Устройство дл измерени R - R-интервалов - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к медицинской технике, а именно к устройствам анализа электрокардиосигналов, и может быть использовано в ритмокардиоанализаторах, предназначенных дл  автоматизированной диагностики состо ни  человека.

Известны устройства,  вл ющиес  составной частью ритмокардиоанализаторов, измерителей частоты сердечных сокращений , включающие в себ  усилитель кардио- сигналов, фильтр, компаратор, схему формировани  порога, частотомер. Однако они обладают низкой точностью измерени  R-R интервалов при значительных изменени х амплитуды R-зубцов и длительности R-R интервалов, обусловленных как физиологическими так и электромеханическими причинами (например, изменение оси сердца при движении, изменение сопротивлени  электродов и т.д.).

Наиболее близким по технической сущности к предполагаемому  вл етс  устройство дл  выделени  QRS-комплекеов. Это известное устройство содержит последовательно соединенные частотный фильтр, компаратор, одновибратор, активный фильтр нижних частот и пиковый детектор, второй вход которого соединен с частотным фильтром, а выход со вторым входом компаратора .

R-зубецэлектрокардиосигнала с выхода частотного фильтра поступает на первый вход компаратора, на второй вход которого с выхода пикового детектора подаетс  напр жение порога-сравнени , сформированное в предыдущем цикле работы устройства. За счет управлени  нагрузкой пикового детектора напр жение порога сравнени  поддерживаетс  посто нным (0,7-0,8 от амплитуды R-зубца) при изменении длительности R-R интервалов, чем обес- печиваетсл повышение точности измерений.

Недостатком данного устройства  вл етс  снижение точности при значительных изменени х амплитуды R-зубца и длительности R-R интервала. Снижение точности происходит из-за того, что управление нагрузкой пикового детектора осуществл етс  посредством усреднени  напр жени , несущего информацию о длительности R-R интервалов , за несколько циклов, что не позвол ет отслеживать быстрые изменени  длительности. Кроме того, известное устройство не позвол ет отслеживать быстрые изменени  в амплитуде R-зубца,- что также приводит к снижению точности.

Целью изобретени   вл етс  повышение точности измерени  длительности R-R

интервалов при быстрых изменени х параметров электрокардиосигнала.

Указанна  цель достигаетс  тем, что в известное устройство дл  выделени  QRSкомплексов , содержащее последовательно соединенные частотный фильтр, компаратор , одновибратор, пиковый детектор, фильтр нижних частот дополнительно введены последовательно соединенные инвертор , коммутатор последовательно соединенные генератор пр моугольных импульсов , первый триггер, первый счетчик, второй счетчик, цифровой сумматор, а также второй триггер, причем вход инвертора соединен с выходом пикового детектора, выход инвертора соединен с первым информационным входом коммутатора, второй информационный вход которого соединен с выходом пикового детектора, а выход с вторым входом компаратора, при этом адресный вход коммутатора соединен с неиивертирующим выходом второго триггера , вход которого соединен с выходом одно- вибратора, инвертирующий выход второго

триггера соединен с управл ющим входом второго счетчика, счетный вход которого со- единен с выходом первого триггера, а выход с вторым входом цифрового сумматора и входом начальной установки первого счет

чика, выход которого соединен с первым

входом цифрового сумматора, счетный вход соединен с выходом генератора и входом первого триггера, а управл ющий вход с неинвертирующим выходом второго триггера.

5 Предлагаемое устройство дл  измерени  R-R интервалов за счет введени  новых элементов и их взаимосв зей обеспечивает формирование, корректирующего сигнала св занного с амплитудой R-зубцов и дли0 тельностыо R-R интервалов.

Корректирующий сигнал представл ет собой пр моугольный импульс и формируетс  Следующим образом. Передний фронт импульса соответствует моменту времени,

5 при котором достигаетс  равенство напр жени  положительной полуволны отклика частотного фильтра и напр жени  на опорном входе компаратора, а задний фронт импульса - моменту времени при котором

0 достигаетс  равенство напр жени  отрицательной полуволны и инвертированного напр жени  на опорном входе компаратора. В момент времени, равный половине длительности корректирующего сигнала, напр же5 ние с выхода частотного фильтра пересекает нулевую линию, что соответствует вершине R-зубца. Таким образом, независимо от длительности R-R интервалов и амплитуды R-зубца вершина R-зубца всегда соответствует половине длительности корректирующего сигнала. Половина длительности корректирующего сигнала определ етс  посредством подачи на счетный вход счетчика в момент действи  корректирующего сигнала пр моугольных импульсов от генератора с частотой равной половине частоты подаваемой на счетный вход в момент отсутстви  корректирующего сигнала. Это позвол ет измер ть R-R интервал между строго определенными точками R-зубцов, а именно вершинами R-зубцов, что повышает точность измерени .

Это обеспечиваетс  введением инвертора , коммутатора, первого и второго триггера, первого и второго счетчика, цифрового сумматора . Технических решений со сходными признаками не было обнаружено. Следовательно предлагаемое техническое решение соответ-. ствует критерию существенные отличи .

На фиг. 1 приведена структурна  схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы, по сн ющие работу устройства , где Vi - сигнал на первом входе компаратора: V2 - сигнал на втором входе компаратора: /з и Л - сигналы на выходе компаратора; Vs - сигнал на выходе одно- вибратора; VG - сигнал на инвертирующем выходе второго триггера; V - сигнал на неинвертирующем выходе второго триггера; VB сигналы на счетных входах первого и второго счетчика.

