Устройство для урежения сердечного ритма Советский патент 1978 года по МПК A61N1/36 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УРЕЖЕНИЯ СЕРДЕЧНОГО РИТМА

.1.

Изобреггение относится к медицинской технике, в частности к электрокардиостиму. ляторам.

Известно устройство для урежения сердечного ритма, содержащее выделитель R ,зубцов,схемузадержки.деманд-генератор 1.

Однако недостатком известного устройства является необходимость ручной установки временного положения урежаюпшх стимулов, что требует высокой квалифика- шш, медицинского персонала, непрерьгоного наблюдения за .пациентом в процессе стиму ляции и не исключает возможность срьта стимулядии. или возникновения осложнений йследствие, субъективных ошибок или- несвоевременной коррекции параметров стимуляции

Целью изобретения является повьпиение безопасности и эффективности электростимуляднонного урежения сердечного ритма путем автоматизации установки и коррекции временного положения урежаюших стимулирующих импульсов.

Это достигается тем, что устройство сс держит датчик механической деятельности

сердца, вьщелитель заднего фронта, формирователь строба, формирователь длительност рефрактерного периода, блок оценки эффективности урежакшшх. стимулов и схему за:прета, причем выход датчика механической деятельности сердца соединен с первыми входами вьщелителя заднего фронта и блок А оценки эффективности, первый выход вьщелителя заднего фронта соединен со вторым .входом блока оценки эффективности, а второй выход с первым входом схемы задержки.

