Наружный кардиостимулятор Советский патент 1980 года по МПК A61N1/36 

(54) НАРУЖНЫЙ КАРДИОСТИМУЛЯТОР

1

Изобретение относится к медицинекой промышленности, а именно к устройствам для проведения электрической стимуляции сердца, и может быть использовано в палатах интенсивной терапии и реанимации.

Известен наружный кардиостимулятор, содержащий синхронизируемый генератор импульсов, формирователь стимулирующих импульсов, вьщелитель R-зубцов ЭКГ и индикаторы стимулирующего импульса и естественного. R-зубца ЭКГ 1.

В процессе стимуляции .весьма важно обеспечить надежное навязывание .искусственного ритма сердца и немедленное устранение возникших по т&л или иным причинам нарушений в системе ритмовождения, таких, как нарушение электродной системы (обрыв или короткое замыкание) или увеличение порога стимуляции сердца .выше амплитудьг стимулирующего импульса, так как каждая из этих причин проводит к срыву стимуляции. Однако в. известном стимуляторе невозможно раздельно обнаружить обрыв или короткое замыкание стимулирующих электродов, а также подпороговую величину амплитуды стимулирующего импульса. Обнаружение

указанных нарушений требует проведения специальных дополнительных мероприятий и значительных.затрат времени. Отмеченная проблема становится особенно острой при стимуляции пациентов, находящихся в палатах интенсивной терапии и реанимации.

Целью изобретения является повьашение эффективности стимуляции путем раздельного обнаружения обрыва и.71И короткого замыкания стимулиру1ощих электродов или подпороговой величины амплитуды стимулирующего импу.льса.

