БЕС для реєстрації та обробки звукових сигналів серця

Автоматизований комп’ютерний комплекс «КАРДІО+» (канал ФОНО)використовується для реєстрації, обробки фонокардіограм та постановки діагнозу.

Склад автоматизованого комплексу «КАРДІО+» канал ФОНО:

– персональний комп’ютер (ПК);

– модуль інтерфейсний (встановлюється в системному блоці);

– блок перетворення сигналів;

– кабель відведень ЕКГ з електродами для кінцівок;

– кабель зв’язку «блок перетворення сигналів – модуль інтерфейсний»;

– п’єзокерамічний датчик для реєстрації ФКГ;

– датчик ПСА-02 ТУ64-1-3635-82 для реєстрації сфігмограми (СГ).

В приладі використаний принцип цифрової обробки сигналів. Сигнал реєструється за допомогою фоно- і сфігмо- датчиків і передається в блок перетворення сигналів. Блок перетворення сигналів підсилює сигнали на всіх каналах, перетворює їх в цифрову форму і передає в комп’ютер. Комп’ютер за допомогою цифрових фільтрів оброблює сигнали і виводить три канали ЕКГ, ФКГ і сфігмограми (СГ) в реальному часі на екран монітора. Після фіксації вводу сигналів формується додатково 5-каналів ФКГ, які розділено по частотам. Дані зберігаються в архіві.

Програмне забезпечення приладу дозволяє автоматично визначити частоту серцевих скорочень, інтервал Q – І тон, роздвоєння І тону, роздвоєння ІІ тону, відношення амплітуд І і ІІ тону на чотирьох каналах ФКГ. Програма встановлює маркери в характерних точках з можливістю корекції їх оператором. Програмне забезпечення дозволяє автоматично вимірювати і обчислювати основні параметри ФКГ сигналів.

Структурно-функціональна схема комплексу «КАРДІО+» (канал ФОНО) наведена на рис. 6.5. Модуль ФОНО забезпечує відображення на екрані компютера ФКГ, II відведення ЕКГ і сфігмограми (сигналу, що відображає пульсові коливання стінки артерії). Смуга прозорості поділена на 6 каналів (А, Н, С1, С2, В1, В2) в діапазоні частот від 20 до 1000 Гц. Частота дискретизації АЦП – 4 кГц. Напруга внутрішніх шумів, приведених до входу, – не більше 0,15 мВ.

Зареєстровані сигнали підсилюються біопідсилювачами, які розташовані в коробці відведень, і подаються в блок перетворення сигналів, де додатково підсилюються, перетворюються в цифрову форму і через інтерфейсний модуль передаються в комп’ютер для подальшої обробки. Підсилювач повинен в більшій мірі підсилити слабші високочастотні коливання, які відповідають серцевим шумам, і в меншій мірі – низькочастотні, які відповідають серцевим тонам. Тому весь спектр розділяється на діапазони низьких, середніх і високих частот. В кожному діапазоні забезпечується необхідне підсилення. Повну картину звуків серця отримують при аналізі ФКГ в кожному діапазоні частот

Мікрофон перетворює звукову енергію в електричні сигнали. Він повинен мати максимальну чутливість, не вносити спотворень в сигнали, які передаються, і бути стійким до зовнішніх шумів.

Принцип дії п’єзоелектричного мікрофону заснований на п’єзоелектричному ефекті – виникненні різниці потенціалів при механічній деформації деяких кристалів (кварцу, сегнетової солі та ін.). Кристал встановлюється і закріплюється в корпусі мікрофону, під дією звукових коливань він піддається деформації.

Рис. 6.5. Функціональна схема комплексу «Кардіо +»

В комплексі «КАРДІО+» використовуються частотні характеристики при записі ФКГ: А – аускультативна (номінальна частота 140 ± 25 Гц), Н – низькочастотна (35 ± 10 Гц), С₁ – середньочастотна-1 (70 ± 15 Гц), С₂ – середньочастотна-2 (140 ± 25 Гц), В – високочастотна (250 ± 50 Гц) (рис. 6.6).

Рис.6.6 Реєстрація сигналів ЕКГ, СГ и ФКГ в комплексі «Кардіо +»

При спектральному аналізі фонокардіограм досліджуються зміни амплітуди звукових коливань в декількох відносно вузьких діапазонах частот (рис. 6.7).

Рис. 6.7. Результати спектрального аналізу ФКГ в комплексі «Кардіо +»