2.4.4. Общие принципы построения кардиомониторов
Вне зависимости от назначения все КМ могут быть описаны одной обобщенной структурной схемой (рис. 13). Электросигнал с электродов поступает в блок усиления и преобразования, который усиливает его до уровня, необходимого для его обработки. Блок ограничивает спектр частот входного сигнала с целью повышения помехоустойчивости и надежного выделения информационных признаков ЭКС и производит его дискредитацию (АЦП), если в дальнейшем предполагается цифровая обработка сигнала. При использовании радиоканала связи между больным и КМ ЭКС снимаемый с электродов, модулирует генератор передатчика, размещенного на больном. Принимаемый сигнал с приемника поступает в блок усиления и преобразования.
Усиленный и преобразованный в цифровую форму ЭКС (если предусматривается цифровая обработка сигнала) поступает в блок обработки, где в соответствии с принятыми алгоритмами, аналоговым или цифровым методом, производится: обнаружение QRS - комплексов или R -зубцов, классификация QRS -комплексов на нормальные и патологические. Идентифицированные комплексы и значения RR-интервалов поступают в блок формирования диагностических заключений, где на основании полученных данных по алгоритмам выделения аритмий формируются соответствующие диагнозы.
ния аритмий формируются соответствующие диагнозы.
Рис. 13. Обобщенная структурная схема кардиомонитора
Диагностические заключения сравниваются в блоке формирования сигналов тревоги с порогами, установленными для сигнализации. ЭКС и диагностические заключения о характере аритмий индицируются в блоке отображения информации.
В зависимости от технического исполнения КМ могут быть инструментальными или вычислительными.
Инструментальные КМ характеризуются полностью аппаратными средствами реализации, использующими аналоговые методы обработки ЭКС и отображения информации.
В инструментальных КМ могут использоваться цифровые средства отображения и измерения параметров, основанные на "жесткой" логике, т.е. без возможности изменения программы обработки, свойственной ЭВМ. Упрощенная структурная схема инструментального КМ приведена на рис. 14. В этих КМ применяется аналоговая обработка ЭКС, основанная на обнаружении R-зубцов методом частотной и амплитудно-временной селекции.
Рис. 14. Структурная схема аналогового кардиомонитора
У этого метода высокая помехоустойчивость, но он вносит в ЭКС значительные искажения, что не позволяет достоверно дифференцировать нормальные и патологические желудочковые комплексы. КМ такого типа позволяют вести наблюдение ЭКГ по экрану ЭЛТ, измерять ЧСС и классифицировать нарушения ритма по установленным порогам для ЧСС. Примером такого КМ может служить ритмокардиограф РКМ-01.
Инструментальные КМ имеют ограниченные функциональные и технические возможности и не отвечают современным медицинским задачам.
Вычислительные КМ. Использование ЭВМ позволит расширять классы обнаружения аритмий за счет усложнения алгоритмов. В качестве ЭВМ используются однокристальные и одноплатные микроЭВМ и микропроцессорные системы, производящие цифровую обработку ЭКС, анализ данных обработки, отображение результатов анализа и управление прибором. На рис. 15 приведена структурная схема КМ на основе двух ЭВМ.
Рис. 15. Структурная схема цифрового кардиомонитора
Усиленный ЭКС дискретизируется АЦП и в цифровом виде поступает на вход микроЭВМ-1, в которой осуществляется операция сжатия исходного описания. Количество отсчетов уменьшается в 10-15 раз, что снижает требование к быстродействию аппаратных средств и позволяет использовать простые структурные алгоритмы обнаружения QRS-комплекса, выделение его характерных точек. Сжатое описание ЭКС поступает в микроЭВМ-2, которая выполняет все последующие процедуры анализа аритмий: измерение RR-интервалов, измерение параметров QRS-комплексов, классификацию по их форме на нормальные и патологические, обнаружение аритмий и возможных помех. Программы наблюдения вводятся в микро ЭВМ-2 посредством клавиатуры. Выходы микро ЭВМ-2 соединяются с блоком интерфейса, осуществляющего связь с центральным постом (ЦП) и блоком формирования результатов анализа. При возникновении нарушений ритма, опасных для больного, включается сигнализация тревоги.