Цель достигается .тем, что предлагаемый кардиостимулятор снабжен цепями съ&ла. напряжения и тока стимулирующего импульса, блоком логики, тремя схемами пропускания, дифференцирующей цепью, тремя блоками выдержки ёремени и индикаторами обрыва электродов, короткого замыкания электродов и подпороговой величины амплитуды стимулирующего импульса, причем цепи съема напряжения .и съема тока стимулирующего импульса подключены своими входами к выходу формирователя стимулирующих импульсов,с которым соединены стимулирующие электроды, а своими выходами - соответственно к первому и второму входам блока -логики, первый выход которого соединен с индикатором обрыва электродов, второй выход - с индикат ром короткого замыкания электродов, третий выход - с индикатором стимули рующего импульса и с входом первого блока выдержки времени, выход которо го соединен с управляющим входом пер всй схемы пропускания, выход последней роединен с входом синхронизации . генератрра импульсов и с индикатором естественного R-зубца ЭКГ, а через дифференцирующую цепь с сигнальным входом второй схемы пропускания, выход которой соединен с сигнальным входом третьей схемы пропускания. Вы ход третьей схемы пропускания соединен с индикатором подпороговой величины амплитуды стимулирующего импуль са, а четвертый выход блока логики соединен с входом второго блока выдержки времени, выход которого соеди нен с управляющим входом второй пропускания , выход выделителя R-зубцов ЭКГ соединен с сигнальным входом первой схО(ЛЫпропускания и с входом третьего блока выдержки времени, вы х:бд ftOtdpscJfO соединён с управляющим входом третьей схемы пропускания. Кроме того, кардиостимулятор дополнительно снабжен трехвходовой схемой ИЛИ и устройством тревожной сигнализации, причем первый и второй входы схемы ИЛИ соединены соответственно с первым и вторЕли выходами бло ка логики, третий вход - с выходом третьей схемы пропускания, а выход - с устройствомтревожной сигнализации На фиг. 1 изображена структурная схема наружного кардиостимулят.ора ; на фиг. 2 - диаграммы, поясняющие ег работу. Кардиостимулятор содержит синхронизируемый генератор 1 импульсов, формирователь 2- стимулирующих импульсов , выделитель 3 R-зубцов ЭКГ, индикатор 4 стимулирующего импульса, индикатор 5 естественного R-зубца ЭК цепь 6 съема напряжения стимулирующе го импульса, цепь 7 съема тока стиму лирующего импульса, блок 8 логики, схемы 9, 10 и 11 пропускания, дифференцирующую цепь 12, блоки 13, 14 и 15 выдержки времени, индикатор 16 обрыва стимулирующих электродов, индикатор 17 короткого замыкания стиму лирующих электродов, индикатор 18 подпЬроговой величины амплитуды стимулирующего импульса. Блок 8 логики имеет входы 19 и 20 и выходы 21, 22, 23 и 24. Схема 9 пропускания имеет сигнальный 25 и управляквдий 26 входы схема 10 пропускания - сигнальный 27 и управляющий 28 входы, а схема 11 пропускания - сигнальный 29 и управл щий 30 входы. Блок 8 логики реализует следующие функции: сигнал на выходе 21 есть только тогда, когда сигнал есть на входе 19, но отсутствует на выходе 20; сигнал на выходе 22 есть только тогда, когда сигнал есть на входе 20, но отсутствует на входе 19 сигнал на выходе 23 есть тогда, когда сигнал есть хотя бы на одном из входов 19 или 20; сигнал на выходе 24 есть тогда, когда сигнал есть хотя бы на одном из выходов 21 или 22. Блок логики, реализующий описанные выше функции, может быть выполнен, например, на двух инверторах (элементах НЕ), двух элементах ИЛИ и двух элементах И (см. фиг. 1). Кроме того, кардиостимулятор снабжен трехвходовой схемой 31 ИЛИ и подключенным к ее выходу устройством 32 тревожной сигнализации. Причем первый и второй входы схемы 31. ИЛИ соединены соответственно с первым 21 и вторым 22 выходами блока 8 логики, а третий вход - с выходом третьей схемы 11 пропускания. Кардиостимулятор работает следующим образом. Пусть в некоторый момент времени (фиг. 2) на вход вйделителя 3 поступил Н-:зубец ЭКГ до сжончания периода Т. генератора 1. Тогда выделитель 3 R-эубцов ЭКГ вырабатывает синхроимпульс, который запускает выдержки времени и поступает на вход 25 схемы 9 пропускания. При отсутствии запрещающего сигнала на входе 26 схемы 9 пропускания синхроимпульс поступает на вход синхронизации генератора 1 и одновременно на индикатор 5 естественного R-зубца ЭКГ. Под действием импульса синхронизации генератор 1 возвращается в исходное состояние без формирования импульса (знак X на диаграмме, выход формирователя 2) , при этом на выходе формирователя 2 стимулирующий импульс отсутствует. При этом отсутствуют сигналы на входах 20 и 19.блока 8 логики, а следовательно, .отсутствуют сигналы на всех выходах этого блока. Если R-R интервал Тдд между предыдущим и последующим R-зубцами ЭКГ оказывается больше установленного периода Тцс генератора 1, то последний вырабатывает импульс, который через формирователь 2 и стимулирующие электроды поступает на сердце. При отсутствии неисправностей в электродной системе на выходах цепи 6 съема напряжения и цепи 7 съема тока, т.е. на входах 19 и 20 блока 8 логики появляются сигналы, запрещающие понвление сигналов на выходах 21, 22 и 24, но приводящие к появлению сигнала на выходе 23. Этот сигнал запускает блок 13 выдержки времени и одновременно поступает на индикатор 4 стимулирующего иМпульса. При надпороговой амплитуде стимулирующего импульса (уровень порога стимуляции изображен штрихпунктирной линией на диаграмме, выход формирователя 2, фиг. 2) по истечении латентного периода сердца Тд (ТдЬ: 10-150 мс) возникает ответный, т.е. искусственно вызванный им .пульсом кардиостимулятора, R-зубец ЭКГ, (зачерненный треугольник на фиг. 2), который привбдит к появлению синхроимпульса на выходе выдели теля 3 R-зубцов ЭКГ. Синхроимпульс, соответствующий искусственному R-зуб цу ЭКГ, не проходит на выход схемы 9 пропускания, так как на ее управляющезл входе 26 присутствует запрещающи импульс от блока 13 выдержки времени Запрет по входу 26 осуществляется в течение максимальной длительности ла тентного периода сердца Тд; тем самым предотвращается сброс генератора 1 в исходное состояние искусственйым Н-зубцом и блокируется и|1дикатор 5. Сигнал, соответствующий заднону фрон ту импульса выдержки блока 13, который формируется дифференцирующей цепью 12, проходит через схему 10 пропускания, но не проходит через схему 11 пропускания, так как послед няя заблокирована по входу 30 импуль сом выдержки блока 14, длительность которого несколько превышает длитель ность импульса выдержки блока 13 (см интервалы между мс 1ентами в , г llcll 11„|| о, ь, 1, д, е и и после к на фиг.2) При этом блокируется индикатор 18. При возникновении обрыва стимулирующих электродов на сердце не посту пает импульс стимулирующего тока и искусственный R-зубец невозможен. Такая ситуация соответствует наличию сигнала на выхбде цепи 6 съема напря жения и отсутствию сигнала на .выходе цепи 7 съема тока стимулирующего имцульса (соответственно на входах 19 и 20 блока 8 логики). В этом случае на выходе 21 блока 8 логики возникает сигнал, поступающий на индикатор 16 обрыва стимулирующих электродов , на выходе 23 - сигнал, запускаю щий блок 13 выдержки времени, а на выходе 24 - сигнал, запускающий блок 15 выдержки времени. Сигнал на выходе 22 этом отсутствует и индикатор 17 не срабатывает. Теперь уже сигнал, соответствующий заднему фрон ту импульса вьвдержки блока 13, полученный после дифференцирующей цепи 12, не проходит через схему 10 пропускания, так как последняя заблокирована по входу 28 импульсом выдержки блока 15, длительность которого несколько-превышает длительность импульса выдержки блока 13. Таким обра зом, при обрыве электродов одновременнр срабатьовают индикатор 4 стимулируквдего импульса и индикатор 16 об рыва электродов, а индикатор 18 подпороговой амплитуды по-прежнему блокирован. Появившийся естественный ЭКГ вызывает сброс генератора 1 в исходное состояние в последовательности, описанной ранее (см. время между моментами г , д на фиг. 2). Последующий интервал (между моментами д, е на. фиг. 2) соответствует устранению неисправности электродной системы врачом и выдачи кардиостимулятором стимулирующего импульса. При возникновении короткого замыкания стимулирующих электродов.на сердце также не. поступает импульс стимулирующего тока и искусственный R-зубец невозможен. Такая ситуация соответствует наличию сигнала на выходе цепи 7 съема тока и отсутствию сигнала на выходе цепи 6 съема напряжения стимулирующего импульса (соответственно на входах 20 и 19 блока 8 логики). В этом случае на выходе 22 блока 8 логики возникает сигнал, поступающий на индикатор 17 короткого замыкания стимулирующих электродов, на выходе 23 - сигнал, запускающий блок 13 выдержки времени, а на выходе 24 - сигнал, запускающий блок 15 выдержки времени. Сигнал.на выходе 21 при этом отсутствует и индикатор 16 не срабатывает. Дальнейшая работа кардиостимулятора протекает точно так же, как и при.обрыве электродов (см. интервалы между моментами г / ж и устранение неисправности - между моментами ж, и на фиг. 2). Если, наконец, происходит повышение величины порога стимуляции сердца (например, из-за обрастания активного конца электрода фиброзной тканью) , а электродная система мс- прав на, то хотя импульс стимулирующего тока на сердце поступает, он не вызывает появления искусственного R-зубца ЭКГ и сокращения сердца. В этом случае при выдаче стимулирующего импульса на выходах цепи 6 съема напряжения и цепи 7 съема тока,т.е. на входах 19 и 20 блока 8 логики, появляются сигналы, запрещающие появление сигналов на выходах, 21, 22 и 24, но приводящие к появлению сигнала на выходе 23. Этот сигнал запускает блок 13 выдержки времени и одновременно поступает на индикатор 4. стимулирующего импульса. В такой ситуации ебтёственный зубец проходит после окончания импульса выдержки блока 13 (соответствующего максимальной длительности латентного периода Тд) и через выделитель 3 R-зубцов ЭКГ запускает блок 14 выдержки времени. Поэтому, поскольку запрещаю- щий иьлпульс выдержки блока 14 поступает на управляющий вход 30 схемы 11 пропускания после окончания импульса ыдержки блока 13, соответствующий его заднему фронту сигнал, формируеый на выходе дифференцирующей цепи

