CC BY
30
вдовипадкових послщовностеи за задании час, значення якого програму-еться. Часов1 режими визначаються внутршшм таИмером. Змша режим1в для спрощення програмно-апаратно! реашзаци генератора реал1зуеться змшою мжросхеми flash-пам'ять Шсля включення живлення i натискуван-ня кнопки "ЛЕЖГ"генератор готовиИ для виведення 16 перших двшкових псевдовипадкових послщовностей. Якщо потрiбнi iншi послiдовностi, то цеИ вибiр виконуеться послiдовним натискуванням кнопки "CHOICE", шсля чого генератор запускаеться натискуванням кнопки "START". На-ступний запуск виконуеться у тому ж ^ порядку.
Коцержинский Б.А., Храновский А. А. Сигнальный процессор АДУР-218Х в генераторах периодических колебаний
Для тестирования линий связи создан простой генератор псевдослучйных бинарных последовательностей на базе процессора АБ8Р--218х
Kotcerjincky B.A., Khranovsky A. A.
A signal processor ADSP-218x in period wave
generator
For testing communication lines the simple generator quasyrandom of binary sequences on the basis of the alarm processor ADSP-218x is created
УДК 621.396:681.327.8
М1КРОКОНТРОЛЕРНА СИСТЕМА БЮТЕЛЕМЕТРП
Шарпан О. Б., Васейко А. I., Гусева О.В., КостюкД. М., Магльована Н. I.
Описана система ближньог бютелеметри, яка рееструе та передае бюсигнали на в1дстань у десятки метргв. Система призначена для роботи у складг пульсового кар-дюанал1затора.
Вступ
Оперативний контроль стану серцево-судинно! системи, а через не! - i шших оргашв i систем людини, е необхщним в багатьох випадках, зокрема при визначенш стану стресу i вегетативного балансу [1,2], функцюнального стану [3,4], спостереженш в реальному масштабi часу за дiею фiзичних навантажень [5,6], визначенш захворювань, диференцшного вибору лжарських препара^в i контролю ефективност лжування [7, 8] та багато ш. Особливо! ваги цей контроль набувае при необхщносл вiдслiдковувати стан пащенлв пiд час операцiйного втручання [9, 10]. В цих випадках необхщно виконувати мошгоринг стану людини протягом декшькох годин. Наприклад, в реашмацшних вiддiленнях або при обстеженнi людини тд час сну тривалiсть неперервно! реестрацп може досягати 10 - 12 годин i бiльше. При цьому, як правило, присутшсть громiздко! апаратури та людини-оператора е неприпустимим. Тому актуальним е розроблення портативних систем ближньо! бютелеметри, за допомогою яких можна здiйснювати реестрацiю та передачу бiосигналiв на базову станцда безпосередньо пiд час операцiйного втручання, в реашмацшних вщдшеннях, в умовах повсякденного життя, при тренуванш або шших фiзичних навантаженнях.
Вимоги до засобiв ближньоУ бттелеметрп
Вимоги, що реалiзують методику вимiрювання бiосигналiв i е
150 BicHUK Нацюнального техтчного утверситету Украгни "КП1"
Серiя — Радютехтка. Радюапаратобудування.-2007.-№35
придатними для застосування в телемедичних системах, аналопчш до вимог для систем кштчного мониторингу. Вони повинш мати модул1 реестраци б1осигнал1в i передач1 даних до персонального комп'ютера. Програмне забезпечення повинно мати розвинутий i зручний сервю для документування, оброблення, збер^ання та виводу на друк i монiтор результатiв вимiрювань. Телеметрична система повинна рееструвати бюсигнали в реальному масштабi часу з необхiдною точшстю, а похибки, що вносяться в процес передачi до ПЕОМ, мають бути мiнiмальними. Вона також мае бути портативною i мобiльною та забезпечувати можливють зняття бiосигналiв з рiзних частин тiла пацiента.
Враховуючи це, була розроблена мжроконтролерна система ближньо!' бютелеметри, яка призначена для роботи у складi пульсового кардiоаналiзатора. Оскiльки кардiаналiзотор заснований на методиках контурного та спектрального аналiзу в традицшних (по Фур'е) та нетра-дицiйних (Уолша, Хаара, REX, CoREX) базисах, основною вимогою до системи е забезпечення неспотворено!' реестраци та передачi бiосигналiв в базу даних.
