Электрокардиостимулятор Советский патент 1977 года по МПК A61N1/36 

1

Изобретение относится к медицине,а именно к электрокардиосгимуляторам, и может быть использовано также в биологии для исследования сердечной деятельности.

Известны электрокардиостимуляторы, применяемые для урежения сердечного ритма.

Из известных электрокардкостимупяторов наиболее близким к описываемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является электрокардиостимулятор, содержащий выделитель F -зубцов, выделитель экстрасистол, формирователь строба, блок задержки, блок увеличения задержки и формирователь стимулирующих импульсов 1.

Недостатком известного электрокардио- стимулятора является необходимость ручной установки начальной величины задержки урежающего стимула, что требует высокой квалификации медицинского персонала и может ттривести к опасным осложнениям сердечной деятельности вплоть до фибрилляции желудочков вследствие субъективных ошибок

того, в известном электрокардиостимуляторе невозможна автоматическая

коррекция задержки в случае необходимости ее уменьшения, что также может привести к осложнениям - учашению ритма сердца вместо урежения.

Целью изобретения является повышение надежности и безопасности процедуры уре- жения частоты сердечных сокращений.

Достигается это тем, что в устройство, содержащее выделитель R -зубцов, вгэгделиf

тель экстрасистол, формирователь строба, блок задержки, блок увеличения задержки и формирователь стимулирующих импульсов, включены схема запрет, измеритель длительности сердечного цикла, блок уменьшения задержки и интегратор. Вход выде.лите ля R - зубцов соединен с выходом формирователя cти yлиpyющиx импульсов, а выходсо входами схемы запрет и выделителя экстрасистол, которь е дpyги 4и входами соединены с выходом формирователя строба и входом блока увеличения задержки. Выход схемы запрет соединен со входами блока задержки и измерителя длительности сердечного цикла. Выход выдештеля экстра.систол соединен со входами блока увели-

чения задержки и блока уменьшения задержки, которые выходами соединены со входами интегратора, а также между собой со ответственно от выхода блока увеличения задержки ко входу блока уменьшения задерж ки. Блок задержки соединен выходом с фор мирователем строба и формирователем стимулирующих и шyльcoв, а входами - с измерителями длительности сердечного цикла и интегратором.

При этом блок увеличения задержки выполнен в виде триггера, дифференцирующей цепочки и схемы И. Выходы триггера и дифференцирующей цепочки соединены со вхо- дами схемы И. Вход дифференцирующей цепочки и один из входов триггера соединены с выходом формирователя строба, а другой вход триггера соединен с выходом выделителя экстрасистол.

Кроме того, блок задержки выполнен в виде последовательно соединенных генератора линейно изменяющегося напряжения, схемы сравнения, одновибратора и дифференцирующей цепочки. Запускающий вход генератора линейно изменяющегося напряжения соединен с выходом схемы запрет. Один из входов схемы сравнения соединен с измерителем длительности сердечного цикла. Управляющий вход генератора линейно изменя- ющегося напряжения и управляющий вход одновибратора соединен с выходом интегратора.

Такой электрокардиостимулятор обеспечи-вает полную автоматизацию установки и кор рекцию величины задержки урежающих стимулов, при этом устраняется возможность субъективных ощибок, наблюдаемых при ру ной установке задержки, и обеспечивается своевременная коррекция задержки в случае необходимости.

На фиг. 1 изображена блок-схема элек- трокардиостимулятора; на фиг. 2 - структурная схема блока уменьщения задержки; на фиг. 3 - структурная схема блока увеличения задержки; на фиг. 4 - структурная схема блока задержки; на фиг. 5 - эпюры напряжений, поясняющие работу электрокардиостимулятора; на фиг. 6 - эпюры напряжений, поясняющие работу блока уменьшения задержки; на фиг. 7 - эпюры напряжений, поясняющие работу блока увеличения задержки; на фиг. 8 - эпюры напряжений, поясняющие работу блока задержки.

