SU1009422A1

SU1009422A1 - Device for measuring r-r intervals

Info

Publication number: SU1009422A1
Application number: SU813303278A
Authority: SU
Inventors: Виктор Алексеевич Свинтенок; Александр Александрович Челышев
Original assignee: Казанский Ордена Трудового Красного Знамени Государственный Педагогический Институт
Priority date: 1981-06-12
Filing date: 1981-06-12
Publication date: 1983-04-07

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ R-R-ИНТЕРВАЛОВ, содержащее частотомер, последовательно соединенные усилитель. выпр митель, фильтр, компаратор одновибратор, а также потенциометр, св занный с компаратором, о т л и чающеес тем, что, с целью повышени точности измерени , в него введены св занные между собой первый пиковый детектор, схема пам ти, блок управлени , второй пиковый детектор и схема И, соединенна с частотомером и одновибратором, причем второй пиковый детектор подключен к выпр мителю , одновибратору и первому пиковому детектору, соединенному с фильтром, а схема пгьм ти соединена с потенциометром. (Л с оо ;о 4; ьо 1CA DEVICE FOR MEASURING R-R-INTERVALS, containing a frequency meter, serially connected amplifier. the rectifier, the filter, the one-shot comparator, as well as the potentiometer associated with the comparator, which is such that, in order to improve the measurement accuracy, the first peak detector, a memory circuit, a control unit, the second peak detector and circuit I are connected to the frequency meter and the one-shot, the second peak detector is connected to the rectifier, the one-shot and the first peak detector connected to the filter, and the circuit is connected to the potentiometer. (L with oo; about 4; oo 1C

Description

Изобретение относитс к области медицины, а именно к устройствам дл измерени R-ft-интервалов,The invention relates to the field of medicine, namely to devices for measuring R-ft intervals,

Известны устройства дл измерени R-R-интервалов, содержа1ди § усилитель, два пиковых детектора/ . компаратор и частотомер 1 ,Devices are known for measuring R-R-intervals, containing an amplifier, two peak detectors /. comparator and frequency meter 1,

Недостатком известного устройств вл етс низка точность измерени R-R-интервалов.A disadvantage of the known devices is the low accuracy of measurement of the R-R intervals.

Наиболее близким по технической сущности вл етс устройство дл изрени R-R-интервалов, содержащее ча тотомер и последовательно соединенные усилитель, выпр митель, фильтр, компаратор и одновибратор, а также потенциометр зД .The closest in technical essence is a device for measuring R-R-intervals, which contains a cha- meter and a series-connected amplifier, rectifier, filter, comparator, and one-shot, as well as a potentiometer.

Недостатком известннх устройств вл етс низка точность измерени .A disadvantage of known devices is low measurement accuracy.

Цель изобретени - повышение точности измерени .The purpose of the invention is to improve the measurement accuracy.

Дл . достижени поставленной цели в устройство дл измерени R-R-интервалов , содержащее частотомер,последовательно соединенные усилитель вьтр митель, фильтр, компаратор и одновибратор, а также потенциометр, св занный с компаратором, введены св занные между собой первый пиковы детектор, схема пам ти, блок управлени , второй пиковый детектор и схема И, соединенна с частотомером и одновибратором, причем второй пиковый детектор подключен к выпр мителю , одновибратору и первому пиковому детектору, соединенному с филь ром, а схема пам ти соединена с:-потенциометром .For Achieving the goal in the device for measuring the RR-intervals, containing a frequency meter, serially connected booster amplifier, filter, comparator and one-shot, as well as a potentiometer associated with the comparator, interconnected the first peak detector, memory circuit, control unit The second peak detector and the I circuit are connected to a frequency meter and a single vibrator, the second peak detector is connected to a rectifier, a single vibrator and the first peak detector connected to a filter, and the memory circuit is connected En with: -potentiometer.

На чертеже изображена блок-схема устройства.The drawing shows a block diagram of the device.

