УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ УДАРНОГО ОБЪЕМА

Полезная модель устройства относится к области медицинской техники и может быть использована для контроля ударного объема крови совместно с электрофизиотерапией и управления электрофизиотерапевтической техникой.
Известны устройства контроля ударного объема, реализуемые на базе модульного принципа и использующие в качестве базовых измерительных цепей функциональные блоки тонометров [Подмастерьев, К.В. Устройство контроля ударного объема сердца для электрофизиоаппаратуры [Текст] / К.В.Подмастерьев, Б.А.Егоров, М.В.Яковенко // Медицинская техника, 2010. - №1. - С.16-22.].
Наиболее близким к полезной модели по технической сущности является устройство контроля ударного объема, содержащее объединенные в блок тонометра управляющий контроллер и устройство преобразования информации, датчик давления, систему накачки, шину данных, устройство управления, устройство ввода и внешний цифровой интерфейс, в котором управляющий контроллер, связан двунаправленной связью с устройством преобразования информации, соединенным двунаправленной связью с датчиком давления, вход которого подключен к выходу системы накачки, первый и второй входы которой подключены к первому и второму выходу управляющего контроллера, третий выход которого подключен к входу шины данных, а четвертый и пятый выходы к первому и второму входу устройства управления, первый выход которого подключен к входу управляющего контроллера, второй выход подключен к внешнему цифровому интерфейсу, третий вход подключен к выходу устройства ввода, а четвертый вход к выходу шины данных.
Данное устройство принято за прототип [Подмастерьев, К.В. Метод контроля ударного объема для систем управления электрофизиотерапевтической техникой [Текст] / К.В.Подмастерьев, Б.А.Егоров, М.В.Яковенко // Контроль. Диагностика, 2009. - №7, С.54-60.].
В принятом за прототип устройстве производится измерение величин артериального давления, частоты сердечных сокращений и расчет величины ударного объем с учетом задаваемого устройством ввода значения силы тока. Рассчитанное значение ударного объема выводится через внешний цифровой интерфейс и может управлять физиотерапевтическим аппаратом, оказывающим воздействие на пациента.
При этом, однако, величина общего периферического сопротивления при вычислении ударного объема принимается равной константе. На практике эта величина значительно изменяется, что не учитывается известным устройством. Таким образом, точность принятого за прототип устройства контроля ударного объема, не учитывающего вариации периферического сопротивления, ограничена.
Кроме того, использование внешнего цифрового интерфейса в известном устройстве не обеспечивает возможность непосредственного использования этого устройства для управления электрофизиотерапевтическими аппаратами, в которых коэффициент усиления выходных усилителей, определяющий уровень токового воздействия на пациента, регулируется уровнем напряжения. Для управления такими аппаратами с помощью известного устройства требуется существенная модификация их конструкции или их микропрограммы. Таким образом, принятое за прототип устройство имеет ограниченные функциональные возможности.
Предлагаемая полезная модель решает задачу повышения точности и расширения функциональных возможностей устройства контроля ударного объема.
Технический результат - повышение точности контроля значения ударного объема за счет учета периферического сопротивления, определяемого в соответствие с ритмом сердца, и обеспечение возможности управления выходными усилителями аппаратов электролечения с коэффициентом усиления, управляемым напряжением.
Поставленная задача достигается тем, что известное устройство контроля ударного объема, содержащее объединенные в блок тонометра управляющий контроллер и устройство преобразования информации, датчик давления, систему накачки, шину данных, устройство управления, устройство ввода и внешний цифровой интерфейс, в котором управляющий контроллер, связан двунаправленной связью с устройством преобразования информации, соединенным двунаправленной связью с датчиком давления, вход которого подключен к выходу системы накачки, первый и второй входы которой подключены к первому и второму выходу управляющего контроллера, третий выход которого подключен к входу шины данных, а четвертый и пятый выходы к первому и второму входу устройства управления, первый выход которого подключен к входу управляющего контроллера, второй выход подключен к внешнему цифровому интерфейсу, третий вход подключен к выходу устройства ввода, а четвертый вход к выходу шины данных, согласно полезной модели, дополнительно снабжено блоком регулировки выходного напряжения, блоком принятия решений, связанным двунаправленной связью с блоком управления, и блоком ЦАП, вход которого подключен к третьему выходу устройства управления, а выход ко входу блока регулировки выходного напряжения.
