RU194464U1 - Fetal heart rate recorder - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к медицинской технике и может быть применена для контроля состояния плода во время беременности и родов.Устройство точной регистрации частоты сердцебиения плода, состоящее из последовательно соединенных ультразвукового датчика с излучателем и приемником отраженного сигнала, устанавливаемых на передней стенке живота беременной, фазочувствительного выпрямителя и высокочастотного фильтра, на котором согласно полезной модели установлен усилитель с коэффициентом усиления в 10-20 раз, вход усилителя соединен с выходом высокочастотного фильтра, выход усилителя соединен с первым входом блока разрешения и первым входом устройства сравнения сигналов, второй вход устройства сравнения сигналов соединен с выходом блока памяти эталонов, выход устройства сравнения подключен ко второму входу блока разрешения, выход блока разрешения соединен с входом блока измерения интервалов, первый выход блока измерения интервалов, на котором формируются данные об интервалах времени между начальными точками длинных пауз, соединен с первым входом блока диагностики, а второй выход блока измерения интервалов, на котором формируются данные о длительностях нулевых участков сигнала, - со вторым входом блока диагностики.Предлагаемое устройство позволяет решить две проблемы - точного измерения ЧСС плода - идентифицировать точно сердце плода по его клапанам и определить начало кардиоцикла достоверным передним фронтом сигнала с высокой точностью, позволяет обеспечить точную регистрацию вариаций частоты (ритма) сердечных сокращений и динамику фаз сердечного цикла плода.The utility model relates to medical equipment and can be used to monitor the condition of the fetus during pregnancy and childbirth. A device for accurate registration of the fetal heart rate, consisting of a series-connected ultrasonic sensor with a radiator and a reflected signal receiver mounted on the front wall of the pregnant abdomen, a phase-sensitive rectifier and high-pass filter, on which, according to a utility model, an amplifier with a gain of 10-20 times is installed, the input of the amplifier is connected to by the high-pass filter, the amplifier output is connected to the first input of the resolution block and the first input of the signal comparison device, the second input of the signal comparison device is connected to the output of the reference memory block, the output of the comparison device is connected to the second input of the resolution block, the output of the resolution block is connected to the input of the interval measurement unit , the first output of the interval measurement unit, on which data on time intervals between the starting points of long pauses is generated, is connected to the first input of the diagnostic unit, and the second output of the interval measurement unit, on which data on the durations of the zero sections of the signal are generated, with the second input of the diagnostic unit. The proposed device allows us to solve two problems - accurate measurement of the fetal heart rate - to accurately identify the fetal heart by its valves and determine the beginning of the cardiocycle with a reliable leading edge signal with high accuracy, allows for accurate registration of variations in the frequency (rhythm) of heart contractions and the dynamics of the phases of the fetal cardiac cycle.

Description

Полезная модель относится к медицинской технике и может быть применена для контроля состояния плода во время беременности и родов.The utility model relates to medical equipment and can be used to monitor the condition of the fetus during pregnancy and childbirth.

