188430. lajstromszámú szabadalom • Biológiai jel-előfeldolgozó készülék
1 188 430 . 2 A találmány tárgya biológiai jelek előfeldolgozására és továbbítására alkalmas készülék. A készülék un. biológiai jel-előfeldolgozó modulokból (mérő egységekből) és un. modulbuszból áll. A készülék jel-előfeldolgozó moduljai (mérőegységei) speciális hardware-t (digitális előfeldolgozó rész) is tartalmaznak a jelkondicionáló részen kívül. A speciális hardware alkalmas arra, hogy a modulokat egyszerűen összeszervezze és biztosítsa olyan információk kezelését, melyek összefüggésben vannak a biológiai jelen végzett műveletekkel - a jelkondicionálással (blokkolás, kalibrálás, erősítésváltás, nullszint eltolás) - és a modul egyéb állapotaival. A készülék szabványos digitális csatlakozó felülettel és a páciensvédelem által megkövetelt szokásos galvanikus leválasztással is rendelkezik. A találmány - jellegénél fogva - elsősorban olyan helyeken alkalmazható, ahol egyidejűleg több biológiai paramétert kell mérni és feldolgozni. Ilyen terület például az intenzív betegőrzés. Az eddigi megoldások a biológiai jelek előfeldolgozására vonatkozóan főleg a mért analóg jel vivőfrekvenciás átvitelét alkalmazzák a galvanikus leválasztáson át a feldolgozó oldal felé. Egy ilyem megoldást ismertet a 27 52 783 számú Német Szövetségi Köztársaság-beli szabadalmi leírás, amely szerint a mért analóg jelet frekvenciavagy pulzushullám modulációval viszi át a galvanikus leválasztón. Ezen megoldás nem teszi lehetővé, hogy a mérőegységek, melyek a biológiai jeleket mérik, könnyen összeszervezhetők legyenek. A biológiai jelekhez kapcsolódó információk átvitele korlátozott a meghúzó tekercsreed relé megoldás miatt. Azonkívül a moduláció jellegétől függően a mért analóg jelben különböző torzulási, áthallási jelenségek lépnek fel. Ezen jelenségek kiküszöbölésére ismeretes a 178 940 lajstromszámú magyar szabadalmi leírás szerinti megoldás, amely feszültség-idő átalakítós analóg-digitális koverter alkalmas helyen történő kétfelé bontása, galvanikus leválasztással, révén valósítja meg a jelátvitelt. így a csatorna torzítása jelentősen lecsökken. Azonban az egyes mérőegységek összeszervezése és a mérőegységek állapotaival összefüggő információk kezelése itt sem megoldott. A találmány célja a fenti hiányosságok kiküszöbölése, egy olyan biológiai jel-előfeldolgozó készülék megvalósítása, amely biztosítja a biológiai jeleken végzett műveletekkel - a jelkondicionálással (blokkolás, kalibrálás, erősítésváltás, nullszint eltolás stb.) és a mérőegység egyéb állapotaival összefüggő információ kezelését. A találmány további célja, hogy a készülék egyidejűleg több biológiai paraméter mérését és feldolgozását tegye lehetővé. A találmány tárgya ezen követelményeknek megfelelő biológiai jel-előfeldolgozó készülék, különösen mikroszámítógépes sokcsatornás orvosi mérőrendszerekben történő alkalmazásra, melynek moduláris felépítése, a páciens biztonsági követelményeit kielégítő galvanikus leválasztása és szabványos digitális kommunikációs felülete, valamint mérőmoduljai vannak, amelyek jelkondicionáló- és digitális előfeldolgozó résszel rendelkeznek és a mérőmodulok egy ún. modulbuszra kapcsolódnak, mely csatlakozó felületeken felül szabványos digitális kommunikációs felületet előállító áramkört is tartalmaz, ezen kívül a jelkondicionáló rész erősítőkből és analóg kapcsolókból van felépítve. A készülék előnyös kivitelét az jellemzi, hogy az analóg kapcsolók vezérlőbemenetei a digitális előfeldolgozó rész tárolóelemének kimeneteire vannak kötve, valamint a digitális előfeldolgozó rész A/D (analóg-digitális) átalakítót, párhuzamos-soros, sorospárhuzamos átalakítót, engedélyező-, vezérlő-, címazonosító áramköröket, tárolóelemet, kezelőszerveket, adat kezelőszerv szelektort tartalmaz, mégpedig úgy, hogy a jelkondicionáló rész kimenete az A/D átalakító bemenetével van összekötve, ugyanakkor a kimeneti leválasztó egység előtt a kimenőjel útjában engedélyező áramkör, adatkezelőszerv szelektorhoz csatlakozó párhuzamossoros átalakító van; az adat-kezelőszerv szelektor megfelelő bemenetei egyrészt kezelőszervekhez, másrészt jelkondicionálóhoz csatlakozó A/D átalakító párhuzamos adatkimeneteihez, másrészt jelkondicionálóhoz csatlakozó A/D átalakító párhuzamos adatkimeneteihez kapcsolódnak. A bemeneti leválasztó egység a soros-párhuzamos átalakító bemenetével, ennek kimenetei pedig a tárolóelem és a címazonosító áramkör bemenetéivel van összekötve, valamint a címazonosító áramkör kimenete a vezérlő áramkörhöz kapcsolódik (vezérlő engedélyező bemenet) és ennek a vezérlő áramkörnek „írás” parancsot adó kimenete a digitális tárolóelem „irás” bemeneteire, az A/D átalakító indító és kimenetét engedélyező bemeneteire (A/D átalakítást felügyelő vezérlőkimenetek), a párhuzamossoros átalakító bemeneteire (párhuzamos-soros átalakítóhoz csatlakozó vezérlő-felület rész), az engedélyező áramkör engedélyező bemenetére (engedélyező áramkört vezérlő kimenet) csatlakoznak, és még a vezérlő áramkör össze van kötve a sorospárhuzamos átalakító bemenetével (ellenőrző vezérlőbemenet) és legnagyobb helyiértékü bitet (MSB) tartalmazó kimenetével (indító vezérlőbemenet). A párhuzamos-soros átalakító vezérlő jeleit számláló és kombinációs hálózat állítja elő egy órajellel szinkron, valamint a digitális adattároló „írás” jele a számláló és a kombinációs hálózat kimeneti jeleinek, a címfelismerö áramkör felismerő jelének és a soros-párhuzamos átalakító legnagyobb helyiértékü bitjének kapuzásából jön létre. Az A/D átalakító kimeneteinek engedélyezését a számláló, az A/D átalakító indítását és az engedélyező áramkör engedélyezését az „írás” jel vezérli egy flip-flop segítségével. A találmány szerinti biológiai jel-előfeldolgozó készüléket példakénti kiviteli alakok kapcsán a mellékelt rajz alapján ismertetjük részletesebben. Az 1. ábra a biológiai jel-előfeldolgozó készülék áttekintő blokkvázlata. A 2. ábra egy mérőmodul fizikai elhelyezkedését demonstrálja. A 3. ábrán a biológiai jel-előfeldolgozó készülék egy mérőmodulja példakénti kiviteli alakjának részletes tömbvázlatát tüntettük fel. A 4. ábrán a digitális előfeldolgozó rész vezérlője 5 10 15 20 25 3C 35 40 45 50 55 60 65 2
