Холтеровские мониторы
Холтеровское мониторирование - это метод, с помощью которого осуществляется суточное наблюдение за работой сердца. Разработка проекта кардиорегистратора, предназначенного для записи 3/12 канальной ЭКГ с частотой оцифровки 180 Гц в течение 24 или 48 часов.
Рубрика | Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника |
Вид | дипломная работа |
Язык | русский |
Дата добавления | 30.06.2012 |
Размер файла | 2,6 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Содержание
Введение
1. Холтеровские мониторы
1.1 Холтеровское мониторирование
1.2 История создания
1.3 Описание проведения исследования
1.4 Типы холтеровского мониторинга
2 Кардиорегистратор
2.1 Описание работы кардиорегистратора
3 Цифровой холтеровский рекордер RОZINN RZ 153+ и RОZINN RZ 153+ 12
3.1 Описание прибора
3.2 Технические характеристики
3.3 Описание работы прибора и его преимущества
3.4 Обзор текущих технологий холтеровских систем Rozinn Еlectronics.
3.5 Описание аппаратных средств
3.5.1 Плата модуля контроллера
3.5.1.1 Микроконтроллер РС2136
3.5.2 Формирователь сброса (супервизор)
3.5.3 Часы реального времени
3.5.4 Контроллер картридера
3.5.5 Схема питания картридера
3.5.6 Схема преобразователя для питания OLED дисплея
3.5.7 Схема питания модуля Bluetooth
3.5.8 Модуль ЭКГ
3.5.8.1 Усилители ЭКГ каналов и фильтры
3.5.8.2 Коммутатор аналоговых сигналов
3.5.8.3 Регистр управления режимами работы модуля ЭКГ
3.5.8.4 АЦП
3.5.8.5 Схема выделения импульсов пейсмейкера
3.5.9 Клавиатура
3.5.10 OLED- дисплей
4 Расчетная часть
4.1 Расчет надежности
4.2 Расчет блока питания
4.2.1 Расчет стабилизатора
4.2.2 Расчет выпрямителя
4.2.3 Расчет трансформатора
4.3 Расчет вибропрочности
5. Безопасность и экологичность проекта
5.1 Анализ опасных и вредных факторов в лаборатории
5.1.1 Физические факторы
5.1.2 Нерациональное освещение рабочего места
5.1.3 Психофизиологические факторы
5.1.4 Мероприятия по защите человека от последствий вредных факторов
5.1.5 Предотвращение влияния психофизиологических факторов
5.1.6. Предотвращение влияния биологического фактора
5.2. Расчет Вентиляции
5.2.1 Расчет выделений тепла
5.2.2 Расчет необходимого воздухообмена
5.2.3 Определение поперечных размеров воздуховода
5.2.4 Определение сопротивления сети
5.2.5 Подбор вентилятора и электродвигателя
5.3. Электробезопасность
6. Экономическое обоснование проекта
6.1 Резюме
6.2 Характеристика прибора
6.3 Исследование рынка
6.4 Потенциальные риски
6.5 Маркетинговая модель прибора
6.6 Производственный план
6.7 Финансовый план
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ВВЕДЕНИЕ
В настоящее время развитие специализированных отделений кардиологического наблюдения и интенсивной терапии в структуре современных больниц и клиник отражает тенденцию медицины к повышению уровня автоматизации технологии лечения больных. Такие отделения, как правило, оснащены электронными приборами, комплексами и системами для автоматизированного длительного непрерывного контроля за состоянием тяжелобольных - кардиорегистраторами. Эта специфика весьма существенна и требует, вообще говоря, как активного участия человека в работе над созданием и совершенствованием, так и определенного биомедицинского уровня инженеров-разработчиков этих приборов.
Необходимо учитывать, что в любой больнице существует определенный контингент больных, находящихся в критической ситуации и требующих к себе повышенного внимания с точки зрения оперативной диагностики, лечения и ухода.
Особое внимание следует обращать на то, что для лечения больных в последнее 20-30 лет организуются специальные подразделения - блоки, отделения или палаты интенсивной терапии и кардиологического наблюдения. Эти блоки, рассчитанные на 4-12 и более больных, оснащаются прикроватной аппаратурой непрерывного и длительного контроля за физиологическими параметрами организма: частотой сердечных сокращений (ЧСС), артериальным и венозным давлениями, частотой дыхания, температурой тела и др. Такая аппаратура, построенная обычно по блочному принципу, называется медицинской мониторной системой, в которую также входит кардиорегистратор, применяющий способ холтеровского мониторирования.
Холтеровское мониторирование - это метод, с помощью которого осуществляется суточное наблюдение за работой сердца.
Специальная программа обеспечивает выявление и анализ всех видов нарушения сердечного ритма, болевых и безболевых приступов ишемии миокарда. Этот метод позволяет не только точно поставить диагноз, но и существенно повысить эффективность лечения сердечно-сосудистых заболеваний (гипертония, инфаркт, атеросклероз, миокардиты).
В настоящее время, наряду с анализом нарушений ритма сердца, появилась возможность определения смещения сегмента ST, оценки функции электрокардиостимулятора (ЭКС) и циклической изменяемости ритма сердца, определяемой автоматически в виде различных временных и спектральных параметров, регистрация усредненных сигналов ЭКГ при большом усилении и автоматическое измерение продолжительности интервала QT. Продолжительность ХМ должна быть достаточной для достоверной регистрации и интерпретации всех параметров.
Отдельные электронные блоки или устройства - мониторы - осуществляют контроль за соответствующими параметрами. Мониторные системы позволяют врачу без труда, как у постели больного, так и на центральном посту, наблюдать изменения физиологических параметров организма больного в критическом состоянии. Они освобождают сестер и врачей от ручного измерения этих параметров и рутинной работы по их обработке и документации фигурации для одновременного обслуживания многих пациентов.
Автор предпринял попытку разработать недорогой, малогабаритный, современный аппарат с минимально необходимым набором функций.
В СМ используются следующие решения:
Введена система защиты от помех, создаваемых мобильными телефонами.
Используется оригинальный алгоритм сжатия сигнала ЭКГ без информационных потерь.
Достигнуты малые габариты и вес за счет использования современных компонентов для поверхностного монтажа.
Для хранения информации используется новая микросхема "Atmel" с улучшенными (по сравнению с чипами предыдущего поколения ) параметрами, что позволило:
а) увеличить число циклов записи;
б) уменьшить количество сбоев;
в) уменьшить создаваемые помехи;
г) уменьшить себестоимость изделия
1. Холтеровские мониторы
1.1 Холтеровское мониторирование
Холтеровское мониторирование - это метод, с помощью которого осуществляется суточное наблюдение за работой сердца.
Специальная программа обеспечивает выявление и анализ всех видов нарушения сердечного ритма, болевых и безболевых приступов ишемии миокарда. Этот метод позволяет не только точно поставить диагноз, но и существенно повысить эффективность лечения сердечно-сосудистых заболеваний (гипертония, инфаркт, атеросклероз, миокардиты).
