УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЯВЛЕНИЯ ГЕМОДИНАМИЧЕСКИХ НАРУШЕНИЙ

Полезная модель относится к медицинской технике и является средством функциональной неинвазивной диагностики заболеваний сосудов конечностей,
Прототипом полезной модели является устройство, содержащее два реографических блока, два дифференциатора, два компаратора, два дискриминатора передних фронтов, двухканальный коммутатор, регистр сдвига, стробируемую многоразрядную схему совпадений, группу счётчиков, дешифратор и блок управления, первый вход которого служит запускающим входом устройства, тактовым входом которого служат объединённые тактовый вход регистра сдвига и второй вход блока управления, третий вход которого объединён с обнуляющим входом регистра сдвига и служит входом сброса устройства, выходы первого и второго реографических блоков соединены соответственно с входами первого и второго дифференциаторов, выходы которых соединены соответственно с сигнальными входами первого и второго компараторов, выходы которых соединены соответственно с входами первого и второго дискриминаторов передних фронтов, выходы которых подключены к соответствующим входам коммутатора, первый выход которого соединён с информационным входом регистра сдвига, а второй выход соединён с объединёнными первыми информационными входами стробируемой многоразрядной схемы совпадений, вторые информационные входы которой подключены к соответствующим разрядным выходам регистра сдвига, тактовый вход стробируемой многоразрядной схемы совпадения подключён к выходу блока управления, четвёртый многоразрядный вход которого объединён с соответствующими входами дешифратора и подключён к выходам переполнения соответствующих счётчиков группы, суммирующие входы которых соединены с соответствующими выходами стробируемой многоразрядной схемы совпадений, обнуляющие входы счётчиков группы объединены и подключены к входу сброса устройства [А. с. СССР № 1602454. Опубл. в Б.И. № 40, 1990г].
Недостатком прототипа является функциональная сложность.
Технический результат, достигаемый при использовании настоящей полезной модели, состоит в функциональном упрощении и снижении стоимости устройства.
Технический результат достигается тем, что в известное устройство для выявления гемодинамических нарушений, содержащее два реографических блока, два дифференциатора, два компаратора и два счётчика, причём выходы первого и второго реографических блоков соединены соответственно с входами первого и второго дифференциаторов,
выходы которых соединены соответственно с сигнальными входами первого и второго компараторов, согласно полезной модели введены два одновибратора, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, два элемента И и два триггера, входы первого и второго одновибраторов соединены соответственно с выходами первого и второго компараторов, выходы одновибраторов подключены к входам элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выход которого соединён с объединёнными первым входом первого элемента И и тактовым входом первого триггера, второй вход первого элемента И соединён с выходом первого триггера, D-вход которого соединён с выходом второго триггера, обнуляющий вход которого соединён с выходом переполнения первого счётчика, суммирующий вход которого соединён с выходом первого элемента И, суммирующий вход второго счётчика соединён с выходом второго элемента И, первый вход которого соединён с выходом первого элемента И, а второй вход второго элемента И является тактовым входом устройства, входом сброса которого служат объединённые обнуляющие входы первого и второго счётчиков, запускающим входом устройства является установочный вход второго триггера, информационным выходом устройства является выход второго счётчика.
Сущность полезной модели поясняется функциональной схемой, приведённой на фигуре.
Функциональная схема устройства для выявления гемодинамических нарушений (см. фиг.), содержит реографический блок 1-1 (I канал), реографический блок 1-2 (II канал), дифференциатор 2-1 (I канал), дифференциатор 2-2 (II канал), компаратор 3-1 (I канал), компаратор 3-2 (II канал), одновибратор 4-1 (I канал), одновибратор 4-2 (II канал), элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 5, элементы И 6, 7, счётчики 8, 9 и триггеры 10, 11. Входы реографических блоков 1-1, 1-2 служат для подключения к ним токовых и измерительных электродов соответственно первого и второго каналов, выходы блоков 1-1 и 1-2 соединены соответственно с входами дифференциаторов 2-1 и 2-2, выходы которых соединены соответственно с сигнальными входами компараторов 3-1 и 3-2, выходы которых соединены соответственно с входами одновибраторов 4-1 и 4-2, выходы которых подключены к входам элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 5, выход которого соединён с объединёнными первым входом элемента И 6 и тактовым входом триггера 11, второй вход элемента И 6 соединён с выходом триггера 11, D-вход которого соединён с выходом триггера 10, обнуляющий вход которого соединён с выходом переполнения счётчика 8, суммирующий вход которого соединён с выходом элемента И 6, суммирующий вход счётчика 9 соединён с выходом элемента И 7, первый вход которого соединён с выходом элемента И 6, а второй вход элемента И 7 является тактовым входом (ТИ) устройства, входом сброса которого служат объединённые обнуляющие входы счётчиков 8, 9, запускающим
входом устройства является установочный вход триггера 10, информационным выходом устройства является выход счетчика 9.
