Изобретений относится к медицине, а именно к способам и устройствам вспомогательного кровообращения.
Известен способ управления мышечным насосом крови при миовентрикулопластике, заключающийся в синхронной с R-зубцами подачи пачек стимулирующих импульсов на лоскут аутомышцы с программируемой извне кратностью синхронизации (Думчюс А.С. Кибиша Р.Т. Скучас И.Ю. и др. Разработка техники и методики миовентрикулопластики с использованием программируемой кардиосинхронизированной электронейростимуляции. Медицинская техника, 1988, N 4, с. 11-25). Лоскут аутомышцы накладывается и фиксируется на выбранном отделе сердца. Мышечный (стимулирующий) электрод располагается на дистальном отделе мышцы, а кардинальный миокардиальный или эндокардиальный (воспринимающий R-зубец) электрод располагается на одном из отделов сердца.
К причинам, препятствующим достижению требуемого технического результата при использовании известного способа, относится то, что в известном способе длительность пачки стимулирующих импульсов остается постоянной при изменении частоты сердечных сокращений. Как известно, длительность систолы сердца зависит от частоты сердечных сокращений (Карпман В.Л. Фазовый анализ сердечной деятельности. М. Медицина, 1965, с. 275). Следовательно, длительность искусственно вызванного тетанического сокращения аутомышцы при кардиомиопластике должна не только соответствовать, но и адаптироваться к изменениям длительности кардиоцикла, что не учитывается в известном способе управления и может отрицательно влиять на гемодинамику. Например, слишком продолжительное тетаническое сокращение может мешать диастолическому наполнению левого желудочка, а недостаточное тетаническое сокращение существенно снижает гемодинамический эффект.
Известен также способ управления мышечным насосом крови, заключающийся в синхронизированной стимуляции (в режиме R-запрета) сердца одиночными импульсами и стимуляции лоскута аутомышцы пачками импульсов, синхронными с R-зубцами или с одиночными импульсами (Патент США N 4735205, кл. A 61 N 1/36, 1988 г. ). Кроме этого, в этом способе управления осуществляется программирование извне при помощи наружного программатора параметров электростимуляции сердца и аутомышцы (реализуемых, естественно, в имплантируемом аппарате). В частности, данный способ позволяет изменять число импульсов в пачке, поступающей на аутомышцу, обеспечивая тем самым возможность выбирать желаемую длительность воздействия на аутомышцу.
К причинам, препятствующим достижению требуемого технического результата при использовании известного способа, относится то, что в известном способе после выбора и установки общей длительности воздействия на аутомышцу, эта длительность при изменении частоты сердечных сокращений остается неизменной, что по причинам, аналогичным указанным для предыдущего способа, существенно снижает гемодинамический эффект.
Известен электростимулятор мышечного насоса крови, содержащий блок управления, кардиальный и мышечный каналы (Патент CША N 4735205, кл. A 61 N 1/36, 1988 г.). Кардиальный канал электростимулятора включает в себя входной усилитель, элемент И и источник одиночных стимулирующих импульсов. Мышечный канал электростимулятора содержит делитель кардиоциклов, блок задержки, формирователь пачек стимулирующих импульсов и выходной каскад. Блок управления включает в себя узлы приема управляющих кодов от внешнего программатора, которые преобразуют эти коды в сигналы, устанавливающие параметры блоков кардиального и мышечного каналов электростимулятора. Таким образом, в данном электростимуляторе при помощи внешнего программатора возможны выбор и установка общей длительности воздействия на аутомышцу, а также повторное изменение этой длительности.
К причинам, препятствующим достижению требуемого технического результата при использовании известного устройства, относится то, что в известном устройстве выбор, установка и изменение общей длительности воздействия на аутомышцу осуществляются вручную оператором при помощи внешнего программатора, а в промежутках между программированием общая длительность воздействия на аутомышцу при изменении частоты сердечных сокращений остается неизменной, что по причинам, аналогичным для указанных способов, существенно снижает гемодинамический эффект.
Наиболее близким способом того же назначения к заявленному способу в группе изобретений по совокупности признаков является способ управления мышечным насосом крови, заключающийся в подаче пачек стимулирующих импульсов на лоскут аутомышцы в кардиосинхронизированном режиме с программируемой извне кратностью синхронизации и регулируемой в зависимости от частоты сердечных сокращений общей длительностью воздействия на аутомышцу (см. авт. св. N 1597200, кл. A 61 N 1/362, 1988 г.), принят за прототип.
К причинам, препятствующим достижению требуемого технического результата при использовании известного способа, принятого за прототип, относится следующее. В известном способе регулирование общей длительности воздействия на аутомышцу осуществляется путем автоматического учета введенной усредненной зависимости длительности пачки стимулирующих импульсов от частоты сердечных сокращений. При этом измеряют длительность каждого текущего кардиоцикла и устанавливают в следующем кардиоцикле длительность пачки, равную определенной части измеренной длительности предыдущего кардиоцикла. Значение части кардиоцикла в данном способе определяют по одной из известных зависимостей между частотой сердечных сокращений и длительностью общей систолы сердца (Карпман В. Л. Фазовый анализ сердечной деятельности. М. Медицина, 1965, с. 275). Однако эти усредненные зависимости получены для здорового сердца и для конкретных заболеваний сердца. Поэтому они не являются формой программирующей сердечной недостаточности, что существенно снижает гемодинамический эффект работы биотехнической системы сердце электростимулятор аутомышца в целом.
Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному устройству в группе изобретений по совокупности признаков является электростимулятор мышечного насоса крови, содержащий связанные между собой блок измерения длительности кардиоциклов, кардиальный канал, мышечный канал и блок регулирования общей длительности воздействия на аутомышцу. Кардиальный канал включает в себя последовательно соединенные входной блок преобразования кардиального сигнала, формирователь интервала блокировки и программируемый делитель кардиоциклов, причем вход кардиального канала соединен с сердцем. Мышечный канал выполнен в виде последовательно соединенных программируемого делителя кардиоциклов, генератора стимулирующих импульсов и выходного каскада, причем выход мышечного канала подключен к лоскуту аутомышцы. Блок измерения длительности кардиоциклов включает в себя последовательно соединенные формирователь управляющих сигналов, счетчик и регистр, при этом второй вход счетчика соединен со вторым входом генератора стимулирующих импульсов. Блок регулирования общей длительности воздействия на аутомышцу содержит в своем составе дешифратор и подключен ко второму входу генератора стимулирующих импульсов (авт. св. N 1597200, кл. A 61 N 1/362, 1988 г.). Данный электростимулятор принят за прототип.
К причинам, препятствующим достижению требуемого технического результата при использовании известного устройства, принятого за прототип, относится следующее. В известном устройстве регулирование общей длительности воздействия на аутомышцу осуществляется путем автоматического учета в блоке регулирования общей длительности воздействия введенной усредненной зависимости длительности пачки стимулирующих импульсов от частоты сердечных сокращений. При этом блок измерения длительности кардиоциклов производит измерение длительности каждого текущего кардиоцикла и вырабатывает управляющий сигнал, по которому блок регулирования общей длительности воздействия устанавливает в следующем кардиоцикле длительность пачки, равную определенной части измеренной длительности предыдущего кардиоцикла. Значение части кардиоцикла в данном способе жестко задано в блоке регулирования общей длительности воздействия по одной из известных зависимостей между частотой сердечных сокращений и длительностью общей систолы сердца (Карпман В.Л. Фазовый анализ сердечной деятельности. М. Медицина, 1965, с. 275). Однако эти усредненные зависимости получены для здорового сердца и для конкретных заболеваний сердца. Поэтому они не являются оптимальными для каждого конкретного пациента и с другой формой прогрессирующей сердечной недостаточности, что существенно снижает гемодинамический эффект работы биотехнической системы сердце - электростимулятор аутомышца в целом.
Сущность изобретения заключается в следующем.
Единая задача, на решение которой направлена заявленная группа изобретений, заключается в повышении гемодинамической эффективности мышечного насоса за счет индивидуального согласования механической активности аутомышцы и сердца. Кроме того, частные существенные признаки, представленные в зависимых пунктах формулы изобретения, направлены на решение задачи улучшения согласования фаз сокращения и расслабления мышцы и сердца, задачи повышения физиологичности воздействия на аутомышцу за счет исключения колебаний общей длительности воздействия, задачи упрощения имплантируемого электростимулятора, а также задачи обеспечения сопоставимости результатов, полученных в разное время, за счет фиксации положения временных электродов в аутомышце.
Указанный единый технический результат при осуществлении группы изобретений по объекту-способу достигается тем, что в известном способе управления мышечным насосом крови, заключающемся в подаче пачек стимулирующих импульсов на лоскут аутомышцы в кардиосинхронизированном режиме с программируемой извне кратностью синхронизацию и регулируемой в зависимости от частоты сердечных сокращений общей длительностью воздействия на аутомышцу, по первому варианту технического решения задачи в части способа последовательно регистрируют реомиосигнал аутомышцы, измеряют длительность этого сигнала и сравнивают ее с установленным эталоном, причем при превышении измеренной длительности установленного эталона уменьшают общую длительность воздействия на аутомышцу, а при превышении эталона измеренной длительности реомиосигнала аутомышцы увеличивают общую длительность воздействия на аутомышцу.
Дополнительно в данном способе по первому варианту технического решения задачи последовательность действий периодически повторяют, а также дополнительно последовательность действий в данном способе повторяют в каждом кардиоцикле.
Кроме того, в данном способе по первому варианту технического решения задачи дополнительно последовательно регистрируют реомиосигнал сердца, измеряют его длительность и используют измеренную длительность в качестве эталона для сравнения с длительностью реомиосигнала аутомышцы, а также дополнительно используют в качестве эталона зону образцовых значений, причем при нахождении измеренной длительности реомиосигнала аутомышцы в пределах этой зоны общую длительность воздействия на аутомышцу не изменяют. Кроме того, дополнительно измеряют длительность R-R-интервала, а в качестве величины эталона используют произведение заданного коэффициента и длительности кривой реомиосигнала сердца. Также дополнительно в данном способе по первому варианту технического решения задачи регистрацию реомиосигнала аутомышцы, измерение его длительности и сравнение полученной длительности с установленным эталоном осуществляют в имплантируемом электростимуляторе, причем при превышении установленного эталона измеренной длительности реомиосигнала аутомышцы электростимулятор вырабатывает один маркерный сигнал, регистрируемый на поверхностной ЭКГ, а при превышении измеренной длительности установленного эталона электростимулятор вырабатывает другой маркерный сигнал, при этом измерение длительности воздействия на аутомышцу осуществляют наружным программатором. Кроме того, в данном способе по первому варианту технического решения задачи дополнительно регистрацию реомиосигналов аутомышцы и сердца, измерение их длительностей, вычисление эталона, и сравнение его с измеренной длительностью реомиосигнала аутомышцы осуществляют в имплантируемом электростимуляторе, причем при превышении измеренной длительности реомиосигнала установленного эталона электростимулятор вырабатывает один маркерный сигнал, регистрируемый на поверхностной ЭКГ, а при обратном соотношении измеренной длительности реомиосигнала аутомышцы и величины установленного эталона электростимулятор вырабатывает другой маркерный сигнал, при этом измерение длительности воздействия на аутомышцу осуществляют наружным программатором. Кроме того, дополнительно в данном способе по первому варианту технического решения задачи с помощью электростимулятора вырабатывают только измерительные импульсы, поступающие на аутомышцу, а регистрацию самого реомиосигнала и его обработку осуществляют при помощи дополнительного наружного блока автоматически или вручную, при этом изменение длительности воздействия на аутомышцу осуществляют наружным программатором. Также в данном способе по первому варианту технического решения задачи дополнительно с помощью электростимулятора вырабатывают только измерительные импульсы, поступающие на аутомышцу и сердце, а регистрацию самих реомиосигналов и их обработку осуществляют при помощи дополнительного наружного блока автоматически или вручную, при этом изменение длительности воздействия на аутомышцу осуществляют наружным программатором. Кроме того, дополнительно регистрацию реомиосигнала аутомышцы осуществляют при помощи введения чрескожно в аутомышцу временных электродов. Также дополнительно точки введения временных электродов фиксируют нанесением на коже пациента специальных меток.
