SU760949A1

SU760949A1 - Датчик длительности фаз протеза сердца с пневматическим приводом 1

Info

Publication number: SU760949A1
Application number: SU782638998A
Authority: SU
Inventors: Aleksandr V Sumin; Vladimir B Parashin; Aleksandr Sokolov; Viktor V Vorobev; Vladislav V Khakhalin
Original assignee: Aleksandr V Sumin; Vladimir B Parashin; Aleksandr Sokolov; Viktor V Vorobev; Vladislav V Khakhalin
Priority date: 1978-06-30
Filing date: 1978-06-30
Publication date: 1980-09-07

Description

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к протезам сердца и может быть использовано при создании систем управления и контроля протеза сердца с имплантируемым источником энергии, в котором насосный блок приводится в действие сжатым воздухом.

Известен датчик длительности фаз протеза сердца с пневматическим приводом, содержащий преобразователь давления в электрический сигнал, подключенный к дифференциатору, детектор нулевого уровня и пороговую схему [1].

Основным недостатком известного датчика является низкая точность измерения, обусловленная неточной фиксацией момента окончания фазы детектором нулевого уровня первой производной электрического сигнала преобразователя давления, так как величина сигнала первой производной электрического сигнала преобразователя давления в общем случае отлична от нуля и является функцией времени и режима работы протеза сердца с пневматическим приводом на всем временном интервале фаз систолы и диастолы; а опорный уровень срабатывания детектора нулевого уровня жестко установ2

лен и от времени и режима работы протеза сердца не зависит. То есть для первой производной электрического сигнала преобразователя давления не существует однозначно опорного уровня напряжения, по пересече₅ нию которого сигналом первой производной можно было бы с высокой степенью точности судить об окончании фаз систолы и диастолы. ·

Цель изобретения — повышение точности измерения длительности фаз.

Ю Цель достигается тем, что в датчике имеется второй дифференциатор, вход которого соединен с выходом первого дифференциатора, а выход — с последовательно соединенными детектором нулевого уровня и пороговой схемой.

На фиг. 1 изображена структурная схема датчика длительности фаз протеза сердца с пневматическим приводом; на фиг. 2 — временная диаграмма работы датчика; на фиг. 3 — принципиальная схема датчика.

20 Датчик содержит (фиг. 1) первичный преобразователь 1 давления газа в электрический сигнал в пневмокамере 2 протеза сердца, дифференциатор 3 сигнала давления, второй дифференциатор 4, детектор 5

15

3

760949

4

нулевого уровня и пороговую схему 6. Выходы пороговой схемы являются выходами датчика.

Датчик работает следующим образом.

В конце процесса изгнания крови из желудочка (фиг. 2) давление в пневмокаме. ре увеличивается, так как пневматический привод в этот момент переходит из режима работы на нагрузку в режим холостого хода, когда объем пнёвмокамеры становится постоянным. Аналогичное явление наблюдается в конце фазы диастолы. Моменты окончания фаз систолы и диастолы обозначены соответственно буквами а и б на фиг. 2.

Выделение этих моментов происходит следующим образом.

С выхода первичного преобразователя 1 давления в электрический сигнал (фиг. 1) снимается сигнал и₈, пропорциональный давлению в пневмокамере 2 протеза сердца. ' Дифференциатор 3 формирует из сигнала и_э сигнал Щ , а дифференциатор 4 — из сигнала Ш сигнал и₈ , причем сигналы иэ и соответственно пропорциональны первой и второй производной сигнала 1Ц . Как следует из фиг. 2, для сигнала 11э , в отличии от сигнала и^, в любом случае однозначно существует нулевой уровень, по пересечению которого сигналом иэ можно с высокой степенью точности судить как об окончании фазы систолы, так и об окончании фазы диастолы. '

Детектор 5 нулевого уровня формирует импульсы ϋ₀ в момент перехода сигнала и_э" через нулевой уровень. Пороговая схема 6 выделяет из последовательности импульсов и_в импульсы и_к9 . поступающие в фазу диастолы, и импульсы , поступающие в фазу систолы. Таким образом, импульсы и_кэ и и_№ появляются на выходе датчика в моменты.окончания фаз диастолы и систолы соответственно.

Пример. Дифференциатор 3 сигнала давления (фиг. 3) может быть выполнен в виде операционного усилителя 7, охваченного посредством резистора петлей отрицательной обратной связи, к инвертирующему входу которого подключен конденсатор. Второй дифференциатор 4 может быть выполнен в виде дифференцирующей К-С цепочки.

Детектор 5 нулевого уровня может представлять собой триггер Шмидта, выполненный в виде операционного усилителя 8, охваченного посредством резистора 9 петлей -положительной обратной связи, неинвертирующий вход которого подключен через другой резистор к земляной шине, а выход подсоединен к дифференцирующей К-С цепочке, формирующей импульсы перехода сигнала через нуль.

Пороговая схема 6 может состоять из пары транзисторных ключей на комплементарных транзисторах 10, 11 и 12, 13, коллекторы которых соединены резисторами. Базы транзисторов 10 и 13 подключены к выходу дифференцирующей цепочки детектора 5, а базы транзисторов 11 и 12 подсоединены к выходу преобразователя 1 давления в электрический сигнал. Транзистор Ю открывается импульсом положительной, а транзистор 13 отрицательной полярности сигнала ТДэ ·

В фазу систолы сигнал закрывает транзистор 11 и открывает транзистор 12. В этом случае при наличии в данном временном интервале импульса отрицательной полярности ϋ_β на базе транзистора 13 на коллекторе этого же транзистора появится прямоугольный импульс, свидетельствующий об окончании фазы систолы. В фазу диастолы открывается транзистор 11, закрывается транзистор 12 и при наличии импульса положительной полярности на базе транзистора 10, на коллекторе транзистора 10 появится прямоугольный импульс, свидетельствующий об окончании фазы диастолы.

Таким образом, конструкция датчика за счет введения второго дифференциатора электрического сигнала первичного преобразователя давления позволяет значительно повысить точность измерения длительности фаз протеза сердца с пневматическим приводом.

Предложенный датчик позволяет создать на основе системы контроля и автоматического управления протез сердца с пневматическим приводом, улучшив тем самым физйологичность кровообращения при полной замене сердца.

Claims

Формула изобретения

Датчик длительности фаз протеза сердца с пневматическим приводом, содержащий преобразователь давления в электрический сигнал, подключенный к дифференциатору, детектор нулевого уровня и пороговую схему, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения длительности фаз, в нем имеется второй дифференциатор, вход которого соединен с выходом первого дифференциатора, а выход — с последовательно соединенными детектором нулевого уровня и пороговой схемой.