Контроль вариаций частоты сердечных сокращений (ЧСС) - это одна из базовых технологий в медицине, у детей и взрослых людей для такого контроля используется сигнал электрокардиограммы (ЭКГ), который у них легко и точно регистрируется в дородовом состоянии регистрировать ЧСС очень важно. Но сложность этого контроля заключается в обязательной неинвазивности технологии. Инвазивный контроль допускается только в экстренных случаях во время беременности. Известны устройства регистрации частоты сердцебиения плода по отраженному от сердечных структур ультразвуковому одномерному сигналу. Данные приборы - фетальные мониторы или кардиотокографы (https://www.nv-lab.ru/catalog_info.php?ID=2293&Full=1) содержат ультразвуковые датчики (непрерывного или импульсного излучения), в которых конструктивно размещаются излучающие и принимающие кристаллы. Частота отраженного сигнала изменяется по отношению к частоте излучателя на величину, пропорциональную скорости движения отражающей поверхности (эффект Допплера). Фазочувствительные выпрямители в приборе выделяют сигнал, пропорциональный скорости движения кардиоструктур плода (клапанов, желудочков и пр.) или крупных сосудов и по этому сигналу выделяется частота сердечных сокращений (ЧСС) плода. Обрабатывающая аппаратура выбрана так, чтобы максимальная скорость движения структур сердца не насыщала канал усиления сигнала, чтобы максимальная скорость соответствовала ярко выраженному максимальному значению сигнала-точки A₁, А₂. и т.д. (фиг. 1). Эти максимальные значения используются для расчетов кардиоинтервалов A₁-А₂, А₂-A₃ и т.д.Control of heart rate variations (HR) is one of the basic technologies in medicine; for children and adults, an electrocardiogram (ECG) signal is used for such control, which is easily and accurately recorded in the antenatal state. It is very important to record heart rate. But the complexity of this control lies in the mandatory non-invasiveness of technology. Invasive monitoring is allowed only in emergency cases during pregnancy. Known devices for recording the heart rate of the fetus reflected from the cardiac structures of the ultrasonic one-dimensional signal. These devices - fetal monitors or cardiotocographs (https://www.nv-lab.ru/catalog_info.php?ID=2293&Full=1) contain ultrasonic sensors (continuous or pulsed radiation) in which emitting and receiving crystals are structurally placed. The frequency of the reflected signal changes with respect to the frequency of the emitter by an amount proportional to the speed of movement of the reflecting surface (Doppler effect). Phase-sensitive rectifiers in the device emit a signal proportional to the speed of movement of the fetal cardiostructures (valves, ventricles, etc.) or large vessels, and the fetal heart rate (HR) is emitted from this signal. Processing equipment is chosen so that the maximum speed of movement of the heart structures does not saturate the signal amplification channel, so that the maximum speed corresponds to the pronounced maximum value of the signal point A ₁ , A ₂ . etc. (Fig. 1). These maximum values are used to calculate cardio intervals A ₁ -A ₂ , A ₂ -A ₃ , etc.

Поскольку ультразвуковой сигнал «захватывает» чаще всего несколько структур, сигнал становится сложным. Один кардиокомплекс содержит несколько локальных максимумов - «пиков» сигнала и одномерный ультразвуковой датчик не может идентифицировать структуру, от которой отражается. Сам сигнал, используемый для расчетов частоты сердечных сокращений (ЧСС) плода, не стандартизован и не регламентирован никакими документами. Этот сигнал не выводится на монитор ни одного известного прибора. Оператор, устанавливающий датчик на передней стенке матки беременной, определяет правильность направления излучения по звуковому воспроизведению отраженного сигнала, если звук представляет собой последовательность отдельных ударов. При указанном «звуковом сопровождении» кардиотокограф вычисляет интервалы между локальными максимумами сигнала.Since an ultrasonic signal “captures” most often several structures, the signal becomes complex. One cardiocomplex contains several local maxima - the “peaks” of the signal and the one-dimensional ultrasonic sensor cannot identify the structure from which it is reflected. The signal itself, used to calculate the fetal heart rate (HR), is not standardized or regulated by any documents. This signal is not output to the monitor of any known device. The operator who installs the sensor on the front wall of the pregnant woman’s uterus determines the correct direction of radiation from the sound reproduction of the reflected signal, if the sound is a sequence of individual strokes. With the indicated “sound accompaniment,” the cardiotocograph calculates the intervals between the local maximums of the signal.

Все известные кардиотокографы используют автокорреляционные алгоритмы, которые из всех измеренных интервалов сердцебиений выбирают наиболее вероятные. Эти алгоритмы необходимы потому, что из-за подвижности плода в соседних по времени кардиокомплексах максимальные значения могут принадлежать разным структурам - клапанам, предсердиям или сосудам. Прибор не может по форме или амплитуде сигнала отличить структуры, отражающие его. Поэтому изменившийся кардиоинтервал может быть следствием как изменения частоты сердечных сокращений (ЧСС), так и следствием движений плода.All known cardiotocographs use autocorrelation algorithms, which select the most probable from all measured heart rate intervals. These algorithms are necessary because, due to the mobility of the fetus in the neighboring cardiac complexes, the maximum values may belong to different structures - valves, atria or vessels. The device cannot distinguish the structures reflecting it in the shape or amplitude of the signal. Therefore, the changed cardio interval can be a consequence of both a change in heart rate (HR) and a consequence of fetal movements.

