УСТРОЙСТВО ДЛЯ АКТИВНОЙ ДИАГНОСТИКИ И КОМПЛЕКСНЫЙ БЛОК ДАТЧИКА ПЕРИФЕРИЧЕСКОГО ПУЛЬСА

Устройство для активной диагностики и комплексный блок датчика периферического пульса Полезная модель- относится к медицинской технике и может быть использована как в спортивной медицине, так и в условиях массовых профилактических обследований населения при выявлении и предварительной диагностике заболеваний сердечно-сосудистой системы (ССС), в мониторинговых системах, а также для контроля состояния здоровья в оздоровительных центрах. Существующий уровень медицинской техники позволяет производить как регистрацию ритма сердца, так и анализ его различных показателей для оценки состояния сердечно-сосудистой системы. На основе этого можно, в свою очередь, определить показатели, уровня здоровья и физического состояния человека. Известны различные устройства, содержащие датчики съема биоинформации как стационарные, так и переносные, а также блоки обработки этой биоинформации и её анализа, в основе работы которых лежит сравнение показателей регистрируемой биоинформации (исходной и после тестирующего воздействия) с нормативными данными для последующего формирования врачебного заключения. М. Кл. 6 А 61 В 5/02
автономной регуляции по данным о динамической реакции сердечного ритма выделение R-R интервалов осуществляется при регистрации ЭКГ. Результаты обследования представляются на блоке вывода информации в виде текстовых (перечень симптомов и синдромов), цифровых и графических материалов, последующий анализ которых позволяет врачу-специалисту сформулировать Заключение с соответствующими рекомендациями.
Необходимость использования сложной ЭКГ-аппаратуры для выделения RR интервалов и невозможность получения обобщенного (полного) заключения в автоматическом режиме следует рассматривать как недостатки данного устройства.
Известно устройство (см. описание к патенту США № 4022192 кл. А61, В 5/04, 10.05.77 г.), обеспечивающее определение интегральных параметров сердечнососудистой системы через определенное число кардиоинтервалов. Устройство содержит блоки: датчика пульса, импульсов, управления, вывода цифровой информации и определения параметров сердечно-сосудистой системы. Однако, данное устройство не позволяет в автоматическом режиме определять дисперсию (среднеквадратичное отклонение) R-R интервалов, которая является одним из определяющих параметров при оценке обобщенных показателей состояния сердечно-сосудистой системы. Кроме того, существенно повысить достоверность оценки состояния ССС с помощью данного устройства не предоставляется возможным без использования данных об артериальном давлении крови.
Известно устройство для автоматической регистрации пульсовой кривой (см. описание к А. С. № 72884 СССР, А61 В 5/0245), содержащее пальцевый датчик, усилитель низкой частоты, аналого-цифровой преобразователь, а также блоки: записи, сравнения, управления, вывода цифровой информации. Данное устройство позволяет проводить регистрацию пульсовой волны (сфигмограммы) автоматически в условиях поликлиники или медпункта предприятия, что обеспечивает возможность его применения при организации массовых профилактических осмотров. Это возможно благодаря простоте устройства и обеспечению достаточной точности сравнения следующих друг за другом каждых двух пульсовых кривых, а так же передаче в закодированном виде (цифровой код) выверенных кривых на цифровой регистратор.
для последующего определения показателей ритма сердца, сравнения их с нормативными данными и автоматического формирования итогового Заключения.
Известное устройство для диагностики (см. АС № 572261, СССР, 5А 61 В 5/00, 1977) содержит датчики биоинформации, усилитель низкой частоты, коммутатор сигналов, исполнительные механизмы и блоки определения параметров пробных воздействий, памяти биоинформации, управления, визуальной информации, дисплей и принтер. Устройство реализуетпроведение активной диагностики, не являющейся самоцелью, в процессе выбора оптимального лечебного воздействия для индивидуализированного лечения при острой или хронической патологии.
Однако, как показал анализ структурной схемы, устройство, представленное в самом общем примитивном виде связей между блоками, не имеет конструктивных особенностей выполнения и не обеспечивает получение автоматического заключения.
Известно устройство для тренировки и лечения ССС (см. описание к патенту РФ № 2049425, 6А61 В5/02.1995), которое в процессе тренировки и лечения пациентов также реализует активную диагностику.
Устройство, в отличие от описанного выше (АС № 572261), имеет конструктивное решение, выполненное на базе современного развития техники, а именно, с использованием ЭВМ (микрокомпьютера) с дисплеем и накопителем на магнитных дисках, интерфейсов, современных датчиков и преобразователей биоинформации с использованием методов их алгоритмической обработки, программного управления процессом съема и обработки биоинформации.
Однако это устройство нецелесообразно использовать только в качестве диагностического, т. к. его функции более широки, а конструкция сложна и объемна. Потребность в чисто диагностических устройствах всё же велика, как было отмечено выше, в условиях массовых профилактических осмотров населения, а также в оздоровительных и спортивных центрах.
Известно устройство для диагностики состояния ССС, содержащее комплексные блоки: датчика периферического пульса, артериального давления, аппаратный блок, вывода визуальной информации и разъёма, объединяющий все вышеперечисленные блоки в единый комплекс (см. книгу B.C. Мошкевича Фотоплетизмография, 1986,стр.25-0; рис.5-7).
гласованны со входными параметрами средств последующий обработки. Последние включают в себя усилители низкой частоты, электромеханический блок графического отображения пульсовой волны и блок управления, содержащий переключатели диапазонов усиления, скоростей протяжки бумажного носителя информации и коммутатор входного сигнала.
Данное устройство обеспечивает проведение синхронизированных во времени измерений пульсовой волны и артериального давления, фиксируемых в графическом изображении на диаграммной бумаге. Для врача-специалиста совокупность графических и соответствующих им оцифрованных данных служит одной из важных компонент как для проведения полного клинического обследования, так и в качестве самостоятельных данных, позволяющих осуществлять предварительную диагностику состояния ССС.
Однако, недостатками данного устройства является невысокая точность регистрации (« 0.1 деления шкалы диаграммной бумаги), высокая инертность электромеханического блока, которую не удается исключить даже применяя компрессионный метод проведения измерений пульсовой волны.
Помимо этого, очевидно, что на степень достоверности диагностического Заключения влияют не только аппаратурные погрешности съёма и регистрации (включая сюда и неизбежную погрешность оцифровки), но и уровень квалификации специалиста, его индивидуальный опыт работы с данным устройством и т.д. Поэтому отсутствие автоматизации процесса съёма и обработки данных снижает уровень достоверности этого диагностического заключения.
Кроме того, поскольку устройство громоздко, его можно использовать только в условиях стационара (клиники).
Известно устройство для автоматической регистрации и обработки пульсовой волны (см. Заявку на патент N 961588 А61Р /KSM от 10.03.96, Финляндия, Оу Vitaparkk Ltd S.A. A61 В, по которой выдано положительное решение от 01.07.97 г.), в структурной схеме которого можно выделить два обобщённых блока, стыкующихся блоком разъёма, которые по своему содержанию можно рассматривать как комплексные блоки, ..
Первый из них - Комплексный блок периферического пульса, реализующий измерение переменной во времени амплитуды пульсовой волны, преобразует плотность потока энергии принимаемого фотоприёмником инфракрасного излучения в первичный электрический сигнал, который затем преобразуется в сигнал, параметры, которого согласованы со входными параметрами средств последующей обработки и анализа, размещёнными во втором Комплексном блоке, являющимся программно-аппаратным.
Этот Комплексный блок содержит: блок записи пульсовой волны, фильтр высокочастотный полосовой, блоки определения R-R интервалов в реальном масштабе времени, накопления рядов R-R интервалов, анализа качества пульсовой волны, управления режимами работы, памяти классификационных признаков классов пульсовой волны, памяти нормативных данных, определения частных и обобщенных показателей и вывода визуальной информации, а также пульт управления для ввода антропометрических данных пациента и команд управления.
При этом, блок управления закольцован с блоком определения R-R интервалов через высокочастотный фильтр и блок записи пульсовой волны, а также имеет прямую и обратную связи с блоком анализа качества пульсовой волны, который, в свою очередь, имеет вход от блока памяти классификационных признаков классов пульсовой волны. Кроме того, блок управления имеет прямую и обратную связь с блоком определения частных и обобщенных показателей, а также выход на блок вывода визуальной информации и вход с пульта управления для ввода антропометрических данных пациента и команд управления.
