CBRR4614 (677991), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

R

Блок

L Блок усиления и Блок формирования Блок отображения

преобразования обработки диагностических информации

N заключений

Блок

Передатчик Приемник формирования

сигналов тревоги

Рис. 1 Обобщенная структурная схема кардиомониторов

Инструментальные КМ исторически были первыми. Они характеризуются полностью аппаратными средствами реализации, использующими аналоговые методы обработки ЭКС и отображения информации. В инструментальных КМ могут быть использованы цифровые средства отображения и измерения параметров, основанные на «жесткой» логике, т. е. без возможности изменения программ обработки, свойственной вычислительной технике на основе ЭВМ. Упрощенная структурная схема инструментального КМ приведена на рис. 2

Отобра-

Запись ЭКГ Блок разверток жение

ЭКГ

R

ЧСС

L Пороговое Формирователь Измеритель

Усилитель устройство R-зубца ЧСС

N Измеритель-

ный прибор

Блок Установка Блок установки

фильтров порога пределов ЧСС и

сигнализации

Рис. 2 Структурная схема аналогового кардиомонитора

В инструментальных КМ применяются аналоговая обработка ЭКС, основанная на обнаружении R-зубцов методом частотной и амплитудно-временной селекции. Этот метод обладает высокой помехоустойчивостью, но вносит в ЭКС значительные искажения, что не позволяет достоверно дифференцировать нормальные и патологические желудочковые комплексы. Поэтому КМ такого типа в основном позволяют вести наблюдение ЭКГ по экрану ЭЛТ, измерять ЧСС и классифицировать фоновые нарушения ритма по установленным порогам для ЧСС. Примером такого КМ может служить ритмокардиометр РКМ-01.

Рассмотренные КМ не позволяют классифицировать аритмии по типу случайных событий, многие из которых можно обнаружить на основании автоматического анализа RR-интервалов. Применение цифровых схем на жесткой логике в блоке формирования диагностических заключений (см. рис. 1) позволило создать простой КМ — ритмокардиоанализатор РКА-01, который позволяет обнаруживать экстрасистолы и выпадения QRS-комплексов.

В кардиосигнализаторе КС-02 экстрасистолы и выпадения.. QRS-комплексов обнаруживаются путем преобразования интервалов в амплитуду пилообразного напряжения и сравнения ее с пороговыми значениями.

Инструментальные КМ имеют ограниченные функциональные и технические возможности и на настоящем этапе не удовлетворяют, медицинским задачам.

Вычислительные КМ позволяют решать значительный круг медицинских, технических и эксплуатационных задач при помощи, ЭВМ, т. е. программным способом, что позволяет расширять классы обнаружения аритмий за счет усложнения алгоритмов. Функции вычислительной техники в КЧ сводятся к цифровой обработке ЭКС, анализу данных обработки, отображению результатов анализа и управлению прибором. В качестве ЭВМ используются встроенные аппаратные средства вычислительной техники: однокристальные одноплатные микроЭВМ и микропроцессорные системы.

Наиболее простой путь реализации вычислительных КМ — это применение в них одноплатных функционально законченных микроЭВМ. На рис. 3 приведена структурная схема КМ на основе двух микроЭВМ.

Усиленный ЭКС дискретизируется аналого-цифровым преобразователем (АЦП) и в цифровом виде поступает на вход микроЭВМ1. В этой микроЭВМ осуществляется операция сжатия исходного описания. Оно уменьшает количество отсчетов в 10-15 раз, что снижает требования к быстродействию аппаратных средств и позволяет синтезировать простые структурные алгоритмы обнаружения QRS-комплекса, выделения его характерных точек. Сжатое описание ЭКС поступает в микроЭВМ2. МикроЭВМ2 выполняет все последующие процедуры анализа аритмий: измерение RR-интервалов; изменение параметров QRS-комплексов; классификацию по их форме на нормальные и патологические; обнаружение аритмий и возможных помех. Программы наблюдения вводятся в микроЭВМ2 посредством клавиатуры КМ. Выходы МикроЭВМ2 соединяются с блоком интерфейса, осуществляющего связь с центральным постом (ЦП), и блоком формирования результатов анализа. В удобной для врача форме результаты анализа поступают на устройство отображения данных — электронно-лучевой дисплей телевизионного типа. При возникновении нарушений ритма, опасных для больного, включается сигнализация тревоги.

