Оптико-електронний пристрій діагностування стану периферичного кровообігу

Реферат: Оптико-електронний пристрій діагностування стану периферичного кровообігу містить датчик, який складається з джерела випромінювання та трьох фотоприймачів, три підсилювачі, обчислювач, який складається з мікроконтролера, блока гальванічної розв'язки, послідовного інтерфейсу і персонального комп'ютера, причому вихід мікроконтролера через блок гальванічної розв'язки і послідовний інтерфейс з'єднаний зі входом персонального комп'ютера, вихід якого через послідовний інтерфейс і блок гальванічної розв'язки з'єднано зі входом мікроконтролера, а оптичний вихід персонального комп'ютера є виходом пристрою. В нього введено три датчики, кожен з яких складається з джерела випромінювання та фотоприймача, один підсилювач, блок еталонів, USB-контролер. UA 78617 U (12) UA 78617 U UA 78617 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до медичної і ветеринарної техніки і може бути використана для контролю і визначення периферійного кровотоку в різних органах та тканинах людей та тварин. Відомий фотоплетизмограф [а. с СРСР № 1688842 А1, кл. A61D5/02, 1991 p.], 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, а вихід - з входом реєстратора, блок управління, вихід "Запуск" якого з'єднаний зі входом генератора імпульсів, виходи "дозвіл" та "скид" - з другим і третім входами відповідно першого і другого інтегруючих підсилювачів, вихід управління дискретизацією і вихід управління рахунком відповідно з третім, четвертим і п'ятим входами обчислювача. Недоліком даного пристрою є недостатня швидкодія та чутливість реєстрації параметрів периферійного кровообігу шляхом виключення із сигналу фотоплетизмограми інформативних складових. Відомий фотоплетизограф [а. с СРСР № 1591948 А1, кл. А61В5/02, 1990 p.], який містить генератор імпульсів, датчик у вигляді розміщених на одній основі джерела випромінювання, з'єднаного з генератором імпульсів, і двох фотоприймачів, підключених до схеми порівняння, третій вхід якої зв'язаний з генератором імпульсів, а вихід з'єднаний з реєстратором, блок контролю каналів, підключений до виходів фотоприймачів, а в датчику фоточутливі площадки фотоприймачів виконані у вигляді концентрично розміщених в одній площині кілець, в центрі яких встановлене джерело випромінювання. Недоліком даного пристрою є недостатня швидкодія та чутливість реєстрації фізіологічного стану людей і тварин. Найбільш близьким за технічною суттю є фотоплетизмограф [№ 9909 UA. М. Кл. А61В 5/02, опубліковано в №10, 2005 р.], який містить датчик у вигляді розташованих на одній основі джерела випромінювання і трьох фотоприймачів, три підсилювачі і обчислювач, який складається з мікроконтролера, блока гальванічної розв'язки, послідовного інтерфейсу і персонального комп'ютера, причому вихід першого, другого і третього фотоприймачів з'єднаний з першим входом відповідно першого, другого і третього підсилювачів, другий вхід яких з'єднаний з першим виходом мікроконтролера обчислювача, а вихід підключений до відповідного входу мікроконтролера обчислювача, другий вихід якого через послідовний інтерфейс і блок гальванічної розв'язки з'єднано зі входом персонального комп'ютера, третій вихід якого через послідовний інтерфейс і блок гальванічної розв'язки з'єднано із входом мікроконтролера, а оптичний вихід персонального комп'ютера є виходом пристрою. Недоліком даного пристрою є недостатня чутливість реєстрації параметрів периферійного кровообігу. В основу корисної моделі поставлена задача створення оптико-електронного пристрою діагностування стану периферичного кровообігу, в якому за рахунок введення нових елементів та зв'язків підвищується швидкодія та чутливість реєстрації пристроєм. Поставлена задача вирішується тим, що у оптико-електронний пристрій діагностування стану периферичного кровообігу, який містить датчик, який складається з джерела випромінювання та трьох фотоприймачів, три підсилювачі, обчислювач, який складається з мікроконтролера, блок гальванічної розв'язки, послідовний інтерфейс і персональний комп'ютер, причому вихід мікроконтролера обчислювача через блок гальванічної розв'язки і послідовний інтерфейс з'єднаний зі входом персонального комп'ютера, вихід якого через послідовний інтерфейс і блок гальванічної розв'язки з'єднано із входом мікроконтролера, а оптичний вихід персонального комп'ютера є виходом пристрою, введено три датчики, кожен датчик складається з джерела випромінювання та фотоприймача, один підсилювач, блок еталонів, USB-контролер, причому виходи першого, другого, третього та четвертого фотоприймачів з'єднані з першими входами відповідно першого, другого, третього та четверного підсилювачів, другі входи кожного з них з'єднані з першим виходом мікроконтролера обчислювача, а виходи підключені до відповідних входів мікроконтролера обчислювача, крім того другий вихід мікроконтролера обчислювача з'єднаний з першим входом блока гальванічної розв'язки, перший вихід якого з'єднаний зі входом мікроконтролера обчислювача, а другий вихід його з'єднаний з першим входом USB-контролера, перший вихід якого