Неинвазивный стимулятор Советский патент 1991 года по МПК A61N1/36 

Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано для чреспищеводной стимуляции сердца в условиях неотложной терапии.

Цель изобретения - снижение дискомфортных и исключение болевых ощущений пациента, повышение экономичности и помехозащищенности, а также исключение искажения записи ЭКГ.

На фиг.1 изображена функциональная схема неинвазивного стимулятора; на фиг.2 - схема блока логики; на фиг.З - схема регулятора напряжения; на фиг.4 - схема повторителя напряжения; на фиг.5 - схема формирования формы импульсов; на фиг.6 - схема разрядного блока; на фиг.7 - схема распределительного блока; на фиг.З - блок защиты от перегрузки.

Неинвазивный стимулятор состоит из последовательно соединенных генератора импульсов 1, формирователя длительности импульсов 2, блока логики 3, формирователя формы импульсов 4, разрядного блока 5, блока защиты от перегрузки б. Один из выходов блока логики 3 подключен к регулятору напряжения 7, который через двухтактный повторитель напряжения 8, накопительный конденсатор 9 и распределительный блок 10 подключен к электроду 11. Преобразователь напряжения 12 подключен к регулятору напряжения 7 и двухтактному повторителю напряжения 8, выход которого подключен к второму входу разрядного блока 5. Выход блока формирования длительности импульсов 2 соединен с вторым входом блока защиты 6, выход которого подключен ко второму входу блока логики 3. К электроду 11 подключен блок индикации наличия импульсов 13.

Блок логики 3 состоит из последовательно соединенных элементов ИЛИ 14 и НЕ 15. При этом выходами блока являются выходы как элемента ИЛИ, так и элемента НЕ. Регулятор напряжения 7 содержит двух- каскадный усилитель на транзисторах 16 и 17.

Повторитель напряжения 8 содержит два транзистора 18 и 19, включенных по

ON

-N

00

О 00

двухтактовой схеме,эмиттеры которых связаны с выходом блока через резистор 20.

Блок формирования формы импульсов 4 содержит схему змиттерного повторителя на транзисторе 21 с Г-образным НЧ-фильт- ром, к выходу которого подключен разрядный ключ 22, собранный по схеме с ОЭ. Разрядный блок 5 выполнен по схеме переключателя на транзисторе 23.

Распределительный блок 10 выполнен в виде двух диодов 24 и 25, один из которых (24) шунтирован резистором 26 и соединен с общей шиной, а второй (25) - с выходом блока.

Блок защиты от перегрузки б содержит компаратор 27 и эпемент ИЛИ-НЕ 28, соединенные последовательно, которые образуют триггер Шмидта с принудительным сбросом и запретом запуска по второму входу элемента ИЛИ-НЕ 28.

Стимулятор работает следующим образом.

Включается генератор импульсов 1 На начальном этапе устанавливают частоту стимуляции, сообразуясь с состоянием пациента. Блок формирования длительности импульсов 2 формирует импульсы необходимой длительности. Кроме тою, блок может работать и or внешних синхроимпульсов, формируя из них требуемую последовательность импульсов.

Импульсы стимуляции одновременно поступают на вход блока логики 3 и на вход блока защиты 6. На выходе блока логики 3 формируются три импульса, один из которых поступает на два входа блока формирования формы импульсов 4, где формируется импульс с плавно нарастающим фронтом и крутым срезом.

Нарастающее напряжение импульса исключает большой выброс тока на переднем фронте импульса, что снижает дискомфортные и исключает болевые ощущения, а также исключает ложное срабатывание блока защиты 6 от выброса тока. Крутой срез исключает протекание большого сквозного тока через повторитель 8 и разрядный блок 5, что повышает экономичность стимулятора.

Преобразователь напряжения 12, управляемый импульсами с блока логики 3, обеспечивает повышение напряжения до уровня стимуляции 25-53 В.

В паузе между импульсами напряжение с преобразователя 12 через регулятор напряжения 7 и двухтактный повторитель на- пряжения 8 прикладывается к левой обкладке конденсатора 9. При этом его правая обкладка имеет нулевой потенциал.

При приходе импульса на регулятор напряжения 7 и разрядный блок5 последние стробируются, прекращается подача напряжения на конденсатор 9, открывается и на- сыщается транзистор 23 разрядного блока 5, замыкая левую обкладку конденсатора 9 на общую шину На правой обкладке конденсатора 9 появляется отрицательный импульс напряжения, который через диод 25 0 распределительного блока 10 поступает на пищеводный электрод 11.

Подобная схема управления стимуляции, когда в период длинной паузы накапливается заряд на конденсаторе 9, а в 5 период действия короткого импульса на разрядном блоке 5 конденсатор 9 разряжается, обеспечивает высокую экономичность работы стимулятора, что существенно отличает его от известных стимуляторов подо- 0 бного типа и. в частности, от прототипа. Кроме того, исключается мощная импульсная помеха по общей шине питания в течение длительности импульса, что повышает помехоустойчивость всех узлов стимулято- 5 рз, а также значительно уменьшается помеха в паузе между импульсами, что повышает стабильность генератора импульсов 1.