Описанное устройство позволяет проводить активную диагностику состояния сердечно-сосудистой системы на основе анализа совокупности: ритмограммы состояния покоя, ритмограмм, снятых при проведении различных нагрузочных тестов, классификационных признаков пульсовой волны, величин артериального давления и антропометрических данных ( пол, возраст, рост, вес) обследуемого пациента.
Результаты обследования (показатели, непосредственно отражающие ту или иную характеристику состояния ССС, а также автоматически формируемые частные и обобщенные показатели состояния системы кровообращения) отражаются в блоке вывода визуальной информации (дисплей и принтер).
Однако и это устройство не лишено недостатков. К их числу относятся: О недостаточно высокий уровень степени автоматизации, который проявляется  при управлении и контроле съемом пульсовой волны и артериального давления (все операции контроля съёма пульсовой волны, а также считывание величин артериального давления и ввод их во второй Комплексный блок выполняет оператор, т.е., по существу, оператор выполняет роль устройств регистрации (фиксации) измеряемых параметров, ввода их в программно-аппаратный блок (при регистрации артериального давления) и
осуществляет роль контролера в цепи обратной связи между блоком управления и устройствами съёма биоинформации;
при выборе адекватных состоянию организма параметров тестовых (пробных) нагрузок, поскольку этот выбор осуществляется оператором с использованием соответствующих таблиц возрастно-половых нормативов; О недостаточно высокое амплитудно-временное разрешение снимаемого сигнала (пульсовой волны).
Кроме того, данная система не формирует итогового Заключения и, как следствие этого, не формирует индивидуальных Рекомендаций, адекватных результатам обследования. Поэтому анализ частных и обобщенных показателей должен всё равно проводить врач-специалист.
Следствием указанных недостатков является недостаточно высокая степень достоверности результата обследования, поскольку последнее (выделение, анализ и классификация нарушений ритма сердца: экстрасистолия, нарушение проводимости и т.д.) проводится врачом-специалистом. Поэтому на уровень достоверности неизбежно влияет уровень компетенции этого специалиста, субъективизм и его возможные ошибки.
Кроме того, устройство автоматической регистрации и обработки пульсовой волны не обладает достаточно высокой эргономичностью и компактностью самой конструкции.
Используя в качестве прототипа описанное выше устройство для автоматической регистрации и обработки пульсовой кривой (заявка N 961588 на патент, Финляндия) авторы в предлагаемом техническом решении повышают уровень автоматизации устройства, а следовательно и степень достоверности результатов обследования, которое формируется в автоматическом режиме, за счет того, что в известную блочную компоновку устройства дополнительно введены ещё два Комплексных блока: Комплексный блок датчика артериального давления и Комплексный блок исполнительных механизмов.
В Комплексном блоке датчика артериального давления имеется блок измерения давления, блок управления и преобразования сигнала (с АЦП для преобразования аналогового сигнала в цифровой) и индикатор. Блок измерения давления связан с блоком управления, который, в свою очередь, связан с блоком управления режимами работы Комплексного программно-аппаратного блока через блок разъёма, мульти/демультиплексор и блок коммутаторов режима работы. Кроме того, блок управления имеет выход на индикатор.
В Комплексном блоке исполнительных механизмов каждый из блоков управления (принадлежащих конкретному исполнительному механизму и составляющих в целом набор блоков управления) имеет прямую и обратную связь с блоком управления режимами работы Комплексного программно-аппаратного блока через блок разъёма, мульти/демультиплексор и блок коммутаторов режимов работы. Комплексный блок содержит также набор устройств, реализующих управляемые процедуры дозированных тестовых нагрузок (психофизические, физические и т.д.), конструктивные особенности которых в данной заявке не рассматриваются, поскольку являются объектом самостоятельной защиты.
В Комплексный программно-аппаратный блок дополнительно введены: мульти/демультиплексор и блоки: коммутаторов режимов работы, классификационного анализа и формирования Заключения, определения параметров тестовых воздействий, выделения и анализа видов нарушений ритма сердца, памяти нормативных данных и рекомендаций формирования индивидуальных рекомендаций, памяти данных артериального давления (САД и ДАД), памяти антропометрических данных пациента, формирования и вывода аудиоинформации.
При этом, к известному блоку записи пульсовой волны присоединены известный блок накопления рядов R-R интервалов, блок памяти данных артериального давления (САД и ДАД) и блок памяти антропометрических данных пациента, совокупность которых образует блок объединённой памяти биоинформации, состоящий уже из соответствующих подблоков. Блок выделения и анализа видов нарушений ритма сердца имеет входы от блока памяти биоинформации и от блока определения R-R интервалов в реальном масштабе времени, а также выход на блок управления режимами работы, который, в свою очередь, имеет прямую и обратную связь с мульти/демультиплексором через блок коммутаторов режимов работы и двухстороннюю связь с блоком определения параметров тестовых воздействий. Блок классификационного анализа и формирования Заключения имеет входы от блока определения частных и обобщенных показателей и блока нормативных данных, а также непосредственную двухстороннюю связь с блоком управления режимами работы и дополнительную связь через блок формирования индивидуальных рекомендаций. Кроме того, блок формирования индивидуальных рекомендаций имеет вход от блока памяти нормативных рекомендаций, а мульти/демультиплексора через блок разъёма имеет двухстороннюю связь с Комплексными блоками: датчика периферического пульса, датчика артериального давления и исполнительных механизмов.
Выполнение устройства для активной диагностики в виде самостоятельных Комплексных блоков позволяет использовать каждый из них (или нескольких в их взаимосочетании) в виде самостоятельных устройств, входящих в качестве составных элементов в иные комплексные системы, предназначенные для решения видоизменённых задач по обработке и анализу биоинформации (пульсовой волны и артериального давления) и имеющих возможность сопряжения с данными Комплексными блоками.
Поэтому каждый из них может иметь право и на самостоятельную защиту.
В настоящей заявке в качестве самостоятельного технического решения представлен Комплексный блок датчика периферического пульса, способствующий достижению конечнойMJAVW,ради которой и разработано предлагаемое устройство для активной диагностики.
Известный Комплексный блок датчика периферического пульса, используемый в устройстве для диагностики (см. ссылку на упомянутую выше книгу B.C. Мошкевича) обеспечивает надежность правильного фиксированного положения руки при съёме биоинформации за счёт прижима пальца к рабочим элементам оптопары и крепления руки к опорной поверхности. Это обеспечивает полное исключение возможности появления артефактов регистрации, связанных с непроизвольным шевелением кисти руки или пальца, с которого производят съём сфигмограммы.
Однако, технические средства, которыми это осуществлено, выполнены на элементарно примитивном уровне и, кроме того, непроизвольно вызывают у пациента чувство дискомфорта, поскольку кисть руки с предплечьем притянута к опорной поверхности двумя ремнями. Помимо этого, сам процесс подгонки и затягивания ремней по времени сопоставим со временем проведения измерений. Учитывая это и принимая во внимание существующие требования, предъявляемые к современным конструктивно-техническим решениям, следует признать, что описанные выше средства фиксации пальца и руки в настоящее время мало приемлемы.
В известном устройстве для автоматической регистрации и обработки пульсовой волны (см. выше ссылку на заявку N 961588, Финляндия) Комплексный блок периферического пульса представлен в виде: общей структурной блочной схемы устройства, конструктивной схемы зоны контакта пальца пациента с элементами оптопары, имеющими выходы на поверхность корпуса, и с учетом заявленных геометрических параметров размещения и ориентации оптических осей излучателя и фотоприёмника.
Этот Комплексный блок содержит блок оптопары с согласующим каскадом, связанный с блоком гальванической развязки через последовательно соединенные между собой фильтр низкой частоты, усилитель низкой частоты, блок аналого-цифрпиого праоЬраэоииталм (АЦП), праоЬразоиатвль параллельного кода и
послвдоиатвльный, блок формирования полной кодовой посылки и усилитель мощности выходного сигнала. Тактовый генератор связан с блоком АЦП непосредстеенно, а с преобразователем параллельного кода в Последовательный через делитель частоты (см. участок схемы, относящийся к Комплексному блоку датчика периферического пульса в приложении N 1 к материалам настоящей заявки).
В процессе съёма пульсовой волны размещение рабочего пальца руки производится на вогнутом участке поверхности (ложе) корпуса, на котором расположены линзы элементов оптопары. В конце ложа размещен фиксатор в виде вертикального упора для предотвращения поступательного перемещения пальца, (см. конструктивную схему в приложении N 2 к материалам заявки).