На фигуре представлена схема предлагаемого устройства контроля ударного объема.
В блоке тонометра 1 объединены управляющий контроллер 2 и устройством преобразования информации 3. Управляющий контроллер 2, связан двунаправленной связью с устройством преобразования информации 3, которое соединено двунаправленной связью с датчиком давления 4, вход которого подключен к выходу системы накачки 5, первый и второй входы которой подключены к первому и второму выходу управляющего контроллера 2, третий выход которого подключен к входу шины данных 6, а четвертый и пятый выходы к первому и второму входу устройства управления 7. Первый выход устройства управления 7 подключен к входу управляющего контроллера 2, второй выход подключен к внешнему цифровому интерфейсу 8, третий выход подключен ко входу ЦАП 9, выход которого подключен ко входу блока регулировки выходного напряжения 10. Третий вход устройства управления 7 подключен к выходу устройства ввода 11, а четвертый вход к выходу шины данных 6. Блок принятия решения 12 связан двунаправленной связью с устройством управления 7.
Предложенное устройство контроля ударного объема работает следующим образом. Устройство управления 7 с первого выхода подает команду запуска преобразования на вход управляющего контролера 2 блока тонометра 1 и переходит в режим ожидания конца преобразования. Управляющий контроллер 2 в соответствие с осциллометрической методикой измерения давления управляет системой накачки 5. Давление, создаваемое системой накачки 5, преобразуется датчиком давления 4 в электрический сигнал, поступающий на устройство преобразования информации 3, которое преобразует его в численные значения артериального давления и передает управляющему контроллеру 2. По окончании измерения признак окончания преобразования в виде одиночного импульса передается с четвертого выхода управляющего контроллера 2 на первый вход устройства управления 7 и свидетельствует о том, что данные с блока тонометра 1 готовы к передаче и выставлены на шину данных 6.
Сработав по прерыванию от импульса, устройство управления 7 считывает данные, содержащие значения артериального давления и периодов сокращения сердца. Во время ожидания конца преобразования устройство управления 7 получает от устройства ввода 11 значение силы тока и предельное значение ударного объема. Затем на основе значений периодов сокращения сердца и соотношений величин артериального давления блок принятия решений 12 определяет величину периферического сопротивления и передает значение устройству управления 7. Далее на основании полученных численных значений давления, периферического сопротивления, периода сокращения сердца и силы тока устройство управления 7 рассчитывает значение ударного объема. Рассчитанное значение сравнивается с предельным значением, и формируется результат контроля. На основании результат контроля вырабатывается управляющее решение и соответствующий ему управляющий код.
Результат контроля, включая численные значения промежуточных параметров, выводятся через внешний цифровой интерфейс 8. В случае управления терапевтическим аппаратом по этому интерфейсу управляющий код передается управляемому аппарату. В случае управления терапевтическим аппаратом при помощи аналогового сигнала управляющий код с третьего выхода устройства управления 7 передается на ЦАП 9, где оно преобразуется в напряжение, которое поступает на блок регулировки выходного напряжения 10, осуществляющий приведение уровня напряжения в соответствие с требованиям управляемого аппарата. Это напряжение передается на управляемый аппарат.
В случае возникновения и диагностирования ошибки при измерении давления управляющий контроллер 2 выдаст с пятого выхода на второй вход устройства управления 7 соответствующий этой ошибке последовательный код. Код считывается по прерыванию с максимальным приоритетом. На основании сообщения принимается управляющее решение.
Таким образом, предложенное устройство контроля ударного объема, по сравнению с принятым за прототип известным устройством повышает точность за счет использования блока принятия решения, позволяющего учесть вариации периферического сопротивления, а также существенно расширяет функциональные возможности, за счет наличия ЦАП и блока регулировки выходного напряжения, что позволяет реализовать возможность прямого управления терапевтическими аппаратами с аналоговым управлением.