Имитатор электрокардиосигнала - SU1253624A1
Код документа: SU1253624A1
Чертежи
Описание
Изобретение относится к медицинской технике , а именно к электрокардиографическим устройствам.
Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем имитации мерцательной аритмии, благодаря возмож- ности произвольного моделирования по задаваемой программе временных и амплитудных параметров, формируемых электро- кардиосигналом.
На фиг. 1 изображена структурная схе- ю ма имитатора электрокардиосигнала; па фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие работу имитатора.
Имитатор электрокардиосигнала, содержит генератор 1 импульсов, делитель 2 частоты, счетчик 3 импульсов, соединенный с первым входом блока 4 формирования электрокардиосигнала, выполненный в виде последовательно соединенных блока 5 памяти и преобразователя 6 код-напряжение, блок 7 управления, коммутатор 8 и генератор 9 случайных чисел. Выход последнего соединен со входом параллельной записи информации счетчика 3 импульсов, а вход - с первым выходом блока 7 управления и входом синхронизации записи счетчика 3 им5
20
Каждой фазе формирования соответствует состояние дополнительного счетчика 10. Очередной цикл работы имитатора начинается с фазы формирования случайной составляющей паузы после перехода дополнительного счетчика 10 в нулевое состояние и выработки на выходе формирователя 11 импульса, по которому в счетчик 3 импульсов записывается код случайного числа с выхода генератора 9 случайных чисел, а генератор 9 случайных чисел включается на формирование нового случайного числа. При нулевом состоянии дополнительного счетчика 10 разрешается прохождение через коммутатор 8 на второй вход управления коэффициентом пересчета делителя 2 частоты кода Ki с первого входа коммутатора 8. Предположим , что счетчик 3 импульсов реверсивного типа. При этом по каждому импульсу с выхода 2 делителя частоты состояние счетчика 3 импульсов последовательно уменьщается до нулевого, после чего очередным импульсом счетчик 3 переводится из нулевого состояния в максимальное, а на первом выходе вырабатывается сигнал переполнения , по которому состояние дополнительного счетчика 10 увеличивается на
пульсов. Счетный вход счетчика 3 импуль- 25 единицу, начинается фаза формирования
сов подключен к выходу делителя 2 частоты , первый вход которого соединен с выходом генератора 1 импульса, а второй вход - с выходом коммутатора 8. Первый и второй входы коммутатора 8 подключены соответственно к второму и третьему выходам блока 7 управления, вход которого соединен с выходом счетчика 3 импульсов, а второй выход - со вторым входом блока 4 формирования электрокардиосигнала. Адресный вход блока 5 памяти является перпостоянной составляющей паузы.
По коду единицы с выхода дополнительного счетчика 10 через коммутатор 8 разрешается прохождение кода К2 с его второго входа. По импульсам с выхода дели- 30 теля 2 частоты, следующих с частотой, определяемой кодом К2, состояние счетчика 3 последовательно умег1ьшается от максимального до нулевого, после чего на выходе счетчика 3 вырабатывается импульс переполнения , по которому состояние дополнительновым входом блока 4 формирования электро- - го счетчика 10 увеличивается на единицу
кардиосигнала, управляющий вход преобразователя 6 код-напряжение является вторым входом блока 4 формирования электрокардиосигнала .
Блок 7 управления содержит последова- о тельно соединенные дополнительный счетчик 10 импульсов и формирователь 11 импульсов управления, вход которого является вторым выходом блока 7 управления, а выход - первым выходом блока 7 управления . Второй выход дополнительного счет- 45 чика 10 импульсов является третьим выходом блока 7 управления.
Устройство работает следующим образом.
Имитатор формирует последовательность кардиоциклов, включаюи их имитируемые комплексы PQRST и паузы между ними (фиг. 2). Пауза состоит из двух составляющих постоянной (0„с) и случайной (вел), величина которой изменяется от цикла к циклу. Имитируемый кардиоцикл состоит из трех фаз: формирование случайной составляющей паузы (вел), формирование постоянной составляющей паузы (впс) формирование имитируемого сигнала PQRST.
50
55
счетчик 3 переходит в максимальное состояние и начинается фаза формирования комплекса PQRST.
При коде двойки с выход,а дополнительного счетчика 10 разрешается прохождение через коммутатор 8 кода Кз с его третьего входа, причем единица с выхода второго разряда счетчика разрешает работу преобразователя 6 код-напряжение. По импульсам с выхода делителя 2 частоты, следующие с частотой, определяемой Кз, состояние счетчика 3 последовательно уменьшается от максимального до нулевого, при этом из блока 5 памяти по адресам, определяемым состояниями счетчика 3, считывается последовательность кодов, по которой на выходе преобразователя 6 код-напряжение формируется комплекс PQRST. После перехода счетчика 3 через нулевое состояние по импульсу переполнения с его первого выхода дополнительный счетчик 10 (с коэффициентом пересчета 3) переходит в нулевое состояние. Цикл работы устройства закончен.
