SU1308316A1 - Устройство дл измерени артериального давлени крови - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к медицинской технике. Цель изобретени  - обеспечение достоверности измерени  через легкую верхнюю одежду. Устройство содержит манжету 1, источник 2 избыточного давлени  и датчик 3 давлени  в манжете. Первый 6 и второй 7 дифференциаторы соединены последовательно . Вход третьего дифференциатора 13 подключен к выходу усилител  4 через фильтр 8 и первый блок 14 определени  приращений , выход которого подключен к управл ющему входу первого блока 9 пам ти. Второй блок определени  приращений 15 включен между выходом второго дифференциатора 7 и управл ющим входом второго блока 10 пам ти. Информационные входы первого и второго блоков 9 и 10 пам ти подключены к выходу аналого-цифрового преобразовател  5, а их выходы - к выходам диспле  12 и диспле  И. Однополупериод- ный детектор 16 служит дл  отсечки положительной части сигнала пульсовых осцилл ции и может быть выполнен на основе операционного усилител . 1 з. п. ф-лы, 2 ил. I (Л со о оо СлЭ О5

Description

Изобретение относитс  к медицинской технике и может быть использовано дл  диагностики состо ни  сердечно-сосудистой системы .

Целью изобретени   вл етс  обеспечение достоверности измерени  через легкую верхнюю одежду.

На фиг. 1 изображена схема устройства дл  осуществлени  измерени  артериального давлени ; на фиг. 2 - диаграммы, по сн ющие процесс измерени  параметров артериального давлени .

Устройство содержит пневматически соединенные компрессионную манжету 1, источник 2 избыточного давлени  с регул тором скорости декомпрессии и датчик 3 давлени  в манжете, к которому последовательно подключены усилитель 4 и аналого- цифровой преобразователь 5, последовательно соединенные первый 6 и второй 7 дифференциаторы , фильтр 8, первый 9 и второй 10 блоки пам ти, дисплей 11 систолического давлени  и дисплей 12 диастоличес- кого давлени , третий дифференциатор 13, вход которого подключен к выходу усилител  4 через фильтр 8 и первый блок 14 определени  приращений, выход которого подключен к управл ющему входу первого блока 9 пам ти, второй блок 15 определени  приращений, включенный между выходом второго дифференциатора 7 и управл ющим входом второго блока 10 пам ти и детектор 16, включенный между выходом фильтра 8 и входом первого дифференциатора 6, при этом информационные входы первого и второго блоков 9 и 10 пам ти подключены к выходу аналого-цифрового преобразовател  5, а их выходы - к выходам диспле  12 диастолического давлени  и диспле  11 систолического давлени .

Первый блок 14 определени  приращений (второй блок 15 собран по такой же схеме и действует идентично) содержит компаратор 17, первый вход и выход которого  вл ютс  соответственно входом и выходом блока 14 в целом, элемент 2И, 18 первый вход которого подключен к выходу компаратора 17, второй вход - к выходу тактового генератора 19, а выход - к счетному входу двоичного счетчика 20, цифроанало- говый преобразователь 21, цифровые входы которого подключены к разр дным выходам счетчика 20, а аналоговый выход - к второму входу компаратора 17, причем установочный вход счетчика 20 подключен к общей точке резистора 22 и конденсатора 23, другой вывод которого подключен соответственно к тине питани . Блок 14 определени  приращений выполнен на основе известной схемы аналого-цифрового преобразовател  с одноразовой за весь цикл измерени  давлени  установкой счетчика в ноль. Цепочка , состо ща  из конденсатора 23 и резистора 22, служит дл  начальной установ

ки счетчика 20 после включени  источника питани  и дл  запрета его работы на врем  зар да конденсатора 23 через резистор 22. Така  задержка необходима ввиду наличи 

переходных процессов в узлах устройства при включении питани .

Устройство содержит пневматически соединенные компрессионную манжету 1, источник 2 избыточного давлени  в виде резиновой грущи с клапаном и регул тором скорости декомпрессии и полупроводниковый мостовой тензодатчик 3. Эти узлы  вл ютс  типовыми, могут быть выполнены известным образом и служат дл  создани  режима плавного снижени  давлени  в манжете и преобразовани  мгновенного значени  давлени  в пропорциональное ему напр жение . Выходное напр жение датчика усиливаетс  усилителем 4 при.мерно на 30 дБ.