Поле ввода программ

наблюдения

Описание Диагноз

R QRS

Микро Микро Блок

L Усилитель АЦП ЭВМ 1 ЭВМ 2 интерфейса КЦП

Диагноз

N Запись ЭКГ Блок

сигнализации

Блок формирования

результатов анализа Устройства

отображения

данных

Рис. 3 Структурная схема цифрового кардиомонитора

Применение двух микроЭВМ в вычислительной части КМ продиктовано жестким режимом реального времени при достаточной сложности реализуемых программ л ограниченности объема постоянного запоминающего устройства (ПЗУ), программируемого изготовителем микроЭВМ по заказу пользователя. Более гибким решением является применение вычислителей на основе типовых комплексов интегральных микросхем. Такое выполнение вычислительной части КМ хотя и требует затрат на разработку, но не накладывает каких-либо серьезных ограничений на характеристики КМ и АСОВК.

ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ СОСТАВ ЭЛЕКТРОННЫХ УСТРОЙСТВ

Электронные устройства (ЭУ) кардиомониторов в самом общем случае представляют собой совокупность аппаратных средств, предназначенных для преобразования, обработки и отображения информации. В нашем случае под информацией понимается электрокардиосигнал (ЭКС) и данные его обработки в кардиомониторах на всех этапах, а также управляющие и тестирующие сигналы. Основной состав ЭУ охватывает широкий арсенал аналоговых и цифровых полупроводниковых схем, обеспечивающих выполнение функций:

• усиления ЭКС при значимых синфазных электрических помехах;

• преобразования ЭКС в удобную для обработки форму;

• анализа ЭКС во временной или частотной областях в реальном масштабе времени;

• накопления и обработки данных анализа;

• оперативного отображения и документирования ЭКС и результатов его обработки;

• дистанционной передачи ЭКС и результатов обработки по каналам связи;

• сопряжения кардиомониторов с автоматизированными системами;

• автоматизации процесса управления прибором;

• самодиагностирования неисправностей.

УСТРОЙСТВА СЪЕМА ЭКС В КАРДИОМОНИТОРАХ

Все устройства съема медицинской информации подразделяют на 2 группы: электроды и датчики (преобразователи). Электроды используются для съема электрического сигнала, реально существующего в организме, а датчик — устройство съема, реагирующее своим чувствительным элементом на воздействие измеряемой величины, а также осуществляющее преобразование этого воздействия в форму, удобную для последующей обработки. Электроды для съема биопотенциалов сердца принято называть электрокардиографическими (электроды ЭКГ). Они выполняют роль контакта с поверхностью тела и таким образом замыкают электрическую цепь между генератором биопотенциалов и устройством измерения.

Автоматический анализ электрокардиосигналов в кардиомониторах предъявляет жесткие требования к устройствам съема — электродам ЭКГ. От качества электродов зависит достоверность результатов анализа, и следовательно, степень сложности средств, применяемых для обнаружения сигнала на фоне помех. Низкое качество съема ЭКС практически не может быть скомпенсировано никакими техническими решениями.

Требования, применяемые к электродам ЭКГ, соответствуют основным требованиям к любым преобразователям биоэлектрических сигналов:

• по точности восприятия сигнала (минимальные потери полезного сигнала на переходе электрод—кожа и сохранение частотной характеристики сигнала);

• идентичность электрических и конструктивных параметров (взаимозаменяемость, возможность компенсации электрических параметров);

• постоянство во времени функций преобразования (стабильность электрических параметров);

• низкому уровню шумов (обеспечение необходимого соотношения сигнал—шум).