По второму варианту технического решения задачи в части способа указанный единый технический результат достигается тем, что в известном способе управления мышечным насосом крови, заключающемся в подаче пачек стимулирующих импульсов на лоскут аутомышцы в кардиосинхронизированном режиме с программируемой извне кратностью синхронизации и регулируемой в зависимости от частоты сердечных сокращений общей длительностью воздействия на аутомышцу, последовательно регистрируют реомиосигнал аутомышцы, выделяют максимум этого сигнала, вычисляют отношение значения реомиосигнала аутомышцы в выбранной точке кардиоцикла к максимуму реомиосигнала аутомышцы и сравнивают полученное отношение с установленным порогом, причем при превышении полученного отношения установленного порога уменьшают общую длительность воздействия на аутомышцу, а при превышении порога вычисленного отношения увеличивают общую длительность воздействия на аутомышцу.
Дополнительно в данном способе по второму варианту решения задачи последовательность действий периодически повторяют, а также дополнительно последовательность действий в данном способе по второму варианту технического решения задачи повторяют в каждом кардиоцикле.
Кроме того, в данном способе по второму варианту технического решения задачи дополнительно последовательно регистрируют реомиосигнал сердца, выделяют максимум этого сигнала, вычисляют отношение значения реомиосигнала сердца в выбранной точке кардиоцикла к максимуму реомиосигнала сердца и используют полученную величину в качестве установленного порога для сравнения с вычисленным отношением значений реомиосигнала аутомышцы, а также дополнительно используют в качестве порога зону пороговых значений, причем при нахождении вычисленного отношения значений реомиосигнала аутомышцы в пределах этой зоны общую длительность воздействия на аутомышцу не изменяют. Кроме того, дополнительно измеряют длительность кардиоцикла, которую используют для вычисления временного положения выбранной точки кардиоцикла, и также дополнительно используют в качестве выбранной точки кардиоцикла одну из точек кривой реомиосигнала сердца. Также дополнительно в данном способе по второму варианту технического решения задачи регистрацию реомиосигнала аутомышцы, выделение его максимума, вычисление отношения значения реомиосигнала аутомышцы в выбранной точке кардиоцикла к максимуму реомиосигнала аутомышцы и сравнение полученного отношения с установленным порогом осуществляют в имплантируемом электростимуляторе, причем при превышении установленного порога полученного отношения электростимулятор вырабатывает один маркерный сигнал, регистрируемый на поверхности ЭКГ, а при превышении полученного отношения установленного порога электростимулятор вырабатывает другой маркерный сигнал, при этом изменение длительности воздействия на аутомышцу осуществляют наружным программатором. Кроме того, в данном способе по второму варианту технического решения задачи дополнительно регистрацию реомиосигналов аутомышцы и сердца, выделение их максимумов, вычисление отношений значений реомиосигналов ауктомышцы и сердца в выбранной точке кардиоцикла к максимумам реомиосигналов аутомышцы и сердца, и сравнение полученных отношений осуществляют в имплантируемом электростимуляторе, причем при превышении отношения, вычисленного для сердца, отношения, полученного для аутомышцы, электростимулятор вырабатывает один маркерный сигнал, регистрируемый на поверхности ЭКГ, а при превышении отношения, вычисленного для аутомышцы, отношения, полученного для сердца, электростимулятор вырабатывает другой маркерный сигнал, при этом изменение длительности воздействия на аутомышцу осуществляют наружным программатором. Кроме того, дополнительно в данном способе по второму варианту технического решения задачи с помощью электростимулятора вырабатывают только измерительные импульсы, поступающие на аутомышцу, а регистрацию самого реомиосигнала и его обработку осуществляют при помощи дополнительного наружного блока автоматически или вручную, при этом изменение длительности воздействия на аутомышцу осуществляют наружным программатором. Также в данном способе по второму варианту технического решения задачи дополнительно с помощью электростимулятора вырабатывают только измерительные импульсы, поступающие на аутомышцу и сердце, а регистрацию самих реомиосигналов и их обработку осуществляют при помощи дополнительного наружного блока автоматически или вручную, при этом изменение длительности воздействия на аутомышцу осуществляют наружным программатором. Кроме того, дополнительно регистрацию реомиосигнала аутомышцы осуществляют при помощи введенных чреcкожно в аутомышцу временных электродов. Также дополнительно точки введения временных электродов фиксируют нанесением на коже пациента специальных меток.
Предложенная в данном способе по первому варианту технического решения задачи последовательность действий, когда вначале последовательно регистрируют реомиосигнал аутомышцы, измеряют длительность этого сигнала и сравнивают ее с установленным эталоном, а затем в зависимости от результата сравнения либо уменьшают, либо увеличивают длительность пачки стимулирующих импульсов, и, следовательно, общую длительность воздействия на аутомышцу обеспечивает следующее. Поскольку, как было показано (Думчюс А.С. Кибиша Р.Т. Скучас И. Ю. и др. Разработка техники и методики миовентрикулопластики с использованием программируемой кардиосинхронизированной электронейростимуляции. Медицинская техника, 1988, N 4, с. 11-25), реомиосигнал отражает сократимость аутомышцы, то измерение длительности этого сигнала позволяет определять длительность сокращения лоскута аутомышцы при установленной длительности пачки у каждого конкретного пациента, а сравнение с установленным эталоном и последующая регулировка длительности пачки, изменяющая длительность сокращения аутомышцы в нужном направлении (в зависимости от результатов измерения), обеспечивает повышение гемодинамической эффективности системы сердце электростимулятор - мышца за счет индивидуального согласования механической активности аутомышцы и сердца.
Дополнительно предложенное периодическое повторение последовательности вышеуказанных действий, а также повторение последовательности этих действий в каждом кардиоцикле позволяют оперативно регулировать длительность сокращения аутомышцы в соответствии с изменением механической активности сердца.
Дополнительно предложенные последовательная регистрация реомиосигнала сердца, измерение его длительности и использование измеренной длительности в качестве эталона для сравнения с длительностью реомиосигнала аутомышцы позволяют сравнивать аналогичные характеристики мышцы и сердца, в данном случае временные характеристики, т.е. длительности фаз.
Дополнительно предложенное использование в качестве эталона зоны образцовых значений, причем при нахождении измеренной длительности реомиосигнала аутомышцы в пределах этой зоны общую длительность воздействия на аутомышцу не изменяют, позволяют повысить физиологичность воздействия на аутомышцу за счет исключения колебаний общей длительности воздействия на аутомышцу. При использовании одного значения эталона указанные колебания могут возникать, когда длительность пачки приближается с одной или с другой стороны к этому значению эталона из-за неизбежной дискретности регулирования.
Дополнительно предложенное измерение длительности R-R-интервала и использование полученного значения для вычисления значения эталона и последующего сравнения с длительностью реомиосигнала аутомышцы позволяют использовать усредненные зависимости, например, между частотой сердечных сокращений и длительностью общей систолы сердца (Карпман В.Л. Фазовый анализ сердечной деятельности. М. Медицина, 1965, с. 275), которые, в свою очередь, позволяют вычислить по измеренным длительностям R-R-интервала, например длительность механической систолы сердца, и использовать ее в качестве эталона.
Дополнительно предложенное использование в качестве значения эталона произведения заданного коэффициента и длительности кривой реомиосигнала сердца позволяет подстраивать общую длительность воздействия к заданной доле длительности кривой реомиосигнала сердца.
Дополнительно предложенная последовательность действий, когда регистрацию реомиосигнала аутомышцы, измерение его длительности и сравнение полученной длительности с установленным эталоном осуществляют в имплантируемом электростимуляторе, причем при превышении установленного эталона измеренной длительности реомиосигнала аутомышцы электростимулятор вырабатывает один маркерный сигнал, регистрируемый на поверхностной ЭКГ, а при превышении измеренной длительности установленного эталона электростимулятор вырабатывает другой маркерный сигнал, регистрируемый на поверхностной ЭКГ, при этом изменение длительности воздействия на аутомышцу осуществляют наружным программатором, позволяет упростить необходимый для осуществления заявленного способа электростимулятор.
Дополнительно предложенная последовательность действий, когда регистрацию реомиосигналов аутомышцы и сердца, измерение их длительностей, вычисление эталона и сравнение его с измеренной длительностью реомиосигнала аутомышцы осуществляют в имплантируемом электростимуляторе, причем при превышении измеренной длительности реомиосигнала аутомышцы установленного эталона электростимулятор вырабатывает один маркерный сигнал, регистрируемый на поверхностной ЭКГ, а при обратном соотношении измеренной длительности и величины установленного эталона электростимулятор вырабатывает другой маркерный сигнал, регистрируемый на поверхностной ЭКГ, при этом изменение длительности воздействия на аутомышцу осуществляют наружным программатором, позволяет упростить необходимый для осуществления заявленного способа электростимулятор.
Предложенная в способе по второму варианту технического решения задачи последовательность действий, когда вначале последовательно регистрируют реомиосигнал аутомышцы, выделяют максимум этого сигнала, вычисляют отношение значения реомиосигнала аутомышцы к максимуму реомиосигнала в одной из характерных точек кардиоцикла и сравнивают полученное отношение с установленным порогом, а затем в зависимости от результата сравнения либо уменьшают, либо увеличивают длительность пачки стимулирующих импульсов, и, следовательно, общую длительность воздействия на аутомышцу обеспечивает следующее. Поскольку, как было показано (Думчюс А.С. Кибиша Р.Т. Скучас И.Ю. и др. Разработка техники и методики миовентикулопластики с использованием программируемой кардиосинхронизированной электронейростимуляции. Медицинская техника, 1988, N 4, с.11-25), реомиосигнал отражает сократимость аутомышцы, то вычисление вышеуказанного отношения позволяет определить произошло ли в выбранной характерной точке кардиоцикла снижение данного показателя сократимости аутомышцы в установленное число раз по сравнению с максимумом реомиосигнала в данном цикле сокращения аутомышцы. Фактически предложенная последовательность действий обеспечивает контроль степени расслабления лоскута аутомышцы после прекращения воздействия на нее. Однако благодаря тому, что укорочение аутомышцы происходит значительно быстрее, чем расслабление, а длительность воздействия известна, то данная процедура контроля позволяет управлять длительностью сокращения лоскута аутомышцы при установленной длительности пачки у каждого конкретного пациента, тем самым достигается повышение гемодинамической эффективности за счет индивидуального согласования механической активности аутомышцы и сердца.
Дополнительно предложенное периодическое повторение последовательности вышеуказанных действий, а также повторение последовательности этих действий в каждом кардиоцикле позволяют оперативно контролировать возможные изменения в гемодинамических фазах сердца и подстраивать в соответствии с ними длительность сокращения аутомышцы.
Дополнительно предложенные последовательная регистрация реомиосигнала сердца, выделение максимума этого сигнала, вычисление отношения значения реомиосигнала сердца в выбранной точке кардиоцикла к максимуму реомиосигнала сердца и использование полученного отношения в качестве установленного порога для сравнения с вычисленным отношением значений реомиосигнала аутомышцы позволяют использовать для сравнения с отношением значений реомиосигналов аутомышцы аналогичное отношение, полученное для сердца.
