Электростимулятор дыхания Советский патент 1983 года по МПК A61H31/00 

сл

о

« 4

ЭЛЕКТРОСТИМУЛЯТОР ДЫХАНИЯ, содержащий последовательно соединенные наруягсные электроды и выделитель R-зубцов, а также связанные между собой электроды и формирователь стимулирующих импульсов, отличающийся тем, что, с целью повышения безопасности стимуляции, он снабжен последовательно соединенными формирователем порогового напряжения, пороговой схемой, блоком логики, формирователем интервалов дыхания, выключателем, ключом, формирователем импульсов, селектором и усилителем, связанной с блоком логики схемой сигнализации и измерителем амплитуды, подключенным к ключу, формирователю импульсов и усилителю, причем выделитель R-зубцов соединен с блоком логики формирователем (Л стимулирующих импульсов и выключателем, ключ связан с пороговой схемой, а электроды подключены к усилителю.

. /

Изобретение относится к медицине, а именно к электростимуляторам дыхания.

Известны электростимуляторы дыхания, содержащие усилитель, ключ, счетчик, электроды и схему задержки 1.

Недостатком таких устройств является отсутствие синхронизации ритмов дыхания и сердца.

Известны также электростимуляторы дыхания, содержащие наружные электроды, выделитель R-зубцов, электроды и формирователь стимулирующих импульсов 2.

Недостатком известного устройства является низкая безопасность стимуляции.

Цель изобретения - повыщение безопасности стимуляции.

Поставленная цель достигается тем, что электростимулятор дыхания, содержащий последовательно соединенные наружные электроды и выделитель R-зубцов, а также связанные между собой электроды и формирователь стимулирующих импульсов, снабжен последовательно соединенными формирователем порогового напряжения, пороговой схемой, блоком логики, формирователем интервалов дыхания, выключателем, ключом, фор.мирователем импульсов, селектором и усилителем, связанной с блоком логики схемой сигнализации и измерителем амплитуды, подключенным к ключу, формирователю импульсов и усилителю, причем выделитель R-зубцов соединен с блоком логики, формирователем стимулирующих импульсов и выключателем, ключ связан с пороговой схемой, а электроды подключены к усилителю.

На фиг. 1 изображена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - блоксхема блока логики; на фиг. 3 - условные временные диаграммы сигналов на выходах отдельных блоков.

Электростимулятор дыхания содержит последовательно соединенные наружные алектроды 1, выдилитель 2 R-зубцов, формирователь 3 порогового напряжения, пороговую схему 4, блок 5 логики, схему 6 сигнилазации, формирователь 7 интервалов дыхания, формирователь 8 стимулирующих импульсов, электроды 9, усилитель 10 внутриполостной электрокардиограммы (ЭКГ), измеритель 11 амплитудь, ключ 12, селектор 13, формирователь 14 импульсов и выключатель 15.

Блок 5 логики может быть выполнен на двух последовательно соединенных триггерах 16 и 17 и счетчике 18 импульсов.

Наружные электроды 1 располагаются на поверхности тела пациента обычным образом, как при регистрации электрокардиограммы. Стимуляционный электрод 9 вводится в вену.

Устройство работает следующим образом.

При введении стимуляционного электрода 9 в вену контакты выключателя 15 разомкнуты и стимулирующие импульсы на выходе формирователя 8 стимулирующих импульсов не формируются.

Электрокардиографический сигнал (фиг. 3 а) с наружных электродов 1 поступает на вход выделителя 2 R-зубцов, на выходе которого формируются импульсы (фиг. 3 б) в моменты возникновения QRS-комплексов. Внутриполостной электрокардиографический сигнал (фиг. 3 в) со стимуляционного электрода 9 через усилитель 10 внутри0 полостной ЭКГ поступает на входы измерителя 11 амплитуды и селектора 13 импульсов. На выходе селектора 13 импульсов формируются импульсы (фиг. 3 г) при возникновении любого из кардиоимпульсов внутриполостной ЭКГ, которые поступают на формирователь 14 импульсов, на одном выходе которого формируются импульсы, задержанные относительно входных на несколько десятков, например 70, миллисекунд и длительностью 0,1-1 мс, которые поступа0 ют на управляющий вход ключа 12. На втором выходе формирователя 14 импульсов формируются сбросовые импульсы длительностью менее 1 мс непосредственно после окончания импульсов на первом выходе, которые поступают на сбросовый вход из5 мерителя 11 амплитуды.

Измеритель 11 амплитуды может быть выполнен из последовательно соединенных двухполупериодного детектора и пикового детектора со сбросом. Поскольку сбросо вые импульсы с выхода формирователя 14 импульсов задержаны относительно кардиоимпульсов на несколько десятков миллисекунд, то перед их приходом во время формирования первых импульсов на выходе формирователя 14 импульсов, поступающих на ключ 12, выходе измерителя 11 амплитуды формируется напряжение (фиг. 3 д) соответствующее амлитуде кардиоимпульсов Внутриполостной ЭКГ, а на выходе ключа 12 - импульсы, амплитуда которых

соответствует амплитуде кардиоимпульсов, а длительность составляет 0,1-1 мс (фиг. 3 е).

С выхода ключа 12 импульсы поступают на вход пороговой схемы 4, на второй вход которой поступает пороговое напря жение с выхода формирователя 3 порогового напряжения.