В настоящее время, наряду с анализом нарушений ритма сердца, появилась возможность определения смещения сегмента ST, оценки функции электрокардиостимулятора (ЭКС) и циклической изменяемости ритма сердца, определяемой автоматически в виде различных временных и спектральных параметров, регистрация усредненных сигналов ЭКГ при большом усилении и автоматическое измерение продолжительности интервала QT. Продолжительность ХМ должна быть достаточной для достоверной регистрации и интерпретации всех параметров.
Холтеровское мониторирование -- один из популярных методов диагностики нарушений сердечного ритма. Показано пациентам с жалобами на сердцебиение и перебои в работе сердца -- для выявления нарушений ритма и проводимости сердца, с неясными обмороками, а также частично для регистрации «немой» (безболевой) ишемии миокарда, для оценки некоторых параметров работы электрокардиостимулятора. В плане диагностики ИБС результат холтеровского мониторирования в большинстве случаев критерием быть не может.
1.2 История создания
После того, как в 1957 году Норман Холтер впервые предложил использовать электрокардиограф с суточной записью, сменилось несколько поколений этих очень важных диагностических приборов.
Первая суточная запись электрокардиограммы (ЭКГ) велась на магнитную ленту. Естественно, что таким суточным мониторам (СМ) были присущи все недостатки магнитофонов. Приборы имели значительные габариты, массу, создавали шум при работе, да и качество получаемой картинки было далеко от совершенства.
В течение следующих лет мы стали свидетелями усовершенствования этого метода исследования, который, в отличие от стандартного метода ЭКГ, называется суточным, амбулаторным или холтеровским. За эти годы 40-килограммовый радиопередающий регистратор, который закреплялся на спине больного, был заменен на регистратор с магнитной лентой, весивший вначале около 2 кг, а сейчас менее 0,5 кг. Техническое усовершенствование привело к улучшению качества записи, свело до минимума артефакты, связанные с физической активностью пациента. Появилась возможность регистрации двух отведений, автоматического анализа. Усовершенствование аппаратуры позволило увеличить число регистрируемых и анализируемых параметров. В настоящее время, наряду с анализом нарушений ритма сердца, появилась возможность количественного определения смещения сегмента ST, оценки функции электрокардиостимулятора (ЭКС) и циклической изменяемости ритма сердца, определяемой автоматически в виде различных временных и спектральных параметров, регистрация усредненных сигналов ЭКГ при большом усилении и автоматическое измерение продолжительности интервала QT.
Продолжительность ХМ должна быть достаточной для достоверной регистрации и интерпретации всех параметров. Изучение 24-часовой записи ЭКГ изменило прежние представления о нормах электрической активности сердца человека. Можно с незначительной степенью допущения сказать, что у каждого человека, даже здорового, выявляются нарушения ритма. Изменилось понятие нормальной частоты ритма сердца. По мере накопления клинического опыта была определена необходимость ХМ ЭКГ при различных заболеваниях, что позволило сформулировать показания к проведению этого исследования. Учитывая поступление новой информации о модификациях метода и более широких возможностях интерпретации результатов, потребность в холтеровском мониторировании не может быть определена однозначно.
В связи с бурным развитием цифровых технологий, через некоторое время появились СМ с записью информации в ППЗУ( перепрограммируемое постоянное запоминающее устройство).Но небольшая информационная емкость микросхем ППЗУ первых поколений не позволяла вести непрерывную запись более 30 минут. Для обеспечения суточного мониторирования использовались алгоритмы сильного сжатия сигнала ( до 20 раз ) и выборочная запись фрагментов ЭКГ. В связи с ошибками, возникающими при автоматическом выборе фрагментов записи, а также потерями информации при сжатии, СМ с твердотельной памятью вызывали некоторое недоверие у кардиологов.
В середине 90-х годов на рынке электронных компонентов появились микросхемы энергонезависимой памяти высокой плотности записи. Среди них наибольшее распространение получили устройства, выполненные с применением "флэш" - технологии. Применение этих микросхем позволило создать СМ без применения алгоритмов фрагментарной записи и сильного сжатия ЭКГ.
К сожалению, Холтеровский монитор пока недоступен для многих больных даже в крупных российских городах, не говоря уже о "глубинке".
Большинство муниципальных поликлиник либо имеют в своем распоряжении устаревшие фрагментарные мониторы, либо не имеют их вовсе.
1.3 Описание проведения исследования
Исследование представляет собой непрерывную регистрацию электрокардиограммы в течение 24 часов и более (48, 72 часа, иногда до 7 суток). Запись ЭКГ осуществляется при помощи специального портативного аппарата -- рекордера (регистратора), который пациент носит с собой (на ремне через плечо или на поясе). Запись ведется по 2, 3, или более каналам (до 12 каналов). До сих пор наиболее распространены именно 2- и 3-канальные регистраторы. В ряде случаев имеется возможность при трехканальной записи получить математически восстановленную ЭКГ 12 каналов, что может быть полезно в топической диагностике экстрасистол.
Однако такая "восстановленная" ЭКГ, и запись 12-канального регистратора может не совпадать с поверхностной ЭКГ 12 отведений, снятой стандартным методом, поэтому данные любой холтеровской записи (в т.ч. истинной 12-канальной) не могут заменить снятие обычной ЭКГ.
Для осуществления контакта с телом пациента используются одноразовые клейкие электроды. Важна для качественной записи подготовка поверхности кожи: ее обезжиривают и слегка скарифицируют. Это лучше всего выполнять специальной абразивной пастой. Затем кожу протирают спиртом, просушивают и наклеивают электроды. Наилучшие результаты дают специальные электроды для длительного мониторирования с так называемым "твердым гелем", т.е. с электролитным гелем, который под действием тепла тела пациента уменьшает вязкость.
Во время исследования пациент ведет свой обычный образ жизни (работает, совершает прогулки и т. п.), отмечая в специальном дневнике время и обстоятельства возникновения неприятных симптомов со стороны сердца, прием лекарств и смену видов физической активности. При этом часто практикуемый совет пациенту "побегать по лестнице" или выполнить иную физическую нагрузку в целом противоречит идеологии холтеровского исследования. Попытки пациента выполнить с монитором чрезмерные нагрузки могут окончиться, например, инфарктом. Поскольку для выполнения провокационных нагрузочных проб в кардиологии используются велоэргометр и тредмил -- во время мониторирования правильнее выполнять именно бытовые привычные нагрузки.
В зависимости от способа хранения записи ЭКГ регистраторы подразделяются на регистраторы на магнитной ленте и с электронной памятью; в зависимости от объема сохраняемой ЭКГ бывают с непрерывной записью и с записью фрагментов (событий).
