Содержание

     Введение 4

1. Обзор существующих устройств  сфигмометрии 7

1.1. Особенности  диагностики состояния организма  по 

        сфигмограммам 7

1.2. Структуры  сфигмометрических каналов 11

1.3. Особенности  применяемых датчиков-преобразователей 12

           1.3.1. Требования, предъявляемые к датчикам-

преобразователям, предназначенным для регистрации  сфигмограм 12

1.3.2. Виды  преобразователей для устройств  сфигмометрии 14

           1.3.3. Пьезоэлектрический  датчик для сфигмографии по 

 авторскому  свидетельству  СССР №1395285,

     кл. А 61 В 5/02 14

            1.3.4. Емкостной датчик  для гемодинамических 

      исследований 16

     1.4. Особенности схем обработки сигналов 17

      1.4.1. Транзисторный прибор для емкостной  регистрации 

      сфигмограмм 17

     1.4.2. Транзисторная приставка для  бесконтактной

                 регистрации флебограмм 20

      1.4.3. Электроманометр на основе промышленного

                 преобразователя давлений 21

      1.4.4. Механотронный электроманометр  для 

                 физиологических исследований 24

1.4.5. Высокочастотный  емкостной преобразователь 

                 в аппаратах ГОЭ-01 и ГОЭ-02 27 
 

2. РАСЧЕТ  И ОБОСНОВАНИЕ СХЕМ УСТРОЙСТВА

   СФИГМОМЕТРИИ 30

     2.1. Обоснование структурной схемы  измерительной системы

          сфигмометрии 30

2.2. Обоснование  и расчет функциональной схемы 

          измерительной части  устройства сфигмометрии 31

3. Обоснование и расчет принципиальной схемы

          функциональных узлов устройства сфигмометрии 41

     2.3.1. Кварцевый генератор 41

     2.3.2. Эмиттерный повторитель 45

     2.3.3. Система ФАПЧ в режиме следящего  фильтра 47

     2.3.4. Двухрежимная система ФАПЧ в  режиме следящего

           фильтра 48

     2.3.5. Вспомогательный кварцевый генератор 53

     2.3.6. Первый преобразователь частоты 54

     2.3.7. Второй преобразователь частоты 55

     2.3.8. Частотно-импульсный детектор 56

     2.3.9. Усилитель на входе частотного  детектора 60

     2.3.10. Аналого-цифровой преобразователь 61

3. ОСОБЕННОСТИ КОНСТРУКЦИИ И ТЕХНОЛОГИИ НАСТРОЙКИ

   ИЗМЕРИТЕЛЬНОГО  БЛОКА УСТРОЙСТВА СФИГМОМЕТРИИ 64

3.1. Конструкция  измерительного блока устройства 

          сфигмометрии 64

3.2. Настройка  и регулировка аппарата 68

1. Цели, методы и этапы настройки 68
2. Схема рабочего места настройщика и

     регулировщика устройства сфигмометрии 71

3. Инструкция по заводской настройке и регулировке

     измерительного  блока устройства сфигмометрии 72

4. Инструкция по калибровке прибора 77
4. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 76

     4.1. Описание проектируемого устройства 76

2. Сегментирование рынка и оценка емкости рынка 77
3. Выявление конкурентов и анализ конкурентоспособности

  изделия 77

4.4. Стратегия  маркетинга 78

4.5. Расчет  себестоимости и цены изделия 82

4.6. План производства  и финансовый план 85

5. Системы фазовой автоподстройки частоты 86

5.1. Структурная схема и режимы работы системы ФАПЧ 86

5.2. Области  применения систем ФАПЧ 92

5.3. Исследование  системы ФАПЧ на основе ИС  К174ХА12 93

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 103

ИСПОЛЬЗОВАННАЯ  ЛИТЕРАТУРА 104

ПРИЛОЖЕНИЯ

 

Введение.

     На  протяжении тысячелетий в оценке объективного состояния больного существенное значение придавали пальпации периферического пульса, что являлось предметом постоянного совершенствования. Понятие «пульс» (сфигмос) было введено в медицину Гиппократом, который описал главные разновидности формы пульсовой волны.

     Решающую  роль для разработки учения о пульсе сыграло изобретение сфигмографа (1855). Первоначально сфигмограф был  приспособлен для записи только лучевого пульса, но вскоре появились новые  модели аппарата, позволяющие регистрировать пульсаторные колебания и на других участках артериального русла.

     Сравнительный анализ формы пульсовой волны, записанной механически и с помощью электросфигмографов, показал, что полученные результаты в основном совпадают.

     С введением в практику исследования внутрисердечной гемодинамики кровавых методов сфигмография, казалось бы, должна была отойти на второй план. Однако этого не произошло. Вскоре оказалось, что оба указанных метода в этом отношении не конкурируют, а взаимно дополняют друг друга. При изучении внутрисердечной гемодинамики сфигмография по точности не уступает кровавым методам исследования, но обладает перед последними известными преимуществами как способ, более удобный для применения у постели больного и не сопряжен с риском.

