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

Наименование параметра	Значение параметра	Влияние параметра, примечания
Входной импеданс, МОм	2, 5-10	Степень шунтирования ЭКС
Постоянный ток в цепи пациента через любой электрод, исключая нейтральный, мкА	менее 0, 1	Поляризующий эффект

 

Параметры, характеризующие тракт усилителя ЭКС

Наименование параметра	Значение параметра	Влияние параметра, примечания
Уровень внутренних шумов (размах), приведенный ко входу, мкВ	менее 15-50	Возможность наблюдения малых сигналов
Коэффициент ослабления синфазного сигнала, дБ	90-120	Степень подавления сетевой наводки
Допустимое постоянное напряжение на входе, мВ	±300	Сохранение параметров усилителя
Входное напряжение ЭКС, мВ	0, 05-5	Определяет динамический диапазон усилителя
Чувствительность, мм/мВ	5-40	Реагирование на величину входного напряжения
Погрешность установки чувствительности, %	±5	При дискретной установке
Напряжение калибровочного сигнала, мВ	1±0, 05	Калибровка усилителя
Время успокоения при перепаде напряжения на входе 300 мВ, с	3, 0	Восстановление работоспо­собности усилителя
Устойчивость к импульсу дефибриллятора, кВ	2-3	Электрическая прочность, влияние на восстановление работоспособности усили­теля

 

Частотно-временные параметры тракта усилителя и отображения ЭКС

Наименование параметра	Значение параметра	Влияние параметра, примечания
Полоса пропускания, Гц:		Степень искажения ЭКС
на выходе усилителя	0, 05-120
при отображении на экране	0, 05-50
Неравномерность АЧХ, %:		Динамическая линейность
на выходе усилителя	±10	по амплитуде
при отображении на экране	±30
Крутизна спада АЧХ вне полосы пропускания, дБ/октаву	6	Устойчивость тракта усилителя, искажение ЭКС
Выброс на переходной характери­стике, %	10	Реакция на импульсный сигнал
Погрешность измерения интервалов времени по экрану, %	менее 30	В диапазоне от 0, 06 до 3 с.

 

Параметры преобразования ЭКС в цифровую форму

Наименование параметра	Значение параметра	Влияние параметра, примечания
Частота квантования, Гц	250-500	Сглаженность изображения, частота ввода данных в вычислитель
Погрешность частоты квантования, %	1, 0	Обычно применяется кварцевая стабилизация частоты
Разрядность, бит	8-10	Сглаженность изображения, динамиче­ский диапазон ввода данных в вычис­литель
Приведенная погреш­ность цифрового кода, %	менее 3, 0	Соотношение между входным на­пряжением и значением двоичного разряда

 

Параметры, характеризующие устройство отображения

Наименование параметра	Значение параметра	Влияние параметра, примечания
Ширина изображения, мм	30-70	Для ЭКС
Пределы перемещения луча по вертикали, мм	более 20	Центровка изображения ЭКС
Ширина луча, мм	менее 1	Фокусировка изображения
Дрейф нулевой линии, мм/ч	менее 5, 0	Стабильность положения изолинии
Скорость движения изобра­жения ЭКС, мм/с	12, 5-100 или 12, 5; 25; 50; 100	Пространственно-временное соотношение сигналов
Погрешность установки скорости движения ЭКС, %	±10	При дискретной установке
Нелинейность развертки, %	менее 10	Сохранение временных соотноше­ний в сигнале
Размер развертки по горизонтали, мм	более 50	Наглядность изображения ЭКС
Смещение изолинии при регулировке чувствительности, мм	менее 20	Стабильность положения изолинии в процессе управления
Разрешающая способность (растр изображения)	не менее 256´ 512	Качество изображения данных

 

Параметры, характеризующие возможности анализа ритма

Наименование параметра	Значение параметра	Влияние параметра, примечания
Диапазон напряжений уверенного обнаружения R-зубца (комплекса QRS), мВ	0, 2-0, 5
Диапазон измерения ЧСС, мин -1	30-300
Погрешность измерения ЧСС, мин -1	±2
Верхняя граничная частота, при обнаружении сигнала, мин -1	500-600	Возможность обнаруже­ния фибрилляции желудочков
Время усреднения ЧСС, с	15, 30, 60
Длительность запоминания фраг­ментов ЭКС по сигналу тревоги, с	8-20	Изучение предыстории нарушения ритма
Время анализа катастрофических аритмий, с	5-10	Включение сигнализации
Время анализа угрожающих аритмий, мин	1-2	Включение сигнализации
Число уровней программы сигнализации	2-3

 

⇐ Предыдущая12345Следующая ⇒

Поделиться: