SU1739967A1

SU1739967A1 - Селектор QRS-комплексов электрокардиосигнала

Info

Publication number: SU1739967A1
Application number: SU894765661A
Authority: SU
Inventors: Татьяна Викторовна Истомина; Леонид Юрьевич Кривоногов; Маргарита Александровна Сидорова; Иван Порфирьевич Татарченко
Original assignee: Пензенский Политехнический Институт
Priority date: 1989-12-05
Filing date: 1989-12-05
Publication date: 1992-06-15

Abstract

Изобретение относитс к медицинской технике и может быть использовано дл кардиологических исследований. Целью изобретени вл етс повышение надежности селекции QRS-комплексов при одновременном увеличении числа идентифицирующих классов. Предлагаемый селектор содержит фильтр 1 нижних частот, налоговый ключ 2, блок 3 пам ти, блок 4 дифференцировани , два блока 5, 9 сравнени , два элемента НЕ 6, 11, три счетчика-дешифратора 7, 10, 13, блок 8 селекции, семь элементов И 12. 21. 26, 28, 29, 30, 31, генератор 14, шесть элементов ИЛИ 15,16. 19.24.33.34. пороговый элемент 17, формирователь 18, четыре триггера 20, 22, 25, 27. регистр 23, элемент 32 задержки. 2 ил. ы Ё

Description

Изобретение относитс к медицинской технике и может быть использовано при создании медицинских приборов дл кардио- погических исследований.

Цель изобретени - повышение-надежности селекции QRS-комплексов при одновременном увеличении числа идентифицируемых классов.

На фиг. 1 приведена структурна схема селектора QSR-комплексов ЭКС; на фиг. 2 - временные диаграммы, по сн ющие его работу .

Селектор OR комплексов ЭКС содержит соединенные последовательно фильтр 1 нижних частот, аналоговый ключ 2, блок 3 пам ти, блок 4 дифференцировани , первый блок 5 сравнени , первый элемент 6 НЕ, первый счетчик-дешифратор 7, блок 8 селекции , второй вход которого соединен со вторым выходом первого счетчика-дешифратора 7, соединенные последовательно второй блок 9 сравнени , второй счетчик-дешифратор 10, первый и второй выходы которого подключены соответственно к третьему и четвертому входам блока 8 селекции, соединенные последовательно второй элемент 11 НЕ и первый элемент 12 И. второй вход которого соединен с входом первого элемента 6 НЕ, а первый и.второй выходы соответственно с первым и вторым входами третьего счетчика-дешифратора 13, выход которого подключен к п тому входу блока 8 селекции, вход второго элемента 11 соединен с выходом второго блока 9 сравнени , генератор 14 импульсов, выход которого соединен со вторыми входами аналогового ключа 2 и блока 3 пам ти, первый элемент 15 ИЛИ, второй элемент 16 ИЛИ,

VI

СО Ю

о сь

VI

выходы которых соединены со вторыми входами соответственно первого счетчика-дешифратора 7 и второго счетчика-дешифратора 10, соответственно, второй и первый выходы которого подключены к первым входам первого элемента 15 ИЛИ и второго элемента 16 ИЛИ, вторые входы которых подключены к первому выходу блока 8 селекции.