Однако, известный комплексный блок не обеспечивает в полном объёме
решения пйта&лешй злуаги повышения достоверности диагностического Заключения. Основанием для данного вывода является следующее:
1.не исключена возможность появления артефактов регистрации, связанных с непроизвольным шевелением кисти руки или пальца пациента, т.к: совершенно отсутствует принудительный прижим рабочего пальца к корпусу в зоне размещения линз оптопары и фиксация кисти руки. Кроме того, не обеспечен контроль за процессом съёма сигнала.
2.не обеспечивается достаточно высокая степень качества входного оптического сигнала, обусловленная применением параллельной ориентации оптических осей излучателя и фотоприёмника, в результате чего в каждый текущий момент времени в фотоприёмник попадает смесь потоков инфракрасного излучения сразу изо всех областей прохождения пульсовой волны, в которых она имеет различные фазы прохождения.
обеспечению амплитудно-временного разрешения сигнала;
-обеспечению контакта рабочего пальца с измерительным, элементом, отражённое в структурной схеме упомянутого выше блока Комплексного блока периферического пульса и в соотношениях, связывающих геометрические параметры размещения измерительных элементов оптопары, с учетом его конструктивной схемы, принято в качестве прототипа.
Принимая во внимание выше изложенные недостатки, основным направлением разработки предлагаемого варианта Комплексного блока датчика периферического пульса явилось повышение качества выходной информации с одновременным   увеличением степени компактности и улучшением эргономичности
этого датчика.
Поставленная задача решается тем, что в структурную схему Комплексного блока датчика периферического пульса дополнительно введены мульти/демультиплексор, блок управления и контроля съёма информации и блок генератора калибровочного сигнала (ГКО), при этом мульти/демультиплексор встроен между блоками формирования полной кодовой посылки и усилителем мощности выходного сигнала и имеет дополнительную обратную связь с блоком гальванической развязки, а также прямую и обратную связи с блоком управления и контроля съёмом.
Верхняя поверхность корпуса Комплексного блока датчика выполнена с возможностью опоры с фиксацией кисти руки и имеет вид выпуклого полусферического участка поверхности для опоры ладони, переходящего, преимущественно, в три разновысотно расположенные наклонные дорожки для пальцев руки, над одной из которых в зоне выхода элементов оптопары на ложе закреплён фиксатор в виде вогнутого подпружиненного прижима для рабочего пальца.
Кроме того, в блоке оптопары взаимное размещение измерительных элементов и их оптических осей выполнено с обеспечением следующих соотношениний:. e , (L  )- /(1)
16° Ј  Ј 45°, (ф  2arctg(0.5d/h))(2)
где: rCV
L - расстояние между центрами плоской и выпуклой линз излучателя и фотоприемника,
т - усредненное расстояние (по данным, относящимся к различным участкам кожи) от поверхностного слоя кожи пальца до плоскости, которая проходит через область расположения максимума распределения плотности микро сосудов,
d - диаметр выпуклой линзы фотоприёмника,
h - расстояние между нижней плоскостью выпуклой линзы и верхней плоскостью регистрирующего кристалла фотоприёмника.
На фиг. 1 изображена структурная схема устройства для активной диагностики, на фиг. 2 изображена структурная схема Комплексного блока датчика периферического пульса, на фиг. 3 изображён Комплексный блок датчика периферического пульса, вид сверху, на фиг. 4 - то же, разрез по АА, а на фиг. 5 - конструктивная схема размещения элементов оптопары. На фиг. 6 дана копия фотографии внешнего вида Комплексного блока датчика периферического пульса с блоком разъёма и блоком питания, на фиг. 7 - копия фотографии внутренней части Комплексного блока датчика периферического пульса (вид сверху на нижнюю электронную плату). На фиг. 8 показаны графики экспериментально измеренной зависимости амплитуды сигнала A(t) (пульсовой волны) от угла а.
Устройство для активной диагностики содержит Комплексный блок I датчика периферического пульса (КБ1), Комплексный программно-аппаратный блок II (КБН), Комплексный блок III датчика артериального давления(КБШ) и Комплексный блок IV исполнительных механизмов (KBIV). Все четыре Комплексных блока соединены между собой, с возможностью прямой и обратной связи, общим блоком разъема БР.
Блок разъёма (коммутации) выполнен с обеспечением: а) рабочих связей Комплексных блоков датчика периферического пульса, датчика давления и исполнительных механизмов с Комплексным программно-аппаратным блоком, б) направленной коммутации подачи и отключения питания на каждый из этих блоков.
Структурная схема и конструктивное решение Комплексного блока I датчика периферического пульса по существу рассматриваются ниже, поскольку они являются предметом самостоятельной защиты в данной заявке.
Структурная схема блока КБН характеризуется следующими взаимосвязями элементов: мульти/демультиплексор 1 связан с блоком 2 управления режимами работы (УРР) через последовательно соединенные между собой блок 3 коммутаторов режимов работы (КРР), блок 4 объединённой памяти биоинформации (ОПБ), высокочастотный полосовой фильтр 5, блок 6 определения R-R интервалов в реальном масштабе времени. При этом, блок 4 ОПБ выполнен из четырёх подблоков, имеющих следующие функции: подблок 4а несёт функции известного блока записи пульсовой волны, а именно - запись поступающих данных в режиме без прореживания и в режиме прореживания (-330 записей в секунду), подблок 4b - известного блока накопления рядов R-R интервалов, подблок 4с введённого блока памяти данных об артериальном давлении (САД и ДАД), а подблок 4d - блока памяти антропометрических данных пациента и, дополнительно, функции временной записи и хранения всех промежуточных данных, относящихся, например, к оценкам частных и обобщенных показателей .
Кроме того, мульти/демультиплексор 1 дополнительно связан с блоком 2 УРР прямой и обратной связью через блок 3 КРР и прямой связью с блоком 7 анализа качества пульсовой волны, который дополнительно имеет вход от блока 8 памяти классификационных признаков классов пульсовой волны. Блок 4 ОПБ дополнительно соединен прямой и обратной связями с блоком 2 УРР. Блок 9 классификационного анализа и формирования Заключений (КАФЗ) имеет входы от блока 10 памяти нормативных данных и блока 11 определения частных и обобщенных показателей, а также выход на блок 2 УРР непосредственно и дополнительно связан с ним через блок 12 формирования индивидуальных рекомендаций. При этом блок 11 определения частных и обобщенных показателей соединен с блоком 2 УРР прямой и обратной связями.
Блок 2 УРР имеет вход с пульта 13 управления для ввода команд, анкетных (антропометрических) данных, а также времени обследования (УВК); вход с блока 4 ОПБ через блок 14 выделения и анализа нарушений ритма; выход на принтер 15 и на дисплей 16 через блок 17 формирования визуальной информации, а также выход на звуковые колонки 18 через блок 19 формирования аудио информации.
Все элементы структурной схемы блока КБН объединены общим корпусом 20.
Структурная схема Комплексного блока КБН1 артериального давления содержит блок 21 измерения артериального давления, блок 22 управления и преобразования сигнала (АЦП), связанный с индикатором 23, лампочки-глазки (ЛГ) 24, 25 и 26 которого расположены на поверхности корпуса 27, в месте удобном для визуального контроля.
Блок 21 измерения давления связан с блоком 22 управления и преобразования сигнала (АЦП), который, в свою очередь, имеет связь с блоком 2 УРР блока КБН через блок разъёма БР, мульти/демультиплексор 1 и блок 3 КРР.
В структурной схеме блока KBIV исполнительных механизмов (в данных материалах схема в полном объёме не рассматривается, поскольку она является предметом самостоятельной защиты) имеется набор блоков 33 управления, каждый из которых имеет двухстороннюю связь с блоком 2 УРР блока КБ11 через блок разъёма БР, мульти/демультиплексор 1 и блок 3 КРР.
Рассматривая устройство для активной диагностики совместно с оператором и пациентом как некое единое целое (человеко-машинный комплекс) можно в их взаимодействии условно выделить два этапа: совокупность подготовительных операций (А) и собственно работу устройства в автоматическом режиме (В).
А. Подготовительные операции включают в себя:
подготовку пациента (преимущественно с участием и/или с контролем со стороны оператора) к съёму пульсовой волны и артериального давления,
процедуры, проводимые оператором: начальный запуск Комплексных блоков I, III, IV, контроль результатов автоматического процесса проверки работоспособности и введение через пульт 13 УВК в подблок 4d памяти данных об обследуемом пациенте. Кроме того, в тех случаях, когда по тем или иным причинам имеет место некачественный ввод данных измерения, оператор после устранения причин вводит через пульт 13 УВК команду на повторное измерение.