Опис системи i алгоритму ii роботи
Система (рис.1) складаеться з двох основних частин: передавально-накопичувально! i - - -
приймально!. До переда-вально-накопичувально! приеднуеться перетворю-вач бiо-сигналiв в елек-тричну величину, а з ви-ходу приймача отримаш данi передаються до ПЕОМ. Передавально-накопичувальна система складаеться з дельта-Ыгма АЦП з шдсилювачем 1, переносно! флеш-карти пам'ятi 2, 8-розрядного мiкроконтролера 3, рiдинно-кристалiчного шдикатора 4 i передавача 5. Приймальна частина складаеться з приймача 6, мжроконтролера 7 i iнтерфейсу RS-232. Система забезпечуе реестращю i одночасну передачу даних за допомогою радюканалу на базову станщю для накопичення !х у ПЕОМ. Також пере-дбачене накопичення даних безпосередньо в передавальнш частинi за допомогою флеш-карти з наступним перенесенням !х до ПЕОМ. Сумарна тривалiсть запису на флеш-карту об'емом пам'ятi 120 мБ становить 175 годин при частой дискретизацп сигналiв 100 Гц.
Шд час дослiджень передбачено контроль якост запису бiосигналу. Вiн виконуеться за допомогою рiдинно-кристалiчноl матрицi, вмонтовано!' в передавально-накопичувальну частину системи. Для зменшення помилок i спотворень сигналiв при передачi даних використано цифровий радюканал
Ж—Ж
Перетворювач бюсигнал1в
ПЕОМ 8
Рис 1. Структурна схема системи
BicHUK Нащонального техтчногоутверситету Украти "КП1" 151
Серiя — Радютехтка. Радюапаратобудування.-2007.-№35
на OCHOBÏ манчестерського кодування. Шд час передачi передбачено контроль наявност помилок у переданому повщомленш i ïx корекцiя. Це вщбуваеться за допомогою згорткового надлишкового коду.
Живлення передавально-накопичувальноï частини здшснюеться вiд автономного акумуляторного джерела, емност якого вистачае на безпере-рвну роботу вщ 20 до 30 годин, залежно вiд режиму передачi даних. Прий-мальна частина живиться вiд мережi 220 В 50Гц.
На мжроконтролер накопичувально-передавальноï частини системи по-кладеш функцiï керування коефiцiентом передачi шдсилювача i задання тактовоï частоти для АЦП 1, перетворення отриманого цифрового коду реестрованого бюсигналу в код рiдинно-кристалiчноï матриц 4, керування даними в режимi запису на флеш карту, формування ШIМ-сигналiв для по-гашення постiйноï складово!" бiосигналу, формування модуляцшного сигналу, забезпечення функци енергозбереження. В приймальнiй частинi здшснюеться демодуляцiя даних радiосигналу в цифровий код i корекщя помилок. Мжроконтролер виконуе функцiю формування потоку даних для передачi по iнтерфейсу RS-232 до ПЕОМ. Функци керування переда-чею/накопиченням даних наступнi: можливiсть починати i закшчувати за-пис даних, можливють почати запис спочатку (при невдач^, можливiсть вибрати режим "передач^' чи "накопичення". Вся система працюе в напiвавтоматичному режимi. Для тдвищення швидкостi передачi даних приймач i передавач реалiзовано на гiбридниx мiкрозбiркаx RX5000 та TX5000, що розроблеш на основi ПАВ-теxнологiï. Це забезпечило можли-вiсть досягти швидкостi передачi до 120 кбiт/сек., що втрiчi бiльше, нiж при використаннi шших технологш (приймачi i передавачi Atmel та Microchip дозволяють отримати максимальну швидкiсть до 40 кбiт/сек).
Модуль послщовного пiдсилення ASH-приймача забезпечуе 90 дБ стшкого пiдсилення без будь-яких особливих розв'язуючих пристро1'в. Стiйкiсть досягаеться розподшом радiочастотного пiдсилення у чась
Передавач може використовувати два режими модуляци: on-off keyed (OOK) modulation - модулящя включенням-виключенням, i amplitude-shift keyed (ASK) modulation - модулящя змшою ампл^уди. OOK-модулящя бiльш економiчна в споживаннi енергiï; ASK-модулящя послаблюе деяк типи завад i дозволяе переданим iмпульсам мати нестандартну форму. В запропонованш системi використано AS^-модулящю.