Устройство содержит усилитель 1, имекнций два входа и выход, вьтр митель 2, фильтр 3, первый пиковый детектор 4, схему пам ти 5, потеициомент б, компаратор 7, одновибратор 8, блок 9 управлени , второй пиkoвый детектор 10, схему 11 И и чартотомер 12.The device contains an amplifier 1, two inputs and an output, an amplifier 2, a filter 3, a first peak detector 4, a memory circuit 5, a potential b, a comparator 7, a single vibrator 8, a control block 9, a second peak detector 10, a circuit 11 and chart meter 12.

Работа устройства основана на том что опорное напр жение следует за амплитудой зубца R и заключаетс в следук дем. Сигнал ЭКГ, усиленный усилителем 1, поступает на вход выпр мител 2, который предназначен дл того, чтобы при подключении электродов в любом отведении и при любом их подключении ко входам усилител 1 пол рность зубца R на выходе выпр мител 2.была положительной . Далее сигнал поступает на фильтр 3, который устран ет любую компановку посто нного тока, по вл ющуюс на выходе усилител 1 и выпр мител 2, и подавл ет дрейф изол ции , а также нежелательные части ЭКГ. Сильно фильтрованный зубец R поступает на первый пиковый детектор The operation of the device is based on the fact that the reference voltage follows the amplitude of the R-wave and consists in following. The ECG signal, amplified by amplifier 1, is fed to the input of the rectifier 2, which is designed so that when the electrodes are connected in any lead and when they are connected to the inputs of the amplifier 1, the polarity of the R wave at the output of the rectifier 2 is positive. The signal is then fed to filter 3, which eliminates any line-up arrangement appearing at the output of amplifier 1 and rectifier 2, and suppresses isolation drift, as well as unwanted parts of the ECG. Strongly filtered R wave arrives at the first peak detector.

4, назначение которого - пресч разовать пиковое значение амплитуды R зубца в посто нное напр жение, и на один из входов компаратора 7. При по влении первого зубца R на выходе фильтра 3 компаратор 7 начинает сранивать егоамплитуду с амплитудой напр жени на другом входе компаратора 7. Напр жение, поступающее на этот вход с потенциометра б, в момент по влени зубца R имеет некоторое положительное начальное значение , задаваемое схемой пам ти 5. Величина этого смещени устанавливаетс выше остаточных шумов изол ции . на выходе фильтра 3 и оставл ет незначительную часть от амплитуды зубца R (обычно не более 10%).Когда амплитуда зубца R достигает амплитуды начального смещени , на выходе компаратора 7 формируетс импульс, который запускает одновибратор 8. Длительность этого импульса выбираес в пределах 150 мс. Выбор этой длительности обусловлен тем, чтобы исключить повторное срабатывание от возможно большого зубца Т или от каких-либо артефактов, по вл ющихс в фазу электрической систолы. Импульс с выхода мультивибратора поступает на другой (управл ющий) вход первого пикового детектора 4 Ч на вход блока управлени 9. При этом первый пиковый детектор 4 включаетс . В момент по влени максимального значени зубца R первый пиковый детектор 4 запоминает это максимальное значение напр жени и сохран ет его в течение всего времени действи импульса. Это напр жение с выхода первого пикового детектора 4 поступает на один из входов схемы пам ти 5, на другой вход которой поступает импульс длительностью 50 мс, формируемый в блоке управлени 9 и имеющий пе- редний фронт, задержанный относительно переднего фронта импульса,/ поступающего с одновибратора 8 на 50 мс.4, the purpose of which is to compress the peak value of the amplitude R of a tooth into a constant voltage and to one of the inputs of the comparator 7. When the first tooth R appears at the output of the filter 3, the comparator 7 begins to shatter its amplitude with the voltage amplitude at the other input of the comparator 7 The voltage arriving at this input from potentiometer b, at the time of the appearance of the R wave, has a certain positive initial value set by memory circuit 5. The magnitude of this displacement is set above the residual noise of the insulation. at the output of filter 3 and leaves a small part of the amplitude of the R-wave (usually no more than 10%). When the amplitude of the R-wave reaches the amplitude of the initial displacement, a pulse is generated at the output of the comparator 7 that triggers the one-shot 8. The pulse duration is selected within 150 ms . The choice of this duration is due to the avoidance of repeated tripping from a possibly large T wave or from any artifacts that appear in the phase of electrical systole. A pulse from the output of the multivibrator is fed to another (control) input of the first peak detector 4 × to the input of the control unit 9. The first peak detector 4 is turned on. At the time of the occurrence of the maximum value of the R wave, the first peak detector 4 stores this maximum voltage value and saves it throughout the entire duration of the pulse. This voltage from the output of the first peak detector 4 is fed to one of the inputs of the memory circuit 5, to the other input of which a pulse of 50 ms duration is generated, formed in control unit 9 and having a leading edge delayed relative to the leading edge of the pulse one-shot 8 for 50 ms.