процедуры, проводимые в автоматическом режиме по проверке работоспособности Комплексных блоков I, II, III и IV.
Подготовка пациента к съёму пульсовой волны (включающая операции, связанные с размещением ладони и пальцев руки на поверхности блока КБ) описана ниже в разделе, относящемся к работе блока КБ1, выделенного в качестве самостоятельного объекта защиты.
Подготовка пациента к съёму артериального давления включает в себя известные стандартные процедуры, такие как, крепление датчика артериального давления и принятие им правильной позы (размещение рук, ног и корпуса пациента), а также процедуру проведения регламентированного отдыха.
Начальный запуск устройства для активной диагностики осуществляется оператором 29 путем включения источника питания 30 (первый тумблер для блока КБН), после чего следует-проверка работоспособности этого Комплексного блока в автоматическом режиме.
Поскольку процедуры проверки относятся к числу хорошо известных и стандартных процедур, используемых в микропроцессорной технике для тестирования состояния электронной аппаратуры при её начальном запуске, то описание этих процедур для блока КБН можно опустить без ущерба для понимания сути дальнейшего изложения.
После успешного окончания проверки работоспособности блока КБН, подтверждаемого передачей на блоки 16 и 18 вывода информации сообщения о готовности блока КБН, оператор осуществляет начальный запуск Комплексных блоков I, 111 и IV путем введения с пульта 13 УВК в блок 2 УРР команды Начало работы, проверка работоспособности Комплексных блоков. Затем он последовательно подаёт напряжение на эти блоки, включая соответствующие тумблеры на источниках питания 31 и 30, в результате чего рабочее напряжение Upa6 с выходов блока 32 стабилизатора и стабилизатора, встроенного в блок 30 источника питания, подается через блок разъёма БР на соответствующиеКомплексные блоки.
После этого оператор осуществляет контроль результатов автоматического процесса проверки работоспособности Комплексных блоков I, III. Основной смысл и предназначение такой проверки заключается в получении гарантии того, что состояние электронных блоков и коммутационных линий связи соответствует регламентированному и в процессе их работы не возникнут помехи и отклонения, приводящие к недопустимым искажениям в измеряемом сигнале. В основе этой проверки лежит процедура калибровки, которая включает в себя: генерацию пробного калибровочного сигнала, имитирующего реальный сигнал с регламентированными (стандартными) параметрами,
его вместо реального сигнала, поступающего с блока оптопары, в точке сопряжения блока оптопары с последующими блоками обработки и преобразования,
сравнение, проводимого в блоке 2 УРР, пробного калибровочного сигнала с имеющимся эталоном калибровочного сигнала, который соответствует нормальному рабочему состоянию блоков и цепей связи.
Принимая во внимание тот факт, что процедуры проверки работоспособности Комплексных блоков I и III в целом идентичны достаточно описать проверку
процедуры работоспособности одного из них. Поскольку блок КБ выделен в качестве самостоятельной пм&нм т , и описан ниже, в настоящем разделе даётся
описание процедуры автоматической проверки работоспособности блока КБ1Н, которая заключается в следующем.
После подачи оператором напряжения и поступления в блок 2 УРР команды Начало работы, проверка работоспособности Комплексных блоков, блок 2 УРР формирует (для блока 3 КРР) управляющий сигнал для установления (открытия) двухстороннего канала связи с блоком 22 управления блока КБ1Н и через блок 3 КРР, мульти/демультиплексор 1 и блок разъёма БР передаёт ему код
налелм
команды проверка работоспособности. По получению этого кода блок 22 управления осуществляет поверку величины рабочего напряжения (Upa6) и определяет - находится ли его величина в пределах установленного допуска.
Если значение Upae находится в пределах установленного допуска, то блок 22 управления передаёт по цепи обратной связи код сигнала Есть рабочее напряжение, после чего, блок 2 УРР вначале отправляет блоку 22 управления код команды Калибровка, затем формирует (для блока 3 КРР) управляющий сигнал для установления (открытия) информационного канала данных блока КБН1, после чего блок 3 КРР открывает его.
По поступлению в блок 22 управления кода команды Калибровка, этот блок формирует для блока 23 индикатора команду для отображения события Есть напряжение, в результате чего загорается ЛГ 24, затем блок 22 управления на 15 секунд запускает генератор калибровочного сигнала, имитирующий сигнал регламентированного уровня от датчика артериального давления. Этот калибровочный сигнал передаётся в блок 22 управления.
Если параметры калибровочного сигнала удовлетворяют критериальным условиям, то блок 2 УРР вырабатывает сигнал готовности блока КБ1И и передает его по цепи обратной связи (между блоками 2 УРР и блоком 22) в блок 22, после чего из последнего в блок 23 индикатора поступает сигнал Готовность. Это событие отображается путём зажигания ЛГ 25, сигнализирующей о готовности блока КБ1И для регистрации артериального давления. Одновременно с этим из блока 2 УРР в блоки 16 и 18 вывода информации также передается сообщение о готовности блока КБ1П.
Если же параметры калибровочного сигнала не удовлетворяют критериальным условиям, то блок 2 УРР вырабатывает сигнал Неготовность блока КБ1Н и, аналогично выше описанному, формируется отображение данного события, в результате чего загорается ЛГ 26 и выдаётся соответствующее сообщение на дисплей и звуковые колонки. После этого оператор, осуществляющий контроль результатов автоматической проверки работоспособности, должен выявить соответствующую причину неисправности, устранить её и затем вновь повторить процедуру проверки.
В том случае, если значение Upae лежит вне пределов установленного допуска, из блока 22 управления в блок 2 УРР поступает код сигнала Отсутствие рабочего напряжения. В соответствии с этим блок 2 УРР не формирует и не передаёт код команды Калибровка а, поскольку, блок 22 не получает этого кода, то
в блок 23 индикатора также не поступает сигнал Готовность. Отображением этого события, (т.е. события  напряжения) является отсутствие индикации (загорания) ЛГ 24. После поступления в блок 2 УРР кода сигнала Отсутствие рабочего напряжения (или при его отсутствии в течении 10 секунд) блок 2 УРР через блоки 17 и 19 формирования передаёт сообщение об отсутствии рабочего напряжения на блоке КБ111 и рекомендации по устранению возможных причин. Для оператора это является сигналом обесточить блок КБ1И, выявить и устранить соответствующую причину и затем вновь повторить процедуру подачи напряжения.
Последовательность подготовительных операции заканчивается процедурой ввода данных об обследуемом пациенте, осуществляемой оператором с пульта 13 УВК. Эти данные, поступающие в блок 2 УРР и затем в подблок 4d памяти биоинформации включают в себя: стандартные анкетные сведения (фамилия, имя, год рождения, рост, вес), информацию дихотомического (альтернативного) характера о занятии спортом. Кроме того, в подблок 4d записывается дата и время проведения обследования.
Проверку работоспособности Комплексного блока IV осуществляют в процессе работы всего устройства.
На этом подготовительные операции заканчиваются и далее устройство работает в автоматическом режиме.
5. Работа устройства в автоматическом режиме предопределена логической структурой методики проведения обследования. В рамках этой логической структуры блок 2 УРР наделён следующими функциями:
определения очерёдности и проведение операций по подключению и отключению блоков, в соответствии с циклограммой работы,
управление информационными потоками данных, передаваемых от блока к блоку,
формирования оператору сообщений, выводимых в визуальной и/или аудио формах, о переходе к очередному этапу работы (съём биоинформации в покое, при тестовых нагрузках и т.д.)
формирования оператору сообщений и перечня рекомендаций о его необходимых действиях, связанных с нестандартными (нештатными) событиями в работе. Исходной информацией для процедуры формирования служит логический смысл тех кодовых сообщений, которые поступают от блоков управления Комплексных блоков I, III, IV и блока 7 анализа качества пульсовой волны.
Процедуры съёма биоинформации (пульсовой волны и артериального давления) и её последующей обработки, завершающиеся автоматическим формированием Заключения, начинается с формирования в блоке 2 УРР управляющих сигналов для установления (открытия) информационных каналов связи с блоками управления блока КБ1 и блока КБ1Н. По поступлению этих управляющих сигналов в блок 3 КРР осуществляется коммутация соответствующих линий связи. После этого блок КБН готов к приёму биоинформации.
