Электростимулятор дыхания Советский патент 1986 года по МПК A61H31/00 

Изобретение относится к медихщнс- кой технике, а именно к устройствам для электростимуляции дыхания, и может быть использовано при лечении острой и хронической дыхательной недостаточности,

Цель изобретения - предупреждение гиповентиляции при отсутствии естественной дыхательной активности путем осуществления электростимуляции синхронно и асинхронно дыхательным попыткам, а также путем автоматического включения асинхронной электростимуляции дыхания при отсутствии сигнала датчика дыхания.

На чертеже изображена структурная схема электростимуляции дыхания..

Электростимулятор дыхания содержит датчик 1, генератор 2, индикатор 3 и последовательно соединенные формирователь 4 импульсов, усилитель 5 мощности и электроды 6 и 7 Кроме того, электростимулятор снабзкен по следовательно соединенными первым делителем 8 частоты, вторым делителем 9 частоты, счетчиком 10, инвертором 11, первой схемой ИЛИ-НЕ 12 и второй схемой ИЛИ-НЕ 13, подключенной к входу формирователя 4 импульсов, а также синхронизатором 14, вход которого соединен с датчиком 1, а вьпсод - со счетчиком 10 и третьей схемой ИЛИ-НЕ 15, Выход последней подключен к входу второй схемы ИЛИ-НЕ 13, причем выход первого делителя 8 частоты соединен с первой схемой ИЛИ-НЕ 12, выход счетчика 10 подключен к его входу и третьей схеме ИГГИ-НЕ 15. Выход формирователя 4 импульсов соединен с индикатором 3, а в качестве датчика 1 используется преобразователь частоты дыхания в электрический сигнал.

Устройство работает следующим образом.

Дыхательные попытки пациента воспринимаются датчиком 1, вырабатьгоаю- щкм электрический сигнал, пропорциональный объему дыхания. Датчик 1 может быть выполнен, например, в виде пневмотахографической трубки, соединенной со вторичным преобразователем дыхания в электрический сигнал, или в виде термистора со схемой измерения, который фикс 1рует прохождение газа через верхние дыхательные пути.

Сигнал с выхода датчика 1 поступает на вход синхронизатора 14, кото рый на каждую дыхательную попытку

пациента (возрастание электрического сигнала на выходе датчи ка 1) формирует на выходе синхроимпульс,, Синхроимпульсы, поступая на вход установки нуля счетчика 10, выход в состояние логического которое подтверждается при каждом появлении синхроимпульса. Но при этом необходимо выполнение следующего условия:

устанавливают его- О,

5

0

5

0

5

0

Тси Т,

К, К,

К

}

(1)

5

где Tj, - пауза между соседними синхроимпульсами ; Т - период следования импульсов

на выходе генератора, К , - коэфс1зициент деления первого

делителя частоты; К - коэффициент деления второго

делителя частоты, К - коэффициент деления счетчика, т.е. коэффициент пересчета счетчика от нулевого состояния до состояния логической 1 на его выходе. Это условие говорит о том, что состояние на выходе счетчика не должно изменяться из состояния логического О из-за поступления импульсов . на счетном входе счетчика 10.

Сигнап логического О с выхода счетчика 10 поступает на второй вход третьей схемы ИЛИ-НЕ 15 и ,..разреша- ет прохождение синхроимпульсов с выхода синхронизатора 14 па первьй вход третьей схемы ИЛИ-НЕ 15. Синхроимпульсы инвертируются и поступают на первьй вход второй схемы ИПИ-НЕ 13s па второй вход которой поступает сигнал логического О, так как сигнал логического О с выхода счетчика 10 через инвертор 11 поступает инвертированным (сигнал логической 1) на первьй вход первой схемы ИЛИ-НЕ 12 и устанавливает его выход в состояние логического О, Инвертированные импульсы с выхода второй схемы Mli-HE 13 поступают на вход формирователя 4 импульсов еще раз инвертированными. Формирователь 4 импульсов по каждому импульсу, поступающему на его вход, формирует на выходе пачку импульсов, требуемую для моделирования процесса вдоха. Пачки имггульсов с выхода формирователя 4 имщ; льсов, поступая на вход усилителя 5 мощности, усиливаются до требуемой величины и поступают на электроды 6 и 7, которые располагаются на cтимyJп pyющиx участках тела

пациента для электростимуляции диа- или диафрагмальных нервов. И таким образом осуществляется электростимуляция дыхания синхронно дыхательным попыткам пациента (синхронна электростимуляция),

При отсутствии синхроимпульсов на выходе синхронизатора 14 в течение заданного времени, т.е. не выполняется условие (1), на выходе счетчика 10 появляется сигнал логической 1, который по входу разрешения счетчика 10 останавливает счетчик.