Алгоритмы автокорреляции являются «ноу-хау» каждого производителя приборов и не раскрываются. Оценить их точность практически невозможно. Другой причиной систематических погрешностей в несколько миллисекунд - это сам ультразвуковой сигнал, его форма с возможными «расплывчатыми» пиковыми значениями (фиг. 2) А₁₁-А₁₂. Длительность пика (A₁₁-А₁₂) ЧСС составляет от 20 до 30 мс, за это время изменения сигнала малозначительно, т.е. погрешность вычисления пика должна составлять такую же величину - порядка 20 мс. Однако ряд производителей заявляют о точности измерений до 1 мс, что проверить невозможно.Autocorrelation algorithms are the know-how of each instrument manufacturer and are not disclosed. Assessing their accuracy is almost impossible. Another cause of systematic errors in a few milliseconds is the ultrasound signal itself, its shape with possible "vague" peak values (Fig. 2) A ₁₁ -A ₁₂ . The duration of the peak (A ₁₁ -A ₁₂ ) heart rate is from 20 to 30 ms, during this time the signal changes insignificantly, i.e. the error in calculating the peak should be the same value - of the order of 20 ms. However, a number of manufacturers claim accuracy of measurements up to 1 ms, which is impossible to verify.

Наиболее близким устройством к предлагаемой полезной модели, принятым за прототип, является устройство неинвазивной диагностики сердечной деятельности плода (RU 2387370 С2, МПК А61В 5/044).The closest device to the proposed utility model, adopted as a prototype, is a device for non-invasive diagnosis of cardiac activity of the fetus (RU 2387370 C2, IPC AB 5/044).

Устройство содержит последовательно соединенные электроды для снятия абдоминальной ЭКГ, аналого-цифровой преобразователь, фильтр и усилитель, выход которого соединен с блоком вычисления второй производной и первым входом блока памяти абдоминальной ЭКГ, устройство отображения и датчик одномерного ультразвукового сигнала.The device contains serially connected electrodes for removing an abdominal ECG, an analog-to-digital converter, a filter and an amplifier, the output of which is connected to the second derivative calculation unit and the first input of the abdominal ECG memory unit, a display device and a one-dimensional ultrasonic signal sensor.

В этом устройстве предлагается считать «эталонным сигналом», отраженным от сердца плода, сигнал с 2-3 пиками, подобным комплексам A₁-А₂, А₂-A₃ и т.д., представленным на фиг. 1In this device, it is proposed to consider a signal with 2-3 peaks similar to the complexes A ₁ -A ₂ , A ₂ -A ₃ , etc., shown in FIG. 1

Если при сравнении текущего сигнала с эталонным, фиксируется «совпадение» то оператор будет иметь возможность регистрировать «точную» ЧСС. Если ультразвуковой сигнал (УЗС) не соответствует «эталону» возможен только «усредненный» расчет ЧСС плода, который не может быть точной основой для принятия важных решений о состоянии плода во время беременности и, особенно, родов. Кроме этого, в устройстве используется абдоминальная ЭКГ беременной, из которой «извлекается» ЭКГ плода.If, when comparing the current signal with the reference one, “coincidence” is recorded, then the operator will be able to register the “exact” heart rate. If the ultrasonic signal (US) does not correspond to the “standard”, only the “average” calculation of the fetal heart rate is possible, which cannot be an accurate basis for making important decisions about the condition of the fetus during pregnancy and, especially, childbirth. In addition, the device uses the abdominal ECG of the pregnant woman, from which the fetal ECG is "extracted".