Первый цикл съёма пульсовой волны и артериального давления относится к измерениям, проводимым в условиях нахождения пациента в состоянии покоя. Сигналы (данные измерений), поступающие с Комплексных блоков I и II, имеют код принадлежности их к одному из видов данных (пульсовой волне или артериальному давлению), используемый блоком 3 КРР для контроля коммутации потоков данных. В блоке КБН приём и обработка этих данных, поступающих двумя параллельными потоками, проводится поочередными порциями. При этом количество данных в порциях (массивах данных) различно: для пульсовой волны - длина массива составляет 64 точки, для артериального давления - 8.
Сигналы с блока КБ1Н через мульти/демультидеплексор 1 и блок 3 КРР поступают в блок 4 ОПБ (где фиксируются в подблоке 4с), а также в блок 2 УРР. В последнем проводится их проверка на соответствие критериальным условиям качества вводимых данных. В случае выполнения критериальных условий блок 2 УРР вырабатывает код сигнала данные о давлении приняты, разрешен ввод и обработка очередной порции данных, относящихся к пульсовой волне. Этот управляющий сигнал передаётся в блок 3 КРР, который на период приема сигнала пульсовой волны закрывает канал связи с блоком КБН1, открывая при этом канал связи с блоком КБ1.
В случае несоответствия критериальным условиям качества вводимых данных блок 2 УРР вырабатывает код сигнала Некачественный ввод данных о
давлении и передаёт его по цепи обратной связи в блок 22 управления и преобразования сигнала. Затем из блока 22 в индикатор 23 поступает сигнал Некачественный ввод - на ЛГ 26. Одновременно с этим блок 2 УРР через блоки 17 и 19 формирования и блоки 16 и 18 вывода информации также передает сообщение о некачественном вводе данных о давлении. Для оператора это означает возникновение нештатного события в работе блока КБ1П, необходимость устранения причины некачественного ввода и повторения процедуры измерения биоинформации.
Сигналы из блока КБ1, представляющие собой временную последовательность значений амплитуд An(t) пульсовой волны (точек), поступают в блок 7 анализа качества пульсовой волны, в блок 4 ОПБ, где фиксируются в подблоке 4а и в блок 2 УРР. В каждый текущий момент времени tj последние (по порядку поступления) п точек зависимости An(t) поступают из блока 2 УРР в блок 17 формирования визуальной информации и затем в виде амплитудно-временной графической зависимости отображаются на экране дисплея. Число п задают достаточным для возможности отображения нескольких последних периодов пульсовой волны.
Аналогично описанному, в виде графической зависимости на экран дисплея выводятся и данные о систолическом CAfl(t) и диастолическом давлении ДАД(1). В результате этого осуществляется дополнительный визуальный контроль процесса ввода биоинформации.
В блоке 7 по сигналу (команде) из блока 2 УРР производят выделение характерных диагностически-значимых признаков амплитудно-временной зависимости An(t) и затем проводят проверку на соответствие совокупности этих признаков классификационным признакам какого-либо из классов (типов) пульсовых волн, содержащихся в блоке 8 классификационных признаков классов пульсовой волны. Результат проверки на соответствие - идентификационный код (коды) класса пульсовой волны передаётся из блока 7 в блок 2 УРР и затем в подблок 4d, откуда по окончаний съёма пульсовой волны идентификационный код поступает через блок 2 УРР в блок 9 КАФЗ.
В том случае, если анализируемая последовательность An(t) не содержит необходимого минимума характерных признаков, совпадающих с признаками хотя бы одного из классов пульсовой волны, блок 7 анализа качества пульсовой волны вырабатывает сигнал некачественный ввод и передает его в блок 2 УРР, который отражая это нештатное событие, подаёт сигнал некачественный ввод в блок КБ1. Кроме того, блок 2 УРР выдает через блоки 17 и 19 формирования информации на блоки 16 и 18 её вывода сообщение о наличии некачественного входного сигнала, перечня необходимых действий по устранению этого, включая рекомендации по корректировке положения пальца на датчике и предложение повторить съём или отключить устройство для автономной проверки.
Запись прореженной пульсовой волны, осуществляемая в подблоке 4а, производится через каждый интервал времени ATRR«1/300c по сигналу (команде) из блока 2 УРР. Выбор величины интервала времени ATRR обусловлен требуемой точностью определения R-R интервала.
По сигналу (команде) блока 2 УРР из подблока 4а памяти в фильтр 5, работающий в реальном масштабе времени, передаётся исходный (непрореженный) участок записи пульсовой волны An(t), относящийся ко временному интервалу (tk), который содержит N последних (по времени поступления) точек Ап, по этой же команде через фильтр 5 в блок 6 определения R-R интервалов передается прореженный участок записи пульсовой  волны,  относящийся к тому же временному интервалу tk. Длина этого интервала должна быть не менее длины минимально возможного кардиоцикла.
В фильтре 5 полученный участок записи (временной ряд значений амплитуд пульсовой волны) подвергается высокочастотной фильтрации, с использованием численного фильтра конечной длины. В результате этого временной ряд уже не будет содержать тех высокочастотных составляющих, которые могли бы ошибочно идентифицироваться (в блоке 14 анализа) как истинный R-R пик. Отфильтрованный сигнал из фильтра 5 поступает на вход блока 6 определения R-R интервалов.
Далее в блоке 6 с использованием mini-max-ных алгоритмов производят поиск R-R пика в отфильтрованном сигнале и при его обнаружении фиксируют соответствующий ему момент времени tRR. Поскольку R-R пики в исходном и отфильтрованном сигналах разнесены по времени (на малое по величине значение времени А1Ф, равное времени работы фильтра), то идентификацию R-R пика в исходном (неотфильтрованном) сигнале осуществляют на временном отрезке (1кК-Д1ф) -4- tRR. После идентификации R-R пика в исходном сигнале производится определение момента времени tRR, соответствующего этому пику. Далее в окрестностях tRR с помощью сплайна не ниже второго порядка проводится уточнение момента истинного положения максимума пульсовой волны t,. Описанную в данном абзаце последовательность операций повторяют с целью поиска последующего R-R пика и определения момента времени его появления t,+1. Разность времен t/+r t, дает временное значение величины очередного R-R интервала.
Полученное значение R-R интервала передается через блок 2 УРР в подблок 4Ь памяти биоинформации для накопления рядов R-R интервалов, с целью их последующей обработки, и в блок 14 выделения и анализа нарушений ритма.
В последнем (блоке 14) отсутствие или наличие нарушений ритма сердца (а также идентификацию некоторых видов нарушения) устанавливают путём использования количественного анализа на принадлежность (соответствие) текущих значений показателей (как самих величин R-R интервалов, так и величин производных от них) известным (например, из публикаций, содержащих алгоритмы холтеровского мониторирования) коридорам для этих показателей. При этом различные варианты комбинаций этих коридоров соответствуют характерным проявлениям нормы и нарушения ритма - экстрасистолии, нарушениям проводимости и т.д. Поступающие по команде блока 2 УРР из подблока 4с в блок 14 данные об артериальном давлении используются (в алгоритмах анализа на принадлежность) для повышения достоверности анализа. Результаты этого анализа в виде кодовых признаков передаются в блок 2 УРР и через него в подблок 4d, а по завершению съёма биоинформации через блок 2 УРР в блок 9 КАФЗ.
Для осуществления функции контроля за процессом обработки со стороны оператора 29 блок 2 УРР осуществляет визуализацию этого процесса путем вывода через блок 17 на экран дисплея (16) графической зависимости fRR RR(t).
По завершению съема биоинформации, относящегося к измерениям, проводимым в условиях нахождения пациента в состоянии покоя, блок 2 УРР вырабатывает сигнал на определение частных и обобщенных показателей (в блоке 11) с использованием совокупности данных блока 4 ОПБ: памяти временных рядов RR(t), САД(1) и ДАД(1), времени проведения обследования, кодовых признаков наличия/отсутствия нарушений ритма и данных, введенных ранее через пульт 13 УВК (пол, возраст, рост, вес). Значение частных и обобщенных показателей, определённых в блоке 11, передаются через блок 2 УРР в подблок 4d блока 4 ОПБ.
Следующие циклы съёма пульсовой волны и артериального давления проводят при воздействии (во время воздействия и/или после) на пациента различных по своей природе нагрузочных тестов (нагрузок), которое осуществляют при помощи исполнительных механизмов 33 Комплексного блока IV.