Соединенные последовательно пороговый элемент 17 и формирователь 18. выход которого подключен к третьим входам первого элемента 15 ИЛИ и второго элемента 16 ИЛИ и шестому входу блока селекции 8,. вход порогового элемента 17 соединен с выходом фильтра 1 нижних частот. Блок 8 селекции содержит соединенные последовательно третий элемент 19 ИЛИ, первый триггер 20, второй элемент И 21. второй триггер 22, регистр 23, соединенные последовательно четвертый элемент 24 ИЛИ, третий триггер 25, третий элемент 26 И четвертый триггер 27, выход которого подключен ко второму входу регистра 23, четвертый элемент 28 И, п тый элемент 29 И, шестой элемент 30 И, седьмой элемент 31 И, элемент 32 задержки, п тый элемент 33 ИЛИ, шестой элемент 34 ИЛИ. первый, второй , третий, четвертый, п тый и шестой выходы регистра 23 соединены соответственно с первым, вторым, третьим, четвертым, п тым и шестым входами шестого элемента 34 ИЛИ и вл ютс шестью выходами блока 8 селекции, седьмой выход которого подключен к выходу шестого элемента 34 ИЛИ и первому входу п того элемента 33 ИЛИ, а первый вход блока 8 селекции - к первому входу четвертого элемента 24 ИЛИ, второй вход - ко второму входу третьего элемента 26 И и второму входу первого триггера 20, третий вход - ко второму входу третьего триггера 25 и второму входу второго элемента 21 И, четвертый вход - к первому входу третьего элемента 19 ИЛИ, п тый вход- к вторым входам третьего элемента 19 ИЛИ, п тый вход - к вторым входам третьего элемента 19 ИЛИ и четвертого элемента 24 ИЛИ, шестой вход - к третьим входам третьего элемента 19 ИЛИ w четвертого элемента 24 ИЛИ, первые входы четвертого элемента 28 И и шестого элемента 20 И соединены с выходом второго триггера 22, первые входы п того элемента 29. И седьмого элемента 31 И - с выходом четвертого триггера 27, вторые входы п того элемента 29 И и шестого элемента 30 И - с выходам второго элемента 21 И, вторые входы четвертого элемента 28 И и седьмого элемента 31 И -с выходом третьего элемента 26 И, выходы четвертого элемента 28 И,

п того элемента 29 И, шестого элемента 30 И и седьмого элемента 31 И соединены соответственно с третьим, четвертым, п тым и шестым входами регистра и соответственно

с вторым, третьим, четвертым и п тым входами п того элемента 33 И. выход которого соединен со вторыми входами второго триггера 22 и четвертого триггера 27, а также входом элемента 32 задержки, выход кото0 рого подключен к седьмому входу регистра 23.

Устройство работает следующим образом .

Фильтр 1 нижних частот осуществл ет

5 уменьшение уровн высокочастотных шумов и помех, содержащихс во входном электрокардиосигнале (фиг. 2, а). С помощью аналогового ключа 2 и генератора 14 импульсов осуществл етс квантование ре0 ализации по времени, что позвол ет исключить вли ние низкочастотных колебаний изолинии. При помощи блока 3 пам ти сигнал преобразуетс в ступенчатое напр жение с длительностью ступенек, равной

5 периоду квантовани , например 4 мс. Затем производитс измерение крутизны фронтов зубцов входного ЭКС, что достигаетс путем дифференцировани ступенчатого сигнала в блоке 4 дифференцировани и сравнени

0 с порогами в первом блоке 5 сравнени с отрицательным порогом и втором блоке 9 сравнени с положительным порогом. Величина ступенек несет информацию о мгновенной крутизне сигнала с помех как

5 функции времени. При пересечении сигналом порогового уровн Un выходной сигнал первого блока 5 сравнени переходит из уровн логической единицы в уровень логического нул , инвертируетс первым эле0 ментом 6 НЕ и поступает на вход первого счетчика-дешифратора 7. При приходе подр д трех и более импульсов по вл етс сигнал логической единицы на его выходе (фиг. 2, д). Сброс первого счетчика-дешифратора

5 7 осуществл етс сигналом логической единицы с выхода первого элемента 15 ИЛИ, который по вл етс при наличии сигнала на выходе переполнени первого счетчика-дешифратора 7, при наличии сигнала Есть

0 QRS на первом выходе устройства или сигналом , соответствующим выходу ЭКС из зоны нул . При пересечении сигналом порогового уровн Un входной сигнал второго блока 9 сравнени переходит из уровн

5 логического нул в уровень логической единицы и поступает на вход второго счетчика- дешифратора 10. При приходе подр д трех и более импульсов по вл етс сигнал логической единицы на его выходе (фиг. 2, е). Сброс второго счетчика-дешифратора 10

осуществл етс сигналом логической единицы с выхода второго элемента 16 ИЛИ, который по вл етс при наличии сигнала преполнени на выходе второго счетчика- дешифратора 10, при наличии сигнала Есть ОР на первом выходе устройства или сигналом , соответствующим выходу ЭКС из зоны нул . Если U сигнала находитс между пороговыми уровн ми Un и -Un (в зоне нул ), с выхода второго элемента 11 НЕ про- инвертированный сигнал (логическа 1) поступает на вход первого элемента 12 И, на второй вход которого поступает сигнал логической единицы с выхода первого блока 5 сравнени . С первого входа первого элемента 12 И сигнал поступает на первый вход третьего счетчика-дешифратора 13. При приходе подр д трех и более импульсов по вл етс сигнал логической единицы на его выходе. Сброс третьего счетчика-дешифратора 13 осуществл етс сигналом логической единицы со второго выхода первого элемента 12 И, который по вл етс при превышении сигналом одного из пороговых уровней (выход из зоны нул ). Организаци проверки выхода ЭКС из зоны нул осуществл етс следующим образом.

