1.4 Устройство и принцип работы
1.4.1 Состав изделия и назначение узлов
Монитор "ММ-01" размещается в корпусе видеомонитора "Электроника МС6105.8" и состоит из следующих узлов:
- процессор обеспечивающий обработку и хранение данных о пациенте и вывод на экран алфавитно-цифровой и графической информации. Процессор также обеспечивает вывод на принтер копии экрана и связь с центральным монитором по последовательному каналу "Стык С2";
- интерфейс обеспечивает преобразование аналоговых сигналов в цифровой 8-разрядный код для передачи их в процессор, выделение из ЭКС зубца R для подсчета частоты пульса;
- биоусилитель обеспечивает преобразование и усиление сигналов дыхания и ЭКС, передачу этих сигналов через гальваническую развязку на плату интерфейса;
- клавиатура обеспечивает взаимодействие оператора с прибором;
- узел сигнализации обеспечивает подачу звукового сигнала тревоги;
- блок питания обеспечивает питание всех узлов монитора медицинского от сети переменного тока 220 В, 50 Гц.
1.4. 2 Принцип работы
Принцип работы монитора рассмотрим по структурной схеме, приведённой на рисунке 1.
Для съёма сигнала дыхания производится измерение изменения электрического сопротивления тела при вдохе и при выдохе на частоте 100 кГц. Для формирования этих сигналов служит генератор накачки. Изменение сопротивления тела при вдохе и выдохе выделяется и усиливается усилителем сигналов дыхания
Для съёма электрокардиограммы используется непосредственное измерение изменений электрического потенциала тела. При этом высокочастотные составляющие от генератора накачки отфильтровываются в усилителе ЭКС
Детектор обрыва электрода определяет надежность подсоединения электродов к телу пациента по наличию электрического сопротивления между электродами не более 5 кОм на частоте 100 кГц.
Сигналы от усилителя ЭКС, усилителя сигналов дыхания и детектора обрыва электродов поступают на коммутатор и на высокочастотный модулятор, а затем через оптоэлектронную развязку на плату интерфейса. ВЧ модулятор и оптоэлектронная развязка необходимы для обеспечения гальванической развязки между частью схемы, соединённой с телом пациента, и остальными узлами монитора. Питание платы биоусилителя также осуществляется от отдельного источника питания гальванически развязанного от остальных узлов монитора и от сети 50 Гц, 220 В.
На плате интерфейса модулированный сигнал поступает на коммутатор, выделяющий сигналы дыхания, ЭКС и обрыва электродов, которые затем демодулируются. Демодулированные и отфильтрованные сигналы дыхания и ЭКС через коммутатор поступают на АЦП, преобразующий их в цифровой 8-разрядный код. Частота дискретизации АЦП для сигналов дыхания и ЭКС - 250 Гц.
Сигнал ЭКС также поступает на схему выделения зубца R для подсчета частоты пульса. На плате интерфейса имеется регистр управления, обеспечивающий управление работой платы со стороны процессора. Он обеспечивает регулировку усиления сигнала ЭКС и схемы выделения зубца R и управляет работой коммутатора.
Всеми процессами, происходящими в мониторе, управляет плата процессора. В состав платы входит постоянное запоминающее устройство объемом 64 Кбайт, в котором хранятся программы, обеспечивающие функционирование всего прибора; ОЗУ объёмом 64 Кбайт для хранения оперативной информации о состоянии пациента. Контроллеры вывода алфавитно-цифровой и графической информации обеспечивают вывод на экран видеомонитора информации о пациенте в удобной для восприятия форме.
Запуск измерения АЦП осуществляется при помощи таймера, а при готовности данных АЦП схема прерывания сообщает об этом процессору. Это обеспечивает своевременный приём и обработку данных о пациенте. Через порт ввода-вывода осуществляется также приём сигналов с клавиатуры и управление сигналом тревоги.
Рисунок 1 – Структурная схема монитора ММ-01
1.4.3 Элементная база и конструкция узлов
В мониторе медицинском применена современная элементная база, что позволило сократить его габариты, обеспечить высокие технические характеристики, снизить потребляемую мощность. Плата процессора (габариты 160x260 мм) выполнена на основе микропроцессорного комплекта серии КР1821. Применены также БИС серии КР 580. ОЗУ выполнено на микросхемах КР573РФ8А или на зарубежных аналогах 27256. ОЗУ - КР565РУ5Г. На плате процессора применены логические микросхемы серий КР1533 и К561 Платы биоусилителя и интерфейса также имеют габариты 160x260 мм и выполнены на операционных усилителях КР544УД1, КР544УД2, ключах и коммутаторах серии КР590 и логических микросхемах серии К561. В качестве АЦП применена микросхема К1113ПВ1А.
Блок питания выполнен на основе интегральных стабилизаторов напряжения КР142ЕН5, КР142ЕН8.
|