Анализ полученной записи осуществляется на дешифраторах, в качестве которых обычно используется компьютер с соответствующим ПО. Современные носимые регистраторы могут сами осуществлять первичную клаассификацию записанной ЭКГ, что позволяет ускорить процесс ее окончательной расшифровки врачом на компьютере. Следует заметить, что любая автоматическая классификация ЭКГ несовершенна, поэтому любая холтеровская запись должна быть просмотрена и откорректирована врачом. Общепринятого сформулированного стандарта на расшифровку не существует, однако там обязательно должны быть указаны:
§ сведения о ритме сердца: его источник (источники) и частоты;
§ сведения о нарушениях ритма: экстрасистолах наджелудочковых и желудочковых (с указанием количества, морфологии и прочих
§ особенностей), пароксизмах аритмий;
§ сведения о паузах ритма;
§ сведения об изменениях интервалов PQ и QT, если эти изменения имели место, сведения об изменениях морфологии комплекса QRS, обусловленных нарушениями внутрижелудочковой проводимости;
§ сведения об изменениях конечной части желудочкового комплекса
§ (сегмента ST) и о связи этих изменений с физической активностью
§ пациента и его ощущениями по дневнику;
§ сведения о работе искусственного водителя ритма -- если он есть.
Выявленные особенности или патология должны быть проиллюстрированы распечатками ЭКГ за соответствующий период мониторирования.
Следует также помнить, что холтеровское мониторирование, даже многосуточное, не обладает высокой отрицательной предсказующей ценностью, т.е. если некий подозреваемый феномен не выявлен при холтеровском мониторировании -- это не доказывает отсутствие данного феномена у пациента.
Для выявления редких, но клинически значимых событий могут применяться также способы:
§ запись ЭКГ «по требованию» (портативный регистратор, активизируемый нажатием кнопки либо приложением рук и записывающий от одного до трех отведений ЭКГ с помощью электродов, расположенных на нем самом);
§ сверхдлительная запись ЭКГ при помощи имплантируемого под кожу устройства (например Reveal XP). Устройство функционирует до 2 лет, запись ЭКГ может быть активизирована пациентом либо самим
§ устройством по ранее запрограммированным критериям.
1.4 Типы холтеровского мониторинга
В настоящее время существует несколько типов Холтеровского мониторинга.
· Полномасштабный мониторинг.
Этот вид Холтеровского мониторинга в настоящее время применяется наиболее часто. Он позволяет регистрировать деятельность сердца в течение 24 - 72 часов. Для сравнения, при стандартной ЭКГ обычно записывается деятельность сердца в течение 40 - 50 ударов. Полномасштабный Холтеровский мониторинг позволяет в течение 24 часов зарегистрировать до 100000 ударов сердца, что позволяет с намного большей вероятностью выявить патологию в его работе.
Другой тип приборов для полномасштабного мониторинга можно имплантировать больному под кожу в области грудной клетки. Такой прибор Холтеровского мониторинга может работать до года!
· Фрагментарный мониторинг
Этот тип Холтеровского мониторинга применяется в тех случаях, когда симптомы аритмии сердца у больного проявляются не так часто. Этот тип мониторинга можно использовать намного дольше, чем полномасштабный мониторинг. Данные, полученные фрагментарным мониторингом, зачастую больной может сам отправить врачу с помощью систем связи (по телефону).
Существует два типа фрагментарного Холтеровского мониторинга:
· Постоянная запись.
При этом типе мониторинга прибор постоянно ведет регистрацию деятельности сердца. Когда больной ощущает симптомы заболевания сердца он просто нажимает кнопку аппарата мониторинга и начинается запись ЭКГ. Кроме того, такой вид мониторинга сохраняет некоторую информацию о характере сердцебиения до того момента, когда больной нажал кнопку прибора. Это очень важно в тех случаях, когда больной при возникновении аритмии сердца теряет сознание и не может нажать кнопку записи сразу.
· Событийный мониторинг.
Данный вид мониторинга позволяет вести регистрацию деятельности сердца только тогда, когда у больного отмечаются симптомы заболевания. При этом больной «не привязан» постоянно к аппарату. Один из таких приборов носится как часы, на запястье. Когда он ощущает, что что-то его беспокоит, он нажимает кнопку записи ЭКГ. Другой тип таких приборов для мониторинга носится в кармане, то есть там, где больной может его легко достать. Когда у больного ощущаются симптомы, он крепит прибор к грудной клетке и нажимает кнопку записи ЭКГ. На самом аппарате имеется металлический диск, который служит электродом. Такие приборы Холтеровского мониторинга могут быть очень маленькими и вполне умещаться на ладони.
2 Кардиорегистратор
2.1 Описание работы кардиорегистратора
В настоящее время некоторые СМ строятся на базе сигма-дельта АЦП. При этом достигается некоторое упрощение входной схемы прибора. Многоразрядные (16-24 битные) АЦП имеют в своем составе входной дифференциальный усилитель и позволяют подключать датчики непосредственно к входу микросхемы. Несмотря на ряд преимуществ, такая схема построения входных цепей не позволяет произвести предварительную аналоговую обработку сигнала. Эффективная цифровая фильтрация сигнала требует использования высокопроизводительных микроконтроллеров или сигнальных процессоров. Применение таких устройств сопряжено с увеличением энергопотребления, поэтому для построения СМ автор выбрал классическую схему построения входных цепей. Функциональная схема прибора приведена на рис.1
Рисунок 1 - Функциональная схема прибора.
Сигнал с электродов (R,L) поступают на помехоподавляющий входной фильтр Z 1,который значительно ослабляет высокочастотные помехи, создаваемые радиотелефонами, радиостанциями, компьютерами.
Предварительное усиление обеспечивает инструментальный усилитель А1 (А2 для второго канала) AD627 фирмы "Analog Devices", главными особенностями которого являются микропотребление и достаточно сильное (>90 дБ) подавление синфазной помехи. Максимальная амплитуда полезного сигнала составляет несколько милливольт. Постоянная составляющая сигнала колеблется в значительных пределах и может достигать 300 мВ.
Для разделения переменной и постоянной составляющих сигнала служит фильтр высоких частот Z2(Z3). Его частота среза выбирается в пределах 0,05-1Гц. Большее значение частоты среза способствует лучшему удержанию изолинии, но приводит к заметному искажению сигнала. Для дополнительного подавления помех служит активный фильтр низких частот третьего порядка Z4(Z5). Его частота среза - 35Гц. При этом достигается хорошее подавление сетевой помехи частотой 50Гц и её гармоник. Он собран на одном из сдвоенных операционных усилителей (ОУ) ОР296 фирмы “Analog Devices”. Микросхема ОР296 содержит два ОУ с микропотреблением и выходом Rail-to-rail. Достоинством схемы фильтра является то, что она требует точного подбора элементов и работает устойчиво.
После усилителя А4(А5) на втором ОУ ОР296, обеспечивающего необходимый коэффициент передачи, сигнал поступает на вход 10-разрядного АЦП последовательных приближений.