Дополнительно предложенное использование в качестве порога зоны пороговых значений, причем при нахождении вычисленного отношения значений реомиосигнала аутомышцы в пределах этой зоны общую длительность воздействия на аутомышцу не изменяют, позволяет повысить физиологичность воздействия на аутомышцу за счет исключения колебаний общей длительности воздействия на аутомышцу. При использовании одного значения порога указанные колебания могут возникать, когда вычисленное отношение приближается с одной или с другой стороны к этому значению порога из-за неизбежной дискретности регулирования.
Дополнительно предложенное измерение длительности R-R -интервала и использование полученной значения для вычисления временного положения выбранной точки кардиоцикла позволяет, используя усредненные зависимости, например, между частотой сердечных сокращений и длительностью систолы сердца (Карпман В. Л. Фазовый анализ сердечной деятельности. М. Медицина, 1965, с. 275), вычислить по измеренным длительностям R-R-интервала, например, длительность механической систолы сердца и использовать ее в качестве выбранной точки кардиоцикла. Использование подобных характерных точек кардиоцикла упрощает задание порога. Действительно, используя, например, в качестве выбранной точки кардиоцикла момент окончания систолы сердца и исходя из предложения о том, что к второму моменту мышца должна быть уже почти полностью расслаблена, можно выбрать значение порога например, равное 0,1, обеспечивая тем самым снижение механического напряжения лоскута аутомышцы в данной точке до 10 раз по сравнению с максимумом этого параметра в текущем кардиоцикле.
Дополнительно предложенное использование в качестве выбранной точки кардиоцикла одной из точек кривой реомиосигнала сердца позволяет подстраивать общую длительность воздействия к заданной доле длительности кривой реомиосигнала сердца.
Дополнительно предложенная последовательность действий, когда регистрацию реомиосигнала аутомышцы, выделение его максимума, вычисление отношения значения реомиосигнала аутомышцы в выбранной точке кардиоцикла к максимуму реомиосигнала аутомышцы и сравнение полученного отношения с установленным порогом осуществляют в имплантируемом электростимуляторе, причем при превышении установленного порога полученного отношения электростимулятор вырабатывает один маркерный сигнал, регистрируемый на поверхностной ЭКГ, а при превышении полученного отношения установленного порога электростимулятор вырабатывает другой маркерный сигнал, регистрируемый на поверхностной ЭКГ, при этом изменение длительности воздействия на аутомышцу осуществляют наружным программатором, позволяет упростить необходимый для осуществления заявленного способа электростимулятор.
Дополнительно предложенная последовательность действий, когда регистрацию реомиосигналов аутомышцы и сердца, выделение их максимумов, вычисление отношений значений реомиосигналов аутомышцы и сердца в выбранной точке кардиоцикла к максимумам реомиосигналов аутомышцы и сердца, и сравнение полученных отношений осуществляют в имплантируемом электростимуляторе, причем при превышении отношения, вычисленного для сердца, отношения, полученного для аутомышцы, электростимулятор вырабатывает один маркерный сигнал, регистрируемый на поверхностной ЭКГ, а при превышении отношения, вычисленного для аутомышцы, отношения, полученного для сердца, электростимулятор вырабатывает другой маркерный сигнал, регистрируемый на поверхностной ЭКГ, при этом изменение длительности воздействия на аутомышцу осуществляют наружным программатором, позволяет упростить необходимый для осуществления заявленного способа электростимулятор.
Дополнительно предложенная последовательность действий по первому и по второму вариантам способа, когда с помощью электростимулятора вырабатывают только измерительные импульсы, поступающие на аутомышцу, а регистрацию самого реомиосигнала и его обработку осуществляют при помощи дополнительного наружного блока автоматически или вручную, при этом изменение длительности воздействия на аутомышцу осуществляют наружным программатором, позволяет упростить необходимый для осуществления заявленного способа электростимулятор и существенно повысить точность обработки реомиосигнала и точность управления длительностью пачки.
Дополнительно предложенная последовательность действий по первому и по второму вариантам способа, когда с помощью электростимулятора вырабатывают только измерительные импульсы, поступающие на аутомышцу и сердце, а регистрацию самих реомиосигналов и их обработку осуществляют при помощи дополнительного наружного блока автоматически или вручную, при этом изменение длительности воздействия на аутомышцу осуществляют наружным программатором, позволяет упростить необходимый для осуществления заявленного способа электростимулятор и существенно повысить точность обработки реомиосигналов и точность управления длительностью пачки.
Дополнительно предложенная последовательность действий по первому и по второму вариантам способа, когда регистрацию реомиосигнала аутомышцы осуществляют при помощи введенных чрескожно в аутомышцу временных электродов, позволяет упростить необходимый для осуществления заявленного способа электростимулятор.
Дополнительно предложенная последовательность действий по первому и по второму вариантам способа, когда точки введения временных электродов фиксируют нанесением на коже пациента специальных меток, обеспечивает сопоставимость результатов измерений, произведенных в различное время, за счет неизменности зоны локализации временных электродов в лоскуте аутомышцы.
Указанный единый технический результат при осуществлении группы изобретений по объекту-устройству достигается тем, что в известном электростимуляторе мышечного насоса крови, содержащем связанные между собой кардиальный канал, мышечный канал и блок регулирования общей длительности воздействия на аутомышцу, при этом вход кардиального канала соединен с сердцем, выход мышечного канала подключен к лоскуту аутомышцы, мышечный канал выполнен в виде последовательно соединенных программируемого делителя кардиоциклов, генератора стимулирующих импульсов и выходного каскада, блок регулирования общей длительности воздействия на аутомышцу содержит в своем составе дешифратор, выход которого образует выход блока регулирования, причем выход блока регулирования подключен к входу управления генератора стимулирующих импульсов, по первому варианту технического решения задачи введены последовательно соединенные блок формирования реомиосигнала и блок измерения длительности реомиосигнала, причем вход блока формирования реомиосигнала подключен к лоскуту аутомышцы, выход блока формирования реомиосигнала связан с входом блока регулирования общей длительности воздействия на аутомышцу, вход синхронизации которого соединен с выходом программируемого делителя кардиоциклов, а вход запрета блока формирования реомиосигнала подключен к выходу генератора стимулирующих импульсов.
Дополнительно в электоростимуляторе по первому варианту технического решения задачи блок измерения длительности реомиосигнала выполнен в виде последовательно соединенных порогового элемента, распределителя импульсов, RS-триггера и преобразователя длительности, причем вход порогового элемента образует вход, а выход преобразователя длительности выход блока измерения длительности реомиосигнала.
Также в электростимуляторе по первому варианту технического решения задачи дополнительно преобразователь длительности выполнен в виде преобразователя длительность-амплитуда.
Кроме того, в электростимуляторе по первому варианту технического решения задачи преобразователь длительности может быть выполнен в виде преобразователя длительность-код.
В электростимуляторе по первому варианту технического решения задачи в блок регулирования общей длительности воздействия на аутомышцу дополнительно введены последовательно соединенные опорный элемент, компаратор напряжения, второй дешифратор и реверсивный счетчик своим входом выбора направления счета, причем второй вход компаратора напряжения образует вход блока регулирования, тактовый вход реверсивного счетчика образует вход синхронизации блока регулирования, а выход реверсивного счетчика соединен с входом первого дешифратора блока регулирования.
Дополнительно в электростимуляторе по первому варианту технического решения задачи компаратор содержит выходы "Больше", "Меньше" и "Равно", третий дешифратор выполнен в виде логического элемента И, реверсивный счетчик имеет два раздельных входа задания направления счета "Инкрементирующий" и "Декрементирующий", причем выход "Равно" компаратора подключен к первому входу элемента И, второй вход которого образует вход синхронизации блока регулирования, а выход элемента И связан с тактовым входом реверсивного счетчика, "Декрементирующий" вход реверсивного счетчика подключен к выходу "Больше" компаратора, а "Инкрементирующий" вход соединен с выходом "Меньше" компаратора.
Указанный единый технический результат при осуществлении группы изобретений по объекту-устройству по второму варианту технического решения задачи достигается тем, что в известном электростимуляторе мышечного насоса крови, содержащем связанные между собой кардиальный канал, мышечный канал и блок регулирования общей длительности воздействия на аутомышцу, при этом вход кардиального канала соединен с сердцем, выход мышечного канала подключен к лоскуту аутомышцы, мышечный канал выполнен в виде последовательно соединенных программируемого делителя кардиоциклов, генератора стимулирующих импульсов и выходного каскада, блок регулирования общей длительности воздействия на аутомышцу содержит в своем составе дешифратор, выход которого образует выход блока регулирования, причем выход блока регулирования подключен к входу управления генератора стимулирующих импульсов, введены последовательно соединенные блок формирования реомиосигнала, блок выделения максимума радиосигнала, причем вход блока формирования реомиосигнала подключен к лоскуту аутомышцы, выход блока формирования реомиосигнала дополнительно связан с вторым входом блока вычисления отношения значений реомиосигнала, вход синхронизации которого соединен с выходом кардиального канала, а выход блока вычисления отношения значений реомиосигнала подключен к входу блока регулирования общей длительности воздействия на аутомышцу, вход синхронизации которого связан с выходом программируемого делителя кардиоциклов, при этом вход сброса блока выделения максимума реомиосигнала соединен с выходом кардиального канала, а вход запрета блока формирования реомиосигнала подключен к выходу генератора стимулирующих импульсов.
Дополнительно в электростимуляторе по второму варианту технического решения задачи в блок регулирования общей длительности воздействия на аутомышцу дополнительно введены последовательно соединенные опорный элемент, компаратор напряжения, второй дешифратор и реверсивный счетчик своим входом выбора направления счета, причем второй вход компаратора напряжения образует вход блока регулирования, тактовый вход реверсивного счетчика образует вход синхронизации блока регулирования, а выход реверсивного счетчика соединен с входом первого дешифратора блока регулирования.
Также в электростимуляторе по второму варианту технического решения задачи дополнительно компаратор содержит выходы "Больше", "Меньше" и "Равно", третий дешифратор выполнен в виде логического элемента И, реверсивный счетчик имеет два раздельных входа задания направления счета "Инкрементирующий" и "Декрементирующий", причем выход "Равно" компаратора подключен к первому входу элемента И, второй вход которого образует вход синхронизации блока регулирования, а выход элемента И связан с тактовым входом реверсивного счетчика, "Декрементирующий" вход реверсивного счетчика подключен к выходу "Больше" компаратора, а "Инкрементирующий" вход соединен с выходом "Меньше" компаратора.
Дополнительно данный электростимулятор по второму варианту технического решения задачи снабжен блоком синхронизации, вход которого соединен с входом кардиального канала, а выход связан с третьим входом блока вычисления отношения значений реомиосигнала.
Кроме того, в данный электростимулятор дополнительно введены последовательно соединенные блок измерения длительности кардиоциклов и таймер, причем вход блока измерения длительности кардиоциклов связан с выходом кардиального канала, а выход таймера подключен к входу синхронизации блока вычисления отношений значений реомиосигнала.
Также в электростимуляторе по второму варианту технического решения задачи дополнительно блок измерения длительности кардиоциклов выполнен в виде связанных между собой формирователя управляющих сигналов, тактового генератора, счетчика, регистра и дешифратора, причем выход формирователя соединен с входом запуска тактового генератора, с входом сброса счетчика, с тактовым входом регистра и с тактовым входом таймера, выход тактового генератора подключен к тактовому входу счетчика, выход счетчика связан с входом данных регистра, выход регистра соединен с входом дешифратора, выход дешифратора образует выход блока измерения длительности кардиоциклов и подключен к входу данных таймера, а вход формирователя управляющих сигналов образует вход блока измерения длительности кардиоциклов.