• малому влиянию характеристик электродов на измерительное устройство.

Как показало применение первых кардиомониторов, обычные пластинчатые электроды ЭКГ, широко используемые в ЭКГ, не удовлетворяют требованиям длительного непрерывного контроля ЭКС из-за большого уровня помех при съеме.

УСТРОЙСТВА ОТОБРАЖЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ

Устройства отображения медицинской информации в кардиомониторах должны отражать состояние сердечной деятельности по ЭКС, а также вспомогательные сведения о больном и технические данные о работе кардиомонитора. Таким образом, отображенные данные включают:

• априорные данные о больном (фамилия, имя и отчество, номер истории болезни, возраст, пол, дата поступления, анамнез, предварительный диагноз);

• электрокардиосигнал (должен сопровождаться индикацией скорости движения изображения и калибровочным импульсом);

• значения параметров ритма сердца (частота сердечных сокращений, частота экстрасистол, параметры распределения RR-интервалов);

• результаты автоматического анализа аритмий (должны отображаться словами диапазона в той или иной формулировке, принятой для конкретного типа кардиомониторов);

• сигнализацию тревоги при появлении опасных аритмий (обычно индуцируется цветом светового табло с дифференциацией степени опасности);

• текущее время, время появления событий и время начала проводимой терапии и других мероприятий;

• сигнализацию обнаружения QRS-комплекса;

• состояние прохождения сигналов управления и контроля работоспособности прибора;

• сведения о нарушении работы кардиомонитора и локализации неисправности.

Отображаемая информация может носить временный — оперативный — характер, когда предыдущая информация стирается при появлении новой, и характер накопления данных за определенные интервалы времени. В последнем случае устройство отображения должно содержать или использовать внешнее устройство памяти для хранения данных.

ПАРАМЕТРЫ КАРДИОМОНИТОРОВ

Параметры, определяющие качество входных цепей

Параметры, характеризующие тракт усилителя ЭКС

Частотно-временные параметры тракта усилителя и отображения ЭКС

Параметры преобразования ЭКС в цифровую форму

Параметры, характеризующие устройство отображения

Параметры, характеризующие возможности анализа ритма

РАДИОТЕЛЕМЕТРИЧЕСКИЙ КАНАЛ ПЕРЕДАЧИ ЭЛЕКТРОКАРДИОГРАФИЧЕСКОГО СИГНАЛА

Опыт эксплуатации кардиомониторов показал, что они обладают рядом недостатков, обусловленных передачей ЭКС от больного к кардиомонитору при помощи кабеля отведений. Кабель отведений сковывает движения больного, находящегося под непрерывным контролем длительное время (5-10 суток), вызывая у него чувство беспокойства и дискомфорта. Соединение больного с кардиомонитором затрудняет медперсоналу проведение некоторых лечебных и гигиенических процедур, на время которых практически прерывается контроль ЭКС. При движениях больного из-за тянущих усилий, приложенных к электродам, возможно их смещение, что является причиной ложных тревог и нарушений работы кардиомониторов. Несмотря на соблюдение всех требований по электробезопасности, всегда остается вероятность поражения током при неисправности изоляции цепей в кардиомониторе. Поэтому понятен интерес специалистов к беспроводным каналам передачи ЭКС, которые в значительной степени свободны от указанных недостатков. Радиотелеметрический канал передачи биопотенциалов уже давно используются в космической и спортивной медицине, в клинической практике для контроля больных в период реабилитации и в экспериментах на животных для изучения их физиологии и экологии, то есть там, где необходим контроль физиологических параметров в условиях свободного поведения человека и животных. В литературе за беспроводными системами передачи биопотенциалов закрепился термин биорадиотелеметрических систем (БРТС).

Характеристики

Список файлов реферата