АНАЛИЗАТОР РИТМА R - R

Полезная модель относится к области кардиологии, физиологии человека и спортивной медицины. Может быть использована для оценки состояния сердечно-сосудистой системы пациента, как в состоянии покоя, так и под воздействием различных проб, медикаментозных средств и внешних условий.
известны различные устройства для выделения R-зубцов в электрокардиосигналах (ЭКС) с последующей обработкой R-R-интервалов с целью анализа и контроля за ритмической деятельностью сердца. В зависимости от решаемой устройством задачи меняется структура устройства и его сложность.
Так известны ритмокардиометр РКМ-01 /Теория и практика автоматизации электрокардиографических исследований.-Пущино, 197б.с.б1/3ритмокардиоскопы РКС-ОК02) /Дембо А.Г., Земцовский Э.В.
Спортивная кардиология:руководство для врачей.-Ленинград. Медицина. 1989.-464с/ ,кардиоинтервалограф Ритм,а также специализированные автоматизированные устройства АРС-А1(-БК,-РН) /Баевский P.M..Кириллов О.И.,Клецкин С.З. Математический анализ изменений сердечного
и  .  л ритма при стрессе. М.:Наука. 1984. 222 с./ и другие. Основным недостатком устройств,выпускаемых серийно, является ограниченное число характеристик,получаемых с помощью этих устройств, и невозможность простой перестройки их на другие характеристики. Специализированные автоматизированные устройства, как правило, достаточно сложны и требуют высококвалифицированного обслуживающего персонала со специальной подготовкой. Известен, например, кардиоинтервалометрический анализатор типа КИМ-А /Медицинская техника. 1993.N4, с.44-45/. Он имеет систему датчиков для получения кардиоинформации,узел обработки этой информации, состоящий из сумматора, усилителя,аналогово-цифрового преобразователя и микропроцессора. Для хранения и визуализации результатов анализа в устройстве предусмотрены принтер, монитор и архив.Для КИМ-А характерны те же недостатки, что и для других устройств,выпускаемых отечественной промышленностью. Известен также прибор для анализа и контроля ритмической деятельности сердца /Худяков А.В.,Яшков В.Т. Радиоэлектроника,физика и математика в биологии и медицине. 1984 г.,с.40/. Он состоит из усилителя, формирующего устройства, двух преобразователей, пульсотахометра,амплитудного селектора.а также блока синхронизации, схемы фиксации средних значений периода сердечных сокращений, амплитудного дискриминатора отклонений от среднего значения и регистрирующего устройства. Однако прибор имеет сложную схему, выполнен на устаревшей элементной базе, поэтому тяжел и неудобен в эксплуатации. Наиболее близким аналогом заявляемого решения является анализатор, в котором в качестве основного элемента использовано устройство для выделения R-зубца электрокардиосигнала /Савинов
Ю.Г.,Аратен С.М., Кардаш Г.С,.Матюшин И.Ф.и Буланов Г.А. Авторское свидетельство N1311706, МКИ А 61 В5/04 /.Оно имеет в своем составе фильтры низкой частоты, нормирующие элементы, дифференциаторы, компараторы, одновибраторы, элемент совпадения, триггер и ключ. В устройстве имеются две однотипных цепочки элементов, на которые поступают ЭКС и сфигмограмма. В момент инцизуры сфигмограммы, наступающей позднее Т-зубца ЭКС,открывается ключ и импульс,сформированный в элементе совпадения синхронно с R-зубцом ЭКС, проходит на выход для последующей регистрации и обработки.
Недостатком устройства для выделения R-зубца ЭКС является его сложность, обусловленная наличием электрокардиографического и сфигмографического каналов и соответсвующих датчиков сигналов.
Целью заявляемого решения является упрощение узла выделения R-зубца ЭКС при сохранении точности снятия интервалов R-R в анализаторах сердечного ритма.
Сущностью заявляемого решения является оригинальное представление блока обработки электрокардиосигнала в виде последовательно соединенных триггера входных импульсов и счетного триггера, причем к последнему подключен таймер. Кроме того, дифференциатор выполнен в виде двух последовательно соединенных дифференцирующих RC-цепочек.
Блок-схема предлагаемой полезной модели приведена на фиг.1, а временная зависимость напряжения в отдельных точках схемы,иллюстрирующая работу той части схемы,которая определяет процедуру выделения R-зубца,заявляемого решения,показана на фиг.2.
Модель состоит из следующих структурных элементов:системы датчиков электрокардиосигналов 1, усилителя-регистратора 2, фильтра- амплитуд ног о селектора 3, нормирующего усилителя 4, дифференциатора 5, компаратора б, формирователя 7 с оптронной развязкой, триггера входных импульсов 8, счетного триггера 9, таймера 10, вычислительного устройства 11, печатающего устройства 12 и системы записи электрокардиосигнала на бумажную ленту 13. Б реально выполненном устройстве в качестве элементов 1,2 и 13 использованы соответствующие узлы малогабаритного электрокардиографа, например,типа ЭК1Т-03, элементы с 3 по 7 собраны на специальной плате,размещенной также в кардиографе. Электропитание этих элементов осуществляется от блока питания кардиографа. При использовании в качестве вычислительного устройства микро-ЭВМ типа ДЗ-28 удобно разместить элементы 8 и 9 в стандартном блоке сопряжения типа БС-02, применяемом для сопряжения ЭВМ ДЗ-28 с некоторыми периферийными устройствами.
Работа модели по выделению R-зубцов и измерению R-R-интервалов осуществляется следующим образом. Электрокардиосигнал в виде,показанном на фиг.2а,поступает с усилителя-регистратора 2 на амплитудный селектор 3, выполняющий одновременно и функцию фильтра нижних частот. Форма сигнала,прошедшего через нормирующий усилитель 4 показана на фиг.26. После прохождения дифференциатора 5(фиг.2в), компаратора б и формирователя 7 сигнал в виде, показанном на фиг.2г, осуществляет запуск триггера входных импульсов 8, выходной сигнал которого (фиг.2д) включает и выключает счетный триггер 9, выходной сигнал которого показан на фиг.2е. ЭВМ с помощью таймера 10 измеряет длительность импульсов на счетном триггере с точностью не хуже 0,001 секунды. Измеренный временной интервал соответствует времени между двумя сердечными сокращениями, В соответствии с выбранным алгоритмом работы ЭВМ отсчитывает требуемое число интервалов R-R (например, 100),проводит обработку полученного массива с целью нахождения статистических показателей ритма сердца:
1)математического ожидания Ы,
2)моды М ,
3)вариационного размаха X,
4)среднеквадратичного отклонения ,
5)амплитуды моды AM ,
6)индекса напряжения ИН.
Результаты статистической обработки (а в необходимых случаях и весь массив интервалов R-R) выводятся на печатающее устройство. После завершения печати модель готова к повторному запуску.
В зависимости от объема информации, выводимой на печать, готовность модели к повторному запуску наступает через 2-5 минут. Быстродействие ЭВМ принципиальной роли не играет, так. как. время обсчета массива интервалов R-R существенно меньше времени подготовки и измерения, в свою очередь время измерения определяется спецификой эксперимента (числом регистрируемых интервалов и временем контрольной записи ЭКГ на ленту кардиографа).
Заявитель, патентообладатель: НИИМФ СГУ
Директор НИИМФ СГУ
АвторыtA f  Лыкова Е.Ю.
. у.;;:}Ц.АмирСЕ
fgfer
$-/& . Киричук В.Ф.
I/ ,Кузнецов В.Е.
k,uA ,
Лыков Ю.И.