В качестве тестовых нагрузок могут выступать: психофизическая нагрузка, функциональная проба Углублённое дыхание, физическая нагрузка, после которой дополнительно регистрируется артериальное давление.
Каждый из этих циклов начинается с (автоматического) установления в блоке 2 УРР кода-признака J очередного тестового воздействия, который передаётся в блок 28 определения параметров пробных воздействий. Последний по значению кода-признака J проводит определение соответствующих параметров и передаёт их в блок 2 УРР. Параметры оптимальных тестовых воздействий определяются с учетом совокупности частных и обобщенных показателей состояния системы кровообращения конкретного пациента. Например, для теста психофизической нагрузки это продолжительность теста, частота мигания раздражающих зрительных картинок-образов, высота тона и уровень громкости звукового сигнала - образа тревоги; для функциональной пробы Углублённое дыхание продолжительность теста, временные интервалы фаз дыхания, соотношение между ними; для теста физическая нагрузка - продолжительность теста, энергозатраты пациента на производимую им физическую работу и т.д.
По получению из блока 28 значений параметров оптимальных тестовых воздействий блоком 2 УРР, последний формирует, в соответствии с очередным значением кода-признака J, команду блоку 3 КРР режимов работы на установление (переключение) линии информационной связи (через мульти/демультиплексор 1 и блок разъёма БР) с блоком 33 управления (с блоком управления, сопряжённым по нагрузочному тесту) блока K5IV.
По образовавшейся цепочке связи блок 2 УРР направляет код сигнала проверка состояния готовности исполнительного механизма и, по получению подтверждения готовности, направляет коды параметров тестового воздействия и сигнал начала теста в сопряжённый блок 33 управления блока KBIV. Затем блок 2 УРР аналогично выше описанному устанавливает информационную связь (с подтверждением готовности) с блоками управления блоков КЕМ и КБ1И. Дальнейшая работа этих Комплексных блоков осуществляется аналогично выше описанному.
По получению блоком 33 управления значений параметров тестовых воздействий этот блок формирует последовательность управляющих сигналов, приводящих исполнительный механизм (устройство) в действие. В зависимости от вида теста, исполнительные механизмы осуществляют следующее:
-быструю смену (мигание) на экране дисплея раздражающих картинок-образов, сопровождаемую громкими и резкими звуковыми сигналами (психофизическая нагрузка),
-отображение наглядными мультимедийными графическими и аудио средствами программы углубленного дыхания (индивидуальной по отношению к пациенту), представляющей собой динамически развёртываемую, циклически замкнутую последовательность фаз дыхания,
-отображение наглядными мультимедийными графическими и аудио средствами программы физической нагрузки (из числа применяемых в клинике или спортивной медицине), представляющей собой динамически развертываемую, циклически замкнутую последовательность фаз физической нагрузки, которую должен выполнять пациент, например, на вело тренажере.
еще не исчерпан, то новое значение кода-признака J передаётся в блок 28 определения параметров пробных воздействий и по алгоритму, описанному выше, повторяется процедура проведения следующего теста и так до исчерпания всего списка тестов.
По завершению процедур регистрации артериального давления и пульсовой волны (накопления соответствующих временных рядов артериального давления CAfl(t), flAfl(t) и рядов R-R интервалов) блок 2 УРР вырабатывает сигнал на определение частных и обобщенных показателей в блоке 11, значения которых передаются через блок 2 УРР в подблок 4d.
В блоке 11 определения частных и обобщенных показателей для состояния покоя и для нагрузочных тестов производится оценка первичных и вторичных статистических параметров, а также проблемно-ориентированных специфических параметров, характеризующих, например, выполнение условий баланса, скорости изменения и времени восстановления параметров до исходного уровня. Необходимые для проведения этих оценок исходные данные (ряды R-R интервалов, артериальное давление CAfl(t), ДАД(1), время суток измерения и антропометрические данные обследуемого пациента (пол, возраст, рост, вес) передаются из блока 4 ОПБ в блок 11 по команде блока 2 УРР. По завершению определения упомянутых выше параметров определяются частные и обобщенные показатели, которые по команде блока 2 УРР поступают в блок 9 КАФЗ.
В блоке 9 КАФЗ поводится обобщенный классификационный анализ с использованием совокупности частных и обобщенных показателей, результатов их свертки и нормативных данных из блока 10 памяти нормативных данных и рекомендаций. На основании результатов этого анализа автоматически формируется текст итогового Заключения, который по команде из блока 2 УРР передаётся в блок 12 формирования индивидуальных рекомендаций.
В этом блоке выбор конкретного варианта индивидуальных рекомендаций, соответствующего конкретному Заключению, проводится с использованием: - таблицы соответствия i-й вариант Заключения - 1-й вариант рекомендаций -текстового массива нормативных рекомендаций из блока 10.
Сформированные индивидуальные рекомендации поступают в блок управления и вместе с итоговым Заключением через блок 17 формирования визуальной информации поступают на блоки вывода информации (дисплей 16, и/или принтер 15).
Эти оценки, получаемые в реальном масштабе времени, позволяют по динамической реакции сердечно-сосудистой системы на функциональные пробы определить:
Тип и виды нарушения регулярности сердечного ритма;
Состояние вегетативной регуляции сердечного ритма;
Состояние механизмов регуляции системы кровообращения;
Функциональные резервы сердечно-сосудистой системы;
Устойчивость сердечно-сосудистой системы к глубокому дыханию;
Устойчивость сердечно-сосудистой системы к физическим нагрузкам;
Психофизиологическую устойчивость организма;
Темпы старения организма;
Резервные возможности сердечно-сосудистой системы;
Работа устройства на любом этапе обследования заканчивается при поступлении от оператора 29 посредством подачи им с пульта 13 УВК команды, содержащей признак кода конца работы или признак ее прерывания.
Структурная схема Комплексного блока I датчика периферического пульса содержит блок измерительного элемента 34, созданный на основе оптопары с согласующим каскадом, связанный с блоком 35 гальванической развязки через последовательно соединенные друг с другом фильтр 36 низкой частоты, усилитель 37 низкой частоты с элементом автоматической регулировки усиления (АРУ), блок 38 аналого-цифрового преобразователя (АЦП), преобразователь 39 параллельного кода в последовательный, блок 40 формирователя полной кодовой посылки, мульти/демультиплексор 41 и усилитель 42 мощности выходного сигнала.
Кроме того, мульти/демультиплексор 41 соединен прямой и обратной связями с блоком 43 управления и контроля съемом биоинформации, который, в свою очередь, имеет выход на индикатор 44 и блок 45 генератора калибровочного сигнала, причём выход последнего соединён со входом блока 37 усилителя низкой частоты. Тактовый генератор 46 связан с блоком 38 АЦП непосредственно и с преобразователем 39 параллельного кода в последовательный через делитель частоты 47. Блок 35 гальванической развязки имеет выход на блок разъема БР. Индикатор 44 размещен внутри корпуса 48 таким образом, что бы его  ЛГ 49, 50, 51 и 52, соответствующие сигналам (Отсутствие рабочего напряжения, Готовность, Ввод пульсограммы, Некачественный ввод) выходили на поверхность в удобном для обозрения месте.
Верхняя поверхность корпуса 48 выполнена в виде полусферического участка 53, служащего опорой для ладони пациента, переходящего в три наклонные дорожки 54, 55 и 56 для раздельного размещения на них пальцев. Средняя дорожка 55 является рабочей, угол 0 ее наклона к основанию корпуса ( ориентировочно он составляет 10-И 2°) больше (на 2н-3°) угла наклона крайних дорожек для удобства размещения пальцев. Дорожка 55 выполнена вогнутой с образованием ложа 57, на котором выполнены отверстия 58 и 59 для вывода на поверхность корпуса элементов (линз) оптопары, размещенной внутри корпуса.
Снизу корпус 48 закрыт донной крышкой 60 с платформой 61, выступающей за донное очертание корпуса. На этой платформе размещена вертикальная стойка 62, на которой шарнирно закреплено подпружиненное коромысло 63. На одном конце коромысла шарнирно подвешен подпружиненный прижим 64, а второй конец коромысла выполнен в виде нажимного элемента 65. Прижим 64 выполнен вогнутым и расположен над рабочим ложем 57 в зоне размещения отверстий 58 и 59.
Все рабочие элементы датчика расположены на платах 66 и 67, закрепленных внутри корпуса 48. На плате 66 смонтирован измерительный элемент, выполненный на основе оптопары, а на плате 67 - средства преобразования параметров первичного электрического сигнала, полученного на выходе оптопары в электрический сигнал с параметрами, согласованными со входными параметрами средств его последующей обработки.