Регулятором напряжения 7 на начальном этапе стимуляции производит- 0 ся подстройка амплитуды стимулирующего напряжения с учетом индивидуальных особенностей пациента до надпорогового значения, что контролируется по записи ЭКГ.

Стимулятор имеет защиту от помех и 5 перегрузок. Помехи могут быть как внутренние, обусловленные перезарязкой конденсатора 9 в паузе между импульсами, так и внешние, вызываемые наводками от работы внешних электроустановок. 0 Внутренняя помеха в паузе между импульсами действует, как правило, по шине питания. При этом блок логики 3 вырабатывает сигнал, который поддерживает регулятор напряжения во включенном состоянии, 5 а блок формирования формы импульсов 4, разрядный блок 5 и блок защиты от перегрузок 6 - в закрытом состоянии.

В случае возникновения помехи (перегрузок) в течение длительности импульса 0 срабатывает блок защиты 6, который формирует сигнал запрета, поступающий на блок логики 3, который прекращает через блок формирования формы импульса 4 и разрядный блок 5 протекание импульсного 5 тока через конденсатор 9, предотвращая прохождение стимулирующего импульса повышенной амплитуды к пациенту.

Распределительный блок 10 служит для предотвращения динамического смещения на нагрузке - контактах пищеводного электрода, снижая дискомфортные ощущения и исключая болевые, для повышения помехоустойчивости блока индикации наличия импульсов 13, предотвращения протекания тока заряда конденсатора Э в паузе между импульсами через нагрузку, также исключает искажение ЭКГ и р-зздражение слизистой оболочки пищевода при регулировке амплитуды стимулирующего импульса путем предотвращения подзаряда накопительного конденсатора 9 через электрод. Кроме того, повышается надежность стимулятора при пробое накопительного конденсатора 9,

Формула изобретения 1. Неинвазивный стимулятор, содержащий генератор импульсов, преобразователь напряжения, блок индикации наличия импульсов, блок защиты от перегрузки и элек- трод, отличающийся тем, что, с целью снижения дискомфортных и исключения болевых ощущений пациента, повышения зко- номичности и помехозащищенности и исключения искажения записи ЭКГ, в неги введены последовательно соединенные формирователь длительности импульсов, блок логики, формирователь формы импульса, разрядный блок, подключенный к блоку защиты от перегрузки, а также регулятор напряжения, двухтактный повторитель напряжения, накопительный конденсатор и распределительный блок, подключенный к пищеводному электроду, причем один выход блока логики подключен к входу регуля- тора напряжения, а два других выхода - к двум входам формирователя формы импульсов, преобразователь напряжения подключен к второму входу регулятора напряжения и двухтактному повторителю напряжения, выход которого подключен к разрядному блоку, блок индикации наличия импульсов

0

5

0 5 0 5 0

подключен к пищеводному электроду, выход формирователя длительности импульсов подключен к второму входу блока защиты от перзгрузки, выход которого соединен со вторым входом блока логики.

2.Стимулятор поп.1,отличающий- с я тем, что блок логики содержит последовательно соединенные элементы ИЛИ и НЕ,

3.Стимулятор поп.1, отличающий- с я тем, что формирователь формы импульса выполнен в виде эмиттерного повторителя с Т-образным НЧ-фильтром, к выходу которого подключен разрядный ключ.

4.Стимулятор поп.1,отличающий- с я тем, что разрядный блок выполнен в виде транзисторного переключателя.

5.Стимулятор поп. 1, отличаю щи й- с я тем, что регулятор напряжения выполнен в виде двух последовательно соединенных транзисторных усилительных каскадов, первый выполнен по схеме с общим эмиттером, второй - по схеме с общим коллектором.

6.Стимулятор поп.1,отличающий- с я тем, что повторитель выполнен на двух транзисторах, базы которых являются входом, а эмиттеры через резистор - выходом повторителя.

7.Стимулятор по п.1, о т л и ч а ю щ и й- с я тем, что распределительный блок выполнен в виде двух диодов, один из которых шунтирован резистором и в прямом направлении соединен с общей шиной, а второй - в обратном направлении - с пищеводным электродом,

8.Стимулятор по п. 1, о т л и ч а ю щ и й- с я тем, что блок защиты от перегрузки выполнен в виде последовательно, соединенных компаратора и элемента ИЛИ-НЕ, выход которого является выходом блока, а входами - входы компаратора и элемента ИЛИ-НЕ.

Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано для чреспищеводной стимуляции сердца. Цель изобретения-исключение болевых ощущений у пациента, повышение помехозащищенности и исключение искажения записи ЭКГ. В стимулятор введены формирователь длительности импульсов 2, блок логики 3, формирователь формы импульсов 4, разрядный блок 5. регулятор напряжения 7, повторитель напряжения 8, накопительный конденсатор 9 и распределительный блок 10. 7 з.п. ф-лы, 8 ил.

фиг.1

S

угпф

61

OZ

9

QL

5L

-cm

tt

Јгпф

Ztnfi

W

(риг. 6

г

10 25

-w-f-

4/4

гв

/У77

фиг

фиг.в