Система диагностики заболеваний

Система диагностики заболеваний

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СИСТЕМА ДИАГНОСТИКИ ЗАБОЛЕ .ВАНИЙ, содержащая индикатор названий болезней, индикатор вероятности заболевания , генератор тактовых импульсов и источник постоянного напряжения, выходом соединенный с входом коммутатора, вькоды которого подключены к соответствующим входам строк программируемой резисторной матрицы, к входам столбцов которой подключены выходы устройства ввода симптомов заболеваний, а выход запоминающего устройства соединен с одним входом цифрового компаратора, отличающаяся тем, что, с целью повьшения точности системы, в нее -введены аналоговый компаратор, корректирующий конденсатор, ключ, источник опорного напряжения, элемент И, первый счетчик, генератор счетных импульсов , элемент ИЛИ и второй счетчик, счетный вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, с управляющим входом ключа и с первым входом элемента И, выход переполнения - с первым входом элемента ИЛИ, а разрядные выходы - с адресными входами запоминающего устройст-. ва, с управляющими входами коммутатора и с входами индикатора названий болезнейJ первый вход аналогового компаратооа подключен к выходу программируемой резисторной матрицы и через корректирующий конденсатор и ключ к нулевой щине, втсзрой вход аналогового компаратора подсоединен (Л к выходу источника опорного напряжения , а выход - к второму входу элемента И, третий вход которого соединен с выходом генератора счетных импульсов, а выход - со счетным входом первого счетчика, второй вход цифрового компаратора соединен с разрядными выходами первого счетчика и с входами индикатора вероятности заболевания, а выход - с вторым входом элемента ИЛИ, выходом подключенного к входу останова генератора так:о ю товых импульсов, пусковой вход которого является пусковым входом устройства .

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (! 1) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

И АВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

/ (21) 3592474/18-24 (22) 17.05.83 (46) 15 .02 .85 . Бюл . и 6 (72) В.Ф.Бардаченко, С.Г.Зайцев, И.И.Митасов, В.В.Нестер, Ц.В, Ясинский и Г.С.Стеценко (53) 681.396(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

М - 181880, кл. G 06 F 15/42, 1965.

2. Авторское свидетельство НРБ

М - 10780, кл. А 61 В 5/00, опублик. 1970 (прототип). (54) (57) СИСТЕМА ДИАГНОСТИКИ ЗАБОЛЕ.ВАННА содержащая индикатор названий болезней, индикатор вероятности заболевания, генератор тактовых импульсов и источник постоянного напряже-. ния, выходом соединенный с входом коммутатора, выходы которого подключены к соответствующим входам строк программируемой резисторной матрицы, к входам столбцов которой подключены выходы устройства ввода симптомов заболеваний, а выход запоминающего устройства соединен с одним входом цифрового компаратора, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повьппения точности системы, в нее введены аналоговый компаратор, корректирующий конденсатор, ключ, источник опорного напряжения, элемент И, первый

1(53) G 06 F 15/42 А 61 В 5/00 счетчик, генератор счетных импульсов, элемент ИЛИ и второй счетчик, счетный вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, с управляющим входом ключа и с первым входом элемента И, выход переполнения — с первым входом элемента ИЛИ, а разрядные выходы — с адресными входами запоминающего устройст-. ва, с управляющими вхопами коммутатора и с вхопами инпикатова названий болезней> первый вхоп аналогового компаратооа попключен к выхопч программируемой везистовной матрицы и через коооектируюший конпенсатоп и ключ к нулевой шине, вторбй вход ана- логового компаратора подсоединен к выходу источника опорного напряжения, а выход — к второму входу элемента И, третий вход которого соединен с выходом генератора счетных импульсов, а выход — со счетным входом первого счетчика, второй вход цифрового компаратора соединен с разрядными выходами первого счетчика и с входами индикатора вероятности заболевания, а выход — с вторым входом элемента ИЛИ, выходом подключенного к входу останова генератора тактовых импульсов, пусковой вход которого является пусковым входом уст-, ройства.

