мая 01

Л. А. Казарьян, Ю. А. Кукушкин

Полеты на перспективные летательных аппаратах неизбежно связаны с решением двух задач. Во-первых, с необходимостью обеспечения автоматического контроля за состоянием и жизнедеятельностью членов летных экипажей. И, во-вторых, с увеличением дальности и продолжительности полетов встает вопрос об уплотнении информации, передаваемой с борта на землю, и разгрузке радиотелеметрических систем от излишней информации. Эти задачи связаны с применением бортовых электронных вычислительных машин (ЭВМ) для автоматической обработки физиологических данных и требуют изыскания новых методов и способов измерения параметров физиологических функций, в частности величин артериального давления, допускающих автоматизацию анализа и оценки медицинской информации.

При выполнении работы были исследованы возможности дистально-периметрического метода в этом отношении. Был разработан и изготовлен прибор для автоматического измерения параметров артериального давления в виде определенных уровней электрических сигналов. Ниже описываются 2 варианта схем построения т а кого прибора.

В основу принципа действия прибора положен метод дистальнопериметрической осциллографии. Согласно этому методу, максимальному артериальному давлению соответствует появление первого положительного зубца осцилляций, а минимальное давление характеризуется пропаданием отрицательного зубца. В промежутке между ними следует чередование положительных и отрицательных зубцов.

Полезной информацией в данном методе обладает не весь осцилляторный импульс, а лишь начальный участок, образуемый отрицательным зубцом, переходящим в положительный.

Очевидно, если выделить информативную часть осцилляторных импульсов и в момент появления первого положительного и пропадания отрицательного зубца выдавать команду на устройства, измеряющие величины давления в манжете и преобразующие эти значения в напряжения, то можно получить два напряжения, пропорциональные максимальному и минимальному артериальному давлению. На рис. 13 представлена блок-схема прибора.

Основными узлами прибора являются: схема измерения сигналов осцилляций, схема стробирования этих сигналов, логическое устройство и схема измерения давления в манжете.

Оригинальным элементом конструкции измерителя является специально разработанная система стробирования, которая обеспечивает выделение из общего сигнала осцилляций его информативной части для последующего автоматического анализа с помощью логического устройства. Этим предотвращается возможность сбоев и нарушения нормальной работы прибора от сигналов, которые не содержат полезной информации, но могут проходить по каналу осцилляций, в период между информативными участками сигнала.

Кроме того, предусмотрена система стабилизации нулевого уровня сигнала, поступающего в анализирующее устройство.

Разработанный способ стробирования позволил значительно повысить помехоустойчивость прибора, например при измерении в условиях движения испытателя. При работе автоматического измерителя импульсы осцилляций периметрического датчика усиливаются и поступают на схему стробирования. Формирование импульса строба осуществляется зубцом R электрокардиограммы. Сигнал от электродов ЭКГ подается на усилитель и далее на формирователи, которые преобразуют отрицательный и положительный зубцы осцилляций в положительные прямоугольные импульсы.

Как только положительный зубец превысит некоторый уровень напряжения, на выходе формирователя положительных зубцов осцилляций (ФПЗО) появляется импульс, который заставляет одновибратор строба вернуться в исходное состояние. Ограничение длительности строб-импульса позволяет выделять из осцилляторного импульса только информативную часть. Длительность стробирующего импульса уменьшается по мере сжатия осцилляторного импульса на временной оси.

Импульсы ФПЗО и формирователя отрицательных зубцов осцилляций (ФОЗО) подаются в логическое устройство, которое выдает команды о максимальном и минимальном артериальном давлении в схему измерения давления.

Первый положительный зубец осцилляций, соответствующий максимальному артериальному давлению, запускает одновибратор 1. С одного из его выходов импульс поступает на Тг Рмакс, который опрокидывается, запускает одновибратор максимального давления и одновременно открывает вентили В1 и В3, которые предохраняют схему от сбоя в случае прохождения отрицательных зубцов осцилляций до первого положительного зубца.

Команда о равенстве давления в манжете минимальному артериальному давлению поступает с Тг Рмин.

Импульсы одновибраторов 1 и 2 с одних выходов поступают к Тг1 а с других – (на вход Тг У, с помощью которого осуществляется управление вентилями В4, В5 таким образом, что они препятствуют прохождению положительного импульса к Тг Рмин до тех пор, пока не прекратятся импульсы с одновибратора 2.

Наличие одновибраторов 1 и 2 позволяет произвести временное разделение срабатывания Тг У и Тг1 что .необходимо для того, чтобы вентили В4, В5 закрывались или открывались раньше, чем опрокинется Тг1.