     Введение  в клинику новейших инструментальных методов исследования сердечно-сосудистой системы на основе радиоэлектронной техники значительно расширило диагностические возможности сфигмографии, которая в комплексе с другими графическими методами исследования гемодинамики вооружила врача при решении сложных вопросов современной кардиологии.

     Однако, по данным исследования, проведенного в 1987г. в 113 кабинетах функциональной диагностики (КФД) 18 областных, 43 городских  и 29 центральных больниц УССР, оказалось, что находящегося в эксплуатации количества сфигмографов недостаточно. Сфигмографическими приставками располагали КФД 59.1% областных, 18.2% городских и только 6.3% центральных районных больниц. А применялась сфигмография в КФД 27.2% областных, 8.5% городских и в 6.3% районных больниц.

     Недостаточное количество сфигмографических приставок в больницах и поликлиниках объясняется, с одной стороны, отсутствием общепризнанной методики поведения диагностических исследований, а, с другой стороны, несовершенностью аппаратуры регистрации пульсовой волны.

     Целью настоящего дипломного проекта является выбор методики анализа регистрируемых сфигмограмм и разработка устройства сфигмометрии. Проектируемое устройство отличается от аналогов типом датчика. Применен частотный преобразователь давления на основе кварцевого резонатора с модулированной шириной межэлектродного зазора. Также устройство обладает нечувствительностью к медленным (<0.5Гц) мышечным сокращениям во время регистрации пульса и отсутствием ухода изолинии от нулевого уровня.

     Дипломный проект включает в себя пять основных частей: первая часть посвящена обзору существующих устройств сфигмометрии, методам анализа сфигмограмм, выбору направления проектирования; во второй части приведено обоснование структурной схемы устройства сфигмометрии, выбран тип датчика, выполнены расчеты функциональной схемы электрического канала получения информации и принципиальных схем отдельных функциональных узлов; в третьей части проекта описаны некоторые конструкторско-технологические мероприятия по реализации электрического канала устройства сфигмометрии, а также по настройке и регулировке прибора; в четвертой части приведены упрощенные экономические расчеты, показывающие перспективность выпуска на рынок таких аппаратов; в пятой части приведены результаты исследования систем фазовой автоподстройки частоты.

 

1. Обзор существующих  устройств сфигмометрии 

1.1.Особенности  диагностики состояния  организма 

по  сфигмограммам

     Форма сфигмограммы отражает колебания стенок артерий во время сердечного цикла  в связи с притоком крови в  артериальную систему, а также с ее оттоком.

       При этом в артериальной системе  меняются скорость тока, объем  и давление крови, вызывающие  изменения напряжения артериальной  стенки и волновых процессов.

     Форма сфигмограмм артерий, находящихся  на разном расстоянии от сердца, неодинакова. Поэтому различают сфигмограммы центральных артерий (аорты, сонной, височной и подключичной артерий) и периферических (бедренной, лучевой, тыльной артерии стопы и др.). Из сфигмограмм центральных артерий чаще всего записывают сфигмограмму сонной артерии.

     Сфигмограмма  центрального пульса представляет собой  волнообразную кривую, состоящую  из систолической и диастолической частей (рис. 1.1) [1, 2, 3, 4]. Кривая начинается резким анакротическим подъемом (a—b), обусловленным резким повышением давления в аорте в момент фазы быстрого изгнания крови из левого желудочка. Иногда перед началом анакроты регистрируется так называемое преданакротическое колебание различной амплитуды и продолжительности, происхождение которого связывают с выпячиванием полулунных клапанов в просвет аорты во время изометрического сокращения левого желудочка и с передачей их колебательных движений на близлежащие крупные артерии. Систолическая волна, достигнув вершины b, закругляется и плавно опускается (катакрота), а затем круто снижается, образуя инцизуру i. Катакрота вместе с вершиной волны отражает фазу медленного изгнания крови из левого желудочка. На катакроте выделяется точка с перегиба кривой, свидетельствующая об окончании систолы, а самая низкая точка— инцизуры i отражает момент полного закрытия клапанов аорты. Время от окончания систолы до закрытия полулунных клапанов (c—i) отражает длительность протодиастолы. Она соответствует периоду от начала расслабления желудочков до закрытия полулунных клапанов аорты. Диастолическая часть сфигмограммы представлена небольшой волной d, которая называется дикротической и отражает колебательные движения стенок артерий и давления в них. Подъем дикротической волны с переходом в спуск до исходного уровня показывает, что повышенное давление крови в начале диастолы в артериях постепенно уменьшается в результате оттока крови на периферию. 

Рис. 1.1. Структура нормальной сфигмограммы

центрального  пульса. 

     При качественно снятой сфигмограмме центрального пульса начало анакроты четкое, а инцизура расположена выше нулевой линии. Сфигмограмма периферических артерий отличается от центральной более закругленными очертаниями кривой и менее четко представленными ее элементами. Преданакротическая волна и четкая инцизура часто отсутствуют. Подъем основной волны плавно переходит в вершину, от которой начинается пологий спуск, переходящий в вогнутое колено, после чего следует дикротическая волна.

     Поскольку сфигмограммы центральных и периферических артерий различаются по форме  и происхождению отдельных компонентов, то должен быть различным и анализ формы пульсовой волны этих двух типов артерий.