Перевiрка працездатностi системи виконувалась методом фотоплетиз-мографiï з використанням реестрацп сигналу пульсово1' xвилi за допомогою оптоелектронного первинного вимiрювального перетворювача, що працюе на принцип вщбиття свiтла. При використаннi внутрiшньоï полос-ково1' антени вона показала працездатшсть на вiдстанi до 60 м в зош прямо1' видимостi. Ця вщстань збiльшуеться при застосуваннi в приймальному блоцi штирьово!' антени.
152 BicHUK Нацюнального техтчного утверситету Украгни "КП1"
Серiя — Радютехтка. Радюапаратобудування.-2007.-№35
Висновки
Розроблено систему ближньо! бютелеметри, яка призначена для реестраци бюсигн^в i передачi на вiдстанi у десятки метр1в для накопичення i подальшо! обробки у ПЕОМ. Вона може бути використана в системах мониторингу фiзiологiчного стану людини шд час фiзичних наванта-жень, при спостереженш за дiею лiкарських препара^в, стеженнi за станом пацiентiв при оперативному втручанш i в реашмаци як в режимi реального часу, так i в режимi накопичення даних.
Лггература
1. Баевский Р.М., Кириллов О.И., Клецкий С.З. Математический анализ изменений сердечного ритма при стрессе. М.: Наука, 1984. - 219 с.
2. Анализ вариабельности ритма сердца в клинической практике (Возрастные аспекты) / Коркушко О.В., Писарук А.В., Шатило В.Б., Лишневская В.Ю., Чеботарев Н.Д., Погорецкий Ю.Н. -К.: 1н-т геронтологи, 2002. - 191 с.
3. Десова А.А., Короткий В.Ф., Белова И.И., Журавель А.А. Выделение дополнительных информативных признаков в сигнале периферического пульса для оценки функционального состояния человека-оператора//Физиология человека. 2002. Т.11. №2. С. 192-200.
4. Злепко С.М. Разработка принципов построения и многофункционального комплекса аппаратно-программных средств для оценки функционального состояния человека. Автореф. дис... д-ра техн. наук: 05.13.09 / Ин-т кибернетики им. В.М. Глушкова. - К., 1990. - 29 с.
5. Шарпан О.Б., Ященко А.Г., Зудов О.М., Магльована Н.1, Самуйленко В.С. Зава-достшке нешвазивне вим1рювання артер1ального тиску тд час ергометрично! проби // Электроника и связь. - 2001. - №10. - С.15-16.
6. Валтнерис А.Д., Яуя Я.А. Сфигмография как метод оценки изменений гемодинамики под влиянием физической нагрузки. Рига: Зинатне. 1988. 132 с.
7. Брязгунов И.П., Десова А.А., Кизева А.Г. Исследование характеристик формы и ритмической структуры пульсового сигнала лучевой артерии при артериальной гипе-ртензии в детском и подростковом возрасте//Физиология человека. 1997. Т.23. № 3. С. 38-43.
8. Бюмедичш оптико-електронш шформацшш системи i апарати. Ч1- нешвазивш методи д1агностики серцево-судинно! системи. Навчальний поабник / Павлов С В., Кожем'яко В.П., Петрук В.Г., ш. - Вшниця: ВДТУ, 2003. 115 с.
9. Бояркин М.В., Вахрушев А.Е., Марусанов В.Е. Оценка адекватности анестезиологического пособия с помощью спектрального анализа синусового ритма сердца // Анестезиология и реаниматология - 2003. - № 4. - С.7-10.
10. Шарпан О.Б., Магльована Н.1., Бондар М.В., ш. Дослщження можливосп вико-ристання спектрального анал1зу пульсово! хвил1 для оцшки стану функцюналь-но! активносп вегетативно! нервово! системи // Бшь, знеболювання, штенсивна тератя. 2004. № 2-Д. С. 526-528.
Шарпан О. Б., Васейко А. И., Гусева Е.В., Костюк Д. М., Маглёванная Н. И. Микроконтроллерная система биотелеметрии
Описана система ближней биотелеметрии, которая регистрирует и передает биосигналы на расстояние в десятки метров. Система предназначена для работы в сос-таве пульсового кардиоанализатора.
Sharpan O. B., Vaseiko A. I., Guseva E.V., Kostjuk D. M., Maglevannaja N. I. A microcontroller system of a biotelemetric
The system of a short-range biotelemetry is circumscribed which records and transmits biosignals to distance in tens meters. The system is intended for work in a composition of the pulse cardiologic analyzer.
BicHUK Нащонального техтчного утверситету Украти "КП1" 153
Серiя — Радютехтка. Радюапаратобудування.-2007.-№35