АЦП входит в состав периферии микроконтроллера U1 PIC16F877 фирмы “Microchip” , который осуществляет управление прибором. Встроенные периферийные устройства микроконтроллера используются достаточно полно, что позволило сократить число используемых микросхем в приборе. Так, для обмена информацией с запоминающим устройством, используется последовательный интерфейс SPI.
Для связи с компьютером задействован контроллер асинхронного последовательного обмена USART.
Отсчет реального времени ведется при помощи встроенного таймера микроконтроллера, имеющего выводы для подключения дополнительного часового кварцевого резонатора.
Для экономии батарей используется также режим пониженного энергопотребления SLEEP в некоторых режимах работы. Данные, поступающие в микроконтроллер, сжимаются при помощи адаптивного алгоритма без потерь информации. Алгоритм архивации использует априорные знания о структуре кардиосигнала. Коэффициента сжатия для типовой ЭКГ составляет 2.5-3.0. При сжатии данные записываются в флеш-память монитора - U2. Запоминающим устройством служит микросхема AT45DB642 емкостью 64Мбит из семейства “Data flash” фирмы “Atmel”. Она выполнена по новой технологии NOR, которая сочетает в себе надежность технологии EPROM и высокую плотность записи технологии FLASH.
Для компенсации помех, возникающих при ухудшении контакта электродов с кожей и улучшения подавления наводки с промышленной частотой, служит схема А3 на операционном усилителе ОР196 ф. “Analog Devices”. Входные цепи ОУ связаны с системой электродов, и, при возникновении дисбаланса, схема компенсирует уход изолинии при помощи напряжения отрицательной обратной связи, подаваемого с выхода ОУ на заземляющий электрод. Монитор снабжен кнопкой для получения меток плохого самочувствия пациента. Пуск прибора возможен как с компьютера, так и при помощи кнопки.
После завершения исследования, информация может быть передана в персональный компьютер для визуализации и проведения анализа.
Монитор имеет режим контроля, что позволяет проверить качество установки электродов, а так же провести обычную процедуру снятия электрокардиограммы.
Передача данных осуществляется при помощи адаптеров для USB и COM последовательных портов компьютера. Адаптеры выполнены с применением оптической гальванической развязки на опорных микросхемах 6N137. Это обеспечивает безопасность пациента при проверке качества наложения электродов. Наибольшая скорость передачи достигается при применении адаптера USB, но, к сожалению, не все эксплуатируемые компьютеры снабжены этими последовательными портами.
Длительность загрузки информации при использовании адаптера USB составляет около 5 минут, а при использовании СОМ - адаптера с интерфейсом RS-232-около 20 минут. Внешний вид прибора показан на рис.2,а его вид со снятой крышкой - на рис.3
Рисунок 2 - Внешний вид кардиомонитора.
Рисунок 3- Вид прибора со снятой крышкой.
Для работы кардиолога с монитором разработано специальное программное обеспечение. Программа (рис. 4) обеспечивает автоматический анализ ритма и позволяет врачу оперативно просмотреть и распечатать интересующие его фрагменты.
Рисунок 4 - Программа, обеспечивающая автоматический анализ ритма.
3 Цифровой холтеровский рекордер RОZINN RZ 153+ и RОZINN RZ 153+ 12
3.1 Описание прибора
холтеровское мониторирование кардиорегистратор
Миниатюрный цифровой холтеровский регистратор, предназначенный для записи 3/12 канальной ЭКГ с частотой оцифровки 180 Гц в течение 24 или 48 часов. Запись данных производится на флэш-карту объемом 64 или 128 Мб. Запись персонального номера пациента исключает возможность утери информации о нем при последующем анализе и не позволяет перепутать ЭКГ разных пациентов.
Удобный русифицированный интерфейс. Пользовательские характеристики:
· малый размер и масса
· точность измерений, удобство обращения
· большой графический дисплей
· возможность предварительного просмотра данных
Рисунок 5- Цифровой холтеровский рекордер RОZINN RZ 153+ и RОZINN RZ 153+ 12
3.2 Технические характеристики рекордера
Технические характеристики рекордера представлены в таблице 1.
Таблица 3.1.Технические характеристики рекордера
Измерение ЭКГ |
по 3 и 12 каналам |
|
Разрядность АЦП |
10 бит |
|
Режим записи |
полная развёртка |
|
Запись ЭКГ |
В течение 24/48 часов на флэш-карту (64/128 МБ) |
|
Частотный диапазон записи ЭКГ в режиме холтеровского мониторинга |
0.05-60 Гц |
|
Частота оцифровки сигнала в режиме холтеровского мониторинга |
180 Гц |
|
Коэффициенты усиления |
?, 1 и 2 |
|
Цифровая клавиатура для ввода идентификатора пациента |
||
Дисплей |
Графический |
|
Меню |
На русском языке. |
|
Размеры записывающего устройства |
95 мм -71 мм -20 мм |
|
Вес (с батарейками) |
112 гр |
|
Питание |
от 1 батарейки (АА) |
|
Кабель пациента |
7-рin или 5-рin для 3 канальной записи, 10-рin для 12 канальной записи |
|
Коннектор кабеля пациента |
20-рin, прямоугольный |
3.3 Описание работы прибора и его преимущества
Программное обеспечение автоматически интерпретирует записанную ЭКГ, которая может быть просмотрена и переработана при минимальном участии врача при помощи исключительно удобного пользовательского экрана. Его особенность заключается в том, что все доступные функции одновременно находятся на экране в виде ряда окон и мгновенный доступ к ним осуществляется простым нажатием на нужное окно из любого режима работы. Программа дает возможность постоянного контроля за качеством выполненного анализа при помощи возможности прямого перехода из любого функционального окна в режим постраничного просмотра ЭКГ(и обратно) простым нажатием на правую клавишу на «мыши».
Все сокращения кодируются цветом, поэтому при нехватке времени, или необходимости дать срочное заключение, просмотр массива ЭКГ (например, одновременный просмотр страницы с 8- или 16-минутными участками кардиограммы) не утомляет зрение, так как все нарушения ритма предельно легко и быстро обнаружить по установленному для них цвету. Система имеет также возможность просмотра данных в режиме суперимпозиции (наложения), тренд графики для ишемических и аритмических событий с окном полного математического обсчета по текущему положению курсора в любой минуте записи. Редактирование событий выполняется по многоуровневому принципу, что дает возможность нажатием на одну клавишу переименовывать сотни и тысячи сокращений без просмотра всей записи ЭКГ.
В последние шесть лет компания резко активизировала свою деятельность на рынке стран Восточной Европы, Юго-Восточной Азии и Южной Америки, следствием чего явилось появление максимально удобного для пользователей программного обеспечения на их родном языке (в 1995 году - на польском, китайском, испанском языках, а в 1996 году - на русском). Последнее представляется очень важным, так как опыт показывает - знания английского языка отечественными врачами все еще далеки от совершенства, а полное использование всех возможностей системы часто затруднено даже при наличии исчерпывающей инструкции. Несомненным удобством русской версии является возможность оформления протокола и всех необходимых пояснений фрагментов записи на самом аппарате, а не вручную или на другом компьютере, как это делается, используя другие импортные системы.