Принцип действия устройства основан на снятии с симметричных участков двух конечностей обследуемого реовазосигналов и определении относительного временного сдвига между одноимёнными точками реовазосигналов, соответствующих различным конечностям. Появление гемодинамического сопротивления в сосудистом русле одной из конечностей, как правило, приводит к изменению формы анакроты реовазосигнала, включая её наклон, вплоть до задержки начала её формирования. Если при этом выделять на каждом из двух дифференциальных реовазосигналов точки с равными скоростями кровенаполнения, то по тому, насколько смещены во времени одноимённые точки, можно будет судить как о нарушениях в гемодинамике одной из конечностей, так и о степени тяжести этих нарушений. Таким образом, основная измерительно-вычислительная задача устройства сводится к измерению временного сдвига т между моментами срабатывания компараторов 3-1 и 3-2 при одинаковых порогах срабатывания.
Работает устройство следующим образом.
Объёмные реовазосигналы с выходов реографических блоков 1-1, 1-2 дифференцируются в блоках 2-1, 2-2, после чего компараторами 3-1, 3-2 преобразуются в прямоугольные импульсы постоянной амплитуды. Временное положение указанных импульсов может быть различным и зависит от общей гемодинамической картины. Учитывая, что крутизна даже продифференцированного реовазосигнала остается весьма невысокой, а влияние внешних помех, как правило, неизбежно, то процесс формирования импульсов в компараторах 3-1, 3-2 будет сопровождаться ложными короткими импульсами в окрестности передних и задних фронтов полезных информативных импульсов. Для исключения влияния указанного эффекта на результаты измерений импульсы с выходов компараторов расширяются на величину, примерно в 1,5 раза превосходящую ширину дифференциальных реовазосигналов. Этого вполне достаточно для подавления паразитных импульсов. Сформированные указанным путём прямоугольные импульсы будут иметь уже одинаковую длительность, но разное положение на оси времени, что приводит к появлению на выходе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 5 импульсов, длительность т которых равна относительному временному сдвигу подаваемых на его вход информативных импульсных последовательностей.
Начало процесса измерений задаётся подачей на вход «Пуск» короткого импульса, в связи с чем триггер 10 переходит в состояние высокого логического уровня и на D-входе триггера 11 также устанавливается высокий уровень. По первому переднему фронту импульса с выхода элемента ИСКЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 5 триггер 11 также переходит в
состояние высокого логического уровня и разрешает таким образом передачу импульсов длительностью т на выход элемента И 6. Счётчиком 8 ведётся счёт количества поступающих импульсов, а счётчик 9 отсчитывает их суммарную длительность. Окончание счёта определяется моментом появления импульса переполнения на выходе счётчика 8, коэффициент пересчёта N которого задаёт длительность интервала усреднения. С появлением импульса переполнения триггер 10 обнуляется немедленно, а триггер 11 - с появлением очередного переднего фронта информативных импульсов. На выходе устройства - выходе счётчика 9 - фиксируется код п, соответствующий удвоенной суммарной относительной задержке за время действия серии реовазокомплексов. Оценку т* вычисляют по формуле
**********
0
где Т - период следования тактовых импульсов на тактовом входе устройства.
Перед началом следующего цикла измерений на вход «Сброс» подают импульс, по которому содержимое счётчиков 8, 9 стирается, и устройство таким образом подготавливается к дальнейшей работе.
Точность оценки временного сдвига т определяется как задаваемым дискретом измерений то, так и количеством реовазокомплексов, участвующих в ходе измерений. Учитывая, что временной сдвиг т составляет единицы - десятки миллисекунд, то обеспечить низкую относительную погрешность дискретизации измеряемых временных интервалов сложности не представляет. Основная задача, которую следует решать для увеличения точности измерений, это борьба с артефактами и получение истинной статистической оценки. Относительно артефактов заметим, что они, как правило, легко обнаруживаются и таким образом свидетельствуют о необходимости исключения из анализа полученных при этом данных. Что же касается получения оценки, которая должна быть максимально похожа на истинное вероятностное значение, то для этого требуется увеличивать интервал усреднения, то есть увеличивать количество реовазокомплексов, участвующих в получении результата τ*.