Электрокардиостимулятор содержит выделитель 1 R -зубцов, выделитель 2 экстрасистол, схему 3 запрет, измеритель 4 длительности сердечного цикла, блок 5 задержки, формирователь 6 строба, формирователь 7 стимулирующих импульсов, блок

8 увеличения задержки, блок 9 уменьшения задержки и интегратор 10.

На вход выделителя 1 R -зубцов поступает внутриполостная ЭКГ с сердечной мыщцы. Выделитель 1 R - зубцов в моменты появления QRS - комплексов формирует синхронизирующие импульсы, которые поступают на один из входов выделителя 2 экстрасистол и вход схемы 3 запрет. Выделитель 2 экстрасистол осуществляет формирование синхронизирующих импульсов, соответствующих экстрасистолическим QP S - комплексам, вызванным урежаюшими стимулирующими импульсами, которые наносятся на сердце в фазу относительной рефрактерности сердечной мыщцы. Схема 3 запрет пропускает на вход измерителя 4 длительности сердечного цикла и вход блока 5 задержки синхронизирующие импульсы, соответствующие естественным QPS -комплекса Измеритель 4 длительности сердечного цикла формирует напряжение, пропорциональное длительности сердечного цикла, которое передается на один из управляющих входов блока 5 задержки. Блок задержки формирует синхронизирующие импульсы, задержанные относительно предыдущих естественных комплексов. Величина задержки регулируется так, чтобы синхроимпульсы совпали по времени с фазой относительной рефрактерности сердечной мыщцы и наносимые в этот момент урежающие стимулирую, щие импульсы вызывали гемодинамические неэффективные экстрасистолы. Начальная челичина задержки устанавливается в зависимости от исходной длительности серде ного цикла и меньще необходимой. В процессе стимуляции величина задержки стимулов регулируется в зависимости от изменения текущей длительности сердечного цикла и их электрической эффективности. Выходные импульсы блока 5 задержки подаются на вход формирователя 6 строба и на вход формирователя 7 стимулирующих импульсов. Формирователь 6 строба вырабатывает импульсы, длительность которых выбирается равной периоду времени, в течение которого после нанесения урежающего стимула возникает вызванный им экстрасистолический QPS - комплекс и осуществляет ся его выделение, например, 100 мсек. Импульс формирователя 6 строба подается на один из входов выделителя 2 экстрасистол и на запрещающий вход схемы 3 запрет. Таким образом, после нанесения уре- жающего стимула схема 3 запрет запирается и импульс выделителя 1 R-зубцов, соответствующий вызванной этим стимулом экстрасистоле, схемой 3 запрет не пропускается. Выходные импульсы блока 5 задержки подаются на вход формирователя 7 стимулирующих импульсов, выходные импуль сы которого подаются на сердце. Один из входов блока 8 увеличения задержки соединен с выходом выделителя 2 экстрасистол, другой - с выходом формирователя строба. Если во время действия строба не появился экстрасистолический QI 5 - комплекс, это свидетельствует об электрической неэффективности урежающего стимулирующего импульса вследствие его попадания в фазу абсолютной рефрактерноети из-за недостаточной величины задержки. При этом с выхода блока 8 увеличения задержки на один из входов блока 9 уменьщения задержки и на один из входов интегратора 10 подается импульс. При этом увеличивается выходное напряжение интегратора, которое подается на один из управляющих входов блока 5 задержки, и длительность задержки увеличивается. Процесс увеличения задержки продолжается до тех пор, пока стимулирующие импульсы не станут электрически эффективными. Один из входов блока 9 уменьщения задержки соединен с выходом выделителя 2 экстрасистол, другой - с выходом блока 8 увеличения задержки. Если в течение определенного эремени например 30 мин, все стимулы электрически эффективны, о чем свидетельствует наличие импульсов на выходе выделителя 2 экстрасистол и отсут ствие импульсов на выходе блока 8 увеличения задержки, после нанесения очередного стимула с выхода блока 9 уменьщения задержки на один из входов интегратора 10 подается импульс. При этом напряжение поступающее с выхода интегратора 10 на один из управляющих входов блока 5 задержки, уменьщается и уменьщается величина задержки. При этом компенсируется возможное укорочение периода рефрактерности сер)- дечной мыщцы за предшествующие 30 мин. Процесс уменьщения задержки продолжается до тех пор, пока очередной стимул не станет электрически неэффективным. Задержка следукицего стимулирующего импульса увеличивается и, если он вызывает экстрасистолу, задержка фиксируется.