Определение положения стимулирующего электрода 9 производится по амплитуде кардиоимпульсов Внутриполостной ЭКГ:

Ц стимулирующий электрод 9 находится в сосуде, если амплитуда R-зубцов и QRS - комплексов меньще определенных величин (например, амплитуда R-зубцов меньше 1,2 мВ, а амплитуда QRS-комплексов меньше 3,5 мВ) и наоборот, если амплитуда R5 зубцов или QRS-комплексов превышает указанные величины, то стимулирующий электрод 9 находится в предсердии или желу цочке сердца. Поэтому формирователь 3 порогового напряжения формирует пониженное пороговое напряжение во время диастолы и повышенное пороговое напряжение во время систолы. Повышение порогового напряжения производится во время переднего фронта импульсов выделителя 2 R-зубцов (фиг. 3 ж), а понижение осуш,ествляется через , равное продолжительности электрической систолы сердца Т (с) , вычисляемой по формуле Т(0-0,38, где Т - длительность сердечного цикла. Если стимулирующий электрод 9 находится в сосудах, то амплитуды кардиоим.пульсов не превышают пороговых величин (первый PQRST-комплекс на внутриполостной ЭКГ, фиг. Зв), на выходе пороговой схемы 4 отсутствуют импульсы (фиг. Зз) и также отсутствует сигнал на выходе блока 5 логики (фиг. Зи). Продвижение электрода 9 продолжают по вене и как только его контактная плошадка попадает в предсердие, возрастает и становится выше пороговой величины амплитуды R-зубцов (второй и третий R-зубцы на внутриполостной ЭКГ, фиг. 3 в), возрастает амплитуда импульсов на выходах измерителя 1 1 амплитуды (фиг. 3 д), клюЧа 12 (фиг. 3 е) и на выходе пороговой схемы 4 появляются импульсы (фиг. 3 з), которые поступают на вход блока 5 логики, после чего на его выходе возникает сигнал (фиг. 3 и), поступающий на схему 6 сигнализации и вызывающий ее срабатывание. При попадании контактной площадки в желудочек сердца пороговую величину превышает амплитуда QRS-комплексов. Затем выдвигают стимулирующий электрод 9 обратно на 5-7 см, при этом его контактная площадка выходит из предсердия и оказывается рядом с дыхательным нервом. Амплитуда кардиоимпульсов внутриполостной ЭКГ становится ниже пороговой. Сигнал на выходе блока 5 логики исчезает и схема 6 сигнализации прекращает свою работу. Рассмотрим работу блока 5 логики. На один из входов триггера 16 и на счетный вход счетчика 18 импульсов поступают импульсы с выхода выделителя 2 К -зубцов. При превышении амплитуды кардиоимпульсов внутриполостной ЭКГ пороговой величины импульсы со выхода пороговой схемы 4 поступают на второй вход триггера 16 и перебрасывают его, сигнал с его выхода перебрасывает триггер 17 и сбрасывает счетчик 18 импульсов. Сигнал с выхода триггера 17 поступает на схему сигнализации и формирователь 7 интервалов дыхания. Триггер 16 перебрасьшается в исходное состояние во время формирования очередного импульса на выходе выделителя 2 R-зубцов. После выдвижения электрода 9 из полостей сердца и уменьшения амплитуды кардиоимпульсов внутриполостной ЭКГ до значений, ниже пороговых, импульсы на выходе пороговой схемы 4 перестают формироваться, триггер 16 - перебрасываться и счетчик 18 импульсов - сбрасываться. Если импульсы на выходе пороговой схемы 4 не появляются в течение нескольких, например 5, сердечных циклов, то на выходе счетчика 18 импульсов появляется напряжение которое перебрасывает триггер 17 в исходное состояние и напряжение на выходе блока 5 логики пропадает. После установки стимулирующего электрода 9 замыкают контакты выключателя 15, импульсы с выхода формирователя 7 интервалов дыхания поступают на формирователь 8 стимулирующих импульсов, на выходе которого во время действия импульсов формирователя 7 интервалов дыхания формируются стимулирующие импульсы, поступающие через стимулирующий электрод 9 к дыхательному нерву и вызывающие вдох пациента. Импульсы с выхода формирователя 7 интервалов дыхания через выключатель 15 поступают также на входы ключа 12 и выделителя 2 R-зубцов, запрещая их работу, в связи с чем анализ кардиоимпульсов внутриполостной ЭКГ производится только во время выхода. Если при стимуляции дыхания стимулирующий электрод 9 под действием тока крови проскальзывает в полость сердца, то возрастает амплитуда кардиоимпульсов внутриполостной ЭКГ и становится выще пороговой, во время выдоха импульсы с выхода пороговой схемы 4 поступают на блок 5 логики, а напряжение с его выхода - на схему 6 сигнализации и на вход формирователя 7 интервалов дыхания и запрещает формирование импульсов на выходе формирователя 7 интервалов дыхания и, соответственно, стимулирующих импульсов на выходе формирователя 8 стимулирующих импульсов. Стимуляция дыхания прекращается и может быть продолжена лишь после того, как электрод будет перемешен из полостей сердца в вену. Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает сигнализацию и прекращение электростимуляции при падении стимулирующего электрода в полости сердца, что повыщает безопасность стимуляции.

.2

3

и

Фиг.З