Устройство для обработки биоэлектрических сигналов

Устройство для обработки биоэлектрических сигналов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

08 -ИC-АН И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

«ii786984

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено ОЗЮ179 (21) 2706279/28-13 с присоединением заявки Hо (23) Приоритет (51)М. Кл 3

A 61 В 5/04

Государственный комитет

СССР но делам изобретений н открытий

Опубликовано 151 0. Бюллетень М46

Дата опубликования описания 1 1230 (53) УДК 615.475 (008.8) (72) Автор изобретения

В.A Áåçýóá÷èêoâ (71) Заявитель

Всесоюзный научно-исследовательский и испытательный институт медицинской техники (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ БИОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ

СИГНАЛОВ

Изобретение относится к медицине а именно к регистраторам и выделителям биоэлектрической активности, и может быть использовано в биологии для исследования электрической ак- з тивности органов и тканей при электрической стимуляции.

Известно устройство для обработки биоэлектрических сигналов, содержащее входные контакты, ключ, соеди- 1О ненный с последними, одновибратор, .выход которого соединен с управляющим входом ключа, усилитель и регистрирующий узел (1) .

Недостатками данного устройства 15 являются невозможность осуществления стимуляции и регистрации посредством одного и того же электрода, невозможность подавления сигнала, помех от источника с низким внутренним сопро- 20 тивлением, наличие паразитного сигнала за счет изменения нагрузки источника сигнала и изменения сопротивления во входной цепи усилителя, а также присутствие импульсных помех, возникающих при отпирании и запирании полевого транзистора, которые могут во многих случаях существенно прев*.ыать по амплитуде исследуемый .сигнал. 30

Целью изобретения является повышение надежности выделения и регистрации биоэлектрических сигналов в процессе электрической стимуляции.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее ключ, контакты которого соединены с входными контактами устройства, одновибратор, выход которого соединен с управляющим входом ключа, усилитель и регистрирующий узел, введены первая разделительная RC-цепочка, связанная с входными контактами, второй ключ, связанный с усилителем, соединенные между собой разделительная RC-цепочка и третий ключ, связанный с .регистрируктцим узлом, четвертый ключ, соединЕнный с первой

RC-цепочкой, второй, третий и соединенный с третьим ключом четвертый одновибраторы, стимулятор, схема ИЛИ и резистор, один из контактов которого связан с выходом второго ключа, а другой — с четвертым и первым ключами и выходом усилителя, подключенного ко второму ключу, при этом входы схемы ИЛИ связаны с соединенными между собой вторым и третьим одновибратором, подключенным к четвертому ключу, а выход со вторым ключом, 786984

35

20 щим импульсом

ЗО

d0

65 причем выход стимулятора связан с управляющими входами первого, второго и четвертого одновибратора, а пер- вая RC-цепочка — со вторым ключом.

На чертеже изображена блок-схема устройства.

Устройство состоит из первого ключа 1, первой разделительной RC-цепочки 2, четвертого ключа 3, второго ключа 4, резистора 5, усилителя 6, второй разделительной RC-цепочки 7, третьего ключа 8, регистрирующего устройства 9, одновибраторов 10-13, схемы 14 ИЛИ, стимулятора 15.

Устройство работает следующим образом.

На вход устройства поступает биоь электрический сигнал, например внутриполостная ЭКГ. В присутствии стимулирующих.импульсов ключи 1 и 3 заперты, ключи 4 и 8 открыты, и сигнал свободно проходит со входа через разделительную RC-цепочку 2, ключ 4, усилитель б, разделительную RС-цепочку 7 и ключ 8 на регистрирующее устройство 9.

В момент нанесения стимулирующего импульса на управляющие входы одиовибраторов 10, 11, 13 со стимулятора 15 поступает запускающий сигнал, которым, в частности, может быть непосредственно стимулирующий импульс.

Одновибратор 10 вырабатывает выходной импульс, начало которого совпадает с задним фронтом стимулирующего импульса, а длительность выбирается меньшей, чем задержка между стимулирующим импульсом и ответным биоэлектрическим сигналом, например меньше, чем латентный период при электрической стимуляции сердца.

Таким образом, ключ 1 не шунтирует выход стимулятора при использовании одного и того же электрода для стимуляции и регистрации и не искажает биоэлектрииескнй сигнал. Закорачивая входную цепь устройства, . ключ 1 понижает напряжение поляризации, возникающее на входе устройства при использовании одного электрода для стимуляции и регистрации в результате заряда емкости перехода электроД-ткань.

