Фотоплетизмограф

Фотоплетизмограф, який містить з'єднані послідовно генератор імпульсів і джерело світла, а також перший і другий перетворювачі, реєстратор, перший і другий інтегруючі підсилювачі, входи яких з'єднані відповідно з виходами першого і другого перетворювачів, обчислювач, перший і другий входи якого з'єднані відповідно з виходами першого і другого інтегруючих підсилювачів, блок керування, вихід "Запуск" якого з'єднаний з входом генератора імпульсів, виходи "Дозвіл" і "Скид" - з другим і третім входами відповідно першого і другого інтегруючих підсилювачів, вихід керування мультиплексуванням, вихід керування дискретизацією і вихід керування лічбою - відповідно з третім, четвертим і п'ятим входами обчислювача, U 2 (19) 1 3 18471 4 пуск" якого з'єднаний з входом генератора імпульртий і п'ятий входи з'єднані відповідно з другими сів, виходи “Дозвіл" і “Скид" - з другим і третім вховходами аналого-цифрового перетворювача 11 і дами відповідно першого і другого інтегруючих процесора 12. підсилювачів, вихід керування мультиплексуванПерший, шостий і другий входи обчислювача 9 ням, вихід керування дискретизацією і вихід керуз'єднані відповідно з виходами інтегруючих підсивання лічбою - відповідно з третім, четвертим і лювачів 6-8, а його вихід з'єднаний з входом реп'ятим входами обчислювача. єстратора 13. У блоці керування 14 вихід “Запуск" Недоліком даного пристрою є недостатня чутз'єднаний з входом генератора імпульсів 1, виходи ливість реєстрації параметрів периферійного кро“Дозвіл" і “Скид" з'єднані з другим і третім входами вообігу. відповідно інтегруючих підсилювачів 6-8, вихід В основу корисної моделі поставлено задачу керування мультиплексуванням, вихід керування створення фотоплетизмографа, в якому за рахудискретизацією і вихід керування лічбою з'єднані нок введення нових вузлів і зв'язків досягається відповідно з третім, четвертим і п'ятим входами можливість підвищення точності вимірів параметобчислювача 9. рів периферійного кровообігу. Блок контролю каналів 15 містить два пікових Поставлена задача досягається тим, що у фодетектори 16, 17, логічний елемент І-НІ 18 і блок топлетизмограф, який містить з'єднані послідовно індикації 19, причому два його входи з'єднані відгенератор імпульсів і джерело світла, а також пеповідно з виходами підсилювачів 6, 8, а вихід є рший і другий перетворювачі, реєстратор, перший виходом пристрою 20. У блоці контролю каналів 15 і другий інтегруючі підсилювачі, входи яких з'єднадва входи з'єднані відповідно з входами пікових ні відповідно з виходами першого і другого перетдетекторів 16, 17, виходи яких з'єднані з входами ворювачів, обчислювач, перший і другий входи логічного елемента І-НІ 18, вихід якого з'єднаний з якого з'єднані відповідно з виходами першого і блоком індикації 19. Крім того, джерело світла 2 другого інтегруючих підсилювачів, блок керування, оптично з'єднано з фотоприймачем 5 і через біовихід “Запуск" якого з'єднаний з входом генератологічний об'єкт 21 оптично з'єднано з фотоприйра імпульсів, виходи “Дозвіл" і “Скид" - з другим і мачами 3, 4. третім входами відповідно першого і другого інтегФотоплетизмограф працює таким чином. руючих підсилювачів, вихід керування мультиплеПроцес вимірювання параметрів периферійноксуванням, вихід керування дискретизацією і вихід го кровообігу складається з двох основних етапів. керування лічбою - відповідно з третім, четвертим і На початку кожного етапу з третього виходу блока п'ятим входами обчислювача, введено послідовно керування 14 подається команда обнулення інтегз'єднані третій перетворювач і третій інтегруючий руючих підсилювачів 6-8, які зберігають результат підсилювач, другий і третій входи якого з'єднані з попереднього етапу вимірювань. На першому етавиходами “Дозвіл" і “Скид" блока керування, а випі за командою з блока керування 14 генератор хід з'єднаний з шостим входом обчислювача, і імпульсів 1 формує електричний імпульс, потужблок контролю каналів, який містить два пікових ність якого достатня для живлення джерела світла детектора, логічний елемент І-НІ та блок індикації, 2. Одночасно з випромінюванням світлового імпувходи першого і другого пікових детекторів підкльсу на другому виході блока керування 14 форлючені до виходу першого і другого інтегруючих мується імпульс дозволу для роботи інтегруючих підсилювачів відповідно, а їх виходи з'єднані з підсилювачів 6-8. Джерело світла 2 випромінює входами логічного елемента І-НІ, вихід якого з'єдсвітловий потік, який, частково поглинаючись ткананий з блоком індикації, вихід якого є виходом нинами біологічного об'єкта 21, досягає перетвопристрою, обчислювач містить з'єднані послідовно рювачів 3, 4. Від джерела світла 2 світловий потік