Врачи клинического отделения получают как заключительный протокол, так и образцы полос ЭКГ с описанием выявленной патологии на русском языке, что делает их работу более удобной, а историю болезни или амбулаторную карту читабельной и оформленной профессионально и аккуратно. Вместе с тем, это сокращает время, затрачиваемое на оформление протокола врачом функциональной диагностики. Следует отметить что процесс обучения работе на аппарате Rozinn Еlectronics значительно короче по сравнению с системами, использующими английский язык. Таким образом, Rozinn Еlectronics стала первой компанией, выпустившей русскую версию холтеровской системы.
Компания предлагает различные варианты комплектования основной программной версии. При желании пользователя в системы может включаться программное обеспечение для анализа всех видов пейсмекеров, причем в случае возникновения каких-либо проблем с работой пейсмекера - разрядка, потеря чувствительности - аппарат автоматически описывает проблемные моменты и оставляет образцы полос с ними. Как опции в оборудование могут включаться также автоматически анализ вариабельности сердечного ритма по временным и частотным параметрам, базы данных и т.д.
В том случае, если холтеровскую систему Rozinn Еlectronics покупает крупное лечебное учреждение, то разумнее предпочесть в целях экономии времени вариант называемый "TASK MASTER". В нем может быть установлено по желанию пользователя до 24 гнезд для считывания кассет или флеш-карт. Врач или медсестра вставляет кассеты в гнезда, вводят данные пациентов и могут заниматься другими делами. Аппарат последовательно проанализирует все записанные ЭКГ и даже распечатает отчеты (если врач не хочет по каким либо причинам просматривать данные). Такой вариант достаточно часто встречается в США и Канаде, где время врача ценится очень дорого.
Говоря о современности холтеровской системы Holter for Windows нельзя не у помянуть о том, что, идя в ногу со временем, 4 года назад компания раз работала и выпустила на рынок программное обеспечение, предназначенное для передачи всех холтеровских данных, используя самые современные средства коммуникации.
В том случае, если несколько пользователей имеют холтеровские системы производства Rozinn Еlectronics, они могут обмениваться данными для уточнения диагноза в сложных случаях (например на уровне районная поликлиника - диагностический центр ), обмена информацией с интересными данными ит.д. Однако самое важное применение - это экономия средств пользователей. В том случае, если у нескольких лечебных учреждений есть только одна холтеровская система, они могут, имел только персональные компьютеры и приобретя за очень скромную плату считывающее устройство и программное обеспечение, выполнить анализ информации записанной на кассету или флеш-карту, не выходя из своего кабинета и на любом расстоянии. Этот процесс полностью автоматизирован, т.е. при приеме информации и ее обработке в присутствии врача нет необходимости. Система, автоматически выполнив анализ, отошлет обработанные данные обратно. Таким образом десять-дватцать-любое количество больниц или поликлиник может, образно говоря, «в складчину» купить одну-единственную систему Rozinn Еlectronics и нужное количество рекордеров и проводить холтеровское исследование в любое время суток. Последнее является актуальным для нашей страны в силу специфических географических особенностей - несколько лечебных учреждений одного ведомства могут располагаться в разных часовых поясах - однако это не станет препятствием для работы на холтеровской системе Holter for Windows.
За 8 лет, прошедшие со времени установки первого аппарата, холтеровские системы производства Rozinn Еlectronics установленные в лечебных учреждениях в различных регионах нашей страны за счет безупречной работы доказали свою высокую надежность и эффективность, что делает их исключительно конкурентоспособными на отечественном рынке.
3.4 Обзор текущих технологий холтеровских систем Rozinn Еlectronics.
Проблема эффективной и надежной диагностики сердечных аритмий относится к числу весьма актуальных в современной интернологии. Несмотря на заметное совершенствование специализированной медицинской помощи и разработку новых антиаритмических препаратов ведущими фармацевтическими компаниями, в нашей стране отмечается увеличение внезапной сердечной смерти, являющейся одной из серьезнейших проблем в кардиологии.
Внезапная смерть, большая часть случаев которой приходится на болезни системы кровообращения, обычно является результатом кумуляции различных факторов. Однако с клинической точки зрения непосредственной причиной смерти являются нарушения ритма сердца: желудочковые тахиаритмии, составляющие около 80% и реже брадиаритмии - 20% поэтому проблема успешной диагностики и курации больных с жизнеугрожающими аритмиями становятся исключительно важной.
Сложно представить себе заболевание, для диагностики и лечения которого предлагаются столь разнообразные технологии: чреспищеводная программируемая кардиостимуляция, различные виды стресс- тестов, провокационные пробы, имплантируемые антитахикардитические и антифибрилляционныс устройства, непосредственное хирургическое воздействие в области формирования аритмии. В этом ряду холтеровское мониторирование занимает, безусловно, особое место.
С тех пор как в 1961 году Норман Холтер предложил методику длительной записи ЭКГ на магнитную ленту, холтеровское мониторирование является одной из наиболее важных методик в функциональной диагностике заболеваний сердца, а для некоторых болезней - единственно надежной для постановки диагноза. Для врача преимущество анализа длительной динамической записи ЭКГ настолько же очевидно, как для любого человека ясно преимущество кинозаписи перед обычной фотографией -информативность первого на многие порядки выше.
Следует отметить, что в последние годы области применения ХМ существенно расширились, например, для оценки адекватности проводимой антиаритмической терапии, исследования влияния эндокринной системы на сердце, частоты применения противоишемических средств, прогнозирования развития фатальных аритмий, оценки метаболизма и т.д
К сожалению в нашей стране, в отличие от многих развитых государств, ХМ не получило такого широкого распространения как, например, эхокардиография или системы для проведения стресс-тестов. Несомненно одной из причин столь удручающей картины являлись специфические особенности отечественного медицинского образования, в программе которого вплоть до последнего времени столь важной методике уделялось неоправданно малое внимание. С другой стороны, важной причиной низкой оснащенности лечебно-профилактических учреждений холтеровскими системами является их относительно высокая стоимость. Поэтому, когда 15 лет назад компания Rozinn Еlectronics приступила к выпуску холтеровских систем, перед ней встала дилемма -производить системы столь же дорогие, как и другие фирмы, или без ущерба для качества выпускать оборудование, которое в финансовом отношении не будет обременительно для пользователей, что позволит покупать его не только крупным лечебным учреждениям, но и небольшим больницам и поликлиникам. Теперь мы можем с твердой уверенностью сказать, что это удалось: по количеству продаваемых ежегодно систем Rozinn Еlectronics находится в числе ведущих фирм, а по числу продаваемых записывающих аппаратов - рекордеров -на первом месте.