Блок оценки эффективности первым и вторым выходами соединен соответственно со вторым и третьим входами вьщелителя заднего фронта и схемы задержки; выход схемы задержки соединен со входом форми рователя строба и первым входом формирователя стимулирующих импульсов, выход формирователя строба соединен с входом формирователя длительности рефрйктерногх) периода, выход KOtbjVoro соединен ч: третьим входом блока оценки эффективности. Вьщелитель TR -зубцов соедошен со схе мой запрета, которая выходом соединена с четвертым входом блока оценки э ективности, со вторым входом формирювателя длительности рефрактерного периода и входом деманд-генератора, который выходом соеди ,нен со вторым входом формирователя сти|муЛИруКШИХ импульсов, выход которого СО&иинен со входом выделителя Т1 .убаов. Помимо этого формирователь длитепьно-к JCTH рефрактерного периода может быть выполнен в виде последовательно соединенных логической схемы ИЛИ, генератора пилообг разного напряжения, пикового детектора и компаратора, при этом второй вход логической схемы ИЛИ соединен со вторым пикового детектора, первый ICOTO- рого соединен с первым входом компарато- ра, дричем первый вход схемы ИЛИ соединен с выходом формирователя -строба, второй ее вход соединен с Выходом схемы за прета, а выход компаратора соединен с четвертым входом блока оценки эффективности Кроме того, блок оценки эффект шости содержит компаратор, каскад задержки и две схемы И, причем первый вход кошара тора соединен с выходом датчика механи ческой деятельности сердца, вторюй вход сс динен с первым выходом выделителя задHeixj фронта, выход компаратора соединен со входом каскада задержки, выход которой го соединен с первым входом первой схемь) И, вторые входы обеих схем И соединены с выходом формирователя длите;1ьности реф рактерного периода, первый вход второй схемы И соединен со входом демавд-гене. ратора, выходы схем И соединены соответ ственно со вторым и третьими входами вы делителя заднего фронта и схемы задержки На фиг. 1 изображена функциональная схема устройства для урежения сердечного ритма; на фиг, 2 - функдионадьная схема формирователя длительности ,р рактерного периода; на фиг. 3 - функциональная схема бгажа оценки эффективности урежшощих стимулов; на фиг, 4 - эпюры напряжений, поясняющие работу предлагаемого устройства , на фиг. 5 - эпюры напряжений, поясняющие работу формирователя длительности рефрактерного периода, на фиг, 6 - эпюры напряжений, поясняющие работу блока оценки эффективности урежающих стимулов. Функциональная схема устройства {см. фиг содержит датчик 1 механнч(еской деятель иости сердца, выделитель 2 заднего фронта схему 3 задержки, формирователь 4 стробЦ выделитель 5 R -зубцов, схему 6 запрета, деманд-г«нератор 7, формирователь 8 . оценки эффективности урежающих : стимулов, формирователь 10 стимулирующих импульсов Датчик 1 механической деятельности сердца формирует сигнал, пропорциональный величине измеряемого им параметра, например внутрижелудочкового давления. Во время систотшческого сокращения желудочков на выходе датчика 1 механической двг ятельности сердца возникает импульсный сигнал, соответствующий подъему давления во время систолы (см. фиг. 4а), Этот сиг. нал поступает на вход выделителя 2 задне-г го фроИта, где формируется сишал, совпадающий по времени .с определенной точкой заднего фронта волны давления (см. фиг.4€ моменты . положение которой зависит от величины порогового напряжения. Этот сигнал с выхода выделителя заднего фронта подается на вход схемы 3 задержи.Кроме, .Э1ЮГО выделитель 2 заднего фронта формирует напряжение, амплитуда которогр составляет определенную часть, наприЦ мвр ОД от максималыюй акшлитуды выходного сигиада датчика 1 механической деятельности сердца (см. фиг, 4 в). Это напряжение поступает на один из входов блока Q оценки эффективности урежающих стимулов. Схема 3 задержки выра батьшает имиульс (см. 4®г. 4, г), задним фронтом которого осуществляется запуск формирователя 4 строба и формирователя 10 стимулирующих импульсов. Формирователь 4 строба осуществляет формирование импульсов (см. фиг, 4, д), длительность которого несколько болыие длительности интервала времени, в течение которого после нанесения стимулирующего импульса на ЭКГ возник:ает вызванный ям .экстрасистолкческий SRS -гкомплекс, например 50мс4к. Формирователь 10 стимулирующих импуш сов в момент появления заднего фронта вьцходного импульса схемы задержки вьфабагтывает урежаюший стимулирующий импульс который совпадает по времени с конечной фазой систолы - фазой относительной реф. рактерности и, таким образом, вызьтает гемодинамически неэффективную экстрасистолу (см. фиг, 4, е, моьюнты tg, j) На вход .выделителя 5 R-зубцов поступает внутриполостная ЭКГ (см, фиг, 4, е). При появлении QHS-комплекса выделитель 5 R -зубцов формирует синхроимпульс (см. фиг, 4, ж) который поступает на вход схе мы 6 запрета. Схема 6 запрета пропускает импульсы, соответствукшше естественным или гемодиф нами 1ески эффективным, вызванным QftSкомплексом (см, фиг. 4, е, моменты t , tg, и не пропускает QRS -комплексы, 4 г. 4, s), так как в это время она заперта выходным импульсом формирователя 4 строба. Выходные импульсы схемы 6 за прета подаются на одни из входов формироч вателя 8 длительности рефрактерного периода, а также осуществляют -сброс деманд генератора 7, Деманд-генератор 7 выре батывает импульсы с периодом, следования равным выбранной длш ельностк сердечного 1циша...фиг...4;..1г 1Штервал , KpJ торые поступают на вход формирователя 1О стимулирующих импульсов (см. фиг, 4, и). При этом ф ч}мирователь Ю стимулирующих импульсов вырабатьюает стнмулнруюише им пульсы, которые вызьтают эффективное сок |ращение желудочков (см. фиг. 4, е, моменА 11 2 , Если же естественный QRS. комплекс появляется через время, меньшее чем период деманд-генератора 7, после прэ .дьздуйегогемодинамическиэффективного RS Комплекса (см, фиг. 4, е момент t ), то соответствующий ему импульс схемы 6 запрета сбрасывает щеманд-генератор 7 и ,очередной гемодинамически эффективный стимул наносится после этого Ч(рез время, травное периоду.деманд-генератора (см. фиг. 4, е момент Таким образом, после включения устрой. ства и появлення QRS -комплекса и соот ветствукйцей ему волны желудочного давления в устройстве формируются и наносятся на сердце два стимулирующих импульса один в конечную фазу систолы, который вы гемодинамически неэффективную экс раснстолу и удлинение рефрактерного периода, и впгорой - через время, равное периоду деманд-генератора, .вызывающий эффективное сокращение желудочков. Последующие стимулирующие импульсы формируются аналогично с задержкой относительно последнего эффективного сокращения )селудоч-, ков и соответствующего ему QR5-комплек са. Формирователь 8 длительности рефрактерного периода вырабатывает импульс (см. фиг, 4, к), начало Которого совпадает с моментом нанесения урежакщего стимула ;а длительность равна длителыйости задержки этого стимула отнойитедьйо предыдущее го QRS -комплекса (см. ( 4, е) интервалы t,t,,tg,te,)Блок опенки эффективности урежающих стимулов осуществляет оценку электрической и механической эффективности урежак ч щнх стимулирующих импульсов, Ехяш во время действия импульса, формирователя длительности рефрактерного периода появл ется: естественный -комплекс (см, фиг. 4, е, момент t), это сввдетельст - -. - - , шествующею урежающего стимула (см. фиг. 4, е, момент t ) и с одного из выходов блока оценки эффективности урежа1ощих стимулов 9 на один из входов выделетеля заднего и один из входов сх&ч мы 4 задержки подается импульс (см. фиг. 4, л), уменьшается порог выделения заднего фронта, увеличивается длительности импульса схемы задержки и таким образом увеличивается длительность задержки уре- жакядих стимулов относительно предшествукяцих QRS -комплексов. Если во время действия импульса формирователя длительности рефрактерного периода сигнал механической активности сердца превысит пороговое значение (см, фиг, 4,а, интервал ), это свидетельствует о механической эффективности урежакщего стимула (см. фиг. 4, е,момент tg ) и с одного из выходов блока оценки эффективности урежающнх стимулов 9 на один из входов выделителя 2 заднего фронта и на один из входов схемы 3 задержки подаете импульс (см. фиг. 4, м, момент , ). При этом увеличивается порог вьщёлення заднего фронта, уменьшается длительность ик€пульса оадержки, таким образом, уменьшается длительность задержки урежающих стимулов относительно, предшествующих QRS -комплексов. Функциональная схема, формирователя длительности рефрактерного периода, (см. фиг, 2) содержит схему 11 ИЛИ, генератор 12 пилообразного напряжения, пиковый детектор 13, компаратор 14. При появлении QRS -комплекса, соответ ствукяцего аффективному сокращению желудочков (см. фиг, 5, б, моменты t, t) на один из входов схемы 11 ИЛИ и управляющий вход пикового детектора 13 с выхода схемы запрета поступает импульс (см, фиг. 5, в, моменты t , 4 Р &ТОМ происходит сброс выходного напряжения лнкового детектора. С выхода схемы 11 ИЛИ импульс поступает на вход генера| тора 12 пилообразного напряжения и происходит сброс его выходного напряжения, после чего ойо начинает увеличиваться по линейному закону (см. фиг. 5, д). Выходное напряжение пикового детектора 13 (см. фиг, 5, е) повторяет напряжение г&нератора 12 пилообразного напряжения. В момент нанесения урежакхцего стимуч а на другой вход схемы ИЛИ поступает импульс с выхода формирователя строба (см, фиг. 5, г, моменты t2,t5). Импульс с Выхода схемы ИЛИ осуществляет сброс вьк ходного напряжения генератсфа 12.шшоо& разного напряжений) значение которого в ...,т «чги-. |)пп л1тг|зтч я ттковым детек-ч