Блок уменьщения задержки состоит из реле 11 времени и схемы 12 И (фиг. 2).

На вход реле времени подаются выходные импульсы блока увеличения задержки, которые осуществляют его сброс. При навязывании устойчивого урежения через определенный интервал времени после прихода последнего импульса блока увеличения задержки реле 11 времени сбрасывает и с его выхода на один из входов схемы 12 И

подается напряжение. На другой вход схемы И поступают импульсы с выхода выделителя экстрасистол, которые после срабатывания реле 11 времени проходят на ее выход. При этом задержка урежающих сти-мулов уменьшается. Когда очередной уре- жающий стимул не вызывает экстрасистолу, на вход реле 11 времени приходит импульс с блока увеличения задержки, который осуществляет сброс реле 11 времени и схема 12 И запирается.

Блок увеличения задержки Состоит из дифференцирующей цепочки 13, триггера 14 схемы 15 И (фиг. З).

При включении электрокардиостимулятора триггер 14 устанавливается в положение, при котором на его выходе, соединенном с одним из входов схемы 15 И, отсут сгвует сигнал. В момент нанесения урежающего стимула на вход дифференцирующей цепочки 13 и на один из входов триггера 14 поступает импульс с выхода формировав теля строба, который изменяет состояние триггера 14. Если стимул электрически неэффективен, то выходной импульс диф41еренцирующей цепочки, соответствующий заднему фронту стробирующего импульса, проходит на выход схемы И. Рели же урежающий стимул электрически эффективен, то соответствующий вызванной им экстраснсто ле импульс выделителя экстрасистол поступает на один из входов триггера и изменяет его состояние, и выходной импульс дифференцирующей цепочки не проходит на выход схемы И.

Схема блока задержки состоит из генератора 16 линейно изменяющегося напряжения (ЛИН), схемы 17 сравнения, одновибратора 18, и дифф1еренцируюшей цепочки 19 (фиг. 4).