мультиплексор, аналого-цифровий перетворювач, також досягає фотоприймача 5, не проходячи чепроцесор, причому вихід процесора є виходом рез біологічний об'єкт 21. Перетворювачі 3-5 форобчислювача і з'єднаний з входом реєстратора, мують електричні сигнали, які пропорційні величивходи керування мультиплексора, аналогоні падаючого на них світлового потоку. Електричні цифрового перетворювача і процесора є відповідсигнали з перетворювачів 3-5 потрапляють відпоно третім, четвертим і п'ятим входами обчислювавідно на інтегруючі підсилювачі 6-8, які при наявча, вихід джерела світла оптично з'єднаний з вхоності імпульсу дозволу з блока керування 14 викодом другого перетворювача і через біологічний нують інтегрування вхідних сигналів, після чого об'єкт з'єднаний з входами першого і третього пеінтегруючі підсилювачі 6-8 переходять у стан зберетворювачів. реження. В наступний момент часу на п'ятому виНа креслені представлена функціональна ході блока керування 14 формується імпульс, що схема фотоплетизмографа. запускає АЦП 11 обчислювача 9, який перетворює Фотоплетизмограф містить з'єднані послідову цифровий код сигнал, який подається з виходу но генератор імпульсів 1 та джерело світла 2, а інтегруючих підсилювачів 6 і 7 через мультиплектакож три перетворювачі 3-5, три інтегруючі підсисор 10 обчислювача 9, на вхід керування якого лювачі 6-8, входи яких з'єднані відповідно з вихоподається сигнал з четвертого виходу блока дами перетворювачів 3-5, обчислювач 9, який місуправління 14. Результат перетворення Х1 занотить з'єднані послідовно мультиплексор 10, ситься у пам'ять процесора 12 обчислювача 9 і аналогово-цифровий перетворювач 11, процесор містить такі складові: 12, вихід якого підключений до виходу обчислюваХ1=Х1+Хф1+Хдр1, ча 9, перший, шостий, другий і третій входи якого де Хi - величина, що пропорційна світловому з'єднані відповідно з першим, другим, третім і четпотоку, який пройшов крізь біологічну тканину; Хф1 вертим входами мультиплексора 10, а його четве- величина, що пропорційна фоновому засвічуван 5 18471 6 ню, який виміряний фотоприймачами 3 і 4; Хдр1 X2 X'2 Xic Xф2 Xдр2 Xф2 Xр2 Xic , величина, що залежить від температурного і часового дрейфів перетворювачів 3 і 4. Xi . Xрез Далі, у наступний моменти часу, по сигналах з Xic четвертого і п'ятого виходів блока керування 14 Результат останньої арифметичної операції перемикається мультиплексор 10 і знову запускапотрапляє на реєстратор. ється АЦП 11 обчислювача 9, що перетворює у Одночасно пікові детектори 16 і 17 блока контцифровий код сигнал, який прийшов з виходу інтеролю каналів 15 створюють напруги, які пропоргруючого підсилювача 8 через мультиплексор 10 ційні максимальній амплітуді вхідного сигналу, при обчислювача 9. Результат перетворення Х2 також цьому постійна розряду пікових детекторів 16, 17 заноситься у пам'ять процесора 12 і має вигляд: вибирається рівною 3... 4 періодам пульсу мінімаХ2=Хіс+Хф2+Хдр2, льно можливої частоти. Таким чином, зникають де Хіс - величина, що відображає інтенсивність хибні спрацьовування логічного елемента І-НІ 18, випромінювання самого джерела світла 2; Хф2 наприклад, в моменти часу перед систолічним величина, що пропорційна фоновому засвічуванвикидом пульсової хвилі. ню, який виміряний фотоприймачем 5; Хдр2 - велиПідсилювачі 6 і 8 підсилюють напругу до величина, що обумовлена температурним і часовим чини, що забезпечує стабільну роботу пікових дедрейфами фотоприймача 5. текторів 16 і 17 блока контролю каналів 15. При Другий крок вимірювань повторює перший, нормальній роботі фотоплетизмографа високі рівні але без вмикання джерела світла 2. В цьому винапруги з виходів пікових детекторів 16 і 17 поступадку перетворювачі 3-5 формують електричні пають на логічний елемент І-НІ 18, в результаті сигнали, що обумовлені дією зовнішніх паразитних чого на його виході присутній низький рівень назасвічувань. В результаті у пам'ять процесора 12 пруги, який не викликає спрацьовування блока ' індикації 19, а отже, на виході 20 пристрою відсутобчислювача 9 записуються результати X1 і X'2 : ній сигнал, який сигналізує про порушення роботи ' X1 Xф1 Xдр1 , фотоплетизмографа. Введення автоматичного і неперервного конт' X2 Xф2 Xдр2 . ролю роботи перетворювачів фотоплетизмографа, правильності їх розміщення, а також виключення Після завершення всіх кроків вимірювань з впливу зовнішніх світлових потоків і нестабільності шостого виходу блока керування 14 подається власних джерел світла підвищує точність реєстракоманда, яка приводить до виконання процесором ції параметрів периферійного кровообігу. 12 обчислювальних операцій виду ' X1 X1 Xi Xф1 Xдр1 Xф1 Xдр1 Комп’ютерна верстка В. Мацело Хі , Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601