4 1140

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для автоматической дифференциальной диагностики в медицине для классификации 5 различных объектов по совокупности признаков, например, микроорганизмов, животных.

Известны вычислительные устройства для автоматической дифференци- 1О альной диагностики, выполненные на основе операционных усилителей, в которых в качестве входных цепей служит резисторная матрица, в цепь обратной связи включены нелинейные сопротивления, выходное напряжение операционных усилителей индицируется на стрелочных измерительных приборах (1) .

Наиболее близким техническим ре- щ шением к изобретению является электронная машина для автоматической дифференциальной диагностики, содержащая источник постоянного напряжения, коммутатор, индикатор названий 25 болезней, программируемую резисторную матрицу, устройство ввода симптомов, пороговое устройство, включающее компаратор и запоминающее устройство, индикатор вероятности забо- ЗО левания и генератор тактовых импульсов, причем выход источника постоянного напряжения соединен с входом коммутатора, выходы которого подключены к соответствующим входам строк программируемой резисторной матрицы, к входам столбцов которой подключено устройство ввода симптомов, а выход запоминающего устройства соединен с одним входом компаратора. Результат диагностики определяется по шкале измерителя тока в относительных единицах вероятности заболевания, как сумма токов, протекающих одновременно в параллельных цепях матри- 45 цы (2) .

Недостатками известных устройств являются низкая точность, обусловленная применением для суммирования токов стрелочных измерительных приборов либо операционных усилителей, к входу которых подключается больmoe количество диодно-резисторных цепей, а также влияние изменений температуры окружающей среды на 55 параметры диодно-резисторных цепей программируемой матрицы. Последнее имеет существенное значение при про132 ведении диагностических исследований в нестационарных (полевых) условиях. Кроме того, токи, протекающие одновременно в параллельных цепях матрицы, приводят к повышенному потреблению электроэнергии от н .точника питания, который в пере: ослом варианте исполнения машины (с минимальными габаритными размерами) должен быть батарейным или аккумуляторным.

Цель изобретения — повышение точности системы.

Поставленная цель достигается тем, что в систему диагностики заболеваний, содержащую индикатор названий болезней, индикатор вероятности заболевания, генератор тактовых импульсов и источник постоянного напряжения, выходом соединенный с входом коммутатора, выходы которого подключены к соответствующим входам строк программируемой резисторной матрицы, к входам столбцов которой подключены выходы устройства ввода симптомов заболеваний, а выход запоминающего устройства соединен с одним входом цифрового компаратора, введены аналоговый компаратор, корректирующий конденсатор, ключ, источник опорного напряжения, элемент И, первый счетчик, генератор счетных импульсов, элемент ИЛИ и второй счетчик, счетный вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, с управляющим входом ключа и с первым входом элемента И, выход переполнения с первым входом элемента ИЛИ, а разрядные выходы — с адресными входами запоминающего устройства, с управляющими входами коммутатора и с входами индикатора названий болезней, первый вход аналогового компаратора подключен к выходу программируемой резисторной матрицы и через корректирующий конденсатор и ключ к нулевой шине, второй вход аналогового компаратора подсоединен к выходу источника опорного напряжения, а выход — к второму входу элемента И, третий вход которого соединен с выходом генератора счетных импульсов, а выход— со счетным входом первого счетчика, второй вход цифрового компаратора соединен с разрядными выходами первого счетчика и со входами индикатора вероятности заболевания, а выход—

3 11401 с вторым входом элемента ИЛИ, выходом подключенного к входу останова генератора тактовых импульсов, пусковой вход которого является пусковым входом устройства.

Такое устройство позволяет уменьшить влияние изменений температуры на точность диагностики.

На фиг. 1 представлена структурная схема системы; на фиг. 2 — временные диаграммы, поясняющие работу системы.