Кроме того, в электростимуляторе по второму варианту технического решения задачи опорный элемент блока регулирования общей длительности воздействия на аутомышцу выполнен в виде последовательно соединенных второго блока формирования реомиосигнала, второго блока выделения максимума реомиосигнала и второго блока вычисления отношения значений реомиосигнала, причем вход второго блока формирования реомиосигнала подключен к сердцу, выход второго блока формирования реомиосигнала дополнительно связан с вторым входом второго блока вычисления отношения значений реомиосигнала, вход синхронизации которого соединен с выходом блока синхронизации, причем вход сброса второго блока выделения максимума реомиосигнала подключен к выходу кардиального канала, вход запрета второго блока формирования реомиосигнала связан с вторым выходом кардиального канала, а второй выход кардиального канала образован выходом генератора импульсов кардиального канала, при этом выход первого блока вычисления отношения значений реомиосигнала образует выход опорного элемента.
Предложенный электростимулятор мышечного насоса крови по первому варианту технического решения задачи, содержащий связанные между собой кардиальный канал, мышечный канал, блок формирования реомиосигнала, блок измерения длительности реомиосигнала и блок регулирования общей длительности воздействия на аутомышцу, обеспечивает следующее. Осуществление в данном устройстве последовательно регистрации реомиосигнала аутомышцы, измерения длительности этого сигнала и сравнения полученного значения с установленным эталоном позволяет определить, соответствует ли измеренная длительность требуемому значению в данном цикле сокращения аутомышцы у каждого конкретного пациента. Далее в зависимости от результата сравнения электростимулятор производит либо увеличение, либо уменьшение длительности пачки стимулирующих импульсов, что обеспечивает повышение гемодинамической эффективности за счет индивидуального согласования механической активности аутомышцы и сердца.
Дополнительно предложенный вариант исполнения блока измерения длительности реомиосигнала в электростимуляторе по первому варианту технического решения задачи в виде связанных между собой порогового элемента, распределителя импульсов, RS-триггера и преобразователя длительности позволяет осуществить измерение длительности реомиосигнала, под которой понимается расстояние между двумя точками срабатывания порогового элемента.
Использование в качестве преобразователя длительности преобразователей "длительность-амплитуда" или длительность-код" обеспечивает получение на выходе блока измерения длительности реомиосигнала информации соответственно в виде амплитуды или кода.
Дополнительно введенные в блок регулирования общей длительности воздействия на аутомышцу электростимулятора по первому варианту технического решения задачи связанные между собой опорный элемент, компаратор, дешифратор и реверсивный счетчик позволяют производить изменение длительности пачки электрических импульсов воздействия на аутомышцу на один шаг в каждом цикле стимуляции аутомышцы. Тем самым обеспечивается пошаговое регулирование длительности пачки, причем очередность шагов жестко задана циклами работы электростимулятора.
Вариант исполнения блока регулирования, в котором компаратор напряжения содержит отдельный выход "Равно", а дешифратор выполнен в виде логического элемента И, обеспечивает останов пошагового регулирования при совпадении значения длительности, поступающего от блока измерения длительности реомиосигнала, и значения эталона, задаваемого источником опорного напряжения.
Предложенный электростимулятор мышечного насоса крови по второму варианту технического решения задачи, содержащий связанные между собой кардиальный канал, мышечный канал и блок регулирования общей длительности воздействия на аутомышцу, обеспечивает следующее. Осуществление в данном устройстве последовательно регистрации реомиосигнала аутомышцы, выделения максимума этого сигнала, вычисления отношения значения реомиосигнала аутомышцы к максимуму реомиосигнала в одной из характерных точек кардиоцикла и сравнения полученного отношения с установленным порогом позволяет определить, произошло ли в выбранной характерной точке кардиоцикла расслабление аутомышцы в установленное число раз по сравнению с максимумом реомиосигнала в данном цикле сокращения аутомышцы. Фактически предложенная процедура обеспечивает контроль степени расслабления лоскута аутомышцы после прекращения воздействия на нее. Однако благодаря тому, что укорочение аутомышцы происходит значительно быстрее, чем расслабление, а длительность воздействия известна, то данная процедура контроля позволяет управлять длительностью сокращения лоскута аутомышцы при установленной длительности пачки у каждого конкретного пациента. Далее в зависимости от результата сравнения электростимулятор производит либо увеличение, либо уменьшение длительности пачки стимулирующих импульсов, что обеспечивает повышение гемодинамической эффективности за счет индивидуального согласования механической активности аутомышцы и сердца.
Дополнительно введенные в блок регулирования общей длительности воздействия на аутомышцу электростимулятора по второму варианту технического решения задачи связанные между собой опорный элемент, компаратор, дешифратор и реверсивный счетчик позволяют также, как и в электростимуляторе по первому варианту технического решения задачи, производить изменение длительности пачки электрических импульсов воздействия на аутомышцу на один шаг в каждом цикле стимуляции аутомышцы.
Вариант исполнения блока регулирования, в котором компаратор напряжения содержит отдельный выход "Равно", а дешифратор выполнен в виде логического элемента И позволяет также, как и в электростимуляторе по первому варианту технического решения задачи, обеспечить останов пошагового регулирования при совпадении значения отношения, поступающего от блока вычисления отношения, и значения порога, задаваемого источником опорного напряжения.
Дополнительно введенный в данный электростимулятор по второму варианту технического решения задачи блок синхронизации, вход которого соединен с входом кардиального канала, а выход связан с третьим входом блока вычисления отношения значений реомиосигнала, позволяет использовать различные характерные точки кардиоцикла для вычисления отношений значений реомиосигнала аутомышцы, в том числе и не зависящие от моментов синхронизации мышечного канала электростимулятора.
Дополнительно введенные в данный электростимулятор по второму варианту технического решения задачи последовательно соединенные второй блок измерения длительности кардиоциклов и таймер позволяют осуществить измерение длительности R-R-интервала и использовать полученное значение для вычисления временного положения выбранной точки кардиоцикла с помощью усредненных зависимостей, например, между частотой сердечных сокращений и длительностью систолы сердца (Карпман В.Л. Фазовый анализ сердечной деятельности. М. Медицина, 1965, с. 275). Вычислив по измеренным длительностям R-R интервала, например, длительность механической систолы сердца, можно использовать конечную точку систолы в качестве выбранной точки кардиоцикла. Использование подобных характерных точек кардиоцикла упрощает задание порога. Действительно, используя, например, в качестве выбранной точки кардиоцикла момент окончания систолы сердца и исходя из предложения о том, что к этому моменту мышца должна быть уже полностью расслаблена, можно установить значение порога, например, равно 0,1, обеспечивая тем самым снижение механического напряжения в данной точке в 10 раз по сравнению с максимумом этого параметра в данном кардиоцикле.
Вариант исполнения блока измерения длительности кардиоциклов электростимулятора по второму варианту технического решения задачи, включающего в себя связанные между собой формирователь управляющих сигналов, тактовый генератор, счетчик, регистр и дешифратор, позволяет осуществить измерение длительности кардиоциклов в периодах образцовой длительности тактового генератора и выдать на своем выходе информацию об этой длительности в коде.
Вариант исполнения блока регулирования общей длительности воздействия на аутомышцу электростимулятора по второму варианту технического решения задачи, в котором опорный элемент выполнен в виде связанных между собой второго блока формирования реомиосигнала, второго блока выделения максимума реомиосигнала и второго блока вычисления отношения значений реомиосигнала, позволяет использовать для сравнения с отношением значений реомиосигнала аутомышцы аналогичное отношение, полученное для сердца, что способствует лучшему согласованию работы сердца и аутомышцы.
Заявленная группа изобретений соответствует требованию единства изобретения, поскольку группа разнообъектных изобретений образует единый изобретательский замысел, причем один из заявленных объектов группы - электростимулятор мышечного насоса крови предназначен для осуществления другого заявленного объекта группы способа управления мышечным насосом крови, при этом оба объекта заявленной группы изобретения направлены на решение одной и той же задачи с получением единого технического результата.
Заявленная группа изобретений соответствует требованию единства изобретения, поскольку группа однообъектных изобретений образует единый изобретательский замысел, причем заявка в части способа и в части устройства относится к объектам изобретений одного вида, одинакового назначения, обеспечивающим получение одного и того же технического результата принципиально одним и тем же путем.
Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленной группы изобретений как для объекта-устройства, так для объекта-способа, позволил установить, что заявителем не обнаружены аналоги как для способа, так и для устройства заявленной группы, характеризующихся признаками, идентичными всем существенным признакам как способа, так и устройства заявленной группы изобретений, а определение из перечня выявленных аналогов прототипов как для способа, так и для устройства, как наиболее близких по совокупности признаков аналогов, позволил выявить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков для каждого из заявленных объектов группы, изложенных в формуле изобретения.
Следовательно, каждый из объектов заявленной группы изобретений соответствует требованию "новизна" по действующему законодательству.
Для проверки соответствия каждого из объектов заявленной группы изобретений требованию изобретательского уровня заявитель провел дополнительный поиск известных решений с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от выбранных прототипов признаками для каждого из объектов заявленной группы изобретений, результаты которого показывают, что каждый из объектов заявленной группы изобретений не следует для специалиста явным образом из известного уровня техники, поскольку из уровня техники, определенного заявителем, не выявлено влияние предусматриваемых существенными признаками на достижение технического результата, в частности в каждом из объектов заявленной группы изобретений не предусматриваются следующие преобразования:
дополнение известного средства какой-либо известной частью, присоединяемой к нему по известным правилам, для достижения технического результата, в отношении которого установлено влияние именно таких дополнений;
замена какой-либо части известного средства другой известной частью для достижения технического результата, в отношении которого установлено влияние именно такой замены;
исключение какой-либо части средства с одновременным исключением обусловленной ее наличием функции и достижением при этом обычного для такого случая результата;
увеличение количества однотипных элементов для усиления технического результата, обусловленного наличием в средстве именно таких элементов;
выполнение известного средства или его части из известного материала для достижения технического результата, обусловленного известными свойствами материала;
создание средства, состоящего из известных частей, выбор которых и связь между ними осуществлены на основании известных правил, и достигаемый при этом технический результат обусловлен только известными свойствами частей этого объекта и связей между ними.
Следовательно, каждый из объектов заявленной группы изобретений соответствует требованию "изобретательский уровень" по действующему законодательству.
На фиг. 1 изображена функциональная схема электростимулятора мышечного насоса крови по первому варианту технического решения задачи в объеме п. 23 формулы изобретения; на фиг. 2 функциональная схема блока измерения длительности реомиосигнала электростимулятора в объеме п. 24 формулы изобретения; на фиг. 3 функциональная схема блока регулирования в объеме пп. 27, 30 формулы изобретения8 на фиг. 4 изображена функциональная схема блока регулирования в объеме п.п. 28, 31 формулы изобретения; на фиг. 5 - функциональная схема электростимулятора по второму варианту технического решения задачи в объеме п. 29 формулы изобретения8 на фиг. 6 функциональная схема электростимулятора по второму варианту технического решения задачи в объеме п. 32 формулы изобретения; на фиг. 7 функциональная схема электростимулятора по второму варианту технического решения задачи в объеме пп. 33, 34 формулы изобретения; на фиг. 8 функциональная схема электростимулятора по второму варианту технического решения задачи в объеме п. 35 формулы изобретения; на фиг. 9 временные диаграммы, поясняющие способ управления мышечным насосом крови по второму варианту технического решения задачи.