Импульс одновибратора 1, соответствующий второму положительному зубцу осцилляций, прошедшему после последнего отрицательного зубца (о чем свидетельствует прекращение поступания импульсов с одновибратора 2), устанавливает триггер Тг Рмин в положение 1. При этом импульсом, порученным от дифференцирования отрицательного перепада напряжения, запускается одновибратор Рмин. Для того чтобы исключить ложный запуск Тг Рмин в случае слабой выраженности отрицательных зубцов на начальном участке периметрической кривой, вход Тг1. по положительным осцилляциям блокируется вентилем В2, который открывается триггером Тг2 в момент прихода первого отрицательного зубца осцилляций.

Импульсы с одновибраторов минимального и максимального давления поступают в схему измерения давления, которая включает в себя потенциометрический датчик давления, соединенный с манжетой, коммутатор напряжения и схему ИЛИ. По мере уменьшения давления в манжете в процессе измерения движок потенциометра перемещается по сопротивлению и изменяет выходное напряжение пропорционально давлению в манжете. Это напряжение подается на вход коммутатора. В момент поступления импульсов с одновибраторов максимального или минимального давления на вход схемы или на выходе коммутатора появляются импульсы, амплитуда которых соответствует максимальному и минимальному артериальному давлению.

Данная схема обеспечивает автоматический анализ дистально-периметрических сигналов осцилляций и получение информации в виде кратковременных импульсов, амплитуда которых пропорциональна величине максимального и минимального артериального давления. Этим достигается возможность значительного уплотнения медицинской информации, передаваемой по каналам РТС с борта летательного аппарата на землю, отпадает необходимость в передаче и регистрации излишней информации и т. д. Во многих случаях желательно получение информации о величинах артериального давления в виде длительно поддерживаемых уровней напряжения или тока, заводимых на световые или стрелочные указатели для визуального врачебного контроля. Целесообразно также получение информации в двоичном коде для ввода ее в вычислительную машину с целью автоматического медицинского обследования человека. В этом случае следует использовать иную схему измерения давления, а также исключить из логического устройства одновибраторы максимального и минимального давления, оставив без изменения остальные узлы (рис. 14).

Схема измерения давления в этом случае включает в себя датчик давления, соединенный с манжетой, счетчики максимального и минимального давления, два преобразователя код-аналог и вентили (В6, В7, В8, В9).

В исходном состоянии все разряды счетчиков Рмин и Рмакс устанавливаются в положение «0». По мере уменьшения давления в манжете движок датчика давления, соединенный с источником напряжения +1,5 в, перемещается по ламелям, каждой из которых соответствует определенное давление. Все ламели через одну соединены между собой и образуют две группы. Каждая группа через вентили подключена к соответствующему входу счетчиков Рмин
и Рмакс.

В момент замыкания движком ламели, относящейся к первой группе, подается напряжение +1,5 в на идентичные входы счетчиков Рмакс и Рмин. При замыкании ламелей второй группы напряжение поступает на другие входы счетчиков. Вентили В6, В7, В8, В9 открыты и оба счетчика подсчитывают число ламелей, по которым переместился движок.

Так как каждой ламели соответствует вполне определенное давление в манжете, то, следовательно, каждому дискретному значению давления будет соответствовать в счетчиках определенный двоичный код. Показания счетчиков преобразуются в напряжения при помощи преобразователей код — аналог.

В момент прихода из логического устройства команды, свидетельствующей о том, что давление в манжете равно максимальному артериальному давлению, закрываются вентили В6 и В7, которые отключают вход счетчика Рмакс от датчика давления. Счетчик Рмин продолжает фиксировать изменение давления. Число в двоичном коде, набранное на счетчике Рмакс, и напряжение на входе преобразователя код — аналог соответствуют максимальному давлению.

При равенстве давления в манжете диастолическом у давлению закрываются вентили В8 и В9, счетчик Рмин перестает считать и запоминает минимальное артериальное давление, выраженное в двоичном коде. На выходе преобразователя код — аналог этого счетчика напряжение соответствует минимальному артериальному давлению.

Проведенная экспериментальная проверка, показала, что дистально-периметрический метод может быть с успехом применен в системах, предусматривающих автоматическую обработку медицинской информации для обеспечения врачебного контроля и в других целях.

Похожие статьи:

  1. Комбинированный прибор для автоматического измерения времени распространения пульсовой волны и частоты пульса Л. А. Казарьян, Ю. А. Кукушкин Скорость распространения пульсовой волны...
  2. Аппаратура и приборы для регистрации физиологических функций летчиков в условиях полета Ю. В. Никифоров Современная радиоэлектроника имеет три основных направления развития:...
  3. Оценка инструментальных погрешностей тахоосциллографического метода измерения артериального давления В. Н. Рагозин Дифференциальный оптический манометр Н. Н. Савицкого позволяет...

автор admin



Написать ответ

Вы должны войти чтобы комментировать.