Биоэлектричество и медицинская электроника: Учебное пособие, страница 29

Наряду со специализированными вычислительными устройствами для анализа и документирования электрокардиосигналов применяют и универсальные персональные компьютеры, выполняя специфичные для кардиографов цепи и узлы в виде приставок. В одних случаях эти приставки помещаются внутрь персональных ЭВМ, оставляя снаружи лишь предварительные усилители и устройства сопряжения с портами компьютера. В других – состав компьютера не изменяется, а вся специфическая часть выполняется в виде отдельного устройства. Использование универсальных ЭВМ значительно расширяет функциональные возможности кардиоанализаторов и значительно повышает оперативность принятия решений.

Кардиомониторы, как уже упоминалось, предназначены для длительного наблюдения за электрическими проявлениями деятельности сердца. Характерные интервалы времени наблюдения – часы, десятки часов. Эта особенность определяет и некоторые отличия кардиомониторной аппаратуры и методов от  кардиографических. Для уменьшения неудобств для пациента, связанных с длительным контактом с электродами и ограничениями в связи с этим двигательных возможностей, при мониторировании используют, как правило, лишь грудные отведения. Кроме того, при длительных наблюдениях исключается проводная связь между пациентом и стационарной аппаратурой кардиомониторной системы: информация либо записывается на носимые устройства с ограниченными функциональными возможностями, а затем по истечении времени наблюдения обрабатывается в стационарных устройствах, либо передается непрерывно на эти устройства с помощью связанного или свободного электромагнитного поля.

Рассмотрим некоторые примеры построения систем непрерывного контроля кардиосигнала.

Первый пример – Холтеровский монитор. Это устройство состоит из двух частей. Первая – носимая, представляет собой специальный кассетный магнитофон, на который записываются с чрезвычайно малой скоростью (1 мм/с) сигналы с грудных отведений, передаваемые по проводным линиям. Длительность непрерывной записи достигает 24 часов. Затем кассета устанавливается в стационарную часть прибора и осуществляется анализ по специальной программе сделанной на ней записи. Скорость движения ленты при этом превышает скорость записи примерно на два порядка. В результате удается выявить нарушения в деятельности сердца, которые не всегда  обнаруживаются при кардиографических обследованиях из-за их кратковременности и случайного характера проявления. Использование цифровой техники позволяет заменить магнитофон на носимую микро-ЭВМ с большим объемом ОЗУ. При этом удается значительно повысить точность, расширить возможности и ускорить процесс расшифровки кардиосигналов. Недостаток данного типа мониторов – отсутствие возможности сигнализации о нарушении деятельности сердца в процессе наблюдения.

Пример мониторов, в которых контроль за пациентом ведется непрерывно, – прикроватные кардиомониторы. Эти приборы предусматривают размещение на теле пациента электродов, усилителя и маломощного генератора высокочастотных (около 2 МГц) колебаний, модулируемых кардиосигналом. Антенна передатчика обычно бывает магнитной и представляет собой несколько витков провода, также прикрепленных к телу. Малая мощность обуславливает малые габариты устройства и поэтому не доставляет больших неудобств больному. Приемная антенна такой мониторной системы располагается в ближней зоне передающей антенны, т.е. энергия передается посредством связанного электромагнитного поля. Усиленное и продетектированное напряжение приемной антенны после преобразований, сводящихся к фильтрации и выделению характерных пиков (зубцов R), используется для формирования тревожных звуковых и (или) световых сигналов о нарушениях ритма сердца.

Более широкие возможности представляют кардиомониторные системы, допускающие значительное удаление пациента от стационарной части аппаратуры обработки кардиосигнала. Для клинических условий компромиссные требования относительно свободного передвижения пациента и приемлемых размеров и веса носимой им части мониторной системы при условии непрерывного контроля за кардиосигналом определяют это расстояние в 200-500 м. Связь при этом осуществляется по радиоканалу.

На рис. 55 представлена структурная схема составляющих носимой части монитора. Кардиосигналы снимаются с двух отведений, усиливаются посредством усилителей 1 и ограничиваются по частоте с помощью фильтров 2. Затем сигнал одного из каналов подвергается амплитудной модуляции с частотой около 1 кГц. В сумматоре 4 происходит сложение колебаний обоих каналов. Сигнал сумматора модулирует по частоте несущую, генерируемую блоком 5. Выходной сигнал генератора поступает в антенну 6 и излучается. Мощность, потребляемая устройством, оставляет единицы милливатт. Антенна представляет собой несколько витков мягкого провода, расположенного в области грудной клетки пациента. В стационарной части монитора осуществляются прием частотно-модулированных колебаний, их детектирование, усиление, дискретизация и преобразование в цифровой код. Последний поступает в ЭВМ, где происходят его обработка, запоминание (очередной сигнал запоминается лишь в том случае, если он не представлен в массиве занесенных в память до этого) и формирование, при необходимости, тревожных сообщений и диагностических прогнозов. Относительно низкая частота дискретизации кардиосигнала, а также селекция информации перед занесением ее в память позволяют с помощью одной персональной ЭВМ контролировать без привлечения медицинского персонала состояние сразу нескольких больных в течение достаточно длительного времени.