Rozinn Еlectronics производит широкий спектр медицинского оборудования, однако Холтеровские системы по праву считаются приоритетным направлением в деятельности фирмы. Компания выпускает несколько вариантов холтеровских систем, различие между которыми заключается в различном спектре диагностических возможностей (их коммерческое название Holter for Windows 1, 2, 3 и Rapid Scan).
Rozinn Еlectronics была первой компанией, предложившей философию, смысл которой заключался в создании холтеровского программного обеспечения под обычный персональный компьютер, что могло бы значительно удешевить стоимость всей системы. Сейчас мы видим, что такой подход полностью оправдал себя, и все фирмы, выпускавшие 10-12 лет назад системы, имеющие абсолютно индивидуальный дизайн, выпускают свои системы, базирующиеся на обычном персональном компьютере. Программное обеспечение устанавливается на стандартный компьютер путем монтажа платы с частью функций и программного обеспечения и инсталляции остальной части программного обеспечения через дисководы после установки интерфейсной платы.
Записывающие устройства (рекордеры) выполняют запись как на кассеты (модель RZ 151), так и на съемные флэш-карты (RZ 153). Емкость флэш-карт, которыми комплектуются рекордеры, составляет от 24 до 360 мегабайт. Запись на кассету может выполняться по 2 или 3 отведениям в течении 24 - 48 часов. Запись на флэш-карту выполняется по 2,3 или 12 каналам в течении 24 часов. Анализирующая система считывает и полностью анализирует стандартную 24 часовую 3-х канальную ЭКГ всего за З минуты. Следует отметить универсальность системы: она может считывать и анализировать не только кассеты, записанные на своих рекордерах, но и на рекордерах любых других фирм - производителей холтеровского оборудования. Причем скорость записи на этих кассетах не имеет значения. Это качество дает уникальную возможность не только не выбрасывать старые рекордеры от систем, эксплуатация которых закончена, а продолжать использовать их дальше с холтеровской системой Rozinn Еlectronics.
3.5 Описание аппаратных средств
Кардиорегистратор состоит из следующих функциональных узлов:
· модуль контроллера
· модуль ЭКГ
· OLED дисплей
· клавиатура
· элемент питания (аккумуляторная батарея или щелочная батарейка типоразмера АА)
Структурная схема кардиорегистратора приведена на рис. 3.3.
Рис.3- Структурная схема кардиорегистратора
3.5.1 Плата модуля контроллера
На плате модуля контроллера можно выделить следующие основные узлы:
микроконтроллер формирователь сигнала сброса (супервизор)
часы реального времени
контроллер картридера
узел питания картридера
схема преобразователя для питания дисплея
схема питания модуля Bluetooth
преобразователь 1,5 В в 3,3 В
антенна.
3.5.1.1 Микроконтроллер NXP LPC2136
В качестве микроконтроллера в кардиорегистраторе применен 16/32 разрядный RISK микроконтроллер фирмы NXP LPC2136..
внутренняя память - 256 кБ;
внутреннее ОЗУ - 32 кБ;
имеет возможность внутреннего программирования в составе схемы;
два восьмиканальных 10 разрядных АЦП;
один 10 разрядный ЦАП;
два 32 битных таймера-счетчика;
один канал;
два последовательных асинхронных канала ввода-вывода (UART);
два последовательных канала I2С;
последовательные синхронные каналы: SРI и SSР;
контроллер прерываний;
устройство параллельного ввода-вывода на 47 входов/выходов;
тактовая частота до 60 МГц;
сторожевой таймер.
Использование функций микроконтроллера описано ниже.
· Внутренняя память
Микроконтроллер имеет внутреннюю память объёмом 256 кБ.
Для программирования встроенной памяти на плате модуля контроллера используется 9- контактный разъём, на который выведены сигналы СОМ-порта UART0. Также на этот разъём выведен порт Р0.14. Наличие 0 на этом порту при включении питания переводит процессор в режим программирования FLASH памяти через UART0.
· Внутреннее ОЗУ
Микроконтроллер имеет 32 кБ ОЗУ общего назначения.
· Контроллер прерываний
Микроконтроллер имеет четыре линии для приёма внешних прерываний. Из них в кардиорегистраторе используется только одна: выв.46 для обработки сигнала пейсмейкера.
· Последовательные асинхронные каналы ввода-вывода UART
Микроконтроллер имеет два канала UART. Каналы UART используются в кардиорегистраторе следующим образом:
· Последовательные синхронные каналы
Микроконтроллер имеет один SPI контроллер и один SSР контроллер.
SPI контроллер используется для чтения/записи в 30 карту по последовательному интерфейсу.
SSР используется для считывания данных из АЦП, расположенного на плате модуля ЭКГ, а также для записи выбранного режима работы модуля ЭКГ в регистр -защелку D9 (74LV595).
· Контроллер I2С
Микроконтроллер имеет встроенный I2С контроллер.
Линии канала I2С используются для связи с микросхемой часов реального времени D3 (DS1302).
· Таймеры- счетчики
Микроконтроллер имеет два 32 - разрядных счетчика.
· Сторожевой таймер
Сторожевой таймер микроконтроллера может вырабатывать сигнал сброса при зависании программы. Внешнего аппаратного сторожевого таймера в кардиорегистраторе нет, поэтому надо использовать внутренний таймер.
· Детектор
Микроконтроллер имеет встроенный детектор понижения напряжения питания.
Он имеет два порога срабатывания:
2,9 В - при данном пороге формируется прерывание;
2,6 В - при данном пороге формируется внутренний сигнал сброса;
Внешний супервизор имеет порог срабатывания равным 2,93 В.
3.5.2 Формирователь сброса (супервизор)
В качестве супервизора в кардиорегистраторе применена микросхема фирмы Alcor Micro. Эта микросхема вырабатывает сигнал сброса длительностью 240 мс, если напряжение питания становится больше 2,93 В. При снижении питания ниже 2,93 В, процессор также будет находиться в состоянии сброса.
3.5.3 Часы реального времени
Часы реального времени выполнены на микросхеме 031302. Часы реального времени работают и после выключения питания кардиорегистратора. В этом случае питание часов осуществляется от резервного литиевого аккумулятора. Ток заряда аккумулятора задается в регистре управления микросхемы часов.
3.5.4 Контроллер картридера
Контроллер картридера выполнен на микросхеме AU6331 фирмы Alcor Micro и служит для чтения/записи данных в карту по высокоскоростному интерфейсу USB 2.0. Управление циклами чтение/записи данных в 30 карту картридеру передается микроконтроллером при подключении прибора к USВ порту (сигнал 5V_Т= лог.1).
3.5.5 Схема преобразователя для питания OLED дисплея
Схема питания OLED дисплея выполнена на микросхеме FAN5331 по схеме повышающего импульсного преобразователя из 3,3 В в 15 В. С целью экономии заряда батареи (аккумулятора) имеется возможность отключения данного питания с помощью сигнала
3.5.6 Схема питания модуля Bluetooth
Схема питания модуля Bluetooth выполнена на базе и двух линейных стабилизаторов. С целью экономии заряда батареи (аккумулятора) имеется возможность отключения данного питания с помощью сигнала СОNТ.
