Дистанционный комплекс контроля функционального состояния (стр. 4 из 15)

В ПЭВМ, состоящей из процессора 12, монитора 13 и принтера 14, осуществляются следующие операции:

¾ фиксация данных пациента;

¾ фиксация анамнеза;

¾ фиксация данных измерений температуры, привязанных к позиции датчиков.

Данные по температуре обрабатываются и могут быть отображены на мониторе или принтере в виде термограммы или в виде поля температур.

Таким образом, рассмотрено устройство и принцип действия компьютеризированного радиотермометра РТМ-01-РЭС. Аппарат обладает долговременной стабильностью показаний. Благодаря специальным схемам он может работать при значительном изменении температуры окружающей среды. Введение устройства выборки - хранения убыстряет процесс измерения, особенно при скрининговых исследованиях.

Радиотермограф “РАСКАТ”. В экспериментальных исследованиях использовали многоканальный радиотермограф РАСКАТ, разработанный совместно ИРЭ РАН и НПО ВЕГА-М.

Этот прибор представляет собой аппаратно-программный комплекс, состоящий из высокочувствительного приемника дециметрового диапазона волн (радиометра), комплекта антенн-аппликаторов (по числу каналов) с устройствами крепления на голове и теле человека, персонального компьютера типа IВМ и пакета программного обеспечения.

Передача информации с радиометра на компьютер осуществляется в цифровом виде через стандартный порт RS-232. В приборе предусмотрен светодиодный контроль качества установки антенн-аппликаторов на теле (голове) человека. Имеются датчики температуры кожи под антеннами и датчик комнатной температуры.

С учетом постоянной времени интегрирования минимальный период исследуемых процессов составлял 40 с.

Исследования проводили в экранированной камере фирмы "Belling & Lee", обеспечивающей ослабление радиопомех более 100 дБ. Антенны-аппликаторы устанавливались на голове испытуемого в соответствии с международной системой отведений при электроэнцефалографии 10 — 20. В первые 10 мин записывалось "фоновое" распределение температур, после чего давалась команда на начало физиологического теста. После окончания теста запись продолжалась еще 10 мин.

Для радиотермографии "изображение" синтезируется следующим образом: перед началом сеанса на экран дисплея выводится сменная маска исследуемого объекта — голова человека представленная рисунке 1.5, в соответствии с которой производятся расстановка антенн-аппликаторов и дальнейшая привязка получаемой информации к изображению объекта.

Рисунок 1.5 - Маска головы

Полученные от всех антенн сигналы интерполируются по поверхности исследуемого участка, и результат интерполяции налагается на маску. Затем можно выбрать "кадр", относительно которого будут наблюдаться изменения температурных полей при различных физиологических пробах, и выровнять по нему температурное поле. Таким образом, получаемые карты температурных полей показывают относительные изменения глубинной температуры, вызванные внешним воздействием на организм человека.

1.3 Приборы использующееся в спортивной медицине

Портативный прибор биоуправления физической тренировкой “Вектор”. Выпускается в республике Беларусь научно-производственным предприятием “Биомедицинская инженерия Медиор”. Прибор предназначен для программируемого управления физической тренировкой и последующего анализа реальной функциональной нагрузки.

Прибор закрепляется на поясе спортсмена, мягкие электроды устанавливаются на грудную клетку для контроля динамики частоты сердечных сокращения (ЧСС). Управление осуществляется звуковым сигналом на основе сравнения текущего значения ЧСС с заданными и изменяющимися во времени границами.

Область применения: спорт высших достижений, оздоровительная физическая культура, реабилитация.

Функции и возможности прибора:

- программирование различных форм функциональных нагрузок в виде временной зависимости допустимых границ частоты пульса спортсмена.

- цифровая индикация и накопление мгновенных или усредненных значений ЧСС в процессе тренировки.

- работа в режиме секундомера и индикация объема заполнения ОЗУ.

- программная обработка накопленных данных, распечатка протоколов планирования и выполнения тренировки.

Многоканальный радиотелеметрический комплекс для оперативного контроля функционального состояния группы спортсменов “Прогрес”. Выпускается в республике Беларусь научно-производственным предприятием “Биомедицинская инженерия Медиор”. Комплекс предназначен для наблюдения в реальном времени динамики параметров кардиореспираторной системы группы спортсменов (4, 8, 16, и более человек) в ходе проводимых тренировок.