Устройство содержит последовательно соединенные частотный фильтр 1, пиковый детектор 2, инвертор 3, коммутатор 4, компаратор 5, одновибратор б и активный фильтр нижних частот 7, выход которого соединен с управл ющим входом пикового детектора 2. выход которого также соединен с вторым информационным входом коммутатора 4. Выход частотного фильтра 1 подключен к первому входу компаратора 5, выход одновибратора 6 - к входу второго триггера 8, выход генератора пр моугольных импульсов 9 соединен с первым триггером 10 и со счетным входом первого счетчика 11, управл ющий вход которого соединен с неинвертирующим выходом второго триггера 8, а вход начальной установки - с выходом второго счетчика 12 и с вторым входом цифрового сумматора 13, первый вход которого соединен с выходом первого счетчика 11. Выход первого триггера 10 подключен к счетному входу второго счетчика 12, управл ющий вход которого подключен к инвертирующему выходу второго триггера 8, неинвентирующий выход которого соединен с адресным входом коммутатора 4.

Входом устройства  вл етс  вход частотного фильтра 1, а выходом - выход цифрового сумматора 13

Предлагаемое устройство работает следующим образом. Электрокардиосигнал с выхода усилител  (не показан) поступает на вход частотного фильтра 1. Параметры 5 фильтра выбираютс  из услови  согласовани  с R-зубцом электрокардиосигнала. Напр жение с выхода частотного фильтра 1 (Ui на фиг. 2) поступает на первый вход компаратора 5, на второй вход которого через 0 инвертор 3 и коммутатор 4 подаетс  напр жение положительной пол рности (U2) с пикового детектора 2. При превышении напр жением Ui напр жени  U2 на выходе компаратора 5 образуетс  импульс напр - 5 жени  Уз, который поступает на вход одно- вибратора 6. По заднему фронту импульса напр жени  Us одновибратор 6 формирует короткий импульс напр жени  Us, поступающий далее на входы активного фильтра 0 нижних частот 7 и второго триггера 8. При этом состо ние второго триггера 8 мен етс  на противоположное. Сигнал с неинвертирующего выхода второго триггера 8 (Uy на фиг.2) поступает на управл ющий вход пер- 5 вого счетчика 11, останавлива  его. Этот же сигнал (U на фиг.2) поступает на адресный вход коммутатора 4 переключа  его информационные входы. В результате этого напр жение U2 на входе компаратора 5 0 скачком мен ет знак на противоположный и напр жение Ui на первом входе компаратора 5 становитс  больше напр жени  U2 (момент времени т.2).

На выходе компаратора образуетс  5 пр моугольный импульс напр жени  U4. В то же врем .сигнал с инвертирующего выхода второго триггера 8 (Us) поступает на уп- равл ющий вход второго счетчика 12 разреша  счет. На счетный вход второго 0 счетчика 12 поступают импульсы с первого триггера 10 частотой fa fi/2 (Us на фиг.2). В момент времени хз напр жение на втором входе компаратора 5 U2 становитс  равным Ua и компаратор 5 переключаетс  в другое 5 состо ние. Соответственно переключаетс  второй триггер 8. Напр жение с неинвертирующего выхода второго триггера 8 U поступает на управл ющий вход второго счётчика 12, останавлива  счет. Одновре- 0 менно напр жение с инвертирующего выхода триггера 8 поступает на управл ющий вход первого счетчика 11, записыва  в него содержимое второго счетчика 12 и разреша  счет. В момент времени ts напр жение 5 Ui на первом входе компаратора 5 превысит напр жение U2 на втором входе компаратора , в результате чего на выходе компаратора образуетс  импульс напр жени  Уз, который , поступа  далее через одновибратор 6 на вход второго триггера 8. задним фронтом

изменит состо ние триггера на противоположное . Вследствие этого первый счетчик 11 прекратит счет, сохран   на выходе код, соответствующий длительности t3-ta/2 + te-t3. Одновременно начнет счет второй счетчик 12. В момент времени t кол на выходе сумматора 13 будет равен t3-t2+t -t6/2 + te-ta, что соответствует временному интервалу между двум  соседними вершинами R-зубцов.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ R - К- ИНТЕРВАЛОВ, содержащее последовательно соединенные частотный фильтр, компаратор, одновибратор, активный фильтр нижних частот, пиковый детектор, вход которого соединен с выходом частотного фильтра, отличающеес  тем, что в него введены последовательно соединенные инвертор и коммутатор, выход которого соединен с вторым входом компаратора, а второй вход - с входом инвертора и вторым выходом пикового детектора, также послеТаким образом независимо от амплитуды R-зубцов, длительности R-зубцов, напр жени  порога 1)2, на выходе сумматора 13 получаетс  код, соответствующий временному интервалу между вершинами R-зубцов , что повышает точность измерени .

   (56) Авторское свидетельство СССР № 1409219.кл. А 61 В 5/02. 1988.

   Ю-

   довательно соединенные первый триггер,

   вход которого соединен с выходом одно- вибратора, первый счетчик и цифровой сумматор, также последовательно соеди15 ненные генератор пр моугольных импульсов , второй триггер, вход которого подключен также к второму входу первого счетчика, и второй счетчик, второй вход которого подключен к инверсному выходу первого триггера, а выходы - к второй группе входов цифрового сумматора и к третьей группе входов первого счетчика, первый вход которого также соединен с

   „с третьим входом коммутатора.

   20

   ,

   i . N

   А

   : ЧХУ