з'єднаний з другим входом блока гальванічної розв'язки, а другий вихід його з'єднаний зі входом персонального комп'ютера. На фіг. 1 подано структурну схему оптико-електронного пристрою діагностування стану периферичного кровообігу, 1 UA 78617 U 5 10 15 20 25 30 35 40 на фіг. 2 зображено фотоплетизмографічні сигнали одразу з чотирьох досліджуваних точок, що реєструються за допомогою оптико-електронного пристрою діагностування стану периферичного кровообігу. Пристрій містить джерела випромінювання 1, 2, 3, 4, фотоприймачі 5, 6, 7, 8, що підключені, відповідно, до входів підсилювачів 9, 10, 11, 12. Виходи підсилювачів 9, 10, 11, 12 під'єднані до відповідних входів мікроконтролера 13 обчислювача 14, вихід 15 якого з'єднаний зі входом блока мікроконтролера 13. Крім того, другий вихід 18 мікроконтролера 13 з'єднаний з першим входом блока гальванічної розв'язки 19, вихід 20 якого підключений до першого входу USBконтролера 21, вихід 22 якого з'єднаний зі входом персонального комп'ютера 23, вихід 24 якого підключений до другого входу USB-контролера 21, вихід якого підключений до другого входу блока 19 гальванічної розв'язки, а його вихід 26 підключений до відповідного входу мікроконтролера 13 крім того, вихід 27 мікроконтролера 13 під'єднаний до входів синхронізації підсилювачів 9, 10, 11, 12, а вихід 28 персонального комп'ютера 23 є виходом пристрою. Оптико-електронний пристрій діагностування стану периферичного кровообігу працює таким чином. Одразу після включення пристрою відбувається обнуління блоків обчислювача 14, а саме скид мікроконтролера 13 в нульовий стан та задання дозволу роботи пристрою. Після цього кожне джерело випромінювання 1, 2, 3, 4 випромінює світловий потік, що, частково поглинаючись і частково розсіюючись біологічними тканинами досліджуваної ділянки тіла (об'єкта дослідження), подається на фотоприймачі 5, 6, 7, 8. Пульсації периферичних судин, що виникають за рахунок проходження пульсової хвилі, викликають коливання оптичної густини живої тканини, тому потік інфрачервоного випромінювання, що пройшов або відбився від тканин, модулюється по амплітуді і наводить у фотоприймачах 5, 6, 7, 8 електричні сигнали, пропорційні цьому потоку. Сигнали з фотоприймачів 5, 6, 7, 8 після фільтрації та підсилення на підсилювачах 9, 10, 11, 12 надходять на відповідні входи мікроконтролера 13. Потім сигнали з мікроконтролера 13 надходять на вхід блока еталонів 16, де записується отриманий сигнал, який порівнюється з раніше записаним еталонним сигналом, в результаті чого визначається ступінь порушення периферичного кровообігу. Оскільки мікроконтролер 13 має вбудований АЦП, то в ньому проводиться серія аналогоцифрових перетворень, після чого мікроконтролер 13 перетворює сигнал в цифровий код. З його виходу сигнал надходить на перший вхід 19 блока гальванічної розв'язки. З виходу 20 якого сигнал передається до USB-контролера 21. USB-контролер 21 використовується для передачі даних в пам'ять персонального комп'ютера 23. Після того, як результати вимірювання потрапляють до персонального комп'ютера 23, на екрані висвітлюється оброблений фотоплетизмографічний сигнал (фіг. 2). Коли сигнали потрапляють в персональний комп'ютер 23, він повідомляє мікроконтролер про те, що сигнал встановився. Це здійснюється через виходи: 24 персонального комп'ютера 23, 25 USB-контролера 21 та 26 блока гальванічної розв'язки 19. Синхронізація роботи пристрою, а саме підсилювачів 9, 10, 11, 12, здійснюється завдяки керуючому сигналу з виходу 27, який виробляє мікроконтролер 13. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 45 50 55 Оптико-електронний пристрій діагностування стану периферичного кровообігу, який містить датчик, який складається з джерела випромінювання та трьох фотоприймачів, три підсилювачі, обчислювач, який складається з мікроконтролера, блока гальванічної розв'язки, послідовного інтерфейсу і персонального комп'ютера, причому вихід мікроконтролера через блок гальванічної розв'язки і послідовний інтерфейс з'єднаний зі входом персонального комп'ютера, вихід якого через послідовний інтерфейс і блок гальванічної розв'язки з'єднано зі входом мікроконтролера, а оптичний вихід персонального комп'ютера є виходом пристрою, який відрізняється тим, що в нього введено три датчики, кожен з яких складається з джерела випромінювання та фотоприймача, один підсилювач, блок еталонів, USB-контролер, причому виходи фотоприймачів з'єднані з першими входами відповідно першого, другого, третього та четверного підсилювачів, другі входи кожного з них з'єднані з першим виходом мікроконтролера, а виходи підключені до відповідних входів мікроконтролера, крім того другий вихід мікроконтролера з'єднаний з першим входом блока гальванічної розв'язки, перший вихід якого з'єднаний зі входом мікроконтролера, а другий вихід його з'єднаний з першим входом USB-контролера, перший вихід якого з'єднаний з другим входом блока гальванічної розв'язки, а другий вихід його з'єднаний зі входом персонального комп'ютера. 2 UA 78617 U 3 UA 78617 U Комп’ютерна верстка А. Крулевський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4