Задержка импульса, вырабатываема блоком 9 управлени относительно переднего фронта импульса, ,сформированного одновибратором 8, равна 50 мс, гарантирует надежность сн ти информации о пике зубца дл последующей записи схемой пам ти, а длительность импульса, вырабатываемого блоком управлени 9, выбрана равной 50 мс, чтобы обеспечить надежную запись в схеме 5 пам ти максимального значени зубца R.После окончани импульса, вырабатываемого блоком управлени 9, схема памти 5 переходит в режим хранени и с его выхода напр жение, соответствующее сумме .пикового значени зубца R и начального -смещени , подаетс на потенциометр 6, со среднего движка которого снимаетс часть это го напр жени , и поступает на друго вход компаратора 4. Это напр жение определ ет пороги срабатывани комп ратора 7 дл следующего зубца .R. Пиковое значение данного зубца R будет пороговым напр жением при обработке следукадего зубца. Колебани а;мплитуды зубцов R вследствие измерений импеданса, обу словленных неконтролируемыми смещени ми электродов, вследствие изменений гальванической и пол ризованной ЭДС, вследствие св занных с дых нием и движением изменений положени оси сердца, вызванные вли нием пышечных токов или другими причинами , приведут к соответствующем изме нени м опорного напр жени . В резул тате этого обеспечиваетс надежное срабатывание компаратора, то есть величина опорного напр жени всегда будет находитьс выле уровн шумов и колебаний изол ции, но ниже макси мальной амплитуды R-зубца. Сформировав опорное напр жение, амплитуда которого определ етс амп литудой R-зубца, и сравнива это напр жение с амплитудой отфильтрованного R-зубца, компсфатор 7 совместно с. одновибратором 8 формирует окно, которое-переводит второй пиковый детектор 10 в рабочее состо ние . На другой вход второго пикового детектора 10 подаетс нефиль рованный сигнал ЭКГ. Такое формирование Ъкна обеспечивает об затель ное попадание в него максимума зубца R, который фиксирует вторчй пикбвый детектор 10, и надежное запирание второго пикового детектора 10 вне окна. Причем второй пиковый детектор 10 построен- таким образом , что он выдел ет на зубце R моменты всех максимумов до по влени главного максимума, после чего в течение длительности всего окна максимумы с меньшими амплитудами не вызывают на его выходе импульсов. Таким образом, сигнсш на выход.е пикового детектора 10 представл ет собой пачку импульсов, каждый из которых по вл етс в момент наступлени соответствующего максимума на зубце R, причем последний - э момент по влени главного максимума. Так как на вход второго пикового детектора 10 поступает нефильтрован|ный ЭКГ-сигнал, то временное положение и форма R-зубца оказываютс неискаженными и второй пиковый детектор 10 определ ет точно главный максимум. Импульс с одновибратора в, соответствующий временному окну, также подаетс на,один из входов схемы 11 И. Этот импульс служит дл стробировани импульсов, снимаемых с выхода детектора 10. Далее с выхода второго пикового детектора 10 сигналы через схему 11 поступают на один их входов .цифрового частотомера 12, который измер ет R-R-интервал по последним иштульсам пачек и выдает значение этого интервала в двоичном цифровом коде. С выхода одновибратора 9 на другой вход 4iacтотомера 12 поступает импульс, необходимый дл нормальной работы частотомера . 1Таким Образом, неизбежно возникающие при регистрации ЭКГ колебани амплитуды зубцов R вследствие методического технического характера приведут к соответствующим ийменени м опорного напр жени . В результате обеспечиваетс належкое срабатывание компаратора, то есть величина опорного напр жени всегда будет находитьс выше уровн шумов и колебаний изол ции, но ниже максимальной амплитуды R-зубца. Это приводит к существенному повышению точности измерени .The delay of the pulse generated by the control unit 9 relative to the leading edge of the pulse, formed by the one-shot 8, is 50 ms, ensures reliable removal of information about the peak of a tooth for subsequent recording by the memory circuit, and the pulse duration produced by the control unit 9 is chosen to be 50 ms, in order to ensure that the maximum value of the R-wave is