Стимулятор дыхания Советский патент 1985 года по МПК A61H31/00 

Изобретение относится к области медицинской техники, а именно к стимуляторам дыхания, и может быть использовано в медицинской практике для восстановления или компенсации дыхательной недостаточности.

Цель изобретения -- проведение стимуляции только в период отклонения от заданного ритма дыхания.

На чертеже приведена .структурная схема предлагаемого стимулятора дыхания.

Стимулятор Д1 1хщния состоит из усилителя 1, воздействующих электродов 2, входных электродов 3, селектора 4 R-зубца, генератора 5, первого 6 и второго 7 счетчиков, делителя 8 частоты, Д-триггера 9, первой 10 и второй 11 схемы ИЛИ-НЕ, схемы 12 пересчета и модулятора 13.

В.код селектора 4 R-зубца соединен с входными электродами 3, а выход селектора R-зубца 4 соединен с входами установки «О первого 6 и второго 7 счетчиков, со счетным входом Д-триггера 9 и с одним входом первой схемы ИЛИ-НЕ 10, второй вход которой соединен с выходом D-триггера 9, а выход первой схемы ИЛИ-НЕ 10 соединен с одним входом второй схемы ИЛИ-НЕ И, второй вход которой соединен с выходом и с входом разрешения второго счетчика 7, счетный вход которого соединен с выходом делителя частоты 8, вход которого соединен с выходом генератора бис счетным входом первого счетчика 6, выход и вход разрешения которого соединены с D-BXOдом D-триггера 9, а выход второй схемы ИЛИ-НЕ II соединен с входом схемы 12 пересчета, выход которой соединен с входом модулятора 13, выход которого соединен с входом усилителя 1, выход которого соединен с воздействуюшими электродами 2.

Стимулятор дыхания работает следующим образом.

На каждое сокращение сердца селектор 4 R-зубца формирует импульс сердечного сокращения по сигналу, поступающему с входных электродов 3. В том случае, когда последовательность импульсов сердечных сокращений проходит на вход схемы 12 пересчета при частотах сердечных сокращений больших fnopt и меньших (дорН, то схема 12 пересчета, модулятор 13 и усилитель 1 формируют пачки стимулирующих импульсов с длительностью, равной периоду импульсов сердечных сокращений, и интервалом между пачками, равным трем периодам импульсов сердечных сокращений, которые поступают на воздействующие электроды 2. Формирование происходит следующим образом. На выходе схемы 12 пересчета формируются импульсы с периодом в 4 раза большим периода импульсов сердечных сокращений

и длительностью, равной периоду импульсов сердечных сокращений. Каждый импульс с выхода схемы 12 пересчета, поступая на вход модулятора 13, формирует на его выходе частотно-модулированную последовательность импульсов (для обеспечения плавного сокращения диафрагмы), т.е. пачку стимулирующих импульсов, которая через усилитель 1, служащий для обеспечения необходимых энергетических данных, поступает на воздействующие электроды. При отсутствии импульса на выходе схемы 12 пересчета (интервал между импульсами), на выходе модулятора 13 формируется логический «О и на воздействующих 5 электродах 2 амплитуда сигнала равна О, т.е. стимуляции диафрагмы или диафрагмального нерва отсутствует.

В том случае, когда на входе схемы 12 пересчета отсутствует последовательность импульсов сердечных сокращений (при частотах сердечных сокращений, находящихся в диапазоне частот от 1ло,Н до fnopb), то на его выходе логический «О и на воздействующих электродах 2 амплитуда сигнала равна 0.

Формирование пороговых значений частот сердечных сокращений fnopb и fnopH для прохождения импульсов сердечных сокращений от селектора 4 R-зубца к схеме 12

0 пересчета происходит следующим образом. С генератора, представляющего собой генератор импульсов, последовательность импульсов непрерывно поступает на счетный вход первого счетчика 6 и через делитель 8 частоты на счетный вход второго счетчика 7,

а с выхода селектора 4 R-зубца на входы установки «О данных счетчиков непрерывно поступают импульсы сердечных сокращений. При появлении логической «1 на выходе первого 6 или второго 7 счетчика, она по

входу разрешения этого же счетчика останавливает счетчик (последовательность импульсов на счетном входе не вызывает изменение состояния на его выходе) и переводятся в нулевое состояние счетчики только импульсами сердечных сокращений по входам установки «О. Появление логической «1 на выходе первого счетчика 6 за один период импульсов сердечных сокращений зависит от частоты генератора 5 и коэффициента пересчета первого счетчика 6 от

0 нулевого состояния до состояния логической «1 на его выходе, т.е. время перевода первого счетчика 6 из нулевого состояния в состояние логической «1 на его выходе, должно быть меньще времени между двумя соседними импульсами сердечных сокраще5 НИИ. В этом случае логическая «1 с выхода первого счетчика 6 поступает на D-вход D-триггера 9 и каждый импульс сердечных сокращений (положительный перепад импульса), приходящий на тактовый вход D-триггера 9 передает логическую «1 с D-входа на выход D-триггера. При времени перевода первого счетчика 6 из состояния логического «О в состояние логической «1 на его выходе большем времени между двумя соседними импульсами сердечных сокращений, состояние на выходе первого счетчика 6 не изменяется и всегда соответствует состоянию логического «О, которое передается на выход D-триггера.

Таким образом, существует пороговое значение частоты сердечных сокращений fnopb выше которого на выходе D-триггера 9 устанавливается состояние логического «О - разрешающее, а ниже которого на выходе D-триггера 9 устанавливается состояние логической «1 - запрещающее для прохождения импульсов сердечных сокращений через первую схему ИЛИ-НЕ 10 с выхода селектора 4 Р-зубца на вход схемы 12 пересчета.

Появление логической «1 на выходе второго счетчика 7 за один период импульсов сердечных сокращений зависит от частоты генератора 5, коэффициента деления делителя 8 частоты и коэффициента пересчета второго счетчика 7 от нулевого состояния логической «1 на его выходе, т.е. время перевода второго счетчика 7 из нулевого состояния в состояние логической «1 на его выходе должно быть меньше времени между двумя соседними импульсами сердечных сокращений, т.е. существует пороговое значение частоты сердечных сокращений, ниже которого на выходе второго счетчика 7 формируется импульсная последовательность с частотой сердечных сокращений, которая через вторую схему ИЛИ-НЕ 11 поступает на вход схемы 12 пересчета. Это нижнее пороговое значение частоты сердечных сокращений fnopH. При частоте сердечных сокращений выше fnopH на выходе

второго счетчика 7 всегда состояние логического «О.

СТИМУЛЯТОР ДЫХАНИЯ, содержащий последовательно соединенные .модулятор, усилитель и воздействующие электроды, генератор, схему пересчета и последовательно соединенные входные электроды, селектор R-зубца, отличающийся тем, что, с целью проведения стимуляции только в период отклонения от заданного ритма дыхания, он снабжен последовательно соединенными первым счетчиком, D-триггером, первой схемой ИЛИ-НЕ, второй схемой ИЛИ-НЕ, а также последовательно соединенными делителем частоты и вторым счетчиком, соединенным с второй схемой ИЛИ-НЕ, причем селектор R-зубца подключен к D-триггеру, первой схеме ИЛИ-НЕ и первому и второму счетчикам, выходы которых подключены к их входам, генератор соединен с первым счетчиком и делителем частоты, выход которого подключен к второму счетчику, вход схемы пересчета соединен с второй схемой ИЛИ-НЕ, а выход - с модулятором.