Сведения, подтверждающие возможность осуществления каждого из объектов заявленной группы изобретений с получением вышеуказанного технического результата, заключаются в следующем.
По объекту-устройству. Электростимулятор мышечного насоса крови по первому варианту технического решения задачи содержит последовательно соединенные кардиальный канал 1, программируемый делитель 2 кардиоциклов, генератор 3 стимулирующих импульсов и выходной каскад 4, а также последовательно соединенные блок 5 формирования реомиосигнала, блок 6 измерения длительности реомиосигнала и блок 7 регулирования общей длительности воздействия на аутомышцу. Программируемый делитель 2 кардиоциклов, генератор 3 стимулирующих импульсов и выходной каскад 4 образуют мышечный канал электростимулятора. Вход кардиального канала 1 связан с сердцем, а выход выходного каскада 4 подключен к лоскуту аутомышцы. Блок 7 регулирования общей длительности воздействия на аутомышцу содержит дешифратор 8 и соединен своим выходом с входом управления генератора 3 стимулирующих импульсов. Вход блока 5 формирования реомиосигнала подключен к лоскуту аутомышцы, вход запрета блока 5 формирования реомиосигнала связан с выходом генератора 3 стимулирующих импульсов, а вход синхронизации блока 7 регулирования общей длительности воздействия на аутомышцу соединен с выходом программируемого делителя 2 кардиоциклов.
Блок 6 измерения длительности реомиосигнала может быть выполнен в виде последовательно соединенных порогового элемента 9, распределителя 10 импульсов, RS-триггера 11 и преобразователя 12 длительности (см. фиг. 2).
Преобразователь 12 может быть выполнен в виде преобразователя длительность-амплитуда или преобразователя длительность-код. Тип преобразователя 12 определяется видом информации, необходимой для работы блока 7 регулирования общей длительности воздействия на аутомышцу.
Дополнительно в блок 7 регулирования общей длительности воздействия на аутомышцу введены последовательно соединенные опорный элемент 13, компаратор 14 напряжения, второй дешифратор 15 и реверсивный счетчик 16 своим входом выбора направления счета (см. фиг. 3). Второй вход компаратора 14 напряжения образует вход блока 7 регулирования. Тактовый вход реверсивного счетчика 16 образует вход синхронизации блока регулирования. Выход реверсивного счетчика 16 соединен со входом первого дешифратора 8 блока регулирования.
Кроме того, дополнительно компаратор 14 содержит выходы "Больше", "Меньше" и "Равно", третий дешифратор 15 выполнен в виде логического элемента И 17, реверсивный счетчик 16 имеет два раздельных входа задания направления счета "инкрементирующий" и "декрементирующий" (см. фиг. 4). При этом выход "Равно" компаратора 14 подключен к первому входу элемента И 17, второй вход которого образует вход синхронизации блока 7 регулирования. Выход элемента И 17 связан с тактовым входом реверсивного счетчика 16. "Декрементирующий" вход реверсивного счетчика 16 подключен к выходу "Больше" компаратора 14, а "инкрементирующий" вход соединен с выходом "Меньше" компаратора 14.
Электростимулятор мышечного насоса крови по второму варианту технического решения задачи содержит последовательно соединенные кардиальный канал 1, программируемый делитель 2 кардиоциклов, генератор 3 стимулирующих импульсов и выходной каскад 4, а также последовательно соединенные блок 5 формирования реомиосигнала, блок 18 выделения максимума реомиосигнала, блок 19 вычисления отношения значений реомиосигнала и блок 7 регулирования общей длительности воздействия на аутомышцу (см. фиг. 5). Программируемый делитель 2 кардиоциклов, генератор 3 стимулирующих импульсов и выходной каскад 4 образуют мышечный канал электростимулятора. Вход кардиального канала 1 соединен с сердцем, а выход выходного каскада 4 подключен к лоскуту аутомышцы. Блок 7 регулирования общей длительности воздействия на аутомышцу содержит дешифратор 8 и подключен к входу управления генератора 3. Вход блока 5 формирования реомиосигнала подключен к лоскуту аутомышцы, вход запрета блока 5 связан с выходом генератора 3, а вход синхронизации блока 7 регулирования общей длительности воздействия на аутомышцу соединен с выходом программируемого делителя 2 кардиоциклов. Кроме того, выход блока 5 формирования реомиосигнала подключен к второму входу блока 19 вычисления отношения значений реомиосигнала, а вход сброса блока 18 выделения максимума реомиосигнал и вход синхронизации блока 19 вычисления отношений связаны с выходом кардиального канала 1.
Дополнительно в электростимулятор введен блок 20 синхронизации, вход которого соединен с входом кардиального канала 1, а выход связан с входом синхронизации блока 19 вычисления отношения значений реомиосигнала (см. фиг. 6).
Также в электростимулятор дополнительно введены последовательно соединенные блок 21 измерения длительности кардиоциклов и таймер 22, причем вход блока 21 связан с выходом кардиального канала 1, а выход таймера 22 подключен к входу синхронизации блока 19 вычисления отношений значений реомиосигнала (см. фиг. 7).
Блок 21 измерения длительности кардиоциклов может быть выполнен в виде связанных между собой формирователя 23 управляющих сигналов, тактового генератора 24, счетчика 25, регистра 26 и дешифратора 27 (см. фиг. 7). Выход формирователя 23 соединен с входом запуска тактового генератора 24, с входом сброса счетчика 25, с тактовым входом регистра 26 и с тактовым входом таймера 22. Выход тактового генератора 23 подключен к тактовому входу счетчика 25, выход счетчика 25 связан с входом данных регистра 26, выход регистра 26 соединен с входом дешифратора 27. Выход дешифратора 27 образует выход блока 21 измерения длительности кардиоциклов и подключен к входу данных таймера 22. Вход формирователя 23 управляющих сигналов образует вход блока 21.
В электростимуляторе по второму варианту технического решения задачи также дополнительно опорный элемент 13 выполнен в виде последовательно соединенных второго блока 28 формирования реомиосигнала, второго блока 29 выделения максимума реомиосигнала и второго блока 30 вычисления отношения значений реомиосигнала (см. фиг. 8). Вход второго блока 28 формирования реомиосигнала подключен к сердцу, выход блока 28 связан с вторым входом второго блока 29 вычисления отношения значений реомиосигнала, вход синхронизации которого соединен с выходом блока 20 синхронизации. Вход сброса второго блока 29 выделения максимума реомиосигнала подключен к выходу кардиального канала 1, вход запрета второго блока 28 формирования реомиосигнала связан с вторым выходом кардиального канала 1, который образован выходом генератора импульсов кардиального канала 1.
Блок 7 регулирования общей длительности воздействия на аутомышцу электростимулятора по второму варианту технического решения задачи может быть выполнен полностью аналогично соответствующему блоку электростимулятора по первому варианту технического решения задачи.
Электростимулятор по первому варианту технического решения задачи работает следующим образом.
Электрокардиосигнал поступает на вход кардиального канала 1 (см. фиг. 1). В этом блоке происходит выделение R зубцов электрокардиосигнала и формирование на выходе блока сигналов синхронизации, поступающих на вход программируемого делителя 2 кардиосигналов. Делитель 2 производит пересчет этих импульсов в соответствии с установленным коэффициентом деления и формирование сигнала, поступающего на вход генератора 3 стимулирующих импульсов.
Под действием этого сигнала генератор 3 вырабатывает пачки стимулирующих импульсов, причем длительность пачки импульсов задается сигналом, поступающим от блока 7 регулирования на вход управления генератора 3. Импульсы с выхода генератора 3 поступают на вход выходного каскада 4, формируются в нем до необходимых значений амплитуды и длительности и подаются на стимулируемый лоскут аутомышцы, вызывая его сокращение.
Блоки 1 4 работают полностью аналогично соответствующим блокам прототипа (авт. св. N 1597200, кл. A 61 N 1/362, 1988 г.).
Блок 5 осуществляет формирование реомиосигнала лоскута аутомышцы и выполнен в соответствии с известными рекомендациями (Дубровский И.А. Структура блока формирования внутриполостного реомиосигнала мышц при электростимуляции. М. 1982, c. 25. Рукопись представлена МИФИ. Деп. в ВИНИТИ 18 нояб. 1982, N 5689-82 Деп.). Условно реомиосигнал лоскута аутомышцы при ее сокращениях в сопоставлении с ЭКГ изображен на фиг. 9.
Сформированный реомиосигнал поступает на вход блока 6, который осуществляет измерение длительности этого сигнала.
В представленном на фиг. 2 варианте выполнения блока 6 измерение длительности реомиосигнала происходит следующим образом. Сформированный в блоке 5 реомиосигнал поступает на вход порогового элемента 9, в котором установлен порог срабатывания по амплитуде сигнала, исходя из выбранной методики определения длительности этого сигнала (можно, например, воспользоваться методикой определения длительности сигнала по уровню 0,1 амплитуды, выбрав в качестве порога блока 9 1/10 от среднестатистической или минимально возможной амплитуды реомиосигнала). В каждом цикле сокращения аутомышцы пороговый элемент 9 срабатывает дважды при возрастании и при спаде реомиосигнала и соответственно выдает два импульса, которые поступают на распределитель 10 импульсов. С выхода распределителя 10 каждый первый из этой пары импульсов поступает на вход 8, а каждый второй на R-вход RS-триггера 11. RS-триггер 11 формирует на своем выходе прямоугольный импульс длительностью, равной длительности реомиосигнала в соответствии с принятой методикой определения длительности. Сигнал с выхода RS-триггера поступает на вход преобразователя 12 длительности, в котором происходит преобразование длительности входного сигнала либо в амплитуду, если преобразователь 12 выполнен в виде преобразователя длительность-амплитуда, либо в код, если преобразователь 12 выполнен в виде преобразователя длительность-код. Выбор типа преобразователя зависит от используемого в блоке 7 регулирования вида информации. Таким образом, на выходе блока 6 появляется сигнал, несущий информацию о длительности реомиосигнала аутомышцы.
Этот сигнал поступает на вход блока 7 регулирования общей длительности воздействия на аутомышцу. В блоке 7 регулирования происходит сравнение измеренной длительности реомиосигнала с установленным эталоном. При отклонении измеренной длительности от установленного эталона блок 7 формирует на своем выходе сигнал, изменяющий в нужном направлении длительность пачки импульсов генератора 3 стимулирующих импульсов. Так, если длительность реомиосигнала аутомышцы меньше эталона, то генератор 3 увеличивает длительность воздействия на аутомышцу, а если больше, то уменьшает. Тем самым обеспечивается повышение гемодинамической эффективности за счет индивидуального согласования механической активности аутомышцы и сердца. Увеличение или уменьшение длительности пачки, вырабатываемой генератором 3, может выполнятся путем, например, соответствующего изменения числа импульсов в пачке при сохранении неизменными всех остальных параметров пачки.
Блок 7 регулирования общей длительности воздействия на аутомышцу в представленном на фиг. 3 виде работает следующим образом. Опорный элемент 13 задает уровень сравнения (являющийся эталоном) входного сигнала блока 7 компаратором 14. Результат данного сравнения, появляющийся на выходе компаратора 14, преобразуется дешифратором 15 в сигнал, изменяющий направление счета реверсивного счетчика 16. Тактовые импульсы на счетчик 16 поступают от делителя 2 кардиоциклов, благодаря чему изменение состояния счетчика происходит в каждом цикле стимуляции аутомышцы (точнее говоря, перед началом каждого цикла стимуляции аутомышцы). Выходной код счетчика 16 преобразуется дешифратором 8 в код, управляющий длительностью пачек импульсов генератора 3.
