Энцефалограф
Иллюстрации
Показать всеРеферат
ЭНЦЕФАЛОГРАФ, содержаний биоуснлитель, блок выборки-хранения и мультивибратор, выход которого соединен с первым входом блока вы- , борки-хранения, отличающийс я тем, что, с целью защиты от помех электронаркозного аппарата, он содержит последовательно соединенные фильтр низких частот, фильтрпробку и усилитель, включенные между биоусилителем и блоком выборкихранения , последовательно.соединенные блок усреднения и регулятор задержки , второй вход которого соединен с шиной от электронаркозного «1парата, а выход через мультивибратор подключен к второму входу блока выборки-хранения, выход которого соединен с входом блока усредне1шя. (Л с
СОЮЗ СОВЕТСНИХ 033 Мб
РЕСПУБЛИН
Ф (19) (11).
4(з1) А 61 В 5/04
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР
FO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ н авт сномм свидатВъстви (21) 3623623/28-13 (22) 20.05.83 (46) 15.07.85. Бюл. Ф 26 (72) О.В.Петров и М.А.Вагина (71) Институт хирургии им. А.В.Виш- .: невского (53) 615.47(088.8) (56) Патент CLIA В 4.235.242, кл. А 61 В 5/04, 1980. (54) (57) ЭНЦЕФАЛОГРАФ, содержащий биоусилитель, блок выборки-хранения и мультивибратор, выход которого соединен с первым входом блока выборки-хранения, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью защиты от помех электронаркозного аппарата, он содержит последовательно соединенные фильтр низких частот, фильтрпробку и усилитель, включенные между биоусилителем и блоком выборкихранения, последовательно .соединенные блок усреднейия и регулятор задержки, второй вход которого соединен с шиной от электронаркозного аппарата, а выход через мультивибратор подключен к второму входу блока выборки-хранения, выход которого соединен с входом блока усреднения.
1 1166
Изобретение относится к медицинской технике, в частности к устройствам для снятия электроэнцефалограммы (ЭЭГ) в условиях помех.
Цель изобретения — защита от по- 5 мех электронаркозного аппарата.
На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема устройства на фиг. 2 — диаграммы, поясняющие его работу.
1О
Устройство содержит последовательно соединенные биоусилитель 1,фильтр
2 низких частот, фильтр-пробку 3,. усилитель 4, блок 5 выборки-хранения, блок б усреднения, регулятор
7 задержки и мультивибратор 8, выход которого соединен с вторым входом блока 5 выборки-хранения, а второй вход регулятора 7 задержки соединен с шиной от электронаркозного аппара- 2G та 9.
Устройство работает следующим образом.
Электронаркоз проводят по общепринятой методике с использованием аппаратов для электронаркоза путем подачи прямоугольных импульсов частотой 100-200 Гц, длительность каждого импульса 1 мс и амплитудой порядка 50-300 мА на электроды, уста- Зо новленные в лобио-сосцевидной позиции.
Для записи ЭЭГ предлагаемым устройством на поверхность головы накладывают регистрирующие электроды, З5 например, пассивный — на мочках ушей, активный — на вертексе. Сигнал с электродов (не показан) подают на входной блок биоусилителя 1, затем на фильтр 2 низких частот на 40
30 Гц, затем через фильтр-пробку
3 на 50 Гц, на усилитель 4. Однако помеха от электронаркозного аппарата все еще в 100-1000 раз превосходит среднюю амплитуду ЭЭГ. 45
Принцип устранения помех основан на том, что сигнал с усилителя U(e) является суммой сигналов ЭЗГ (Y(t)) и помехи f(t)
U(t) - f (t) + V(t)
Заметим, что f(t) является перио дической функцией, т.е. f(t)
f(t + to) для любого t,где Й период помехи. 55
Блок 5 (в качестве которого, например, используют устройство
NTA-1024, Венгрия) запоминает при788 ходящий в него сигнал ul,t) в момент (;) поступления на него синхроимпульса. На выходе блока 5 этот сигнал остается постоянным и равным
U(t ) до момента e. + 1 поступления
1 1 следующего синхроимпульса, после которого выходной сигнал принимает значение, равное U(e; + 1). При этом значение потенциала U(e) на входе блока 5 в промежутке между синхроимпульсами (t (t (t<„) не влияет на его выходной сигнал.
