Назначение и основные характеристики разработанного устройства. Принципиальная схема приставки-кардиографа и описание его работы

Введение

Бурное развитие электроники подталкивает разработчиков к созданию приборов на современной элементной базе для различных областей применения. Медицина не исключение, но она не избалована большим количеством разработок. В настоящее время для снятия электрокардиограмм сердечных сокращений, в основном, применяются импортные приборы, но они очень дороги и не всегда по карману нашей медицине. В статье рассмотрен прибор для снятия электрокардиограмм с помощью компьютера и относительно несложной приставки. Использование компьютера дает возможность сохранения, анализа и передачи информации в цифровом виде (при наличии модема) в крупные кардиологические центры, где кардиограмма может быть обработана специалистами.

Классический кардиограф (электрокардиограф), используемый в медицинских учреждениях, снимает электрические потенциалы с поверхности кожи пациента в определенных точках и рисует их зависимость от времени на движущейся с постоянной скоростью бумажной ленте, т. е. представляет собой электромеханический аппарат с присущими любому механизму недостатками. Современная элементная база позволяет создать небольшую приставку к персональному компьютеру, позволяющую не только сохранить все основные функции классического электрокардиографа, но и значительно расширить их. Описываемая приставка собрана в корпусе выпускавшегося в 80-е годы прибора ЭКП-8, которые еще сохранились в чуланах медицинских учреждений и после соответствующей доработки могут ожить вновь. Доработкой данную работу можно назвать с большой натяжкой, т. к. вся электронная начинка ЭКП-8 была заменена, остался лишь корпус, электроды и ручной коммутатор на семь стандартных отведений. При разработке основное внимание уделялось созданию максимально простой аппаратной части, поскольку исправить ее недостатки программным путем проще и быстрее.

Для этой цели было решено применить микроконтроллер РIС16С715 фирмы Microchip, позволяющий обрабатывать аналоговый сигнал и передавать его в цифровом виде в компьютер. Было опробовано два способа подключения приставки к компьютеру - подключение через игровой порт (вместо джойстика) и через параллельный порт (вместо принтера). Для соединения необходимо всего три провода: синхронизации (CLOCK), данных (DATA) и общий (GND). Скорость передачи данных в компьютер ограничена частотой кварцевого резонатора для микроконтроллера и числом аналоговых входов, обрабатываемых одновременно и может составлять от 400 до 2000 байт/с. В данном случае выбрана скорость приблизительно 700 байт/с, что дает возможность видеть на экране временной интервал в 2-3 удара пульса. Качество принимаемого сигнала сильно зависит от применяемой операционной системы. Нормальное качество получается при работе с MS DOS 6.22, но при наличии хорошего инструментария можно работать и в WINDOWS 9X.

Разработанное программное обеспечение может быть использовано на компьютере с минимальным наличием ресурсов, начиная с АТ286. Программа обработки кардиограммы позволяет выбрать один из четырех аналоговых входов микроконтроллера и вывести оцифрованный аналоговый сигнал на экран монитора для просмотра сигнала в режиме реального времени. Есть возможность сохранения комплекса измерений на магнитном носителе для последующей обработки или для пересылки нужному специалисту.   Сохраненные кардиограммы упаковываются в архив и могут быть просмотрены в любой нужный момент времени. С использованием сетевых решений архивы можно хранить в консультационном центре, где их анализом и выдачей диагнозов могут заниматься специалисты. Технология получения кардиограмм настолько проста, что снять ее может любой человек, даже малоподготовленный. Другое дело, что полученную кардиограмму должен проанализировать