Система диагностики заболеваний содержит источник 1 постоянного на- пряжения, коммутатор 2, индикатор 3 названий болезней, программируемую резисторную матрицу 4, устройство 5 ввода симптомов, корректирующий конденсатор 6, аналоговый компаратор. 7, индикатор 8 вероятности заболевания, генератор 9 тактовых импульсов, первый счетчик 10, цифровой компаратор 11, элемент ИЛИ 12, цифровое запоминающее устройство 13, источник 14 опорного напряжения, ключ 15, элемент И 16, генератор 17 счетных импульсов и второй счетчик 18. Конденсатор 6 имеет температурный коэффициент емкости, равный по величине и противоположный по знаку температурному коэффициенту сопротивления резисторов матрицы 4.

В запоминающее устройство 13 машины занесены цифровые значения фак35 торов риска заболеваний, соответствующие граничным значениям, при достижении которых можно квалифицировать наличие данного заболевания у обследуемого пациента. С помощью

40 устройства 5 ввода симптомов устанавливаются значения R; сопротивле 9 ний резисторов матрицы 4 (в том числе и нулевые значения) пропорционально коэффициентам К,, с которым симп45 томы В; входят в болезни А . Эти коэффициенты определяются априорно анализа большого количества статистических данных. Вероятность болезни А определяется как сумма коэффи1 50 циентов К ....K>

Р(А )=Д К ° (1)

j 1- 1 и идентифицируется суммарным сопротивлением R соответствующей строки матрицы

0 ;=K R". (2) 32 4

Пользуясь тем, что коэффициенты

К, определены заранее, целесообраз11 но составить матрицу 4 из жестко запаянных резисторов, величины сопротивлений которых пропорциональны К1 . При этом автоматический ввод .1i симптомов из устройства 5 ввода симптомов в программируемую резисторную матрицу 4 обеспечивается использованием клавиатуры с фиксацией положения клавиш. Клавишные переключатели S содержат m секций 81, по числу строк матрицы 4, контакты которых замыкают соответствующие резисторы Н . Поскольку однократное

) нажатие клавиши 81 обеспечивает одновременное включение всех резисторов Rj по столбцу В;, этим способом гарантируется мгновенная готовность матрицы 4 сразу по всем видам болезней А . Таким образом, применение групповых клавишных переключателей позволяет ускорить набор,симптомов . и запомнить этот набор на неограниченное время.

Последовательная резисторная цепь R> ....К „ программируемой ре-. зисторной матрицы 4 образует с конденсатором 6 управляемую RC-цепь, которая вместе с источником 1 посто.— янного напряжения, соответствующим ключом коммутатора 2 и разрядным ключом 15 является генератором экспоненциального напряжения.

Устройство работает следующим образом.

Цикл работы машины начинается подачей сигнала "Пуск" на вход генератора 9 тактовых импульсов. При этом генератор 9 генерирует последовательность прямоугольных импульсов. Первый тактовый импульс увеличивает на единицу содержимое счетчика 10, после чего открывается первый канал коммутатора 2. Напряжение источника 1 постоянного напряжения через замкнутый ключ первого канала коммутатора 2, последовательчую резисторную цепь матрицы 4 заряжает конденсатор 6 (см. U на фиг. 2). Разрядный ключ 1 ; в это время разомкнут в результате воздействия на его управляющий вход сигнала U> с выхода генератора 9 тактовых импульсов. Напряжение на конденсаторе 6 возрастает по экспоненциальной зависимости

U (t)=E I1-åõð(- - - — — ) (3) с

1, ti

5 1140132 где С вЂ” емкость конденсатора 6. Ана- м логовый компаратор 7 .фиксирует мо- н мент равенства напряжения U<(t) и п опорного напряжения U0„ с выхода л источника 14 опорного напряжения и 5 в выдает сигнал U на первый вход эле- з мента И .16. На выходе элемента И 16 а образуется сигнал U<< в виде пачки р импульсов; количество которых подсчитывается счетчиком 18. Длитель- 10 т ность временного интервала между п передним фронтом тактового импульса с и моментом сравнения компаратора и определяется по формуле П

Е 15. к

Т1=7 R ° С Еи — — -э (4)

Е Поп а число импульсов, п

П, счетчиком 18„ с

A r

N(=f T(=C r Rh

20 Д

""Е где = f „C3 и — — =const л

E-Поп т

f I, — частота следования импульн, сов генератора 17. (s) (6) Принимая во внимание выражения (1) и (2), устанавливаем пропорциональность цифрового кода N1 вероятности P(A<.) заболевания болезнью А

