УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ПУЛЬСОВОЙ ВОЛНЫ

Полезная модель относится к медицинским диагностическим приборам, в частности к приборам для измерения скорости распространения и записи пульсовой волны, и может быть использована в медицинских диагностических кабинетах при двухканальной сфигмографии для измерения скорости пульсовой волны и модуля упругости сосудов.
Известны устройства для измерения скорости распространения пульсовой волны, содержащие пьезокерамические датчики пульса, узел аналоговой обработки сигнала с двухканальным усилителем входных сигналов и дифференцирующим каскадом в каждом канале, блок питания и узел индикации (см. авт. свид. СССР №536816, по МКИ А 61 В 5/02, заявленное 07.10. 74 г. и авт. свид. СССР №1250245, по МКИ А 61 В 5/02, заявленное 22.02.85 г.)
Наиболее близким по технической сущности является устройство для измерения скорости распространения пульсовой волны, содержащее пьезокерамические датчики пульса, узел аналоговой обработки сигнала с двухканальным усилителем входных сигналов и дифференцирующим каскадом в каждом канале, блок питания и узел индикации (см. авт. свид. СССР №1250245, по МКИ А 61 В 5/02, заявленное 22.02.85 г.)
Общими недостатками известных устройств для измерения скорости распространения пульсовой волны является то, что они менее точны и неудобны в эксплуатации.
В основу предлагаемой полезной модели положена задача создания устройств для измерения скорости распространения пульсовой волны имеющих высокую точность, простую конструкцию, удобных в эксплуатации и
работающих как в автономном режиме, так и совместно с персональным компьютером.
Поставленная задача решается тем, что в устройстве для измерения скорости распространения пульсовой волны, содержащем пьезокерамические датчики пульса, узел аналоговой обработки сигнала с усилителем входных сигналов и дифференцирующим каскадом в каждом канале, блок питания и узел индикации, согласно полезной модели оно снабжено узлом цифровой обработки сигналов, узлом ввода данных, причем узел индикации снабжен цифровым индикатором, а узел аналоговой обработки сигнала снабжен, системой автоматической подстройки порога начала формирования стробов под уровень сигнала, узлом распознавания полярности, узлом балансировки каналов и узлом индикации уровня пульса. Пьезокерамические датчики пульса снабжены устройством крепления, выполненным в виде манжеты с пневматическим поджимом чувствительного элемента.
Сущность полезной модели поясняется функциональной схемой предлагаемого устройства.
Устройство для измерения скорости распространения пульсовой волны содержит пьезокерамические датчики пульса 1, узел аналоговой обработки сигнала 2 с двухкаскадным усилителем входных сигналов 3 и блок питания 4. Устройство снабжено узлом цифровой обработки сигналов 5, содержащим узел ввода данных 6 и узел индикации 7 скорости распространения пульсовой волны и модуля упругости сосудов. Узел аналоговой обработки сигнала 2 снабжен дифференцирующим каскадом 8 в каждом канале, взаимодействующим с системой автоматической подстройки порога начала формирования стробов под уровень сигнала 9, узлом распознавания
полярности 10, узлом балансировки каналов 11 и узлом индикации уровня пульсового сигнала 12. Пьезокерамические датчики пульса 1 снабжены устройством крепления выполненном в виде манжеты с пневматическим поджимом чувствительного элемента (на чертеже не показано).
Устройство работает следующим образом
Пьезокерамические датчики пульса 1 устанавливаются по ходу пульсовой волны, например на сонной и лучевой артериях пациента, и крепятся с помощью манжеты, аналогичной манжете тонометра, снабженной пневматическим поджимом чувствительного элемента. Данные о расстоянии между датчиками и типе сосудов вводятся с помощью узла ввода данных 6.
Колебания стенок артерии преобразуются пьезокерамическими датчиками пульса 1 в электрические сигналы, которые поступают на соответствующие входы узла аналоговой обработки сигналов 2.
Электрический сигнал от пьезокерамического датчика пульса 1 поступает на вход двухкаскадного усилителя входных сигналов 3. Пороговая отрицательная обратная связь, организованная во втором каскаде, обеспечивает быстрое восстановление рабочих режимов каскада после перегрузок по входу, какие обычно возникают в процессе поиска пульса. Время восстановления составляет примерно 1.5 с.
Усиленный сигнал с выхода двухкаскадного усилителя входных сигналов 3 поступает на дифференцирующий каскад 8 для выделения первой производной и формирования строба запуска (останова). Так как первая производная имеет пониженное содержание низкочастотных составляющих сигнала, то ее выделение уменьшает влияние движений пациента на работу устройства.
Так как требования к точности измерения времени распространения довольно высоки (1 мс.), а уровень сигнала с пьезокерамического датчика пульса 1 может быть в определенной степени произвольным, то каждый канал имеет в своем составе систему автоматической подстройки порога начала формирования строба под уровень сигнала 9, которая выделяет положительное значение первой производной, фиксирует ее амплитуду, устанавливает порог сигнала, с которого начинается формирование строба запуска (останова), пропорционально этой амплитуде.
Распознавание правильности установки пьезокерамических датчиков пульса 1 и установки уровня сигнала, обеспечивающего требуемую точность работы прибора и в то же время исключающего перегрузку его каскадов обеспечивается узлом индикации уровня пульсового сигнала 12.
Максимум положительного всплеска первой производной больше максимума ее отрицательного всплеска. При неточной установке пьезокерамических датчиков пульса 1 сигнал, снятый ими, может иметь вид «перевернутой», или отрицательной пульсовой волны. В этом случае отрицательный всплеск первой производной больше положительного. При этом узел распознавания полярности 10 вырабатывает сигнал запрета индикации для узла индикации уровня пульсового канала 12, и прибор «неправильную» пульсовую волну просто не индицирует, давая понять оператору, что пульс не найден.
Выравнивание перед началом измерения параметров системой автоматической подстройки порога начала формирования строба под уровень сигнала 9 обоих каналов, обеспечивается узлом балансировки каналов 11.
Сигналы с узла аналоговой обработки сигналов 2 приходят на узел цифровой обработки 5, который рассчитывает скорость распространения пульсовой волны и модуль упругости сосудов, в зависимости от введенных данных, и передает значения на узел индикации 7, а так же передает данные о
форме пульсовой волны, скорость распространения пульсовой волны, модуль упругости сосудов и данные введенные оператором в ПЭВМ.
Стробы запуска (останова) таймера используются узлом цифровой обработки 5 для измерения времени распространения пульсовой волны от пьезокерамических датчиков пульса 1. Усредняя это время за 8 ударов сердца, с использованием введенных оператором данных вычисляет скорость распространения пульсовой волны и модуль упругости сосудов.
Вводимые оператором данные для расчета скорости распространения пульсовой волны, модуля упругости сосудов, а также скорость распространения пульсовой волны и модуль упругости сосудов отображается на узле индикации 7.
Предлагаемое устройство имеет высокую точность, простую и удобную в эксплуатации конструкцию. Устройство может работать как в автономном режиме, так и совместно с ПЭВМ.
Программное обеспечение, поставляемое совместно с устройством, позволяет отображать сфигмограммы на мониторе ПЭВМ, масштабировать их и варьировать форму графического представления, производить вычисления параметров сфигмограмм с произвольным выделением изучаемого участка, а также записывать полученную информацию в файл для использования в дальнейшем.