В корпусе 48 и стойке 62 выполнены отверстия для обеспечения вывода энергетического 68 и информационного кабеля 69 к блоку разъёма БР для осуществления коммутации с соответствующими элементами сопряжения (стабилизатором напряжения 32 и мульти/демультиплексором 1).
Предложенное конструктивное выполнение компоновки Комплексного блока датчика периферического пульса обеспечивает не только его компактность, но и надежность правильного фиксированного положения руки за счёт полного исключения возможности появления артефактов регистрации, связанных с непроизвольным шевелением кисти руки или пальца, с которого производится съём сфигмограммы.
Одним из ключевых моментов работы устройства для активной диагностики является вопрос качества исходной информации, в данном случае R-R интервалов. В первую очередь, это качество характеризуется точностью определения величин R-R интервалов, при этом сама точность зависит от того насколько точно воспроизводится передний фронт R-пика пульсовой волны и вершина R-пика.
Точность воспроизведения последних, в свою очередь, зависит от геометрии расположения элементов оптопары, которая конструктивно выполнена в виде колимированного источника инфракрасного излучения 70, встроенного в корпус 71 и фотоприемника, в корпусе 72 которого размещен регистрирующий кристалл 73. Плоская линза 74 инфракрасного излучателя и выпуклая линза 75 фотоприемника через отверстия 58 и 59 выведены на поверхность ложа 57.
. Кроме того, в блоке оптопары взаимное размещение измерительных элементов и их оптических осей выполнены с обеспечением следующих соотноше ний:.7ЈLЈl0.5, (L  ) (1)
16°  р  45°, ( Ф  2arctg(0.5d/h))(2)
I . расстояние между центрами плоской и выпуклой линз излучателя и фотоприемника,
т - усредненное расстояние (по данным, относящимся к различным участкам кожи) от поверхностного слоя кожи пальца до плоскости, которая проходит через область расположения максимума распределения плотности микро сосудов,
а - угол между оптическими осями излучателя и фотоприемника (в гр.),
Ф - угол раствора конуса, в гр.(телесного угла регистрации фотоприемника),
d - диаметр выпуклой линзы фотоприёмника,
h - расстояние между нижней плоскостью выпуклой линзы и верхней плоскостью регистрирующего кристалла фотоприёмника.
Конкретные значения конструктивных параметров d и h выбираются такими, чтобы оставалось справедливым двухстороннее неравенство, связывающее их между собой 8°  arctg(0.5d / h), Ј 22,5°.
Соотношения (1,2), связывающие геометрические параметры размещения измерительных элементов блока оптопары, получены на основе экспериментальных данных и следующих соображений.
Известно, что в общем случае амплитуда сигнала на выходе фотоприемника зависит от следующих основных факторов:
мощности излучателя,
геометрии расположения излучателя и приёмника (расстояние между ними, их относительная ориентация),
светосилы фотоприемника и его чувствительности.
нимаемый фотоприемником сигнал A(t) по существу представляет собой сумму компонент сигналов от областей OL (ОЈ  SOL),
A(t)2 P(0L,t),
где: P(OL) - амплитуда оптического сигнала от пульсовой волны, приходящего из области OL, при этом в каждой из них (OL) пульсовая волна имеет, вообще говоря, различную фазу сщ ( 2тс) в процессе своего прохождения по сети кровеносных сосудов. Именно это и не позволяет с высокой точностью зарегистрировать передний фронт RR-пика пульсовой волны и саму вершину RR-пика, поскольку для этого требуется регистрация амплитуды волны P(OL) в сравнительно узком диапазоне значений фаз.
Однако вполне достижимо повысить амплитудно-временное разрешение сигнала за счет избирательности регистрации (избирательности области сбора сигнала, откуда в фотоприемник приходит излучение). Для этого достаточно:
обеспечить фотоприемник узкой диаграммой направленности принимаемого инфракрасного излучения, например в пределах конуса телесного угла регистрации Пк « 2к, что, соответственно, обеспечит в каждый текущий момент времени регистрацию пульсовой волы в узком диапазоне фаз волны Асо  сок-Шт. Технически уменьшение телесного угла регистрации QR достигается путём размещения кристалла фотоприёмника на некотором расстоянии от поверхности корпуса и за счёт уменьшения диаметра (d) линзы фотоприёмника. Такой конус охватывает небольшую область ткани OR, которая много меньше всей области ОЕ. (область ткани лежащая вне конуса обозначена OS-R );
уменьшить вклад в регистрируемый сигнал A(t) рассеянной компоненты излучения, источником которого являются те области  ткани, откуда излучение после многократного рассеяния может попадать в конус регистрации. Для уменьшения вклада .отмеченной рассеянной компоненты излучения из областей OS-R необходимо как минимум уменьшить поступление в эти области первичного излучения от инфракрасного излучателя. Техническое решение здесь связано с коллимацией выходного пучка источника инфракрасного излучения, например, за счет набора диафрагм, размещенных в трубке и ориентацией оптической оси такого направленного излучения на область ткани, лежащей над фотоприёмником (см. фиг. 4). Ot условий этой задачи значения следующих взаимосвязанных геометрических параметров:1.угол раствора (ф) телесного угла регистрации QR , который связывает между собой отношение двух конструктивных параметров (d/h), подлежащих, в конечном счёте, определению, 2.расстояние (L) между центрами плоской и выпуклой линз излучателя и фотоприемника, 3.угол (а) между оптической осью коллимированного излучателя и оптической осью приемника инфракрасного излучения. Исходными данными для решения этой задачи служила первичная экспериментальная информация, относящаяся к зависимости величины Al (lmax-Un)/lo от варьируемых геометрических параметров L, ф и а . Здесь lmax, тт - максимальное и минимальное значения амплитуды сигнала, относящиеся к сериям измерений в каждой из которых варьироваляся лишь один их трех параметров, например а - var , a L- constj и ф  const;,; I0 - амплитуда сигнала при величине телесного угла «2тс. На фиг. 8 в качестве примера показано влияние угла а на величину экспериментально регистрируемого сигнала A(t). Здесь зависимости A(t)f(t,a; 1,ф), представлена двумя графиками, где t- текущее время, А- амплитуда сигнала в относительных единицах, а варьируемая величина, принимающая значение он  73° а,2 65°, значения L и ф фиксированы (постоянны). Из приведённого примера видно, что уменьшение угла а обеспечивает получение более крутого переднего фронта пульсовой волны и меньшего радиуса кривизны её вершины, что ,в свою очередь, обеспечивает получение более высокой точности определения R-R интервалов. Экспериментально найденные соотношения (1)-(2), обеспечивают решение задачи по достижению высокой точности регистрации амплитуды сигнала и амплитудно-временного разрешения. При этом оказывается, что вытекающая из (1)(2) связь геометрических параметров (параметров размещения элементов оптопары и их взаимной ориентации) однозначно определяет такие конструктивнотехнические особенности заявляемого Комплексного блока датчика, которые обладают существенными особенностями, отсутствующими у известных аналогов и прототипа. К их числу относятся:
угол между оптическими осями излучателя и фотоприемника,
телесный угол регистрации (телесный угол, в пределах которого инфракрасное излучение проникает в фотоприёмник).
Таким образом, техническая сторона проблемы повышения степени достоверности диагностического Заключения, которая в конечном счете сводится к получению качественного сигнала, регистрируемого блоком КБ в виде сфигмограммы периферического пульса, решается предложенной конструкцией.
Как было отмечено выше, в работе Комплексных блоков выделяются два этапа: подготовительные операции и собственно работа устройства в автоматическом режиме.
Относящиеся к блоку КБ1 подготовительные операции включают в себя: подготовку пациента к съёму пульсовой волны и операции, проводимые оператором:  начальный  запуск и проверка работоспособности.
Подготовка пациента к съёму пульсовой волны осуществляется следующим образом. Кисть руки пациента размещают на поверхности корпуса 48 таким образом, чтобы ладонь её опиралась на полусферический участок 53, средний палец лежал на ложе 57 профилированной дорожки 55, а безымянный и указательный пальцы были расположены на дорожках 56 и 54. Затем прижимом 64 поджимают средний палец к поверхности дорожки, при этом подушечка первой фаланги пальца прижимается к линзам 74 и 75 и тем самым создаются условия для проникновения инфракрасного излучения в зону расположения кровеносных сосудов в пальце руки и условия для выхода рассеянной компоненты излучения. Кисть руки в таком положении оказывается надёжно зафиксированной, так как: , - ладонь опирается на профилированный полусферический выступ,
один из пальцев (рабочий) прижат к поверхности ложа (линзам оптопары),
1 - два других (спокойно, без напряжения) лежат на боковых дорожках в удобном и комфортном положении, при этом разновысокие дорожки естественным образом предотвращают боковой сдвиг кисти в каком-либо из боковых направлений.