3.5.7 Преобразователь 1,5 В в 3.3 В
Схема повышающего импульсного преобразователя из 1,5 В в 3,3 В на микросхеме МАХ1674. Данная схема служит для формирования 3,3 В из напряжения батареи (аккумулятора).
3.5.8 Модуль ЭКГ
В ЭКГ можно выделить следующие блоки:
-усилители ЭКГ;
коммутатор аналоговых сигналов;
схема выделения импульсов пейсмейкера;
-АЦП;
регистр управления режимами.
3.5.8.1 Усилители ЭКГ каналов и фильтры
В кардиорегистраторе имеется 8 усилителей ЭКГ сигналов. Усилители выполнены на базе инструментальных усилителей фирмы Апа!од Оеуюез АР623АКМ.
Усилителями усиливаются следующие разностные от электродов:
U1= C3-R(CH1)
U2=C1-L (CH2)
U3= C6-F(CH3)
U4= L-R (CH4)
U5= F- R(CH5)
U6= C4-F(CH6)
U7= C2-F(CH7)
U8= C5-L(CH8)
Все усилители ЭКГ сигнала трехкаскадные. Коэффициент усиления первого каскада равен 1. Коэффициент усиления второго каскада равен трем. Коэффициент усиления третьего каскада равен 81,6. Общий коэффициент усиления ЭКГ усилителей равен 245.
С выходов буферных усилителей снимаются напряжения L__BUFF, R_ BUFF, F_ BUFF, С1_ BUFF, С2_ BUFF, СЗ_ BUFF, С4_ BUFF, С5_ BUFF, С6_ BUFF, которые подаются на вход коммутатора для контроля обрыва, кроме С6_ BUFF.
Сигнал С6_ BUFF поступает на компаратор, а затем с компаратора на вывод 1 (Р0.21) микроконтроллера.
Лог. «1» - обрыв электрода С6;
Лог. «О» - обрыва электрода С6 нет.
Сигналы с выходов усилителей U1 - U8 также подключены к коммутатору. Для снятия двух биполярных отведений используются следующие электродные пары:
Таблица 3.1.- Электронные пары (два биполярных отведения)
Цветовая кодировка поАНА |
Цветовая кодировка по (ЕС |
Канал |
Электрод |
|
Красный |
Зеленый |
СНЦ-) |
СЗ |
|
Белый |
Красный |
СН1(+) |
К |
|
Коричневый |
Белый |
СН2(+) |
С6 |
|
Черный |
Желтый |
СН2(-) |
р |
|
Зеленый |
Черный |
- |
N |
Для снятия трех биполярных отведений используются следующие электродные пары:
Таблица 3.2 - Электронные пары (три биполярных отведения)
Цветовая кодировка поАНА |
Цветовая кодировка по!ЕС |
Канал |
Электрод |
|
Красный |
Зеленый |
СН1(+) |
СЗ |
|
Белый |
Красный |
СН1(-) |
К |
|
Коричневый |
Белый |
СН2(+) |
С1 |
|
Черный |
Желтый |
СН2(-) |
1 |
|
Оранжевый |
Светло-голубой |
СНЗ(+) |
С6 |
|
Синий |
Коричневый |
СНЗ(-) |
Р |
|
Зеленый |
Черный |
- |
N |
Для снятия двенадцати отведений используются 10 отведенный кабель со следующими электродами:
Таблица 3.3.- Электронные пары (12 биполярных отведений)
Цветовая кодировка поАНА |
Цветовая кодировка по!ЕС |
Канал |
Электрод |
|
Коричневый/Красный |
Белый/Красный |
VI |
С1 |
|
Коричневый/ Желтый |
Белый/Желтый |
42 |
С2 |
|
Коричневый/ Зеленый |
Белый/Зеленый |
V3 |
СЗ |
|
Коричневый/Голубой |
Белый/Коричневый |
V4 |
С4 |
|
Коричневый/Оранжевый |
Белый/Светло-голубой |
V5 |
С5 |
|
Коричневый/Фиолетовый |
Белый/Фиолетовый |
V6 |
С6 |
|
Черный |
Желтый |
1.А |
I- |
|
Красный |
Зеленый |
IX |
Р |
|
Зеленый |
Черный |
К1_ |
N |
|
Белый |
Красный |
КА |
К |
3.5.8.2 Коммутатор аналоговых сигналов
Коммутатор выполнен на двух микросхемах 741LV4051PWи предназначен для коммутации выходных сигналов UЛ - U8 и сигналов контроля обрыва электродов L__ BUFF, Р_ BUFF, F BUFF, С1_ BUFF, С2_ BUFF, СЗ_ BUFF, С4_ BUFF, С5_ BUFF. Работой коммутатора управляет микроконтроллер LPC2136 путем записи управляющего байта в регистр управления режимами работы модуля ЭКГ в соответствии с таблицей приведенной ниже. При помощи коммутатора микроконтроллер LPC2136 выбирает, какой сигнал будет поступать на АЦП для измерения.
РЗ/Е1 |
Р4/Е2 |
02/С |
01/В |
РО/0 |
Сигнал на выходе коммутатора |
|
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
СН1 (UЛ=СЗ-R) |
|
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
СН2 (U2=С1 -L.) |
|
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
- СНЗ (U3=С6 - F) |
|
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
СН4 (U4=L - R) |
|
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
СН5 (U5=L - R) |
|
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
СН6 (U6=С4- F) |
|
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
СН7 (U7=С2- F) |
|
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
СН8 (U7=С2- F) |
|
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
Р_ BUFF |
|
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1_ BUFF |
|
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
СЗ_ BUFF |
|
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
К_ BUFF |
|
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
С5_ BUFF |
|
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
С1_ BUFF |
|
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
С2_ BUFF |
|
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
С4_ BUFF |
|
0 |
0 |
Запрещенная комбинация |
||||
1 |
1 |
Не подключен ни один из каналов |
Примечание: Обрыв электрода С6 считывается по состоянию порта Р0.21 (лог.1 - обрыв С6, лог.О - обрыва нет.
3.5.8.3 Регистр управления режимами работы модуля ЭКГ
В кардиорегистраторе используется 8 разрядный регистр с последовательной загрузкой данных 74LV595PW фирмы NХР( такой же, как в стенде проверки электрокардиографов).
Запись в регистр управления производится посредством следующих сигналов:
СLК - входной сигнал тактовых импульсов для синхронизации передачи данных, получаемых регистром управления по последовательному каналу. Достоверные данные записываются в регистр по переходу из 0 в 1 на входе СLК. Для записи данных необходимо сформировать 8 тактовых импульсов.
SD_IN - вход последовательных данных регистра управления;
WR_R - сигнал записи данных из сдвигового регистра в параллельный регистр.