При включении электрокардиостимулято- ра на запускающий вход генератора 16 поступают синхроимпульсы, соответствующие QRS- комплексам ЭКГ. На управляющий вход генератора поступает напряжение с интегратора, которое регулирует крутизну линейно изменяющегося напряжения. Когда линейно изменяющееся напряжение, поступающее на один вход схемы 17 сравнения, достигает величины напряжения, пропорционального длительности сердечного цикла, подаваемого на другой вход схемы сравнения, с ее выхода на запускающий вход од- новибратора подается импульс. Одновибра- тор формирует импульс, длительность которого зависит от величины управляющего напряжения, поступающего с выхода интегратора. Выходной импульс одновибратора пдается на вход дифференцирующей цепоч ки 19. Дифференцирующая цепочка формиру ет импульс, совпадающий по времени с зад ним фронтом импульса одновибратора. Таки образом, длительность задержки, складыва щаяся из времени нарастания линейно изме няюшегося напряжения до напряжения, про порционального длительности сердечного цикла, и длительности импульса одновибра тора, зависит от текущей длительности сердечного цикла и амплитуды напряжения на выходе интегратора. При включении электрокардиостимулято- ра начальное выходное напряжение интегратора 10 устанавливается таким, что задерж ка урежакядего импульса получается заведомо меньше необходимой и первый урежавл щий стимул является гемодинамически неэффективным. После этого увеличивается напряжение интегратора 10, Вследствие этого уменьщается крутизна линейно изменяющегося напряжения, увеличивается длительность импульса одновибратора 18 и таким образом увеличивается длительность задержки. Этот процесс продолжается до тех пор, пока урежающие стимулы не стану электрически эффективными, Уменьщение длительности задержки при ее коррекции через определенные интервалы времени производится увеличением крутизны линейно изменяющегося напряжения и уменьщением длительности импульса сдновибратора 18 посредством уменьи ения управляющего нап- ря :ения на выходе интегратора. Если в процессе урежения длительность текущего сердечного цикла изменится, например увеличится, то это приведет к увеличению напряжения, пропорционального длительности сердечного цикла на входе схемы 17 сра&нения и соответственно к увеличению длительности задержки урежающих стимулов. Предлагаемый электрокардиостимулятор обеспечивает повышение надежности и безопасности процедуры урежения частоты cepvдечных сокращ.ений. Кроме того, электро- кардиостимулятор обеспечивает упрощение процедуры электрокардиостимуляции.так как отпадает необходимость непрерывного контроля параметров сердечной деятельности пациента высококвалифицированным меди- цинским персоналом, Формула изобретения 1, Электрокардиостимулятор, содержащий выделитель R-зубцов, выделитель эк- страсистол, формирователь строба, блок задержки, блок увеличения задержки и формирователь стимулирующих импульсов, о т л и Чающийся тем, что, с целью повыщения надежности и безопасности процедуры урежения частоты сердечных сокращений, он имеет схему запрет, измеритель длительности сердечного цикла, блок уменьщения задержки и интегратор, причем выделитель R - зубцов по входу соединен с выходом формирователя стимулирующих импульсов, а вьрсодом - со входами схемы запрет и выделителя экстрасистол, которые другими входами соединены с выходом фо1. мирователя строба и входом блока управления задержки; выход схемы запрет соединен со входами блока задержки и измерителя длительности сердечного цикла, а выход выделителя экстрасистол соединен со входами блока увеличения задержки и блока уменьщения задержки, которые выходами соединены с входами интегратора, а также между собой соответственно от выхода блока увеличения задержки ко входу блока уменьще- ния задержки; блок задержки соединен выходом с формирователем строба и формирователем стимулирующих импульсов, а входами - с измерителем длительности сердечного цикла и интегратором, 2, Электрокардиостимулятор по п, 1, отличающийся тем, что блок увеличения задержки выполнен в виде триггера, дифференцирующей цепочки и схемы И, причем выходы триггера и дифференхшруюьщей цепочки соединены со входами схемы И, вход дифференцирующей цепочки и один из входов триггера соединены с выходом формирователя строба, а другой вход триггера соединен с выходом выделителя экстрасистол, 3, Электрокардиостимулятор по п, 1, тличающийся тем, что блок адержки выполнен в виде последовательно оединенных генератора линейно изменяющеося напряжения, схемы сравнения, одновиб- атора и дифференцирующей цепочки, причем апускающий вход генератора линейно измеяющегося напряжения соединен с выходом хемы запрет, один из входов схемы сравения соединен с измерителем длительноси сердечного цикла, а управляющий вход енератора линейно изменяющегося напряжеия и управляющий вход одновибратора соеинены с выходом интегратора. Источники информации, принятые во внимаие при экспертизе: 1, Авторское свидетельство СССР № 337136, 61 N 1/36, 1972,

П

73

75

fPu8.2

Лг4

/4

а

if, S г, д

е

Hi

и ,

п

л

tf

/1ДлУиДЛ-ЛЛ--ЛЛ-ДЛ-ЛЛ5

Vus.S

f;f

t .SZ о

bb

Ч

9us.7

UsTn

J

-I-l

I I

n