Вариант выполнения блока 7, представленный на фиг. 4, отличается тем, что благодаря наличию в компараторе отдельного выхода "Равно" и использованию в качестве дешифратора 15 логического элемента И 17 обеспечивается возможность остановить изменения состояния счетчика 16 при равенстве значений входного сигнала блока 7 и эталона, поступающего от опорного элемента 13. В этом случае сигнал с выхода "Равно" осуществляет запрет прохождения тактовых импульсов через логический элемент И 17 на соответствующий вход счетчика 16. Прекращение изменений состояния счетчика 16 в данном случае позволяет исключить колебания длительности импульсов около значения эталона.
Электростимулятор по второму варианту технического решения задачи работает следующим образом.
Электрокардиосигнал поступает на вход кардиального канала 1 (см. фиг. 5). В этом блоке происходит выделение R зубцов электрокардиосигнала и формирование на выходе сигналов синхронизации, поступающих на вход программируемого делителя 2 кардиоциклов. Делитель 2 производит пересчет этих импульсов в соответствии с установленным коэффициентом деления и формирование сигнала, поступающего на вход генератора 3 стимулирующих импульсов.
Под действием этого сигнала генератор 3 вырабатывает пачки стимулирующих импульсов, причем длительность пачки импульсов задается сигналом, поступающим от блока 7 регулирования на вход управления генератора 3. Импульсы с выхода генератора 3 поступают на вход выходного каскада 4, формируются в нем до необходимых значений амплитуды и длительности и подаются на стимулируемый лоскут аутомышцы, вызывая его сокращение.
Блоки 1 4 работают полностью аналогично соответствующим блокам прототипа (авт. св. N 1597200, кл. A 61 N 1/362, 1988 г.).
Блок 5 осуществляет формирование реомиосигнала лоскута аутомышцы и выполнен в соответствии с известными рекомендациями (Дубровский И.А. Структура блока формирования внутри полостного реосигнала мышц при электростимуляции. М. 1982, c. 25. Рукопись представлена МИФИ. Деп. в ВИНИТИ 18 нояб. 1982, N 5689-82 Деп. ). Условно реомиосигнал лоскута аутомышцы при ее сокращениях в сопоставлении с ЭКГ изображен на фиг. 9.
Сформированный реомиосигнал поступает на один из входов блока 19 вычисления отношений и на вход блока 18 выделения максимума, в котором осуществляется выделение максимума реомиосигнала в каждом цикле сокращения лоскута аутомышцы.
Блок 19 в момент прихода сигнала на его вход синхронизации с выхода кардиального канала 1 производит вычисление отношений значений реомиосигнала, поступающих на два других входа блока 19 соответственно от блока 5 формирования реомиосигнала и от блока 18 выделения максимума. Синхронизация блока 19 вычисления отношений сигналами от кардиального канала 1 происходит в моменты формирования на его выходе импульсов, т.е. синхронно с R зубцами электрокардиосигнала. В эти моменты времени с выхода блока 5 формирования реомиосигнала поступает сигнал амплитудой Ar (см. фиг. 9), соответствующей амплитуде реомиосигнала в момент поступления сигнала синхронизации, а с выхода блока 18 выделения максимума сигнал амплитудой Am, соответствующей максимальной амплитуде реомиосигнала в данном цикле сокращения. Вычисленное в блоке 19 отношение Ar/Am сравнивается в блоке 7 регулирования с установленным в нем порогом. Значение порога при такой синхронизации блока 19 вычисления отношений может быть взято исходя из предположения о том, что расслабление аутомышцы в текущем кардиоцикле должно наступить задолго до начала следующего кардиоцикла. Поэтому можно, например, взять значение порога, равное 0,01.
По результатам вышеуказанного сравнения блок 7 регулирования формирует управляющий сигнал, изменяющий длительность пачки стимулирующих импульсов, вырабатываемых генератором 3.
Сброс блока 18 выделения максимума реомиосигнала производится в каждом цикле синхронизации электростимулятора (т. е. фактически в каждом кардиоцикле) подачей сигнала на соответствующей вход блока 18 и обеспечивает подготовку блока к очередному циклу работы.
Дополнительно предложенная синхронизация блока 19 вычисления отношений производится сигналом, поступающим с введенного в электростимулятор блока 20 синхронизации (см. фиг. 6). Таким образом, моменты синхронизации блока 19 и, следовательно, моменты регистрации текущей амплитуды А реомиосигнала, стоящей в числителе отношения A/Am, вычисляемого блоком 19, определяются блоком 20 синхронизации. Например, если блок 20 выделяют Т зубец электрокардиосигнала и установлено значение порога, например, 0,5, то блок 7 будет так регулировать длительность воздействия электростимулятора, чтобы произошло снижение значения реомиосигнала аутомышцы к моменту появления Т зубца текущего кардиоцикла по сравнению с максимумом реомиосигнала в данном кардиоцикле в 2 раза (1/0,5). Такое регулирование длительности воздействия обеспечивает наступление расслабления аутомышцы задолго до наступления следующей за данной систолы сердца, т.к. зубец Т электрокардиосигнала характеризует расслабление желудочка сердца и предшествует началу следующего сокращения желудочка сердца.
Электростимулятор по второму варианту технического решения задачи с дополнительно введенными блоком 21 измерения длительности кардиоциклов и таймером 22 (см. фиг. 7) работает следующим образом. Блок 21 производит измерение длительности каждого текущего кардиоцикла и формирует управляющий сигнал для работы таймера 22. В соответствии с этим управляющим сигналом, несущим информацию о длительности каждого предыдущего и о начале каждого текущего кардиоцикла, таймер 22 осуществляет в каждом текущем кардиоцикле формирование импульса синхронизации, который появляется с задержкой относительно начала текущего кардиоцикла, равной установленной в таймере 22 доли от длительности предыдущего кардиоцикла. Предложенное измерение длительности R-R -интервала и использование полученного значения для вычисления временного положения выбранной точки синхронизации блока 19 позволяют, используя усредненные зависимости, например, между частотой сердечных сокращений и длительностью систолы сердца (Карпман В.Л. Фазовый анализ сердечной деятельности. М. Медицина, 1965, с. 275), установить в таймере 22 по измеренным длительностям R-R-интервала момент появления импульса синхронизации, например, в конце механической систолы сердца. Использование подобных характерных точек кардиоцикла упрощает задание порога в блоке 19 вычисления отношений. Действительно, используя, например, в качестве выбранной точки кардиоцикла момент окончания систолы сердца и исходя из предположения о том, что к этому моменту мышца должна быть уже почти полностью расслаблена, можно выбрать значение порога, равное, например, 0,2, обеспечивая тем самым снижение механического напряжения лоскута аутомышцы в данной точке в 5 раз по сравнению с максимумом этого параметра текущем кардиоцикле.
Блок 21 измерения длительности кардиоциклов, представленной на фиг. 7, работает следующим образом. Формирователь 23 управляющих сигналов по фронту импульсов, появляющихся на выходе кардиального канала 1, производит формирование на своем выходе сигнала записи данных в регистр 26, установки вслед за этим счетчика 25 в исходное состояние и запуска тактового генератора 24. Тактовый генератор 24 производит заполнение (сложение или вычитание) импульсами с образцовым периодом следования счетчика 25. В момент выделения в кардиальном канале 1 следующего R зубца под действием сигналов с выхода формирователя 23 управляющих сигналов последовательно во времени происходит перезапись содержимого счетчика 25 в регистр 26 и последующее обнуление (подготовка к новому циклу работы) счетчика 25. Далее весь процесс измерения интервала времени между выделенными электростимулятором R зубцами повторяется так, что на выходе регистра 26 всегда присутствует результат соответствующих измерений. Точность измерений определяется задержкой сброса счетчика 25 относительно записи в регистр 26 и периодом повторения импульсов тактового генератора 24 и может быть выбрана в соответствии с предъявляемыми к электростимулятору требованиями. Дешифратор 27 производит преобразование кода, поступающего на вход данных таймера 22, значение которого определяет задержку появления импульса на выходе таймера 22 относительно начала кардиоцикла. Заложенный в таймере 22 закон преобразования выходного кода дешифратора 27 в длительность задержки появления импульса на выходе таймера 22 обеспечивает выбор требуемой точки синхронизации блока 19 вычисления отношений.
Электростимулятор по второму варианту технического решения задачи с опорным элементом 13, выполненным в виде второго блока 28 формирования реомиосигнала, второго блока 29 выделения максимума и второго блока 30 вычисления отношений, приведен на фиг. 8 и работает следующим образом. Блоки 1-5, 7, 18-20 функционируют аналогично вышеописанному в отношении фиг. 7. Введенные второй блок 28 формирования реомиосигнала, второй блок 29 выделения максимума и второй блок 30 вычисления отношений работают аналогично соответствующим первым блоком 5, 18 и 19, но производят формирование и вышеописанную обработку реомиосигнала мышцы сердца, а не лоскута аутомышцы. Сброс блока 29 происходит одновременно со сбросом блока 18, а синхронизация блока 30 одновременно с синхронизацией блока 19. В блоке 7 происходит сравнение вычисленных в одной и той же временной точке кардиоцикла отношений, полученных для мышцы сердца и для лоскута аутомышцы. В зависимости от результатов сравнения блок 7 регулирования изменяет общую длительность воздействия на аутомышцу. Тем самым обеспечивается использование не эмпирического значения порога для сравнения с отношением значений реомиосигнала аутомышцы, а аналогичного отношения, полученного для мышцы сердца, что способствует лучшему согласованию работы сердца и аутомышцы.
По объекту способу. Способ управления мышечным насосом крови по первому варианту технического решения задачи заключается в том, что подают пачки стимулирующих импульсов на лоскут аутомышцы в кардиосинхронизованном режиме с программируемой извне кратностью синхронизации и регулируемой в зависимости от частоты сердечных сокращений общей длительности воздействия на аутомышцу, при этом последовательно регистрируют реомиосигнал аутомышцы, измеряют длительность этого сигнала и сравнивают ее с установленным эталоном, причем при превышении измеренной длительности установленного эталона уменьшают общую длительность воздействия на аутомышцу, а при превышении эталона измеренной длительности реомиосигнала аутомышцы увеличивают общую длительность воздействия на аутомышцу.
Дополнительно в данном способе по первому варианту технического решения задачи последовательность действий периодически повторяют, а также дополнительно последовательность действий в данном способе повторяют в каждом кардиоцикле.