Временные диаграммы работы регистра 74LV595 приведены в спецификации на микросхему.
Назначение разрядов регистра управления:
00-0 разряд управления выбором канала коммутатора (А);
01-1 разряд управления выбором канала коммутатора (В);
02-2 разряд управления выбором канала коммутатора (С);
- сигнал выбора первого коммутатора (Е1);
- сигнал выбора второго коммутатора (Е2);
- сигнал управления успокоением:
Лог.«1» - успокоение каналов ЭКГ включено; Лог. «О»- успокоение каналов ЭКГ выключено.
- резерв;
- резерв;
3.5.8.4 Схема выделения импульсов пейсмейкера
В составе имеется схема выделения импульсов пейсмейкера. Схема позволяет определять импульсы пейсмейкера со следующими параметрами:
амплитуда импульсов от 2 до 700 мВ;
длительность от 0,1 до 2 мс.
Импульсы пейсмейкера выделяются в одном канале ЭКГ: СН1=СЗ - Р. Выход схемы выделения импульсов пейсмейкера подключен к порту Р0.16 (INТ0). При определении импульса пейсмейкера на этом выводе появляется уровень лог.1 с длительностью приблизительно 150 мс±20%.
Следует иметь ввиду, что в случае сильных помех на выходе схемы выделения импульсов пейсмейкера могут возникнуть многочисленные импульсы.
3.5.8.5 АЦП
В регистраторе используется 12 разрядный АЦП с последовательным выходом данных АDCS7476 фирмы National Semikonduktor (такой же, как в кардиографах и мониторе). Диапазон входных напряжений АЦП: от 0 до 3,3 В. Цена единицы младшего разряда: 1LSB= 0,805 мВ.
АЦП имеет следующие сигналы управления:
С5 - входной сигнал запуска преобразования (измерения) АЦП. Запуск измерения осуществляется по переходу из 1 в 0. Сигнал должен удерживаться в нуле во время передачи данных из АЦП в микроконтроллер .
С!_К - входной сигнал тактовых импульсов для синхронизации передачи данных, выдаваемых АЦП по последовательному каналу. Достоверные данные могут быть считаны из АЦП по перепаду из 1 в 0 на входе СLК. Для получения данных необходимо сформировать 16 тактовых импульсов.
SD_OUT - выход последовательных данных АЦП.
Временные диаграммы работы с АЦП приведены в спецификации на А0С37476. Сигналы управления АЦП соединены со следущими портами ввода -вывода микроконтроллера LРС2136:
СS-портР0.20(SSЕL1)
СLК-портР0.17(SCLК1)
SD_OUT- порт Р0.18 (МIS01).
Вышеперечисленные порты являются выходами синхронного канала ЗР! микроконтроллера. Частота СLК может достигать 20 МГц.
Источник опорного напряжения +3,3 В необходимый для работы АЦП выполнен на микросхеме LР2580АIМ5 -3.3 фирмы National Semikonduktor.
3.5.9 OLED- дисплей
В качестве индикатора в кардиорегистраторе применен цветной О1-Е0 дисплей 1)0 - 6028ООЕВР01 160(КСВ) х128 фирмы 11пмзюп Тесппоюду 1пс со следующими параметрами:
размер экрана по диагонали 4,3 см (1,69 дюйма);
количество точек на экране 160хRGBх128
типовая яркость 100 сdмэ;
угол обзора >160 градусов.
Более подробные параметры, принцип работы и временные диаграммы
управляющих сигналов OLED дисплея описаны в его спецификации.
3.5.10 Клавиатура
Кардиорегистратор имеет клавиатуру из трех кнопок:
кнопка «влево - вверх» для перемещения по меню регистратора;
кнопка «вправо - вниз» для перемещения по меню регистратора;
4 Расчетная часть
4.1 Расчет надежности
Надежность - это свойство объекта выполнять заданные функции, сохраняя во времени значения установленных эксплуатационных показателей в допустимых пределах, соответствующих принятым режимам и условиям использования, технического обслуживания, ремонта, хранения и транспортирования.
Подобные документы
Исследование процесса разработки цифрового регистратора речевой информации с твердотельной памятью. Характеристика оцифровки звука и его хранения на цифровом носителе, выбора модуля микроконтроллера. Расчет необходимого объема памяти на 10 часов записи.
дипломная работа [468,6 K], добавлен 12.12.2011Описание работы электронных часов и микроконтроллера АТTiny2313 фирмы Atmel. Выходные буферы порта. Принципиальная схема электронных часов. Разработка печатной платы и практическое её применение. Принципы программирования и прошивки микроконтроллера.
курсовая работа [749,0 K], добавлен 29.05.2009Этапы разработки микропроцессорной системы на основе микроконтроллера. Общая характеристика солнечных часов. Разработка схемы, программного обеспечения и алгоритма управления солнечных часов. Технико-экономическое обоснование разработки и охрана труда.
дипломная работа [5,9 M], добавлен 16.07.2010Описание структурной и функциональной схем электронных часов, выбор элементной базы. Разработка счетчика времени с системой управления на базе микроконтроллера. Экономический расчет затрат на проектирование, разработку и сборку макета электронных часов.
дипломная работа [223,5 K], добавлен 26.07.2015Типы коммутационных устройств ручного управления. Разработка высокочастотного переключателя, предназначенного для коммутации электрических цепей постоянного и переменного тока частотой до 10 МГц. Электрический расчет кнопки, общей конструкции изделия.
курсовая работа [191,2 K], добавлен 29.08.2010Принципы работы аналого-цифровых преобразователей. Архитектура микроконтроллера AT90S8535 и его программное обеспечение. Описание интерфейса RS-232. Разработка печатной платы комплекса усиления и оцифровки сигнала. Принципы асинхронной передачи данных.
курсовая работа [2,9 M], добавлен 19.11.2012В методе непрерывных испытаний осуществляется непрерывный отбор и постановка изделий на испытания в течение контролируемого периода. В графическом методе планирования испытаний используется кривые распределения Пуассона. Испытания на ремонтопригодность.
реферат [145,6 K], добавлен 28.01.2009Разработка контроллера прибора, обеспечивающего реализацию функций оцифровки аналоговых данных с выводом результата в виде графического вида сигнала. Выбор контроллера и элементов схемы, их описание. Общий алгоритм работы и листинг программы управления.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 26.12.2012Структурная схема и принцип действия разрабатываемого проекта. Разработка объединённой таблицы истинности. Расчёт генератора импульсов, многоразрядного счётчика, схемы формирования импульса записи, выходных регистров памяти, схемы сброса по питанию.
курсовая работа [959,1 K], добавлен 09.12.2013Определение и физические принципы голографии. Принцип формирования изображения. Методы записи (метод Лейта и Упатниекса, метод Бентона) и тиражирование радужных голограмм. Принципиальная схема установки, схема записи мастер-голограммы и радужной копии.
реферат [787,4 K], добавлен 02.03.2014