Фотоплетизмограф

Фотоплетизмограф

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано для контроля за периферическим кровообращением . Целью изобретения является повышение точности диагностики при одновременном сокращении времени обследования путем обеспечения одновременности регистрации динамики поверхностного и общего кровенаполнения. Фотоплетизмограф содержит управляемый источник 1 тока, источник 2 света, фотоприемник 3. усилитель 4, регистратор 5, блок 6 управления, второй источник 7 тока, второй источник 8 света, ключи 9, интеграторы 10, блоки 11 вычитания, блоки 12 выборки-хранения, фильтры 13, логарифма-горы 14, усилители 15переменного тока, дополнительный ключ 16и дополнительный интегратор 17. Фотоплетизмограф позволяет дифференцированно в режимах На просвет и На отражение оценивать периферический кровоток. 1 ил

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)ю A 61 В 5/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4307846/14 (22) 21.09.87 (46) 15.06.91. Бюл. N. 22 (71) Минский государственный медицинский институт (72) А,С.Наумович, С.Г,Бойко, В.С.Улащик и

И.А.Карпович (53) 615,47(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 786983, кл. А 61 В 5/02, 1980. (54) ФОТОПЛЕТИЗМОГРАФ (57) Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано для контроля за периферическим кровообращением. Целью изобретения является повышение точности диагностики при одноив а, Щ ап 1 6 5463 Ф. l временном сокращении времени обследования путем обеспечения одновременности регистрации динамики поверхностного и общего кровенаполнения. Фотоплетизмограф содержит управляемый источник 1 тока, источник 2 света, фотоприемник 3. усилитель 4, регистратор 5, блок 6 управления, второй источник 7 тока, второй источник 8 света, ключи 9, интеграторы 10, блоки 11 вычитания, блоки 12 выборки-хранения, фильтры 13, логарифматоры 14, усилители

15 переменного тока, дополнительный ключ

16 и дополнительный интегратор 17. Фотоплетизмограф позволяет дифференцированно в режимах "На просвет" и "На отражение" оценивать периферический кроваток.1 ил.

1655463

Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано для функциональной диагностики и контроля эа периферическим кровообращением в процессе проведения фармакологических и физиотерапевтических воздействий.

Целью изобретения является повышение точности диагностики при одновременом сокращении времени обследования путем обеспечения одновременности регистрации динамики поверхностного и общего кровенаполнения.

На чертеже представлена функциональная схема фотоплетиэмографа.

Фотоплетиэмограф содержит соединенные последовательно управляеый источник 1 тока, источник 2 света, соединенные последовательно фотоприемник 3 и усилитель 4, а также регистратор 5.

Фотоплетизмограф также содержит блок 6 управления, соединенные последовательно второй управляемый источник 7 тока, второй источник 8 света, два канала обработки, каждый из которых содержит соединенные последовательно ключ 9, интегратор 10, блок 11,вычитания, блок 12 выборки-хранения, фильтр 13, логарифматор 14, усилитель 15 переменного тока, Выходы каналов подключены соответственно к первому и второму входу регистратора 5, выполненного двухканальным. Соединенные последовательно дополнительный ключ

16 и дополнительный интегратор 17„вь:ход которого соединен с вторыми входами бло ков 11 вычитания. Выход усилителя 4 подключен к первым входам ключей 9 первогр и второго каналов и первому входу дополнительного ключа 16. Первый выход блока 6 управления соединен с входом первого управляемого источника 1 тока и вторым входом ключа 9 перв . о канала, второй выход — со вторым входом дополнительного ключа

16, третий выход — с входом второго управляемого источника 7 тока и вторым входом . ключа 9 второг":,анала, четвертый выход— со вторыми входами интеграторов 10 первого и второго каналов и вторым входом дополнительного интегратора 17, пятый выход — co вторыми входами блоков 12 выборки-хранения.

Первый источник 2 света размещается напротив фотоприемника 3 и между ними помещается объект исследования, Второй источник 8 света размещается в одной плоскости с фотоприемником 3, Фотоплетизмограф работает следующим образом.

В процессе работы фотоплетизмографа происходит последовательное чередование однотипных циклов, каждвый из которых занимает пять равных временных интервалов.

Эти интервалы задает блок 6 управления, вырабатывающий на своих выходах пять импульсных последовательностей одинаковой

5 частоты, смещенных относительно другдруга на величину длительности одного импульса.

Принцип работы фотоплетиэмографа основан на временном разделении сигна10 лов фотоприемника при работе с двумя источниками света, излучающими неперекрывающиеся импульсы светового потока.

Подавление помех, обусловленных внешними световыми эасветами, наводками и внут15 ренними флуктуациями, осуществляется методом усреднения с вычитанием компоненты, обусловленной засветкой. Частота импульсов светового потока источников света для удобства последующего детекти20. рования сигналов фотоприемника должна выбираться из условия тизл fm ° где fm — верхняя частота в спектре пульсового сигнала.

25 Б действующем макете, например.

Риал = 2 KI Ll.