Отсутствие синхроимпульсов на выходе синхронизатора 14 может быть обусловлено следующими причинами: не срабатьгоает датчик дыхания, например термисторньй датчик дыхания в носовой полости при насморке, отключается датчик, например вынимается пнев- мотахографическая трубка изо рта при разговоре при приеме пищи, а также отключается врачом-оператором с цель осуществления асинхронной злектрости муляции дыхания, отсутствует собственное дыхание пациента.

Сигнал логической 1 с выхода счетчика 10 поступает на вход инвертора 11, инвертируется на его выходе (сигнал логического О) и прступает на первый вход первой схемы ИЛИ-НЕ 12, разрешая прохождению импульсов с выхода первого делителя 8 частоты через второй вход первой схены И.Г1И-Н 12. Инвертированные импульсы поступают на второй вход второй схемы ИЛИ-НЕ 13, на первый вход которой поступает сигнал логического О, так как сигнал логической 1 на выходе счетчика 10 устанавливает выход третьей схемы ИЛИ-НЕ 15 в состояние логического О. Инвертированные импульсы со второй схемы ШЖ-НЕ 13 поступают на вход формирователя 4 импульсов еще раз инвертированными.

Пачки импульсов, сформированные формирователем 4 импульсов, усиливаются до требуемой величины усилителем 5 мощности и поступают на электроды 6 и 7, которые располагаются на стимулируемых участках тела пациента. И таким образом осуществляется асинхронная электростимуляция дыхания, так как формирование импульсов на выходе первого делителя 8 частоты не связано с дыхательными попытками пациента, а их параметры определяются лишь параметрами генератора 2 и первого делителя 8 частоты. ,

1

тг г Де Гд,- частота следования Т, К,

асинхронных импульсов на выходе пер- i вого делителя частоты или частота 5 следования пачек импульсов на выходе формирователя импульсов.

Таки образом, изменяя коэффициент деления первЬго делителя 8 частоты, можно регулировать частоту дыха0 ния пациента при электростимуляции дыхания в асинхронном режиме, так как пачка импульсов соответствует вдоху пациента, а пауза между пачками - выдоху пациента.

5 Поступления пачек импульсов с выхода формирователя 4 импульсов в индикатор 3 сопровождается звуковой и световой сигнал шзацией, что позволяет подстраивать собственное дыха0 ние пациента под пачки стимулируюп1их импульсов. Тов. синхронизировать собственное дыхание со стимулирую1Т -1м сигналом.

Появление синхроимпульсов на вы5 ходе синхронизатора 14 вызьшает появление сигнала логического О па выходе счетчика 10, при выполнении условия (1), и осуществляется злек- трост1шуляцкя дыхания синхронно ды

Q хательнь м попыткам пациента.

Изменением коэффициента делетпш второго делителя 9 частоты можно выбирать длиталышсть паузы ые}к.чУ син- xpoп iIIyльca iи, при которой не происходит авто1- атическое включение асинхронной злектростзи1уляи.ми дыхания, конкретно для каждого пациента, исходя из его индивидуальных особенностей.

Таким oGpasobi, пpeдлaгae oe устройство позволяет ос ацсстБЛять элек- тростимуля11;ию дыхания пациента синхронно и асинхронно его дыхательным попыткам, что обеспечивает расширение контингента больных, лечащихся с по- . мощью данного электростимулятора дыхания, а также повыщепие эффективности 3лектростимуляции дыхания.

Автоматическое включение асинхронной электростимуляции дыхания при отсутствии его в течение заданного времени или малой величине сигнала датчика дыхания обеспечивает высокую надежность работы электростимулятора дыхания, уменьшение летальных исходов, повьЕпение эффективности электростимуляции дыхания, а также расширения функциональных возможностей пациейта.

5

0

5

0