При переходе на выходе второго разряда дополнительного счетчика 10 сигнала из
Каждой фазе формирования соответствует состояние дополнительного счетчика 10. Очередной цикл работы имитатора начинается с фазы формирования случайной составляющей паузы после перехода дополнительного счетчика 10 в нулевое состояние и выработки на выходе формирователя 11 импульса, по которому в счетчик 3 импульсов записывается код случайного числа с выхода генератора 9 случайных чисел, а генератор 9 случайных чисел включается на формирование нового случайного числа. При нулевом состоянии дополнительного счетчика 10 разрешается прохождение через коммутатор 8 на второй вход управления коэффициентом пересчета делителя 2 частоты кода Ki с первого входа коммутатора 8. Предположим , что счетчик 3 импульсов реверсивного типа. При этом по каждому импульсу с выхода 2 делителя частоты состояние счетчика 3 импульсов последовательно уменьщается до нулевого, после чего очередным импульсом счетчик 3 переводится из нулевого состояния в максимальное, а на первом выходе вырабатывается сигнал переполнения , по которому состояние дополнительного счетчика 10 увеличивается на
постоянной составляющей паузы.
По коду единицы с выхода дополнительного счетчика 10 через коммутатор 8 разрешается прохождение кода К2 с его второго входа. По импульсам с выхода дели- теля 2 частоты, следующих с частотой, определяемой кодом К2, состояние счетчика 3 последовательно умег1ьшается от максимального до нулевого, после чего на выходе счетчика 3 вырабатывается импульс переполнения , по которому состояние дополнительного счетчика 10 увеличивается на единицу
счетчик 3 переходит в максимальное состояние и начинается фаза формирования комплекса PQRST.
При коде двойки с выход,а дополнительного счетчика 10 разрешается прохождение через коммутатор 8 кода Кз с его третьего входа, причем единица с выхода второго разряда счетчика разрешает работу преобразователя 6 код-напряжение. По импульсам с выхода делителя 2 частоты, следующие с частотой, определяемой Кз, состояние счетчика 3 последовательно уменьшается от максимального до нулевого, при этом из блока 5 памяти по адресам, определяемым состояниями счетчика 3, считывается последовательность кодов, по которой на выходе преобразователя 6 код-напряжение формируется комплекс PQRST. После перехода счетчика 3 через нулевое состояние по импульсу переполнения с его первого выхода дополнительный счетчик 10 (с коэффициентом пересчета 3) переходит в нулевое состояние. Цикл работы устройства закончен.
При переходе на выходе второго разряда дополнительного счетчика 10 сигнала из
единицы в нуль, формирователь 11 вырабатывает импульс, по которому в счетчик 3 записывается новое случайное число, а генератор 9 случайных чисел включается на формирование следующего кода. Начинается новый цикл работы устройства.
Последовательность описанных циклов периодически повторяется и на выходе устройства формируется последовательность кардиоциклов. Длительность (т) сигнала имитируемого комплекса PQRST равна
т Ггек-Л:з-2 ,
где Тпи - период следования импульсов генератора 1 импульсов; Кз - код управления длительностью комплекса PQRST, подаваемый на третий вход коммутатора 8; т - разрядность счетчика 3 импульсов. Длительность постоянной составляющей паузы, между соседними комплексами PQRST определяется соотношением
влс Гген 2 ,
где - код управления длительностью паузы , подаваемый на второй вход коммутатора 8. Длительность случайной составляющей
паузы, формируемой на /-том цикле равна
вел, f ген -/(i -Ai,
где K.i - код управления длительностью интервалов дискретизации случайной составляющей, подаваемый на первый вход коммутатора 8;
./ /4, - случайные числа, записываемые на
i-тых циклах в счетчик 3 импульсов.
5
5
0
Математическое ожидание периода следования имитируемых кардиоциклов определяется соотношением т + в„. + 0с.1,- т 4- в„, +
+ Гген -/(, Л,
где ; - символ математического ожидания .
Среднее число имитируемых интервалов сердечных сокращений в минуту равно .
Таким образом, параметры имитируемого процесса сердечной деятельности управляются значениями кодов Ki, К2, Кз. Закон распределения случайной составляющей паузы определяется законом распределения формируемых генератором случайных чисел , форма сигнала имитации комплекса PQRST определяется записанной в блок 5 памяти последовательностью кодов.
Таким образом, имитатор обеспечивает возможность авто.матически имитировать ЭКС в виде последовательности комплексов PQRST необходимой формы, следующих с задаваемыми временными интервалами.
Имитатор позволяет формировать любые аритмии и обеспечивает возможность произвольного моделирования временных и амплитудных параметров электрокардиосигна- лов по задаваемой программе. Имитатор кардиосигналов значительно повьгщает точность контроля работы приборов для измерения , регистрации и анализа нарушений ритма сердца и расширяет диапазон имитируе- .мых аритмий.
Реферат
Формула