Кроме того, в данном способе по первому варианту технического решения задачи дополнительно последовательно регистрируют реомиосигнал сердца, измеряют его длительность и используют измеренную длительность в качестве эталона для сравнения с длительностью реомиосигнала аутомышцы, а также дополнительно используют в качестве эталона зону образцовых значений, причем при нахождении измеренной длительности реомиосигнала аутомышцы в пределах этой зоны общую длительность воздействия на аутомышцу не изменяют. Кроме того, дополнительно измеряют длительность R-R-интервала, а в значения величины эталона используют произведение заданного коэффициента и длительности кривой реомиосигнала сердца. Также дополнительно в данном способе по первому варианту технического решения задачи регистрацию реомиосигнала аутомышцы, измерение его длительности и сравнение полученной длительности с установленным эталоном осуществляют в имплантируемом электростимуляторе, причем при превышении установленного эталона измеренной длительности реомиосигнала аутомышцы электростимулятор вырабатывает один маркерный сигнал, регистрируемый на поверхностной ЭКГ, а при превышении измеренной длительности установленного эталона электростимулятор вырабатывает другой маркерный сигнал, при этом изменение длительности воздействия на аутомышцу осуществляют наружным программатором. Кроме того, в данном способе по первому варианту технического решения задачи дополнительно регистрацию реомиосигналов аутомышцы и сердца, измерение их длительностей, вычисление эталона и сравнение его с измеренной длительностью реомиосигнала аутомышцы осуществляют в имплантируемом электростимуляторе, причем при превышении измеренной длительности реомиосигнала установленного эталона электростимулятор вырабатывает один маркерный сигнал, регистрируемый на поверхностной ЭКГ, а при обратном соотношении измеренной длительности реомиосигнала аутомышцы и величины установленного эталона электростимулятор вырабатывает другой маркерный сигнал, при этом изменение длительности воздействия на аутомышцу осуществляют наружным программатором. Кроме того, дополнительно в данном способе по первому варианту технического решения задачи с помощью электростимулятора вырабатывают только измерительные импульсы, поступающие на аутомышцу, а регистрацию самого реомиосигнала и его обработку осуществляют при помощи дополнительного наружного блока автоматически или вручную, при этом изменение длительности воздействия на аутомышцу осуществляют наружным программатором. Также в данном способе по первому варианту технического решения задачи дополнительно с помощью электростимулятора вырабатывают только измерительные импульсы, поступающие на аутомышцу и сердце, а регистрацию самих реомиосигналов и их обработку осуществляют при помощи дополнительного наружного блока автоматически или вручную, при этом изменение длительности воздействия на аутомышцу осуществляют наружным программатором. Кроме того, дополнительно регистрацию ремиосигнала аутомышцы осуществляют при помощи введенных чрескожно в аутомышцу временных электродов. Также дополнительно точки введения временных электродов фиксируют нанесением на коже пациента специальных меток.
По второму варианту технического решения задачи способ управления мышечным насосом крови заключается в том, что подают пачки стимулирующих импульсов на лоскут аутомышцы в кардиосинхронизированном режиме с программируемой извне кратностью синхронизации и регулируемой в зависимости от частоты сердечных сокращений общей длительностью воздействия на аутомышцу, при этом последовательно регистрируют реомиосигнал аутомышцы, выделяют максимум Am этого сигнала, вычисляют отношение значения Ar реомиосигнала аутомышцы в выбранной точке кардиоцикла к максимуму Am реомиосигнала аутомышцы и сравнивают полученное отношение с установленным порогом, причем при превышении полученного отношения установленного порога уменьшают общую длительность воздействия на аутомышцу, а при превышении порога вычисленного отношения увеличивают общую длительность воздействия на аутомышцу (см. фиг. 9).
Дополнительно в данном способе по второму варианту решения задачи последовательность действий периодически повторяют, а также дополнительно последовательность действий в данном способе по второму варианту технического решения задачи повторяют в каждом кардиоцикле.
Кроме того, в данном способе по второму варианту технического решения задачи дополнительно последовательно регистрируют реомиосигнал сердца выделяют максимум этого сигнала, вычисляют отношение значения реомиосигнала сердца в выбранной точке кардиоцикла к максимуму реомиосигнала сердца и используют полученную величину в качестве установленного порога для сравнения с вычисленным отношением значений реомиосигнала аутомышцы, а также дополнительно используют в качестве порога зону пороговых значений, причем при нахождении вычисленного отношения значений реомиосигнала аутомышцы в пределах этой зоны общую длительность воздействия на аутомышцу не изменяют. Кроме этого, дополнительно измеряют длительность кардиоцикла, которую используют для вычисления временного положения выбранной точки кардиоцикла, а также дополнительно используют в качестве выбранной точки кардиоцикла одну из точек кривой реомиосигнала сердца. Также дополнительно в данном способе по второму варианту технического решения задачи регистрацию ремиосигнала аутомышцы, выделение его максимума, вычисление отношения значения реомиосигнала аутомышцы в выбранной точке кардиоцикла к максимуму ремиосигнала аутомышцы и сравнение полученного отношения с установленным порогом осуществляют в имплантируемом электростимуляторе, причем при превышении установленного порога полученного отношения электростимулятор вырабатывает один маркерный сигнал, регистрируемый на поверхностной ЭКГ, а при превышении полученного отношения установленного порога электростимулятор вырабатывает другой маркерный сигнал, при этом изменение длительности воздействия на аутомышцу осуществляют наружным программатором. Кроме того, в данном способе по второму варианту технического решения задачи дополнительно регистрацию реомиосигналов аутомышцы и сердца, выделение их максимумов, вычисление отношений значений реомиосигналов аутомышцы и сердца в выбранной точке кардиоцикла к максимумам реомиосигналов аутомышцы и сердца, и сравнение полученных отношений осуществляют в имплантируемом электростимуляторе, причем при превышении отношения, вычисленного для сердца, отношения, полученного для аутомышцы, электростимулятор вырабатывает один маркерный сигнал, регулируемый на поверхностной ЭКГ, а при превышении отношения, вычисленного для аутомышцы, отношения, полученного для сердца, электростимулятор вырабатывает другой маркерный сигнал, при этом изменение длительности воздействия на аутомышцу осуществляют наружным программатором. Кроме этого, дополнительно в данном способе по второму варианту технического решения задачи с помощью электростимулятора вырабатывают только измерительные импульсы, поступающие на аутомышцу, а регистрацию самого реомиосигнала и его обработку осуществляют при помощи дополнительного наружного блока автоматически или вручную, при этом изменение длительности воздействия на аутомышцу осуществляют наружным программатором. Также в данном способе по второму варианту технического решения задачи дополнительно с помощью электростимулятора вырабатывают только измерительные импульсы, поступающие на аутомышцу и сердце, а регистрацию самих реомиосигналов и их обработку осуществляют при помощи дополнительного наружного блока автоматически или вручную, при этом изменение длительности воздействия на аутомышцу осуществляют наружным программатором. Кроме того, дополнительно регистрацию ремиосигнала аутомышцы осуществляют при помощи введенных чрескожно в аутомышцу временных электродов. Также дополнительно точки введения временных электродов фиксируют нанесением на коже пациента специальных меток.
Предложенная в данном способе по первому варианту технического решения задачи последовательность действий, когда вначале последовательно регистрируют реомиосигнал аутомышцы, измеряют длительность этого сигнала и сравнивают ее с установленным эталоном, а затем в зависимости от результата сравнения либо уменьшают, либо увеличивают длительность пачки стимулирующих импульсов, а, следовательно, общую длительность воздействия на аутомышцу обеспечивает следующее. Поскольку, как было показано (Думчюс А.С. Кибиша Р.Т. Скучас И.Ю. и др. Разработка техники и методики миовентpикулопластики с использованием программируемой кардиосинхронизированной электронейростимуляции. Медицинская техника, 1988, N 4, с. 11-25), реомиосигнал отражает сократимость аутомышцы, то измерение вышеуказанной длительности отношения позволяет косвенно отслеживать длительность сокращения лоскута аутомышцы при установленной длительности пачки у каждого конкретного пациента, а сравнение с установленным эталоном и последующая регулировка длительности пачки, изменяющая длительность сокращения аутомышцы в нужном (в зависимости от результатов проверки) направлении, обеспечивает повышение гемодинамической эффективности за счет индивидуального согласования механической активности аутомышцы и сердца.
Дополнительно предложенное периодическое повторение последовательности вышеуказанных действий, а также повторение последовательности этих действий в каждом кардиоцикле позволяют оперативно отслеживать возможные изменения в гемодинамических фазах сердца и подстраивать в соответствии с ними длительность сокращения аутомышцы.
Дополнительно предложенные последовательная регистрация реомиосигнала сердца, измерение его длительности и использование измеренной длительности в качестве эталона для сравнения с длительностью ремиосигнала аутомышцы позволяют использовать не эмпирическое значение эталона для сравнения с длительностью ремиосигналов аутомышцы, а использовать аналогичную характеристику (в данном случае временную длительность), полученную для сердца.
Дополнительно предложенное использование в качестве эталона зоны образцовых значений, причем при нахождении измеренной длительности реомиосигнала аутомышцы в пределах этой зоны общую длительность воздействия на аутомышцу не изменяют, позволяет повысить физиологичность воздействия на аутомышцу за счет исключения колебаний общей длительности воздействия на аутомышцу. Указанные колебания при использования не зоны, а отдельного значения эталона могут возникать, когда длительность пачки приближается с одной или с другой стороны к этому значению эталона из-за неизбежной дискретности регулирования.
Дополнительно предложенное измерение длительности R-R -интервала и использование полученной величины для вычисления величины эталона для сравнения с длительностью реомиосигнала аутомышцы позволяют использовать усредненные зависимости, например, между частотой сердечных сокращений и длительностью общей систолы сердца (Карпман В.Л. Фазовый анализ сердечной деятельности. М. Медицина, 1965, с. 275), которые позволяют вычислить по измеренным длительностям R-R-интервала, например, длительность механической систолы сердца и использовать ее в качестве эталона.
Дополнительно предложенное использование в качестве величины эталона произведения заданного коэффициента и длительности кривой реомиосигнала сердца позволяет подстраивать общую длительность воздействия к заданной доле длительности кривой ремиосигнала сердца.
Дополнительно предложенная последовательность действий, когда регистрацию реомиосигнала аутомышцы, измерение его длительности и сравнение полученной длительности с установленным эталоном осуществляют в имплантируемом электростимуляторе, причем при превышении установленного эталона измеренной длительности реомиосигнала аутомышцы электростимулятор вырабатывает один маркерный сигнал, регистрируемый на поверхностной ЭКГ, а при превышении измеренной длительности установленного эталона электростимулятор вырабатывает другой маркерный сигнал, регистрируемый на поверхностной ЭКГ, при этом изменение длительности воздействия на аутомышцу осуществляют наружным программатором, позволяет упростить необходимый для осуществления заявленного способа электростимулятор.
Дополнительно предложенная последовательность действий, когда регистрацию реомиосигналов аутомышцы и сердца, измерение их длительностей, вычисление эталона и сравнение его с измеренной длительностью реомиосигнала аутомышцы осуществляют в имплантируемом электростимуляторе, причем при превышении измеренной длительности реомиосигнала аутомышцы установленного эталона электростимулятор вырабатывает один маркерный сигнал, регистрируемый на поверхностной ЭКГ, а при обратном соотношении измеренной длительности и величины установленного эталона электростимулятор вырабатывает другой маркерный сигнал, регистрируемый на поверхностной ЭКГ, при этом изменение длительности воздействия на аутомышцу осуществляют наружным программатором, позволяет упростить необходимый для осуществления заявленного способа электростимулятор.
Предложенная в данном способе по второму варианту технического решения задачи последовательность действий, когда вначале последовательно регистрируют реомиосигнал аутомышцы, выделяют максимум Am этого сигнала, вычисляют отношение значения Ar реомиосигнала аутомышцы к максимуму Am реомиосигнала в одной из характерных точек кардиоцикла и сравнивают полученное отношение с установленным порогом, а затем в зависимости от результата сравнения либо уменьшают, либо увеличивают длительность пачки стимулирирующих импульсов, а, следовательно, общую длительность воздействия на аутомышцу обеспечивает следующее. Поскольку, как было показано (Думчюс А.С. Кибиша Р.Т. Скучас И.Ю. и др. Разработка техники и методики миовентрикулопластики с использованием программируемой кардиосинхронизированной электронейростимуляции. Медицинская техника, 1988, N 4, с. 11-25), реомиосигнал отражает сократимость аутомышцы, то вычисление вышеуказанного отношения позволяет определить произошло или в выбранной характерной точке кардиоцикла снижение данного показателя сократимости (расслабления) аутомышцы в установленное число раз по сравнению с максимумом реомиосигнала в данном цикле сокращения аутомышцы. Фактически предложенная процедура обеспечивает контроль степени расслабления лоскута аутомышцы после прекращения воздействия на нее. Однако, благодаря тому, что укорочение аутомышцы происходит, как правило, значительно быстрее, чем расслабление, а длительность воздействия известна, то данная процедура контроля позволяет управлять длительности пачки у каждого конкретного пациента, тем самым достигается повышение гемодинамической эффективности за счет индивидуального согласования механической активности аутомышцы и сердца.