Недостатками практического использования этого устройства оказалось то, что получать необходимые сигналы при обследовании беременных достаточно проблемно. Надежно зарегистрировать ЭКГ плода неинвазивно, в абдоминальной ЭКГ беременной в течение длительного времени у большинства беременных невозможно (это также подтверждают многочисленные зарубежные исследования) и также сложно удерживать ультразвуковой (УЗ) датчик в таком положении, чтобы сигнал соответствовал эталону. Оказалось, что УЗС может быстро измениться даже при правильном направлении датчика на плод (это подтвердилось при использовании ультразвуковых сканеров, визуализирующих положение плода), а может и сохранить структуру сигнала (два-три пика) при отражении от других структур сердца плода, давая ошибочные данные для расчетов ЧСС.The disadvantages of the practical use of this device turned out to be that it is quite difficult to get the necessary signals when examining pregnant women. It is not possible to reliably register the fetal ECG in a pregnant woman’s abdominal ECG for a long time in most pregnant women (this is also confirmed by numerous foreign studies) and it is also difficult to keep the ultrasound (ultrasound) probe in such a position that the signal matches the standard. It turned out that the USS can quickly change even with the correct sensor direction to the fetus (this was confirmed by using ultrasound scanners that visualize the position of the fetus), and it can also preserve the signal structure (two to three peaks) when reflected from other structures of the fetal heart, giving erroneous data for heart rate calculations.

Техническая задача предлагаемого устройства - обеспечить точную, достоверную регистрацию, по принципу «от удара к удару», ЧСС плода в дородовый период неинвазивным способом, а также обеспечить возможность регистрировать фазы кардиокомплекса плода.The technical task of the proposed device is to provide accurate, reliable registration, on a “from shock to shock” principle, of the fetal heart rate during the prenatal period in a non-invasive way, and also to provide the ability to register the phases of the fetal cardiocomplex.

Поставленная задача достигается за счет того, что в устройстве регистрации точной частоты сердцебиения плода, состоящем из последовательно соединенных ультразвукового датчика с излучателем и приемником отраженного сигнала, устанавливаемых на передней стенке живота беременной, фазочувствительного выпрямителя и высокочастотного фильтра, согласно полезной модели, установлен усилитель с коэффициентом усиления в 10-20 раз, вход усилителя соединен с выходом высокочастотного фильтра, выход усилителя соединен с первым входом блока разрешения и первым входом устройства сравнения сигналов, второй вход устройства сравнения сигналов соединен с выходом блока памяти эталонов, выход устройства сравнения подключен ко второму входу блока разрешения, выход блока разрешения соединен с входом блока измерения интервалов, первый выход блока измерения интервалов, на котором формируются данные об интервалах времени между начальными точками длинных пауз, соединен с первым входом блока диагностики, а второй выход блока измерения интервалов, на котором формируются данные о длительностях нулевых участков сигнала, - со вторым входом блока диагностики.The task is achieved due to the fact that in the device for recording the exact heart rate of the fetus, consisting of a series-connected ultrasonic sensor with a transmitter and a receiver of the reflected signal installed on the front wall of the pregnant abdomen, a phase-sensitive rectifier and a high-pass filter, according to the utility model, an amplifier with a coefficient amplification 10-20 times, the input of the amplifier is connected to the output of the high-pass filter, the output of the amplifier is connected to the first input of the unit I and the first input of the signal comparison device, the second input of the signal comparison device is connected to the output of the reference memory unit, the output of the comparison device is connected to the second input of the resolution unit, the output of the resolution unit is connected to the input of the interval measurement unit, the first output of the interval measurement unit on which data is generated about time intervals between the starting points of long pauses, is connected to the first input of the diagnostic unit, and the second output of the interval measurement unit, on which data on the durations are generated zero sections of the signal, - with the second input of the diagnostic unit.

Существенным отличительным признаком устройства, является усилитель, который сигнал с несколькими пиками, отраженный от сердечных клапанов плода, преобразует в сигнал с двумя ярко выраженными трапециями одинаковой амплитуды, соответствующий максимальному значению сигнала на выходе электронного усилителя и его нулевому значению. При этом такая форма сигнала возможна только в случае направления ультразвукового излучателя на сердечные клапаны, причем нулевые интервалы соответствуют периодам изоволюмического сокращения и расслабления.An essential distinguishing feature of the device is the amplifier, which converts a signal with several peaks reflected from the fetal heart valves into a signal with two pronounced trapezoids of the same amplitude, corresponding to the maximum value of the signal at the output of the electronic amplifier and its zero value. Moreover, such a waveform is possible only if the ultrasonic emitter is directed to the heart valves, and zero intervals correspond to periods of isovolumic contraction and relaxation.