iJTOpoM 13. При этом возникает разность 1 впряжений на входах компаратора 14, и ра его выходе появляется напряжения (см, фиг, 5, .ж моменты t g, s которое действует до момента, когда напряжение на вь koдe генератора 12 пилообразного напряже ния не достигает величины выходного напряжения пиковвго детектора 13 (см. фиг. 5, ж момент t ) или же до момента появления естественного QRS-комплекса в том случае, если урежаюший стимул неэффективен (фиг,р. ж, момент tj) .

Функциональная схема блока оценки эффективности уре5какядих стимулов (см, фиг.8 содержит компаратор 15, каскад 16, держки, схемы 17 и 18 И,

На один иэ входов компаратора 15 поступает выходной сигнал датчика механической деятельности сердца .(см, фиг. 6,а|), На другой вход поступает пороговое напря-г жеше с вьщелителя заднего фронта (см. фиг, 6, в), В интервалы , когда;. выходной сигнал с датчика механической деятельности сердца превышает пороговое напряжение, с выхода компаратора 15 на вход каскада 16 задержки подается напряжение (см. фиг, 6, г), Каскад 16 задержки формирует импульсы (см, фиг, 6, г), задержанные относительно переднего фронта сигнала компаратора 15 на интервал времеии, длительность которого выбирается так, чтобы импульс на выходе каскада 16 задержки появлялся после импульса на вьь ходе схемы aanpei-a (см, фиг, 6, д), соответствукяцего tJRS -комплексу, во времй которого началось сокращение сердца.

