168268. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés EKG hullám lokális szélsőértékének meghatározására
3 168268 4 vételezi az EKG jelet a mintavételező egységgel, a mintákból differencia hányadosokat képez olyan módon, hogy az i-ik mintavételezés utáni, és az azt megelőzően létrejött és a tárolóban tárolt (i-l)-ik értékek alapján az aritmetikai egységben elvégzi a szükséges kivonást. Ezek után a differencia hányados egy digitális komparátorba kerül, amely egy empirikus módon meghatározott kritikus határ túllépésekor jelet szolgáltat a logikai egység felé. A logikai egység a jeleket közvetíti a számláló egység bemenetére, egészen addig, amíg a számláló, amely számolja az egymást követő mintavételi időpontokban esetleg érkező túllépések számát, egy - az adott meghatározó döntéshez tartozó — preset értéket el nem ér. A számláló ilyenkor jelet ad a logikai egységnek, hogy a következő mintavételi időpontban a kimeneten megfelelő jelet szolgáltasson. A fenti módszer illetve készülék az RS hullámszakasz meghatározására kiválóan alkalmas, jel-zaj viszonya meghaladja az előzőekben ismertetett megoldási típusoknál elérhető értéket. A jel/zaj kérdése sok esetben nyugalomban levő páciensnél is kritikus, de különösen nagy szerepet játszik pl. ergométeres terhelés közben vizsgált betegeknél, amikor az izomaktivitás és más zavaró tényezők miatt az EKG regisztrátum zajos, az alapvonal ingadozik, stb. A módszer hátránya igényesebb vizsgálatok esetén, — mint például a spektrális fonokardiográfiai vizsgálatok - hogy nem magát a lokális szélsőértéket, azaz pl. az R vagy S hullámcsúcs időpontját adja meg, hanem ezen két időpont között egy pontosan nem definiálható pillanatban szolgáltat kimenő jelet. A találmány tárgya eljárás és berendezés EKG hullámok lokális szélsőértékeinek — pl. az R hullámcsúcsnak - nagy pontosságú meghatározására, amelynél az EKG hullámot először frekvenciatartománybeli szűrőn vezetjük át, majd meghatározott amplitúdójúra erősítjük. A találmány szerinti eljárás lényege, hogy a felerősített EKG hullámnak előállítjuk a derivált időfüggvényét, majd az EKG jelre vonatkozó a priori ismeretek alapján beállítjuk a Klt K 2 komparálási szinteket és megvizsgáljuk, hogy a derivált időfüggvénynek a keresett lokális szélsőértéket közvetlenül megelőző maximális amplitúdója beleesik-e a Kt) K 2 komparálási szintek által meghatározott tartományba. Ha beleesik, ellenőrizzük, hogy a tc időpillanatban történt K t komparálási szint átmetszést követő T0 időintervallumon belül lecsökken-e a derivált időfüggvény értéke a Ki alsó komparálási szint alá. Ha lecsökken, úgy a Tf — Ta időintervallumban a keresett lokális szélső érték típusának megfelelő irányból kapott nullátmenetet a lokális szélsőérték időpillanatának minősítjük. Ha a vizsgálatsorozat egyik tagja negatív eredményt ad, úgy a konstans — Ki, K2 , T 0 alsó és felső komparálási szintek és időintervallum stb. - módosítása után az eljárást megismételjük. A találmány szerinti berendezésnek a találmány szerinti eljárás foganatosítására frekvenciatartománybeli szűrője és automatikus erősítésszabályozó áramköre van. 5 A találmány szerinti berendezés lényege, hogy a bemeneti egységeket deriváló áramkör egészíti ki, melynek kimenetére feszültségosztóval -ellátott két komparátor áramkör és polaritás átkapcsoló csat-10 lakozik. A berendezésnek a polaritás átkapcsolora csatlakozó detektáló áramköre, időtartománybeli szűrője, jelformáló és kijelző áramköre van. Az első komparátor áramkör kimenetére kondenzátor csoporttal és választókapcsolóval ellátott első, má-15 sodik, és a második kimenetére kapcsolt harmadik monostabil multivibrator van kapcsolva. Az első és második komparátor áramkör és az első monostabil multivibrator kimenetére logikai áramkörökből felépített kombinációs hálózat kapcsolódik. A har-20 madik monostabil multivibrator és a kombinációs hálózat kimenete az időtartománybeli szűrő második és harmadik bemenetére van kapcsolva. 25 A találmány szerinti berendezés előnyös kiviteli változatánál az előszelektáló áramkörnek az első A és második B vezetékre kötött NAND kapuja, a második B és harmadik C vezetékre kötött első ÉS kapuja, az első A vezetékre és a NAND kapu 30 kimenetére kötött második ÉS kapuja, továbbá az első és a második ÉS kapu kimenetére kötött VAGY kapuja van. A találmány szerinti berendezés előnye, hogy 35 egyrészt valóban az EKG görbe lokális szélsőértékeit szolgáltatja, (pl. a P, Q, R, S, T hullámcsúcsok időpontjaiban ad kimenő jelet) másrészt az EKG jelre vonatkozó a priori ismeretek alapján olyan megoldást valósít meg, amely a 40 jel-zaj viszony szempontjából is a gyakorlati esetek túlnyomó többségében optimálisnak tekinthető. Az ismert megoldások és a találmány a rajzon szemléltetve van. 45 Az 1. ábra egy ismert analóg készüléket, a 2. ábra egy EKG spektrumot, a 3. ábra egy ismert digitális célkészüléket, a 4. ábra az EKG hullám idődiagramját, az 50 5. ábra a P valószínűség függvényét, a 6. ábra a találmány szerinti eljárás algoritmusát, a 7. ábra a találmány szerinti berendezés egy lehetséges kiviteli alakját, a 55 8. ábra egy egészséges személy a priori adatait mutatja. A HP 7822/A Aritmia Monitor QRS detektort 60 mutatja az 1. ábra, melynél a bemenő jel az 1 felfutás korlátozó egység után a 2 sávszűrőre majd a 3 egyenirányítóra kerül. Az egyenirányítóit jel ezután a 4 automatikus erősítésszabályozó egység, majd az 5 komparátor egység bemenetére jut. Az 65 5 komparátor kimenetére a 6 jelformáló csatla-2