В результате временного разделения и детектирования образуются два сигнала. огибающие которых являются пульсовыми

30 сигналами. Любой из этих сигналов можно представить выражением

U(t) =- А (1 + m (t)), (1) где А — амплитуда постоянной несущей;

m(t) — нормализованный пульсовой сиг35 нал, т.е. оглбающая.

Для сравнительного анализа обоих пульсопых сигналов следует произвести нормализацию, для чего предлагается логарифмировать детектированные сигналы, в

40 результате получаем

390 (t) = igA+ Ig (1 + m (t)) = Ig А+ m (t). (2)

Последнее преобразование выполнено поизвестномусоотношению Iq(1+ Лх) =Ах при малых Л х. что имеет место в данном

45 случае, Постоянная компонента Iq А легко вычитается с помощью раздельной RC-цепочки, в результате остается одна переменная ком50 понента m(t), которая является нормализованным пульсовым сигналом.

Оба источника света излучают импульсы светового потока; один — в первом, другой — в третьем временном интервале. Во

55 втором временном интервале фотоприемник принимает внешние световые засветки, Четвертый и пятый временные интервалы являются служебными для обработки сигналов.

1655463

Управляемые источники 1 и 7 тока при поступлении импульсов от блока 6 управления вырабатывают стабильные импульсы токов для запитывания соответствующих источников 2 и 8 света, Световые потоки, 5 поглощаясь биологическими тканями исследуемой области, модулируются по амплитуде и достигают фотоприемника 3. Усилитель

4 выполняет функцию предварительного усиления сигнала фотоприемника 3 и импе- 10 дансного согласования с ним.

Разделение усиленного сигнала фотоприемника 3 на три компоненты 1, Iz и!з осуществляется посредством ключевых элементов 9 и 16 {I> —. сигнал от первого источ- 15 ника света, Iz — от второго источника света, 1з — от внешней световой засветки), Разделенные сигнальные компоненты

I<, Iz u b с целью усреднения подаются на соответствующие интеграторы 10 и 17, име- 20 ющие равные постоянные интегрирования.

Усреднение позволяет снизить уровень флуктуаций несущей.

Блоки 11.вычитания осуществляют вычитание усредненной сигнальной компо- 25 ненты засветки из усредненных сигналов, обусловленных работой соответственно первого 2 и второго 8 источников света.

Реализация блоков 11 вычитания может быть осуществлена на основе любого диф- 30 ференциального усилителя общего назначения, Блоки 12 выборки-хранения осуществляют периодическую выборку сигналов в каждом четвертом временном интервале с 35 последующим поддержанием выбранного уровня, В результате выборочного детектирования образуется полезный сигнал с огибающей.ступенчатого типа.

В пятом временном интервале произво- 40 дится сброс интеграторов 10 и 17 с целью подготовки,их для нового цикла работы, Фильтры 13 низкой частоты предназначены для сглаживания сигналов и ограничения частотного спектра сигналов, 45 например, на уровне 30 Гц, Логарифматор

14 и усилитель 15 переменного тока осуществляют обработку сигнала в соответствии с выражением (2), после чего он поступает на входы двухканального регистратора или ин- 50 терфейс для сопряжения с ЭВМ, Использование двух источников излучения и одного фотоприемника позволяет параллельно регистрировать прошедшее и отраженное излучение с одной области биообъекта одновременно.

Изменения кровотока модулируют по амплитуде проходящие через ткани и отраженные назад световые потоки. Амплитудная модуляция этих потоков различна по форме и глубине, т-. к как модуляция отраженного светового потока обусловлена колебаниями наполнения подкожно расположенных небольших сосудов, а модуляция прошедшего светового потока обусловлена изменением кровенаполнения всех просвечиваемых слоев биообъекта.

Формула изобретения

Фотоплетизмограф. содержащий соединенные последовательно управляемые первые источник тока и источник света, соединенные последовательно фотоприемник и усилитель, а также регистратор, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения точности диагностики при одновременном сокращении времени обследования путем обеспечения одновременности регистрации динамики поверхностного и общего кровенаполнения, в него введены блок управления, соединенные последовательно вторые управляемый источник тока и источник света, два канала обработки, каждый из которых содержит соединенные последовательно ключ, интегратор, блок вычитания, блок выборки-хранения, фильтр, логарифматор, усилитель переменного тока, выходы каналов подключены соответственно к первому и второму входам регистратора, выполненного двухканальным, соединенные последовательно дополнительные ключ и интегратор, выход которого соединен со вторыми входами блоков вычитания, выход усилителя подключен к первым входам ключей первого и второго каналов и первому входу дополнительного ключа, первый выход блока управления соединен с входом первого управляемого источника тока и вторым входом ключа первого канала, второй выход — с вторым входом дополнительного ключа, третий выход — с входом второго управляемого источника тока и вторым входом ключа второго канала, четвертый выход — с вторыми входами интеграторов первого и второго каналов и вторым входом дополнительного интегратора, пятый выход — с вторыми входами блоков выборки-хранения.