Выходной импульс с каскада 16 задержт ки поступает на один из входов схемы 17 И, Если он совпадает по времени (см, фиг, 6, ж,, момент 12 ° импульсом формирователя длительности рефршстерногопе риода (см« фиг, 6, е интервал t,- подаваемым на другой вход схемы 17 И, то на выходе схемы 17 И возникает импульс, который подается на один из входов; вьщелителя задйего фронта и на один из входов схемы задержки. На один из входов схемы 18 И при появлении QRS -ком плексов поступают импульсы с выхода схемы запрета (ем, фиг, 6, д). Если икшульс схемы запрета совпадает по времени (см,, 4шг, 6, д, момент ty } с импульсом формирователя длительности рефрактерного пе-, риода, подаваемым на другой Ъход схемы 18 И, возникает импульс, который по дается на один из входов выделителя заднего фронта и на один из входов схемы задержки.

Таким образом устройство обеспечивает

езопасности электростнмуляционного зфвения сердечного ритма благодаря непрерывной и автоматической коррекции времеЫ ного положения стимулирующих. импульсов то исключает возникновение осложнений вследствие неправильной установки задержки или же срыв стимуляции.

Формула изобретения

: i. Устройство для Урежения сердечного ритма, содержащее выделитель R -зубцов; деманд-генератор, схему задерлоси и формпврователь стимулирующих импульсов, о т личаютэеся тем, что, с целью nfcвышения эффективности и безопасности 9ле тростимуляционного Урежения сердечного ритма путем автоматизации установки н коррекции временного положения урежакшщ|с стимулирующих импульсов, оно содержит датчик механической деятельности сердца, вьщелйтель заднего фронта, формирователь строба, формирователь длительности рефрактерного периода, блок оценки эффективности и схему запрета, причем выход датчика механической деятельности сердца со4динен с первыми входами вьщелителя заднего фронта и блока оценки эффективности, первый выход выделителя заднего фронта соединен со вторым входом блока-оценки

ффективности, а второй выход с первым входом схемы задержки; блок оценки эффек тйвности первым и вторым выходами соедиьнен соответственно со вторым и третьими входами выделителя заднего фронта и схемы задержки, выход схемы задержки соедньнен со входом формирователя; строба и первым входом формирователя стимулирующих импульсов, выход формирователя стробЬ соединен с первым входом, формирователя

длительности рефрактерного периода, выход которого соединен с третьим входом блока оценки эффективности; выделитель

R. -зубцов соединен со схемой запрета, KOJторая выходом соединена с четвертым BXO-I дом блока оценки эффективнрсти, со ВТОjwbiM входом формирователя длительности рефрактерного периода и входом деманд-генератора, который выходом соединен со вторым входом формирователя стимулирующих импульл сов, выход которого соединен со входом вЦаелителя Р -зубцов,

2, Устройство по п, 1, о т л и ч а юд е е с я тем, что формирователь длител. 1остирефрактерного периода вьшолнен.в Виде последовательно соединенных логичеоой схемы ИЛИ, генератора пилообразно- го напряжения, цикового детектора в компаг ратора, при этом второй вход логической

.koBoro детектора, первый вход которого софilHHeu с первым входом компаратора, причем ПервыЛ/Ьход Схемы ИЛИ соединен с выходо(м (юрми вателя строба, вторсЛ ее вхюд соединен с выходом схемы запрета, а выход компаратора соедннен с четвертым входом блока опенки эффективности.

; со входом каскада задержки, выход которо-t го соединен с первым входом первой схемы И, вторые входы обеих схем И соединены с выходом формирователя длительное рефрактерного периода, первый вход Второй схемы И соединен со входом демшзд-генератора, выходы схем И соединены соответ« ственно со вторыми и третьими входами вьк делителя заднего фронта и схемы задержки

Источники информации, принятые во внич мание при экспертнзе:

1. Бредикис Ю. Ю. Очерки клинической электроники, М., Медицина, 1974, с. j88-lO2. .ЕЛ j г э ty jf ч ч Д-™, 1(/гЛ fi