Поскольку синхроимпульсы подаются от наркозного аппарата, то период следования синхроимпульсов равен периоду помехи. Из этого следует, что все f(e ) равны между собой.
Действительно
f(e ) = f („+ т ) = f(e „. )
° ° ° f(e„) Аъ где А — константа, значение которой зависит от величины задержки синхроимпульса, Сигнал с выхода блока (2):. U(e,.)
= f(t,.) + М(;) = А + (1;) воспроизводйт ЭЭГ с постоянной составляющей А.
Величину задержки синхроимпульса можно подобрать так, что А = 0 (именно для этого существует блок регулируемой задержки, в качестве которого можно испольэовать, например, устройство Electronic stimulator (Ni hon kohden), Япония). Но тогда
U(t,.) = 9(t ), т.е. сигнал с выхода стробирующего измерителя с памятью при соответствующей величине задержки (0-20 мс), которая зависит от формы сигнала помехи, будет восстанавливать ЭЗГ. Это восстановлейие будет осуществляться ступенчато, причем ширина ступени равна периоду стимуляции электронаркозного аппарата. Зто вносит искажения в форму регистрируемой ЭЭГ. Однако легко. показать, что при частоте стимуляции
100-200 Гц эти искажения являются незначительными. Например, неточность воспроизведения -ритма (8-12 Гц) менее 57.
На точность воспроизведения ЭЭГ не влияет амплитуда помехи. Это оз. начает, что данное устройство может работать при любых допустимых с точки зрения техники безопасности величинах тока электронаркозного аппарата.
3 1
ЭЭГ вместе с наводкой, исходящей от электронаркозного аппарата 9, поступает с биологического объекта на вход биоусилителя 1. Последний 1 имеет регулируемый коэффициент усиления равный 10-50. Такой коэффици1 4, ент выбран для того, чтобы yñèëåíный сигнал наводки, превосходящий полезный сигнал более чем в 10 —
10 раз и достигающий 0,1-1 В, не перегружал фильтр 2 низких частот и фильтр-пробку 3 на 50 Гц, стоящих в схеме последовательно после биоусилителя 1. В противном случае эти фильтры не могли бы функционально полноценно подавлять помеху и пропускать без искажения ЭЭГ-сигнал.
Усиленный в 10-50 раэ полезный сигнал вместе с наводкой, частично ослабленной фильтрами, поступают на вход усилителя 4, имекщего регулируемый коэффициент усиления 10 -10 .
Полезный- сигнал ЗЭГ усиливается до
1-10 В. Сигнал помехи также усиливается, однако ввиду того, что сигнал помехи даже после прохождения фильтров значительно превосходит по амплитуде ЭЭГ (1О -10 раз), усили-. тель 4 большую часть времени (95—
99 ) находится в перегруженном состоянии. В режиме линейного усиления усилитель 4 работает только в те моменты, когда амплитуда наводки равна или .близка нулю. 3а весь период наводки имеется хотя бы один такой момент. Именно в этот момент времени сигнал, поступающий с выхода усили166788 4 теля 4 на вход блока 5 выборки-хранения, запоминается и, хранясь в нем, непрерывно передается на выход . прибора.
S Заполнение блока 5 выборки хранения новым сигналом происходит синхронно с наводкой и именно в тот момент, когда величина наводки близка нулю.. для того, чтобы автоматически .выбирать величину задержки такой, при которой запоминание сигнала происходило бы в момент нулевой амплитуды наводки, создана система
15 обратной связи. Эта система представлена регулятором 7 задержки и блоком 6 усреднения. В блоке 6 усреднения, который представляет собой фильтр инфранизких частот (среза = 0,2 Гц), происходит выделение постоянной составлякицей сигнала, которая в свою очередь управляет величиной задержки в регуляторе 7 saдержки. Процесс регулировки сбалансирован так, что в результате постоянная составляющая анулируется.
С этого момента на выходе устройства появляется ЗЭГ, представленная прямоугольной аппроксимацией.
Устройство позволяет регистрировать ЭЭГ практически беэ искажения при следующих предельных режимах работы электронаркозного аппарата . напряжение выхода (от пика до пи;ка) 100 В, частота стимуляции более 50 Гц.
) 166788
А рон
1ВГц
g 3 0Ho
Тираж 722 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35., Раушская наб., д. 4/5
Заказ 4353/6
Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4
Составитель А.Двщтриева
Редактор О.Колесникова Техред H.Асталощ Корректор А.Зимоксов