Устройство, его структура и порядок работы основаны на экспериментах и физиологии сердечной деятельности. Как следует из описания кардиоцикла (https://ru.wikipedia.org/wiki/Сердечный_цикл) есть только два периода, в которых сердечные клапаны - выносящие (полулунные - аортальные и легочные) и предсердно-желудочковые (митральные и трехстворчатые - SL и AV - по общепринятым обозначениям) закрыты и неподвижны - это периоды изоволюмического сокращения и расслабления. В эти периоды отраженный ультразвуковой сигнал показывает строгий ноль. Во все другие интервалы сигнал будет больше нуля. Если сигнал многократно усилить, то во все другие интервалы он станет максимальным. Т.е. последовательность нулевых и максимальных сигналов на выходе усилителя сигнала - это идентификация сердечных клапанов плода, как отражающих УЗС структур сердца плода. Т.е. сигнал, отраженный от клапанов, усиленный в 10-20 раз будет выглядеть как последовательность трапеций, разделенных нулевыми интервалами (фиг. 3). Никакие другие сердечные структуры и сосуды не смогут сформировать сигнал подобной формы. Следовательно, такая форма сигнала однозначно идентифицирует направление ультразвукового датчика на клапаны сердца плода. Благодаря большому коэффициенту усиления фронты нарастания и спадания сигнала становятся очень короткими и позволяют определить начало кардиоинтервала значительно точнее, чем можно сделать это по сигналу с пиковым значением скорости движения структуры (фиг. 1). Анализ сигналов, полученных экспериментально, показал, что наилучший фронт изменения УЗС - это фронт спадания перед началом короткой паузы - периода изоволюмического напряжения (А₁-А₂, и т.д.) на фиг. 3 и фиг. 4. Т.е. кардиоинтервалы - это интервалы(А₁-А₂). (А₂-А₃) и т.д. При этом погрешность измерения не будет превышать 2 мС, т.к. фронт изменения сигнала в этой точке после усиления становится существенно больше, чем фронт изменения пикового значения ультразвукового сигнала при традиционном способе измерения ЧСС плода. А периоды изоволюмического сокращения и расслабления, как длительности длинной и короткой пауз (нулевых сигналов УЗС) между трапециями ультразвуковых сигналов, интервалов - (A₁-B₁) и (C₁-D₁) соответственно (фиг. 3, 4) Следует отметить, что увеличивать коэффициент выше 20 не имеет смысла, т.к. форму сигнала это уже почти не изменит, но может усилить помехи и затруднить работу прибора.The device, its structure and operating procedure are based on experiments and the physiology of cardiac activity. As follows from the description of the cardiocycle (https://ru.wikipedia.org/wiki/Cardiac_cycle), there are only two periods in which the heart valves are efferent (lunar - aortic and pulmonary) and atrioventricular (mitral and tricuspid - SL and AV - according to generally accepted notation) are closed and motionless - these are periods of isovolumic contraction and relaxation. During these periods, the reflected ultrasound signal shows a strict zero. At all other intervals, the signal will be greater than zero. If the signal is amplified many times, then in all other intervals it will become maximum. Those. the sequence of zero and maximum signals at the output of the signal amplifier is the identification of the fetal heart valves, as reflecting the ultrasound structure of the fetal heart. Those. the signal reflected from the valves, amplified 10-20 times, will look like a sequence of trapezoids separated by zero intervals (Fig. 3). No other cardiac structures and blood vessels can form a signal of this shape. Therefore, this waveform uniquely identifies the direction of the ultrasound probe to the fetal heart valves. Due to the large gain, the rise and fall edges of the signal become very short and make it possible to determine the beginning of the cardio interval much more accurately than can be done from a signal with a peak value of the structure velocity (Fig. 1). An analysis of the signals obtained experimentally showed that the best front of change in the USL is the front of subsidence before the start of a short pause - the period of isovolumic voltage (A ₁ -A ₂ , etc.) in FIG. 3 and FIG. 4. I.e. cardio intervals are intervals (A ₁ -A ₂ ). (A ₂ -A ₃ ), etc. In this case, the measurement error will not exceed 2 ms, because the front of the signal at this point after amplification becomes significantly larger than the front of the peak value of the ultrasonic signal in the traditional method of measuring fetal heart rate. And the periods of isovolumic contraction and relaxation, as the duration of long and short pauses (zero USL signals) between the trapezoid of ultrasonic signals, intervals - (A ₁ -B ₁ ) and (C ₁ -D ₁ ), respectively (Fig. 3, 4) that increasing the coefficient above 20 does not make sense, because this will hardly change the waveform, but it can increase interference and impede the operation of the device.