Этот сигнал, изображенный на фиг. 2,

диаграмма а, представл ет собой медленно спадающее давление в манжете 1, про.моду- лированное по амплитуде пульсовыми осцил- л ци ми артерии под манжетой, поэто.му необходимо обеспечить полосу пропускани 

датчика 3 и усилител  4 от посто нной составл ющей до частоты, равной примерно 15 Гц. С выходом усилител  св зан полосовой фильтр В с полосой пропускани  от 0,5 до 15 Гц и усилением в полосе пропускани  пор дка 20 дБ. К пр моугольности его

характеристики не предъ вл етс  особых требований, практически может быть использован фильтр второго пор дка на операционном усилителе. Такой фильтр обеспечивает удовлетворительное подавление посто нной составл ющей, шумов, наводок

и быстрых артефактов, лежащих вне полосы его пропускани , и выполнение своего функционального назначени  - выделение сигнала пульсовых осцилл ции артерии под манжетой. Далее выделенный сигнал поступает на дифференциатор 13, который формирует первый информационный сигнал (фиг. 2, диаграмма в) - первую производную от пульсовых осцилл ции, и на последовательную цепь, содержащую однополу- периодный детектор 16 и два дифференциатора 6 и 7, котора  формирует второй информационный сигнал (фиг. 2, диаграмма д) - вторую производную от дикротичес- ких впадин пульсовых осцилл ции. Однопо- лупериоднь й детектор 16 служит дл  отсечки положительной части сигнала пульсовых осцилл ции и может быть выполнен на основе операционного усилител . Дикротичес- кие (отрицательные) впадины пульсовых осцилл ции дважды дифференцируютс  в дифференциаторах 6 и 7. Все. три диффе- ренциатора устройства выполнены на основе операционного усилител , конденсатора и резистора. Необходимо лищь обеспечить в них фазовый сдвиг, равный 90° во всей

рабочей полосе частот, и компенсацию некоторой потери уровн  сигнала. Далее сформированные первый и второй информационные сигналы подают на соответствующие блоки 14 и 15 определени  приращени , в которых осуществл етс  анализ амплитуд осцилл ции информационных сигналов в темпе по влени  пульсовых осцилл ции.

Измерени  осуществл ют следующим образом . Предварительно иа участок конечности пациента (например, на плечо) накладывают компрессионную манжету 1. С помощью источника 2 избыточного давлени  в манжете сначала поднимают давление до значени , заведомо превыщающего предполагаемое систолическое артериальное давление пациента, а затем с помощью регул тора скорости декомпрессии устанавливают режим плавного снижени  давлени  в манжете . После этого начинают цикл измерени . При этом регистрируют сигнал, поступающий с датчика 3 давлени , пневматически соединенного с манжетой 1, представл ющий собой сумму сигнала, пропорционального давлению в манжете, и сигнала пульсовых осцилл ции артерии под манжетой , и усиливают его в усилителе 4. Данный сигнал, изображенный на фиг. 2, диаграмма а, подают на аналогоцифровой преобразователь 5, который непрерывно измер ет его и в цифровом виде выдает информацию о текущем давлении в манжете в блоки 9 и 10 пам ти.

Кроме того, сигнал с усилител  4 подают па полосовой фильтр 8, обрезающий посто нную составл ющую, щумы, наводки и быстрые артефакты, лежащие вне полосы его пропускани , который выдел ет из регистрируемого суммарного сигнала сигнал пульсовых осцилл ции артерии под манжетой и усиливает его. Затем из этого сигнала , изображенного на фиг. 2, диаграмма б, формируют два информационных сигнала: сигнал первой производной от пульсовых осцилл ции (фиг. 2, диаграмма в) - посредством дифференциатора 13 и сигнал второй производной от дикротических впадин пульсовых осцилл ции (фиг. 2, диаграмма д) - с помощью детектора 16 пульсовых осцилл ции и последующего двойного дифференцировани  в дифференциаторах 6 и 7. Дл  сравнени  на фиг. 2, диаграмма ж показан сигнал второй производной от пульсовых осцилл ции без предварительного детектировани . Далее в сформированных информационных сигналах обнаруживают характерные признаки - моменты максимумов (точка А на фиг. 2, диаграмма д и точка Б на фиг. 2, диагра.мма в). На эти моменты времени фиксируют значени  сигнала, пропорционального давлению в компрессионной манжете. Систолическому артериальному давлению Рсмст соответствует точка А , диастолическому артериальному давлению