После фильтрации ЭКС подаетс на пороговый элемент 15 (фиг. 2, б). С помощью формировател 18 коротких импульсов по разным фронтам сигнала с выхода порогового элемента 17 формируютс импульсы (фиг. 2в), поступающие затем на третьи входы элементов 15 и 16, или формирование зоны нул позвол ет разбить QRS-ком- плексы на импульсы положительной №отри- цательной пол рности, что существенно расшир ет возможности анализа их формы. Вид идеальных QRS-комплексов, представл ющих шесть диагностируемых селектором классов по форме, изображен на фиг. 2, А (1-6).

На входы третьего и четвертого элементов 19 и 21 ИЛИ заведен дополнительный сброс с выхода формировател 18 коротких импульсов, с помощью которого и производитс разбиение QRS-комплексов на отдельные импульсы и их анализ.

Селекци первого положительного или отрицательного импульса осуществл етс следующим образом.

Сигналы уровн логической единицы на первом и третьем входах устройства устанавливают в единичное состо ние первый и третий триггеры 20, 25, сброс которых осуществл етс при по влении уровней логической единицы на выходах третьего и четвертого элементов 19 и 24 ИЛИ соответственно . С выходов первого и третьего триггеров 20 и 25 (фиг. 2, ж, з) сигналы поступают

на входы второго и третьего элементов 21 и 26 И, на вторые входы которых поступают сигналы соответственно с первого и третьего входов устройства. Таким образом, на 5 выходе третьего элемента 26 И формируетс сигнал логической единицы (фиг. 2, и) при наличии во входном ЭКС положительного и отрицательного фронтов с трем и более пересечени ми порогов (положительный зу- 10 бец), а на выходе второго элемента 21 И - при наличии во входном ЭКС отрицательного и положительного фронтов с трем и более пересечени ми порогов (отрицательный зубец) (фиг. 2к). При этом допускаетс нали- 15 чие не более трех нулевых конечных разностей при смене знака разности. С выходов второго и третьего элементов 21, 26 М И сигналы о наличии положительного и отрицательного зубцов поступают на второй и четвертый

0 триггеры 22 и 27. В дальнейшем с помощью этих триггеров сигналы о наличии соответственно положительного и отрицательного импульсов запоминаютс и поступают на входы регистра 23 (фиг. 2, л, м). Затем эти

5 сигналы о пол рности предыдущих импульсов подаютс на входы четвертого, п того, шестого и седьмого элементов 28-31 И, на другие входы которых поступают сигналы, несущие информацию о пол рности теку0 щих импульсов с выходов второго и третьего элементов 21, 26 И. Возможное число комбинаций пол рностей первых двух импульсов QRS-комплекса равно четырем (фиг. 2, н-р). Вид идеальных желудочковых комплек5 сов дл каждого класса изображен на фиг. 2 а (3 - 6). Сигналы с выходов четвертого, п того , шестого и седьмого элементов И 28-31 поступают на входы регистра 23, а также на входы п того элемента 33 ИЛИ дл органи0 зации приоритетного сброса второго и четвертого триггеров 22, 27, так как наличие сложного QRS-комплекса, Состо щего из двух импульсов, должно исключать информацию о простом комплексе QRS, поступив5 шую на первый или второй входы регистра 23 ранее. После этого сигналом с выхода элемента ИЛИ 31 с небольшой задержкой на элементе 26 задержки необходимой дл сброса второго и четвертого триггеров 22,

0 27, осуществл етс стробирование регистра 23 с целью записи достоверной информации , имеющейс к этому времени на его входах. С выходов регистра 23 сигналы, объединенные шестым элементом 34 ИЛИ, об5 разуют выход Есть QRS. Кроме того, этот сигнал служит дл дополнительного сброса второго и четвертого триггеров 22,27 на тот случай, если, имели место QRS-комплексы простой формы и не произошло приоритет- ного сброса этих триггеров.