Длительность периодов изоволюмического сокращения и расслабления у здорового сердца очень четко определены по своим значениям - периоды изоволюмического сокращения - 30 мС (Ci-Di) и расслабления - 80 мС (Ai-Bi). Поэтому, измеряя эти интервалы в дородовый период, можно не только определить вариабельность кардиоинтервалов, но и нарушения длительности периодов изоволюмического сокращения и расслабления, что будет свидетельствовать о сердечной паталогии плода.The duration of periods of isovolumic contraction and relaxation in a healthy heart is very clearly defined by their values - periods of isovolumic contraction - 30 mS (Ci-Di) and relaxation - 80 mS (Ai-Bi). Therefore, by measuring these intervals in the prenatal period, it is possible not only to determine the variability of cardio intervals, but also violations of the duration of isovolumic contraction and relaxation periods, which will indicate a fetal heart pathology.

На фиг. 5 представлена структурная схема предлагаемого устройстваIn FIG. 5 presents a structural diagram of the proposed device

Устройство (фиг. 5) состоит из ультразвукового датчика 1, в котором конструктуивно объеденены излучающие и принимающие отраженный сигнал кристаллы, выход датчика соединен с входом фазочувствительного выпрямителя 2, на выходе которого формируется сигнал, пропорциональный скорости движения органа, от которого отражается сигнал, выход выпрямителя соединен с входом фильтра высоких частот 3, выход которого соединен с усилителем 4, выход которого соединен с первым входом устройства сравнения сигналов 6, на второй вход которого подается эталонный сигнал УЗС, представляющий собой последовательные трапеции с чередующимися длительностями, разделенные нулевыми участками, с блока памяти эталонов 7, а также с первым входом блока разрешения 5. Выход устройства сравнения 6 соединен с вторым входом блока разрешения 5, а выход этого блока соединен с входом блока измерения интервалов нулевых значений ультразвуковых сигналов 8, которые формируются на первом выходе блока измерения интервалов 8, и интервалов между началами больших пауз между трапециями, которые формируются на втором выходе блока 8, выходы блока 8 соединены с входами блока диагностики состояния по ЧСС по фазам кардиоцикла 9. Устройство отличается усилителем 4, блоками измеререния 8 и блоком диагностики 9 состояния плода по фазам кардиоцикла и по длительности кардиоинтервалов.The device (Fig. 5) consists of an ultrasonic sensor 1, in which crystals emitting and receiving a reflected signal are structurally connected, the output of the sensor is connected to the input of a phase-sensitive rectifier 2, the output of which is a signal proportional to the speed of movement of the organ from which the signal is reflected, the output of the rectifier connected to the input of the high-pass filter 3, the output of which is connected to an amplifier 4, the output of which is connected to the first input of the signal comparison device 6, to the second input of which a reference the first USS signal, which is sequential trapezoid with alternating durations, separated by zero sections, from the memory block of standards 7, as well as with the first input of the resolution block 5. The output of the comparison device 6 is connected to the second input of the resolution block 5, and the output of this block is connected to the input the unit for measuring intervals of zero values of ultrasonic signals 8, which are formed at the first output of the unit for measuring intervals 8, and the intervals between the beginnings of large pauses between trapezoid, which are formed at the second output of the bl OK 8, the outputs of block 8 are connected to the inputs of the state diagnostic unit for heart rate by the phases of the cardiocycle 9. The device is distinguished by an amplifier 4, measurement units 8 and a diagnostic unit 9 of the fetal state by the phases of the cardiocycle and by the duration of the cardio intervals.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Оператор устанавливает ультразвуковой датчик 1 (фиг. 5) на передней стенке живота беременной таким образом, что отраженный от движущихся сердечных структур плода допплеровский сигнал, проходя через блоки 2. 3, 4 и 5 после многократного усиления становится похожим на две трапеции с разной длительностью. Это свидетельствует о том, что излучатель направлен на сердце плода и блок разрешения 5 дает возможность реализовать режим точного вычисления характеристик вариаций ритма ЧСС плода, при котором в блоке измерения интервалов нулевых значения ультразвукового сигнала 8 вычисляют интервалы тервалы между началами коротких пауз и динамики периодов изоволюмического напряжения и расслабления, по которым в блоке диагностики 9 делается вывод о текущем состоянии плода и возможной сердечной паталогии, если периоды нулевых сигналов - изоволюмического сокращения и расслабления не соответствуют нормам. Выход усилителя 4 анализируется в устройстве сравнения 6 и блоке памяти эталонов 7 на соответствие эталону - последовательности комплексов из двух трапеций разной длины. Усилитель 4 все участки ультразвукового сигнала, кроме нулевых, соответствующих паузам (периодам изоволюмического напряжения и периодам изоволюмического расслабления), «преобразует» в максимальные значения сигнала на выходе усилителя. При направлении