Стимулятор дыхания Советский патент 1980 года по МПК A61H31/00 

(54) СТИМУЛЯТОР ДЫХАНИЯ

I

Изобретение относится к области медицинской техники, а именно к стимуляторам дыхания, и может быть использовано в медицинской практике для восстановления дыхания или компенсации острой и хронической дыхательной недостаточности.

Известен стимулятор дыхания, состоящий из источника питания, формирователя стимулирующих импульсов с фиксированными параметрами, усилителя мощности и стимулирующих электродов 1.

Указанный стимулятор из-за отсутствия средств регулировки параметров стимуляции не обеспечивает эффективной стимуляции при меняющихся в процессе жизнедеятельности потребностях организма.

Наиболее близким техническим рещением к предлагаемому изобретению является стимулятор дыхания, состоящий из последовательно соединенных формирователя стимулирующих импульсов, усилителя мощности и стимулирующих электродов 2.

Отсутствие средств биоуправления частотой дыхания Б зависимости от потребностей организма не позволяет с помощью данного стимулятора проводить длительную эффективную стимуляцию дыхания у больных, состояние которых характеризуется быстрой динамикой обмена (торакальные операции, отравления и т. д.). Ручная установка частоты дыхания увеличивает вероятность ощибки при ее выборе, приводящей

J в результате неэффективной стимуляции к гипо- или гипервентиляции. В связи с этим невозможно применение этого стимулятора для тяжелых больных, так как неадекватная вентиляция даже за короткий срок может усугубить их состояние. Другим недостатком,

10 связанным с ручной регулировкой, является необходимость подбора длительности вдоха при различных частотах дыхания. Это усложняет проведение стимуляции и также может явиться причиной неэффективной стимуляции.

5

Целью изобретения является повышение

эффективности стимуляции дыхания при

лечении дыхательной недостаточности путем

биоуправления частотой и фазами дыхания

20 в зависимости от частоты сердечного ритма.

Цель достигается тем, что в предлагаемый стимулятор дыхания введены последовательно соединенные электроды съема ЭКГ, селектор R -зубца и синхронизатор, выход которого подключен к входу управляемого формирователя. Кроме того, синхронизатор выполнен в виде последовательно соединенных двух отсчетных триггеров и схемы совпадения, причем второй выход первого счетного триггера подключен ко второму входу схемы совпадения, выход которой соединен со входом управляемого формирователя, и вход первого счетного триггера соединен с выходом селектора R-зубца. Управляемый формирователь выполнен в виде последовательно соединенных амплитудного модулятора и генератора стимулирующих сигналов, причем вход амплитудного модулятора соединен с выходом схемы совпадения, а выход - со входом усилителя мощности. На чертеже показана блок-схема описываемого стимулятора дыхания. Стимулятор дыхания содержит последовательно соединенные управляемый формирователь 1, усилитель 2 мощности и воздействующие электроды 3, а также последовательно соединенные электроды 4 для съема ЭКГ, селектор 5 R -зубца и синхронизатор 6, выход которого подключен к входу управляемого формирователя 1. Синхронизатор 6 выполнен в виде последовательно соединенных двух счетных триггеров 7 и 8 и схемы 9 совпадения, причем второй выход счетного триггера 7 подключен ко второму входу схемы 9 совпадения, выход которой соединен со входом управляемого формирователя 1, и вход счетного триггера 7 соединен с выходо.м селектора 5 R -зубца. Управляемый формирователь выполнен в виде последовательно соединенных амплитудного модулятора 10 и генератора 11 стимулирующих сигналов, причем вход амплитудного модулятора .10 соединен с выходом схемы 9 совпадения, а выход со входом усилителя 2 мощности. Стимулятор работает следующим образом. При включении стимулятора сигнал ЭКГ пациента с кардиоэлектродов 4 подается на селектор 5 R-зубцов ЭКГ, которым вырабатываются импульсы с частотой сердечных сокращений. Импульсы с селектора 5 R -зубцов подаются на синхронизатор 6. Счетными триггерами 7 и 8 синхронизатора 6 осуществляется последовательное деление частоты сердечных сокращений. При поступлении на входы схемы 9 совпадения синхронизатора б одновременно двух импульсов с выходов триггеров 7 и 8, что происходит через каждые четыреК-R интервала, вырабатывается импульс, длительностью равный одномуR-R интервалу, который управляет работой управляемого формирователя 1. Этот импульс подается на вход амплитудного модулятора 10 формирователя 1, а на другой его вход подаются импульсы с генератора 11 стимулирующих импульсов. Формирователем 1 вырабатываются плавно нарастающие и плавно спадающие посылки стимулирующих импульсов. Посылки стимулирующих импульсов с формирователя 1 подаются на усилитель 2 мощности и воздействующие электроды 3. Предлагаемый стимулятор обеспечивает полное согласование фаз дыхания и сердечной деятельности пациента, так как при стимуляции вдох пациента продолжается в течение одного интервала между сердечными сокращения.ми, выдох продолжается три интервала между сердечными сокращениями, а каждый новый цикл дыхания начинается через каждые четыре интервала между сердечными сокращениями. Эти сокращения в среднем сохраняются и при спонтанном дыхании. Использование предложенного стимулятора дыхания для лечения различных форм дыхательной недостаточности дает хорощий лечебный эффект даже в тех случаях, когда применение других средств малоэффективно. Это относится в первую очередь к случаям заболеваний, характеризующихся быстрой динамикой обмена (послеоперационные состояния, отравления и т. д.). Кроме того, предложенный стимулятор, выполненный в виде частично или полностью имплантируемого устройства, позволит заменить малоэффективные и нефизиологичные имплантируемые стимуляторы с фиксированными параметрами. При применении предложенного стимулятора исключается ощибка врача при установке частоты дыхания. Это позволит применять стимулятор для тяжелых больных, то есть в тех случаях, когда применение стимуляторов с ручной регулировкой параметров стимуляции связано с больщим риском из-за возможной ощибки врача, так как неадекватная вентиляция даже за короткий срок может привести к серьезному ухудщению состояния пациентов. Преимуществом стимулятора является также простота работы с ним. Применяя предложенный стимулятор, врач устанавливает лищь амплитуду импульсов, необходимую для получения мощного сокращения диафрагмы, а частота и длительность посылок импульсов устанавливаются автоматически. Ограничение выбора переменных параметров стимуляции облегчит врачу ее проведение. Формула изобретения 1. Стимулятор дыхания, содержащий последовательно соединенные управляемый формирователь, усилитель сощности и воздействующие электроды, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности стимуляции дыхания при лечении дыхательной недостаточности путем биоуправления частотой и фазами дыхания в зависимости от частоты сердечного ритма, он снабжен последовательно соединенными электродами съема ЭКГ, селекторомР-зубца и синхронизатором, выход которого подключен к входу управляемого формирователя,

2. Стимулятор по п. 1, отличающийся тем, что синхронизатор выполнен в виде последовательно соединенных двух счетных триггеров и схемы совпадения, причем второй выход первого счетного триггера подключен ко второму входу схемы совпадения, выход которой соединен со входом управляемого формирователя, и вход первого счетного триггера соединен с выходом селектора R-зубца.

3. Стимулятор по п. 1, отличающийся тем, что управляемый формирователь выполнен в виде последовательно соединенных амплитудного модулятора и генератора стимулирующих сигналов, причем вход амплитудного модулятора соединен с выходом схемы совпадения, а выход - со входом усилителя мощности.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Патент США № 3896817, кл. 128-419, опублик. 1975.

2.Патент США № 2532788, кл. 128-421, опублик. 1972.