С выходов первого счетчика 18 цифровой код N подается на первые входы

1 цифрового компаратора 11, на другие входы которого поступает из запоминающего устройства 13 цифровое граничное значение N фактора риска. заболевания болезнью А . Выбор нуж- 35 ного значения фактора риска из запоминающего устройства 13 гарантируется.поступлением на его адресный вход цйфрового сигнала с выхода второго счетчика 10. В случае, если N,

Дальнейшая работа системы при такой ситуации возможна только при повторной подаче сигнала 4 "Пуск". 55

Длительность импульса на выходе генератора 9 тактовых импульсов должна быть больше максимально возожной длительности интервала времен Т, определяемой по формуле (4) ри максимальных значениях сопротизений RI, после чего следует пауза, течение которой разрядный ключ 15 амыкается, разряжая конденсатор 6, соответствующий ключ коммутатора 2 азмыкается, отключая источник 1.

Второй импульс на выходе генераора 9 тактовых импульсов появляется ри отсутствии запрещающего сигнала выхода компаратора 11 (при N Nrp ) ли при появлении сигнала "Пуск". ри этом открывается второй канал оммутатора 2, подключая к источниу 1 постоянного напряжения вторую оследовательную цепь резисторов, оответствующих второй строке прораммируемой резисторной матрицы 4. алее все процессы повторяются анаогично первому каналу, в результае чего принимаются решения о вероятостях заболевания болезнями А, А,..., А ....Ащ. При возникновении для какой-либо болезни условия

N >N 1 p система останавливается и индицирует название болезни и величину вероятности (фактора риска) заболевания этой болезнью. При необходимости названия болезней и соответствующие факторы риска могут фиксироваться на технических носителях информации.

В машине может быть предусмотрен контактный режим управления, при котором генератор 9 тактовых импульсов формирует один импульс при подаче сигнала "Пуск", с целью индикации факторов риска при условии М с И, Останов машины происходит также по окончании цикла работы, т.е. после опроса последней тп-й строки матрицы 4. При этом счетчик 10 тактовых импульсов переполняется, сигнал переполнения проходит через элемент ИЛИ 12 на вход останова генератора 9 тактовых импульсов.

При эксплуатации машины в определенном диапазоне температур, возникает ошибка, обусловленная изменением сопротивления резисторов матрицы 4,и невыполнением условия (6) изза температурного ухода емкости конденсатора 6, т.е. д=Е(Р). Коррекция ошибки достигается выбором типов резисторов матрицы 4 и конденсатора 6 так, чтобы их температурные коэффициенты были равны по величине и противоположны TIo знаку. В этом случае произведение сопротивления Р произ- 1 вольной строки матрицы 4 на ем— кость С конденсатора 6 остается постоянным и температурные изменения не влияют на точность работы машины. ,Мощность, потребляемая от источника 1 постоянного напряжения, в данной системе уменьшена по сравнению с прототипом, так как последовательное включение резисторов увеличивает общее сопротивление строки матрицы 4 и уменьшает протекающий через них ток. Кроме того, ток через резисторы матрицы 4 протекает только в течение переходного процесса на

401 12 8 конденсаторе 6, а также отсутствует одновременное протекание токов в параллельных цепях матрицы 4.

Стабильность работы при температурных воздействиях и низкая потребляемая мощность позволяют исполнить гибридную вычислительную машину в переносном малогабаритном варианте и приблизить диагностику к рабочим

10 местам пациентов. Это позволяет своевременно выполнять профилактические работы, не отрывая на длительное время людей от производственного процесса. Последнее и определяет технико-экономический эффект от использования данного изобретения. юг. /

1140132

Ооп

Составитель 10.Апарин

Редактор Л.Авраменко Техред А.Бабинец Корректор С.йекмар

Заказ 265/38 Тираж 710 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП."Патент", r.Óæroðoä, ул.Проектная,,4