излучателя на клапаны сердца плода, отраженный сигнал представляет из себя две трапеции разных длительностей и две паузы разной длительности, которые соответствуют периодам изоволюмического напряжения и расслабления. Выход усилителя 4 через блок разрешения 5 соединен с измерителем интервалов 8, выходы которого соединены с входами блока диагностики 9. Имеются 2 выхода блока измерения интервалов 8, на первом из которых формируется информация об интервалах времени от начала длинного нулевого участка сигнала до начала следующего длинного нулевого участка, что соответствует кардиоинтервалу из которого в блоке диагностики 9 вычисляется частота сердечных сокращений плода, на втором выходе блока измерения интервалов 8 формируются длительности интервалов нулевых значений сигналов УЗС, которые передаются на второй вход блока диагностики 9. В блоке диагностики вычисляется точный ритм ЧСС плода - по интервалам между началами длинных пауз (периодов изоволюмического расслабления) и длительности периодов изоволюмического сокращения и расслабления по интервалам нулевых значения сигналов. В результате, устройство позволяет получить для диагностики состояния плода временную диаграмму ЧСС и длительности периодов изоволюмического расслабления и напряжения. Это позволяет проводить диагностику состояния плода не только по точной динамике изменения ритма ЧСС плода («от удара к удару»), но и динамике отдельных фаз кардиоцикла плода - периодов изоволюмического напряжения и периодов изоволюмического расслабления.The operator installs an ultrasonic sensor 1 (Fig. 5) on the front wall of the pregnant abdomen in such a way that the Doppler signal reflected from the moving cardiac structures of the fetus, passing through blocks 2. 3, 4 and 5 after repeated amplification becomes like two trapeziums with different durations. This indicates that the emitter is aimed at the fetal heart and the resolution unit 5 makes it possible to implement the exact calculation of the characteristics of the rhythm variations in the fetal heart rate, in which the interval intervals between the beginnings of short pauses and the dynamics of periods of isovolumic voltage are calculated in the unit for measuring the intervals of zero values of the ultrasonic signal and relaxation, according to which the diagnostic unit 9 concludes about the current state of the fetus and possible cardiac pathology, if the periods of zero signals are isovolumic of contraction and relaxation do not meet the standards. The output of the amplifier 4 is analyzed in the comparison device 6 and the memory unit of the standards 7 for compliance with the standard - a sequence of complexes of two trapeziums of different lengths. Amplifier 4 converts all sections of the ultrasonic signal, except zero, corresponding to pauses (periods of isovolumic voltage and periods of isovolumic relaxation), to the maximum signal values at the amplifier output. When the emitter is directed to the valves of the fetal heart, the reflected signal consists of two trapezoids of different durations and two pauses of different durations, which correspond to periods of isovolumic tension and relaxation. The output of amplifier 4 through a block of resolution 5 is connected to the interval meter 8, the outputs of which are connected to the inputs of the diagnostic unit 9. There are 2 outputs of the interval measurement block 8, on the first of which information is generated about the time intervals from the beginning of a long zero signal to the beginning of the next long zero section, which corresponds to the cardio interval from which the fetal heart rate is calculated in the diagnostic unit 9, at the second output of the interval measurement unit 8, the durations of intervals of zero O PSM signal values that are transmitted to the second input unit 9. The diagnostic diagnosis unit calculates detailed rhythm FHR - at intervals between the beginning of long pauses (isovolumic relaxation periods) and periods of duration of isovolumic contraction and relaxation of signal values of zero intervals. As a result, the device allows to obtain a temporary diagram of heart rate and the duration of periods of isovolumic relaxation and tension for diagnosing the fetal condition. This allows you to diagnose the condition of the fetus not only by the exact dynamics of the rhythm of the heart rate of the fetus (“from shock to shock”), but also by the dynamics of the individual phases of the fetal cardiocycle — periods of isovolumic stress and periods of isovolumic relaxation.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет решить две проблемы - точного измерения ЧСС плода - идентифицировать точно сердце плода по его клапанам и определить начало кардиоцикла достоверным передним фронтом сигнала с высокой точностью, позволяет обеспечить точную регистрацию вариаций частоты (ритма) сердечных сокращений и динамику фаз сердечного цикла плода.Thus, the proposed device allows to solve two problems - accurate measurement of fetal heart rate - to identify the fetal heart precisely by its valves and to determine the beginning of the cardiocycle by a reliable leading edge of the signal with high accuracy, to ensure accurate registration of variations in the frequency (rhythm) of heart contractions and the dynamics of the phases of the heart cycle fetus.