Дополнительно предложенное периодическое повторение последовательности вышеуказанных действий, а также повторение последовательности этих действий в каждом кардиоцикле позволяют оперативно контролировать возможные изменения в гемодинамических фазах сердца и подстраивать в соответствии с ними длительность сокращения аутомышцы.
Дополнительно предложенные последовательная регистрация реомиосигнала сердца, выделение максимума этого сигнала, вычисление отношения значения реомиосигнала сердца в выбранной точке кардиоцикла к максимуму реомиосигнала сердца и использование полученной величины в качестве установленного порога для сравнения с вычисленным отношением значений реомиосигнала аутомышцы позволяют использовать для сравнения с отношением значений реомиосигналов аутомышцы аналогичное отношение, полученное для сердца.
Дополнительно предложенное использование в качестве порога зоны пороговых значений, причем при нахождении вычисленного отношения значений реомиосигнала аутомышцы в пределах этой зоны общую длительность воздействия на аутомышцу не изменяют, позволяет повысить физиологичность воздействия на аутомышцу за счет исключения колебаний общей длительности воздействия на аутомышцу. Указанные колебания при использовании не зоны, а отдельного значения порога могут возникать, когда вычисленное отношение приближается с одной или с другой стороны к этому значению порога из-за неизбежной дискретности регулирования.
Дополнительно предложенное измерение длительности R-R -интервала и использование полученного значения для вычисления временного положения выбранной точки кардиоцикла позволяют, используя усредненные зависимости, например, между частотой сердечных сокращений и длительностью общей систолы сердца (Карпман В. Л. Фазовый анализ сердечной деятельности. М. Медицина, 1965, с. 275), вычислить по измеренным длительностям R-R-интервала, например, длительность механической систолы сердца и использовать ее в качестве выбранной точки кардиоцикла. Использование подобных характерных точек кардиоцикла упрощает задание порога. Действительно, например, используя в качестве выбранной точки кардиоцикла момент окончания общей систолы сердца и исходя из предположения о том, что к этому моменту мышцы должна быть уже почти полностью расслаблена, можно выбрать значение порога равное, например, 0,2, обеспечивая тем самым снижение механического напряжения лоскута аутомышцы в данной точке в 5 раз по сравнению с максимумом этого параметра в текущем кардиоцикле.
Дополнительно предложенное использование в качестве выбранной точки кардиоцикла одной из точек кривой реомиосигнала сердца позволяет подстраивать общую длительность воздействия к заданной доле длительности кривой реомиосигнала сердца.
Дополнительно предложенная последовательность действий, когда регистрацию реомиосигнала аутомышцы, выделение его максимума, вычисление отношения значения реомиосигнала аутомышцы в выбранной точке кардиоцикла к максимуму реомиосигнала аутомышцы и сравнение полученного отношения с установленным порогом осуществляют в имплантируемом электростимуляторе, причем при превышении установленного порога полученного отношения электростимулятор вырабатывает один маркерный сигнал, регистрируемый на поверхностной ЭКГ, а при превышении полученного отношения установленного порога электростимулятор вырабатывает другой маркерный сигнал, регистрируемый на поверхностной ЭКГ, при этом изменение длительности воздействия на аутомышцу осуществляют наружным программатором, позволяет упростить необходимый для осуществления заявленного способа электростимулятоp.
Дополнительно предложенная последовательность действий, когда регистрацию реомиосигналов аутомышцы и сердца, выделение их максимумов, вычисление отношений значений реомиосигналов аутомышцы и сердца в выбранной точке кардиоцикла к максимумам реомиосигналов аутомышцы и сердца, и сравнение полученных отношений осуществляют в имплантируемом электростимуляторе, причем при превышении отношения, вычисленного для сердца, отношения, полученного для аутомышцы, электростимулятор вырабатывает один маркерный сигнал, регистрируемый на поверхностной ЭКГ, а при превышении отношения, вычисленного для аутомышцы, отношения, полученного для сердца, электростимулятор вырабатывает другой маркерный сигнал, регистрируемый на поверхностной ЭКГ, при этом изменение длительности воздействия на аутомышцу осуществляют наружным программатором, позволяет упростить необходимый для осуществления заявленного способа электростимулятор.
Дополнительно предложенная последовательность действий по первому и второму вариантам способа, когда с помощью электростимулятора вырабатывают только измерительные импульсы, поступающие на аутомышцу, а регистрацию самого реомиосигнала и его обработку осуществляют при помощи дополнительного наружного блока автоматически или вручную, при этом изменение длительности воздействия на аутомышцу осуществляют наружным программатором, позволяет упростить необходимый для осуществления заявленного способа электростимулятор и существенно повысить точность обработки реомиосигнала и точность управления длительностью пачки.
Дополнительно предложенная последовательность действий по первому и второму вариантам способа, когда с помощью электростимулятора вырабатывают только измерительные импульсы, поступающие на аутомышцу и сердце, а регистрацию самих реомиосигналов и их обработку осуществляют при помощи дополнительного наружного блока автоматически или вручную, при этом изменение длительности воздействия на аутомышцу осуществляют наружным программатором, позволяет упростить необходимый для осуществления заявленного способа электростимулятор и существенно повысить точность обработки реомиосигнала и точность управления длительностью пачки.
Дополнительно предложенная последовательность действий по первому и второму вариантам способа, когда регистрацию реомиосигнала аутомышцы осуществляют при помощи введенных чрескожно в аутомышцу временных электродов, позволяет упростить необходимый для осуществления заявленного способа электростимулятор.
Дополнительно предложенная последовательность действий по первому и второму вариантам способа, когда точки введения временных электродов фиксируют нанесением на коже пациента специальных меток, обеспечивает сопоставимость результатов измерений, произведенных в различное время, за неизменности зоны локализации временных электродов в лоскуте аутомышцы.
Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании изобретения следующей совокупности условий:
средство, воплощающее изобретение при его осуществлении, предназначено для использования в промышленности, именно в медицине для вспомогательного кровообращения;
для изобретения в том виде, как оно охарактеризовано в независимом пункте формулы изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью вышеописанных в заявке или известных до даты приоритета средств и методов;
средство, воплощающее изобретение при его осуществлении, способно обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата.
Следовательно, изобретение соответствует требованию "промышленная применимость" по действующему законодательству.
| название | год | авторы | номер документа |
|---|---|---|---|
| ЭЛЕКТРОСТИМУЛЯТОР МЫШЕЧНОГО НАСОСА КРОВИ | 1993 |
|
RU2070070C1 |
| СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ МЫШЕЧНЫМ НАСОСОМ КРОВИ И ЭЛЕКТРОСТИМУЛЯТОР МЫШЕЧНОГО НАСОСА КРОВИ | 1991 |
|
RU2018327C1 |
| СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ДЛИТЕЛЬНОСТИ ПАЧКИ СТИМУЛИРУЮЩИХ ИМПУЛЬСОВ И ЭЛЕКТРОСТИМУЛЯТОР МЫШЕЧНОГО НАСОСА КРОВИ | 1993 |
|
RU2099103C1 |
| ЭЛЕКТРОСТИМУЛЯТОР | 1993 |
|
RU2099102C1 |
| Электростимулятор мышечного насоса крови | 1988 |
|
SU1597200A1 |
| Электростимулятор мышечного насоса крови | 1989 |
|
SU1623665A1 |
| Устройство управления вспомогательным мышечным насосом крови | 1982 |
|
SU1103847A1 |
| Электростимулятор мышечного насоса крови | 1989 |
|
SU1704790A1 |
| Электростимулятор мышечного насоса крови | 1989 |
|
SU1704791A1 |
| Устройство для управления мышечным насосом крови | 1989 |
|
SU1623664A1 |
Использование: изобретение относится к медицине, а именно к способам и устройствам вспомогательного кровообращения. Сущность: способ заключается в подаче пачек стимулирующих импульсов на лоскут аутомышцы в кардиосинхронизированном режиме с программируемой извне кратностью синхронизации и регулируемой в зависимости от частоты сердечных сокращений общей длительностью воздействия на аутомышцу, причем по первому варианту технического решения задачи последовательно регистрируют реомиосигнал аутомышцы, измеряют длительность этого сигнала и сравнивают ее с установленным этанолом, при этом при превышении измеренной длительности установленного этанола уменьшают общую длительность воздействия на аутомышцу, а при превышении этанола измеренной длительности реомиосигнала аутомышцы увеличивают общую длительность воздействия на аутомышцу, а по второму варианту технического решения задачи последовательно регистрируют реомиосигнал аутомышцы, выделяют максимум этого сигнала, вычисляют отношение значения реомиосигнала аутомышцы в выбранной точке кардиоцикла к максимуму реомиосигнала аутомышцы и сравнивают полученное отношение с установленным порогом, причем при превышении полученного отношения установленного порога уменьшают общую длительность воздействия на аутомышцу, а при превышении порога вычисленного отношения увеличивают общую длительность воздействия на аутомышцу. Устройство содержит связанные между собой кардинальный канал, мышечный канал и блок регулирования общей длительности воздействия на аутомышцу, при этом вход кардинального канала соединен с сердцем, выход мышечного канала подключен к лоскуту аутомышцы, мышечный канал выполнен в виде последовательно соединенных программируемого делителя кардиоциклов, генератора стимулирующих импульсов и выходного каскада, блок регулирования общей длительности воздействия на аутомышцу содержит составе дешифратор, выход которого образует выход блока регулирования, причем выход блока регулирования подключен к входу управления генератора стимулирующих импульсов, причем по первому варианту технического решения задачи в него введены последовательно соединенные блок формирования реомиосигнала и блок измерения длительности реомиосигнала, при этом вход блока формирования реомиосигнала подключен к лоскуту аутомышцы, выход блока формирования реомиосигнала подключен к лоскуту аутомышцы, выход блока формирования реомиосигнала связан с входом блока регулирования общей длительности воздействия на аутомышцу, вход синхронизации которого соединен с выходом программируемого делителя кардиоциклов, а вход запрета блока формирования реомиосигнала подключен к выходу генератора стимулирующих импульсов, а по второму варианту технического решения задачи в него введены последовательно соединенные блок формирования реомиосигнала, причем вход блока формирования реомиосигнала подключен к лоскуту аутомышцы, выход блока формирования реомиосигнала дополнительно связан с вторым входом блока вычисления отношения значений реомиосигнала, выход синхронизации которого соединен с выходом кардионального канала, выход блока вычисления отношения значений реомиосигнала подключен к входу блока регулирования общей длительности воздействия на аутомышцу, вход синхронизации которого связан с выходом программируемого делителя кардиоциклов, при этом вход сброса блока выделения максимума реомиосигнала соединен с выходом кардиального канала, а вход запрета блока формирования реомиосигнала подключен к выходу генератора стимулирующих импульсов. 34 з.п. ф-лы, 9 ил.
| Электростимулятор мышечного насоса крови | 1988 |
|
SU1597200A1 |
| Устройство для сортировки каменного угля | 1921 |
|
SU61A1 |