На этом подготовительная операция, связанная с размещением кисти и пальцев руки на поверхности блока КБ1 заканчивается, пациент готов к проведению съёма пульсовой волны. . , сигналов данных (по формату) с блока КБ1, Поскольку последний разрабатывался для преимущественного использования с заявляемым устройством для активной диагностики, ниже дано описание процедуры проверки с участием блока КБИ этого устройства. Проверка работоспособности блока КБ1 начинается, как было описано выше, с включения оператором тумблера источника питания 31 и поступления в блок 2 УРР команды Начало работы, проверка работоспособности Комплексных блоков. По поступлению в блок 2 УРР этой команды он формирует (для блока 3 КРР) управляющий сигнал для установления (открытия) двухстороннего канала связи с блоком 43 управления и контроля съёмом блока КБН и через блок 3 КРР, мульти/демультиплексор 1 и блок разъёма БР передаёт ему код команды проверка работоспособности. По получению этого кода блок 43 управления осуществляет поверку величины рабочего напряжения (Краб) и определяет - находится ли его величина в пределах установленного допуска. Если значение 11раб находится в пределах установленного допуска, то блок 43 управления передаёт по цепи обратной связи код сигнала Есть рабочее напряжение, после чего блока 2 УРР вначале отправляет блоку 43 управления код команды Калибровка, затем формирует (для блока 3 КРР) управляющий сигнал для установления (открытия) информационного канала данных блока КБН, после чего блок 3 КРР открывает его. По поступлению в блок 43 управления кода команды Калибровка, этот блок формирует для блока 44 индикатора команду для отображения данного события - Есть напряжение, в результате чего загорается ЛГ 50, затем блок 43 управления передаёт блоку 45 генератора команду на генерацию в течении на 15 с калибровочного сигнала, имитирующего сигнал регламентированного уровня от блока 34 оптопары, который поступает на вход блока 37 усилителя. Далее этот калибровочный сигнал по цепочке блоков: от блока 37 до блока 2 УРР через блоки 38, 39, 40, 41, 42, 35, блок разъёма БР, мульти/демультиплексор 1 и блок 3 КРР поступает в блок 2 УРР. Если параметры калибровочного сигнала удовлетворяют критериальным условиям, то блок 2 УРР вырабатывает сигнал готовности блока КБ и передает его по цепи обратной связи (между блоками 2 УРР и блоком 43) в блок 43, после чего из последнего в блок 44 индикатора поступает сигнал Готовность. Это событие отображается путём зажигания ЛГ 51, сигнализирующей о готовности КБ к
работе. Одновременно информация об этом событии поступает на блоки 16 и/или 18 вывода информации также передается сообщение о готовности датчика периферического пульса.
Если же параметры калибровочного сигнала не удовлетворяют критериальным условиям, то блок 2 УРР вырабатывает сигнал Неготовность блока КБ1 и, аналогично выше описанному, формируется отображение данного события, в результате чего загорается ЛГ 52 и выдаётся соответствующее сообщение на дисплей и звуковые колонки. После чего оператор, осуществляющий контроль результатов автоматической проверки работоспособности, должен выявить соответствующую причину неисправности, устранить её и затем вновь повторить процедуру проверки.
В том случае, если значение ираб лежит вне пределов установленного допуска, из блока 43 управления в блок 2 УРР поступает код сигнала Отсутствие рабочего напряжения. В соответствии с этим блок 2 УРР не формирует и не передаёт код команды Калибровка а, поскольку, блок 43 управления не получает этого кода, то в блок 44 индикатора также не поступает сигнал Готовность. Отображением этого события (т.е. события  напряжения) является отсутствие индикации (загорания) ЛГ 49. После поступления в блок 2 УРР кода сигнала Отсутствие рабочего напряжения или при его отсутствии в течении 10 секунд блок 2 УРР через блоки17 и/или 19 передаёт сообщение об отсутствии рабочего напряжения на блоке КБ и рекомендации по устранению возможных причин. Для оператора это является сигналом обесточить блок КБ1, выявить и устранить соответствующую причину и затем вновь повторить процедуру подачи напряжения.
На этом последовательность подготовительных операции для Комплексного блока I датчика периферического пульса заканчивается, далее он работает в автоматическом режиме.
Процедура съёма пульсовой волны и этапы её последующей обработки начинается с формирования в блоке 2 УРР управляющего сигнала для установления (открытия) информационных каналов связи с блокам управления 43 блока КБ1. По поступлению этого управляющего сигнала в блок 3 КРР режимов работы осуществляется коммутация соответствующей линии связи. После этого блок КБН готов к приёму и обработке сигнала пульсовой волны.
При проведении обследования электрический сигнал от фотоприемника инфракрасного излучения блока 34 оптопары через согласующий каскад, фильтр низкой частоты 36 поступает на вход блока 37 усилителя низкой частоты, цепь обратной связи которого имеет автоматическую регулировку уровня усиления (АРУ) выходного сигнала.
С выхода блока 37 усилителя сигнал поступает на вход блока 38 АЦП (аналого-цифрового преобразователя), который необходим для преобразования текущего значения напряжения, эквивалентного протекающему току, в цифровой двоичный код для последующего его ввода в подблок 4а блока 4 ОПБ и блок 7 анализа качества пульсовой волны. По завершению преобразования аналогового сигнала в параллельный цифровой код блок 38 выдает разрешение на работу блока 39 преобразователя кода, который трансформирует параллельный код в последовательный.
Работой блока 38 АЦП и блока 39 преобразователя параллельного двоичного кода в последовательный управляет блок 46 тактового генератора через блок 47 делителя частоты, понижающий частоту генератора до 9,6 кГц.
Блок 39 преобразователя кода включает в себя два 8-ми (16-ти) входовых мультипроцессора, двоичный счетчик и триггер. Счетчик запускается после окончания каждого цикла преобразования АЦП и блокируется тригером после прохождения 16 импульсов с частотой 9,6 кГц до появления очередного (нового) результата на выходе АЦП.
Затем этот код поступает на вход блока 40 формирователя полной кодовой посылки, в котором происходит добавление в его состав стартового и стопового битов. Преобразование параллельного кода, поступившего с выхода АЦП, в последовательный, добавление стартового и стопового битов (суммарный сигнал) происходит за время работы счетчика импульсов.
Этот суммарный сигнал поступает на мульти/демультиплексора 41 и затем в блок 42 усилителя мощности выходного сигнала, который обеспечивает условия нормального функционирования блока 35 гальванической развязки, выполненного, например, на основе оптронной пары. Блок гальванической развязки необходим для выполнения требований электробезопасности пациента в случае возникновения неисправности по цепи питания, например, блока 31.
руемая последовательность An(t) не содержит необходимого минимума характерных признаков, совпадающих с признаками одного из классов пульсовой волны, блок 7 анализа качества пульсовой волны вырабатывает код сигнала некачественный ввод и передает его в блок 2 УРР, который в свою очередь подаёт сигнал некачественный ввод в блок 43 управления и, наконец, последний формирует для блока 44 индикатора код сигнала показать признак некачественного ввода, что находит своё отражение индикацией (включением) ЛГ 52 .блока КБ1.
Для оператора это означает необходимость установления и устранения причины некачественного ввода и повторения процедуры измерения пульсовой волны. При этом он может руководствоваться выводимым на дисплей 16 перечнем необходимых действий по установлению возможной причины некачественного ввода и её устранению. Перечень, помимо прочего, включают в себя рекомендации по корректировке положения пальца на датчике и предложение повторить съём или отключить устройство для автономной проверки.
По окончанию всех циклов измерения блок 2 УРР блока КБП вырабатывает сигнал на отключение питания, который передается на блок 43 управления и контроля съёмом. В свою очередь, блок 43 управления подает через блок разъема БР сигнал отключение на блок 32 стабилизатора напряжения и одновременно с этим блок 43 управления вырабатывает сигнал Конец работы, передаваемый на ЛГ 49 индикатор 44 -, сигнализирующего об отключении рабочего напряжения.
На этом заканчивается работа Комплексного блока I датчика периферического пульса.