Claims (1)

Устройство точной регистрации частоты сердцебиения плода, состоящее из последовательно соединенных ультразвукового датчика с излучателем и приемником отраженного сигнала, устанавливаемых на передней стенке живота беременной, фазочувствительного выпрямителя и высокочастотного фильтра, отличающееся тем, что установлен усилитель с коэффициентом усиления в 10-20 раз, вход усилителя соединен с выходом высокочастотного фильтра, выход усилителя соединен с первым входом блока разрешения и первым входом устройства сравнения сигналов, второй вход устройства сравнения сигналов соединен с выходом блока памяти эталонов, выход устройства сравнения подключен ко второму входу блока разрешения, выход блока разрешения соединен с входом блока измерения интервалов, первый выход блока измерения интервалов, на котором формируются данные об интервалах времени между начальными точками периодов изоволюмического расслабления, соединен с первым входом блока диагностики, а второй выход блока измерения интервалов, на котором формируются данные о длительностях нулевых участков сигнала, - со вторым входом блока диагностики.A device for accurate registration of the fetal heart rate, consisting of a series-connected ultrasonic sensor with a transmitter and a receiver of the reflected signal installed on the front wall of the pregnant abdomen, a phase-sensitive rectifier and a high-pass filter, characterized in that an amplifier with a gain of 10-20 times is installed, the amplifier input connected to the output of the high-pass filter, the output of the amplifier is connected to the first input of the resolution block and the first input of the signal comparison device, the second the input of the signal comparison device is connected to the output of the reference memory block, the output of the comparison device is connected to the second input of the resolution block, the output of the resolution block is connected to the input of the interval measurement block, the first output of the interval measurement block, on which time intervals between the initial points of isovolumic relaxation periods are generated , connected to the first input of the diagnostic unit, and the second output of the interval measurement unit, on which data on the durations of the zero sections of the signal are generated, - about the second input of the diagnostic unit.

Images