Функции комплекса: ввод служебной информации (анкетирование спортсменов, установка режимов контроля), тестирование системы, непрерывная регистрация частоты сердечных сокращений (ЧСС), частоты дыхания (ЧД), расчет и графическое представление динамики статических показателей (моды, амплитуды моды, индексов напряжения) и других параметров состояния спортсменов, распечатка групповых и персональных протоколов функциональной нагрузки, возможность внесения тренером отметок событий и графики регистрируемых данных по ходу тренировки.

В наше время появляется масса случаев в необходимости применения беспроводной передачи биосигналов. В этом направлении разрабатываются различные приборы для дистанционной диагностики таких параметров как: артериального пульса и давления, функций дыхания и работу сердца, температурных аномалий внутри биологического объекта. В связи с этим целесообразно углубленное изучение этой проблемы.

В данном дипломном проекте на базе электрического кардиографа РПС-1 будет разработано методическое и аппаратное обеспечение для снятия различных биосигналов на расстоянии, что позволит изучить принципы дистанционной диагностики.

Электрический кардиографа РПС-1 предназначен для радиоприема, усиления и преобразования сигналов от радиопередатчика РПД-1.

Недостатки: отсутствие интерфейса не позволяет подключить прибор к компьютеру, т. е. не возможно хранение, запоминание и быстрая обработка поступающей информации, малый радиус действия.

2 Анализ технического задания, описание структурной схемы устройства

2.1 Анализ технического задания

1. Для выполнения дипломного проекта, в качестве задания был дан прибор электрический кардиограф РПС-1 с характеристиками:

- полоса пропускания приемника от 5 до 7 кГц;

- полоса пропускания фильтра дешифратора 600 Гц;

- скорость развертки осциллоскопа 12,5; 25; 50 мм/с;

- нелинейность развертки осциллоскопа не более 10%;

- питание 200 В, 50 Гц.

2. Информация, поступающая с электрического кардиографа, должна передаваться в цифровом виде через устройство сопряжения на ЭВМ.

- многофункциональность;

- иметь до 25 каналов для входных данных;

- подключение к компьютеру через параллельный порт;

- малогабаритность;

- легкая съемка и установка;

- полная изоляция по питанию

3. Обработка и вывод информации на ЭВМ.

4. Для измерения параметров прибора, а так передаваемого сигнала необходимо разработать схему проведения лабораторной работы. Выбрать приборы для измерения:

- низкочастотный генератор для симуляции низкочастотного сигнала;

- источник питания для передатчика;

- осциллограф для наблюдением за сигналом проходящим через электрический кардиограф.

2.2 Описание структурной схемы устройства

Дистанционный комплекс контроля состояния состоит из передатчика и радиоприемника.

Передатчик имеет два электрода: сигнальный и пассивный. Сигнальный электрод крепится в активной зоне, а пассивный электрод является общим. Электроды снимают сигнал, который передается по радиоканалу при помощи антенны на электрический кардиограф с частотой 27,12 МГц.

Электрический кардиограф состоит из приемника, дешифратора, детектора, усилителя, усилителя вертикального отклонения, электронно-лучевой трубки, задающего генератора горизонтальной развертки, источника питания, высоковольтного блока питания, блока сопряжения с компьютером, компьютер, индикатор. Блок – схема радиоприемника представлена на рисунке.2.1.

Рисунок 2.1 - Структурная схема дистанционного комплекса контроля функционального состояния

1 – приемник; 2 – дешифратора; 3 – детектора; 4 – усилителя; 5 – усилителя вертикального отклонения; 6 – электронно-лучевой трубки; 7 – задающего генератора горизонтальной развертки; 8 – источника питания; 9 – высоковольтного блока питания; 10 – индикатор; 11 – устройство сопряжения; 12 – компьютер.

Рисунок 2.2 - Структурная схема приемника

Структурная схема приемника представлена на рисунке 2.2. Усилитель высокой частоты, который предназначен для усиления радиосигнала, принимаемого штыревой антенной. Преобразователи частоты ПЧ-1 и ПЧ-2 предназначены для преобразования высокочастотного сигнала в первую и во вторую промежуточную частоту. Усилитель первой и второй промежуточной частоты УПЧ-1 и УПЧ- 2 предназначены для усиления сигнала первой и второй промежуточной частоты, и получения необходимой частоты пропускания приемника. На печатной плате УПЧ-2 выполнена схема автоматической регулировки усиления, которая обеспечивает автоматическое изменение усиления усилителя высокой частоты УВЧ в зависимости от величины входного сигнала. ЧД - детектор предназначен для преобразования высокочастотного сигнала, модулированного по частоте, в импульсную последовательность.