Предлагаемый селектор позвол ет надежно селектировать 6 классов по форме QRS-комплексов ЭКС за счет применени совокупного анализа крутизны и длительности как положительных, так и отрицательных фронтов зубцов ЭКС и помех, также за счет применени зоны нул , разбивающей сложные QRS-комплексы на простые импульсы положительной и отрицательной пол рности.

Применение данного селектора QRS- комплексов ЭКС позволит повысить качество автоматического анализа ЭКС, а также произвести селекцию QRS-комплексов по их форме.

Claims

Формула изобретени

Селектор QRS-комплексов электрокар- диосигнала, содержащий соединенные последовательно фильтр нижних частот, аналоговый ключ, блок пам ти, блок дифференцировани , первый блок сравнени , первый элемент НЕ, первый счетчик-дешифратор , блок селекции, второй вход которого соединен с вторым выходом первого счетчика-дешифратора, соединенные последовательно второй блок сравнени , второй счетчик-дешифратор, первый и второй выходы которого подключены, соответственно к третьему и четвертому входам блока селекции, соединенные последовательно второй элемент НЕ и первый элемент И, второй вход которого соединен с входом первого элемента НЕ, а первый и второй выходы соответственно с первым и вторым входами третьего счетчика-дешифратора, выход которого подключен к п тому входу блока селекции, вход второго элемента НЕ соединен с выходом второго блока сравнени , генератор импульсов, выход которого соединен с вторыми входами аналогового ключа и блока пам ти, первый и второй элементы ИЛИ, выходы которых соединены с вторыми входами соответственно первого и второго счетчиков-дешифраторов, второй и первый выходы которых подключены к первым входам соответственно первого и второго элементов ИЛИ, вторые входы которых подключены к первому выходу блока селекции , отличающийс тем, что, с целью повышени надежности селекции QRS-комплексов при одновременном увеличении

числа идентифицируемых классов, в него введены соединенные последовательно пороговый элемент и формирователь, выход которого подключен к третьим входам первого и второго элементов ИЛИ и шестому входу блока селекции, вход порогового элемента соединен с выходом фильтра нижних частот, блок селекции содержит соединенные последовательно третий элемент ИЛИ,

первый триггер, второй элемент И, второй триггер, регистр 23, соединенные последовательно четвертый элемент ИЛИ третий триггер, третий элемент И, четвертый триггер , выход которого подключен к второму

входу регистра, четвертый, п тый, шестой и седьмой элементы И, элемент задержки, п тый и шестой элементы ИЛИ, первый, второй , третий, четвертый, п тый и шестой входы регистра соединены соответственно

с первым, вторым, третьим, четвертым, п тым и шестым входами шестого элемента ИЛИ и вл ютс шестью выходами блока селекции, седьмой выход которого подключен к выходу шестого элемента ИЛИ и первому входу п того элемента ИЛИ, а первый вход блока селекции - к первому входу четвертого элемента ИЛИ, второй вход - к второму входу третьего элемента И и второму входу первого триггера, третий вход - к второму входу третьего триггера и второму входу второго элемента И. четвертый вход - к первому входу третьего элемента ИЛИ, п тый вход - к вторым входам третьего и четвертого элементов ИЛИ, шестой вход - к

третьим входам третьего и четвертого элементов ИЛИ, первые входы четвертого и шестого элементов И соединены с выходом второго триггера, первые входы п того и седьмого элементов И - с выходом четвертого триггера, вторые входы п того и шестого элементов И - с выходом второго элемента И, вторые входы четвертого и седьмого элементов И - с входом третьего элемента И, выходы четвертого, п того, шестого и седьмого элементов И соединены соответственно с третьим, четвертым, п тым и шестым входами регистра И соответственно , с вторым, третьим, четвертым и п тым входами п того элемента И. выход

которого соединен с вторыми входами второго и четвертого триггеров, а также входом элемента задержки, выход которого подключен к седьмому входу регистра.

Редактор Н.Горват

Фиг 2

Составитель Б.Фмгурин Техред М.Моргентал

Корректор Т.Малец