recorded in the memory circuit 5. After the pulse produced by the control unit 9 has ended, the memory circuit 5 switches to the storage mode and the voltage from its output corresponds to The sum of the peak value of the R-wave and the initial -shift is fed to potentiometer 6, from the middle slider of which part of this voltage is taken, and fed to the other input of the comparator 4. This voltage determines the thresholds of the compressor 7 for the next tooth. R. The peak value of a given R wave will be the threshold voltage during the treatment of the next tooth. Fluctuations of a; R teeth teeth due to impedance measurements caused by uncontrollable electrode displacements due to changes in galvanic and polarized electromotive forces, changes in the axis of the heart axis caused by the influence of muscular currents or other causes will result in a corresponding change in reference voltage. As a result, the comparator operates reliably, i.e., the magnitude of the reference voltage will always be less than the level of noise and fluctuations of the insulation, but below the maximum amplitude of the R-wave. By forming the reference voltage, the amplitude of which is determined by the amplitude of the R-wave, and comparing this voltage with the amplitude of the filtered R-wave, Compressor 7 together with. the one-shot 8 generates a window that transfers the second peak detector 10 to the operating state. An unfiltered ECG signal is supplied to the other input of the second peak detector 10. Such a formation of a yoke provides a mandatory hit of the maximum of the R-wave in it, which detects the second peak detector 10, and reliable locking of the second peak detector 10 outside the window. Moreover, the second peak detector 10 is constructed in such a way that it highlights the R-wave moments of all maxima until the main maximum appears, after which, for the duration of the entire window, maxima with smaller amplitudes do not cause pulses at its output. Thus, the signal at the output of the peak detector 10 is a burst of pulses, each of which appears at the time of the onset of the corresponding maximum on the R wave, the latter being the moment of the appearance of the main maximum. Since an unfiltered ECG signal arrives at the input of the second peak detector 10, the temporal position and shape of the R-wave are undistorted and the second peak detector 10 determines exactly the main maximum. A pulse from the one-shot in, corresponding to the time window, is also fed to one of the inputs of circuit 11 I. This pulse serves to gate the pulses taken from the output of the detector 10. Next, from the output of the second peak detector 10, the signals go through one of their inputs. digital frequency meter 12, which measures the RR interval on the last shifts of the packs and provides the value of this interval in binary digital code. The output of the one-shot 9 to the other input 4totomera 12 receives a pulse necessary for the normal operation of the frequency meter. 1So, the oscillations of the amplitude of the R-waves, which inevitably occur during ECG recording, due to the methodological technical nature will lead to the corresponding changes in the reference voltage. As a result, a comparative operation of the comparator is ensured, i.e., the magnitude of the reference voltage will always be above the level of noise and isolation fluctuations, but below the maximum amplitude of the R-wave. This leads to a significant increase in measurement accuracy.

Claims

DEVICE FOR MEASURING RR-INTERVALS, comprising a frequency meter, serially connected amplifier, rectifier, filter, comparator and one-shot, as well as a potentiometer connected to the comparator, which, in order to increase the accuracy of measurement, the a first peak detector, a memory circuit, a control unit, a second peak detector and an I circuit connected to a frequency meter and a single vibrator, the second peak detector being connected to a rectifier, a single vibrator and a first peak detector, connecting Nome filter, and the memory circuit is connected to a potentiometer.