12, проходит на sjoxод схемы 10 пропускания (так как на ее управляющем эходе 28 отсутствует запрещающий импульс выдержкя блока 15) и затем на выход схемы 11 пропускания, т.е. на индикатор 18 подпороговой величины амплитуды стимулирующего импульса (см. интервал между моментами, и, к ,на фиг, 2). Восстановление врачом ЦавязьЕванйя искусств elf його ритма Сердцу озуществляется увеличенйем амплитуды стимулирующего импульса, как показано псхзле мтента к на фиг. 2.

С целью скорейшего устранения воз 1йкших опасных нарушений ритмовождения необходимо принудительное привле 1:ё;-шё внимания медперсонала к кардйостййулятору и пациенту. Это достигаете я , например, устройством 32 тревожкой.сигнализации (нап)ймёр, звукозой),

Таким образсм, описываемый кардиостимулятор позволяет раздельно обнаруз«ивать такие опасные нapsmleния в стлстеме ритмов ожДения, как обрью или kopbtKbeзамыкание сти1;1улирующих электродов или подпороговую величину амплитуды стимулирующего импульса, что существенно сокращает время врача на поиск и устранение указанных Нарушений.

Формула изобретения

8

электродов и подпороговой величины амплитуды стимулирующего импульса, причем цепи съема напряжения и съема тока стимулирующего импульса подключены своими входами к выходу формирователя стимулирующих импульсов, с которым соединены стимулирующие электроды, а своими выходами - соответственно к первому и второму входам блока логики, первый вьзход которого соединен с индикатором обрыва электродов, второй выход - с индикатором короткого замыкания электродов, третий выход - с индикатором стимулирующего импульса и с входом первого блока выдержки времени, выход которого соединен с управляющим входом первой схемы пропускания, выход последней соединен с входом синхронизации генератора импульсов и с индикатором естественного R-зубца ЭКГ, а через дифференцирующую цепь - с сигнальньм входом второй схемы пропускания, выход которой соединен с сигнальным , входом третьей схемы пропускания, выход которой соединен с индикатором подпороговой величины амплитуды стимулирующего импульса, а четвертый выход блока логики соединен с входом второго блока выдержки времени, выход которого соединен с управляющим входом второй схемы пропускания, выход вьаделителя R-зубцов ЭКГ соединен с сигнальнь1м входом первой схемы пропускания и с входом третьего блока выдержки времени, выход которого соединен с управляющим входом третьей схемы пропускания. .

., „. .., . -. : , ...,,. .- /

Источники инфор«1ации, принятые во внимание при экспертизе

/f Стинулирующин злегетроЭон

25

9ffr ,жЛ s-ji ™-гй1 - . TV t

Z

Zf

31

iS

fi

22

гз

24

15

29

ft

30 ,... аг. 111i1