0

Рд.нлст. - точка Б (фиг. 2, диаграмма и). Эту операцию осуществл ют с помощью бло ков 14 и 15 определени  приращений, которые управл ют работой блоков 9 и 10 пам ти Информаци , содержаща с  в блоках пам ти , индицируетс  на диспле х И и 12. Компаратор 17 сравнивает уровни входных напр жений и управл ет pa6oToii элемента 2И 18. Последний закрыт логическим «О, пока напр жение на первом входе компаратора 17 меньп1е, чем напр жение на его втором входе. При этом импульсы с тактового генератора 19, работающего в не- прерывно.м режиме, не проход т на счетный вход двоичного счетчика 20. Во врем  по5 ложительной осцилл ции информационного сигнала напр жение на первом входе компаратора 17 превышает напр жение на его втором входе. Компаратор 17 вырабатывает логическую «1, элемент 18 открываетс  и код счетчика 20 начинает увеличиватьс .

0 Напр жение на выходе цифроаналогово- го преобразовател  21 возрастает по ступенчатой кривой до того момента, когда его величина превысит величину напр жени  на первом входе компаратора 17, т. е. до

5 момента срабатывани  компаратора 17. Логический элемент 18 закрываетс  логическим «О, а код счетчика 20 соответствует амплитуде осцилл ции информационного сигнала.

Поскольку счетчик 20 после этого не ус0 танавливаетс  в ноль, код амплитуды этой осцилл ции держитс  в его пам ти и после уменьщени  напр жени  на первом входе компаратора 17, т. е. после спада осцилл ции , а увеличиваетс  то.аько при по влении осцилл ции информационного сигнала с

больщей амплитудой.

Увеличение кода счетчика 20 пропорционально разности амплитуд данной и предыдущей осцилл ции. При этом компаратор 17 вырабатывает управл ющий импульс, сви0 детельствующий о наличии приращений и.м- пульса осцилл ции информационного сигнала . Этот управл ющий импульс приращени  с выхода блока 14 определени  приращений поступает на блок 9 па.м ти, представл ющий собой оперативное запоминающее устройство, выполненное на основе параллельного регистра с записью информации по фронту управл ющего импульса. Информационные входы обоих блоков 9 и 10 пам ти соединены параллельно и подключе0 ны к цифровым выходам аналого-цифрового преобразовател  5. Поскольку входным сигналом  вл етс  выходной сигнал усилител  4 (фиг. 2, диаграм.ма а), то цифрова  информаци  на выходе преобразовател  5. представленна  в коде, в любой MONICHT вре5 мени соответствует медленно спадающе.-. у давлению в манжете. Следовательно, информаци , записываема  в блоки пам ти 9 и 10, также cooTBeTCTBN eT давлеи ю в ман5

жете на моменты по влени  приращений положительных амплитуд осцилл ции информационных сигналов. К цифровым выходам блоков 9 и 10 пам ти подключены дисплеи 12 и 11, предназначенные дл  непрерывной индикации текущей цифровой информации, записанной в блоках 9 и 10 пам ти соответственно. В качестве дисплеев могут быть использованы трехразр дные се- мисегментные светодиодные или жидкокристаллические индикаторы.

Claims (2)

1. Устройство дл  измерени  артериального давлени , крови, содержащее источник повышенного давлени , соединенный с ком- прессиоцной манжетой и датчиком давлени , выход которого через усилитель и аналого- цифровой преобразователь соединен с двум  блоками пам ти, выходы которых соединены с диспле ми, и два последовательно соединенных дифференциатора, отличающеес  тем, что, с целью обеспечени  достоверности измерени  через легкую верхнюю

одежду, в нем имеютс  последовательно соединенные фильтр, третий дифференциатор и первый блок определени  приращений, выход которого соединен с вторым входом

первого блока пам ти, детектор, соединенный с выходом фильтра и через первый и второй последовательно включенные дифференциаторы - с вторым блоком определени  приращений, выход которого соединен с вторым блоком пам ти, а вход фильтра соединен с выходом усилител .

2. Устройство по п. 1, отличающеес  тем, что первый и второй блоки определени  приращений выполнены в виде последовательно соединенных компаратора, элемента 2И, счетчика и цифроаналогового преобразовател , выход которого соединен с вторым входом компаратора, второй вход элемента 2И соединен с выходом тактового генератора , а второй вход счетчика соединен резисторно-емкостной цепочкой с источником питани , причем первый вход компаратора  вл етс  входом, а выход компаратора  вл етс  выходом блока определени  приращений.

t памент Ьктчени  ycmpoucmia

Фиг. Z

iriftw