Одновибратор 11 вырабатывает импульс, начало которого совпадает с передним фронтом стимулирующего импульса, а конец — с концом импульса одновибратора 10. Одновибратор 12 вырабатывает импульс, начало которого совпадает с задним фронтом импульса одновибратора 11, а длительность выбирается так, чтобы импульс оканчивался раньше, чем возникнет вызванный стимулятором биоэлектрический сигнал. Импульсы одновибраторов 11 и 12 суммируются схемой 14 ИЛИ. Выходной импульс схемы 14 ИЛИ запирает ключ 4, который не пропускает входной сигнал во время действия стимулирующего импульса и некоторое время после него, устраняя тем саьымпомеху от напряжения поляризации.

Помимо этого ключ 4 влияет на постоянную времени разделительной RC-цепочки 2.

Активное сопротивление разделительной RС-цепочки 2 выбирается много большим сопротивления резистора 5, которое в свою очередь выбирается много большим, чем сопротивление открытого ключа 3. Емкость разделительной RC-цепочки 2 выбирается такой, чтобы в исходном состоянии, когда ключ 3 закрыт, а ключ 4 открыт и, следовательно, постоянная времени разделительной RC-цепочки определяется резистором 5, биоэлектрический сигнал прсходит через нее без искаже» ний. При запирании ключа 4 постоянная времени существенно увеличивается, что уменьшает заряд емкости разделительной RC-цепочки 2 стимулируюПосле запирания ключа 1 на входе устройства может присутствовать остаточное напряжение поляризации. Так как постоянная времени разделительной RC-цепочки 2 весьма значительна, ее емкость может не успеть зарядить ся до этого напряжения и в момент открытия ключа 4 на выходе разделительной RC-цепочки 2 возникнет бросок напряжения, вызванный зарядом емкости. Для устранения этой помехи ключ 3 открывается импульсом одновибратора 11, постоянная времени раз» делительной цепочки 2 значительно понижается, и к моменту отпирания ключа 4 и запирания ключа 3 емкость разделительной цепи практически заряжается до полной амплитуды остаточного напряжения поляризации. Как видно сопротивление во входной цепи усилителя 6 все время практически равно сопротивлению резистора 5, что устраняет возможность возникновения помех из-за изменения падения напряжения, определяемого входными токами.

После запирания ключа 3 и отпирания ключа 4 входной сигнал поступает на вход усилителя б. Сигнал с выход а усилителя б через разделительную

RC-цепочку 7 поступает на ключ 8, Ключ В запирается импульсом одновибратора 13, начало которого совпадает с передним фронтом стимулирующего импульса, а длительность незначительно, например на несколько десятков микросекунд, превышает длительность импульса на выходе схемы

14 ИЛИ и не пропускает на выход устройства помехи, образующиеся при отпирании и эапираиии ключа 4, соотношение же между амплитудой биоэлектрического сигнала и помехи создаваемой при стробировании ключом 8 су786984

Формула изобретения

Составитель Н. Караьыаева

Техред Н.Бабурка Корректор М. Коста

Редактор Т.Кинь

Заказ 8213/2 Тираж 673 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 щественно улучшается, благодаря усилению биоэлектрического сигнала.

Таким образом, в предлагаемом устройстве устраняются помехи, вызываемые стимулирующими импульсами, а также помехи, возникающие при стробировании входного сигнала, что позволяет повысить надежность выделения и регистрации биоэлектрических сигналов. Входная цепь устройства не шунтируется при нанесении стимулирующих импульсов, что позволяет использовать один и тот же электрод для стимуляции и регистрации.

Устройство для обработки биоэлектрических сигналов, содержащее входные контакты, ключ, соединенный с последними, одновибратор, выход кото-,ф рого соединен с управляющим входом ключа, усилитель и регистрирующий узел, о т л и ч а ю щ е е с я тем что, с целью повышения надежности выделения и регистрации биоэлектрических сигналов в процессе электрической стимуляции, в него введены первая разделительная RC-цепочка, связанная с входными контактами, второй ключ, связанный с усилителем, соединенные между собой вторая разделительная RC-,öåïî÷êà и третий ключ, связанный с регистрирующим узлом, четвертый ключ, соединенный с первой RC-цепочкой, второй, третий и соединенный с третьим ключом четвертый одновибраторы, стимулятор, схема ИЛИ и резистор, один из контактов которого связан с выходом второго ключа, а другой — с четвертым и первым ключами и выходом усилителя, подключенного ко второму ключу„ при этом входы схемы ИЛИ связаны с соединенными между собой вторым и третьим одновибратором, подключенным к четвертому ключу, а выход со вторым ключом, причем выход стимулятора связан с управлякщими входами первого, второго и четвертого одновибраторов, а первая ЯС-цепочка — со вторым ключом.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Заявка ФРГ Р 2238083, кл. 30 а 4/03, 1974.