Устройство для регистрации формы стимулирующих импульсов Советский патент 1980 года по МПК A61B5/04 A61N1/36 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГИСТРАЦИИ ФОРМЫ СТИМУЛИРУЮЩИХ ИМПУЛЬСОВ.

1

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к аппаратуре контроля за функционированием имплантированных стимуляционных систем сердца. .

Известно устройство для регистрации формы стимулирующих импульсов, ко-торое содержит входной усилитель, формирователь синхроимпульсов, гене- О ратор импульсов, счетчик импульсов, KONjMyTaTOp записи, блок памяти, коммутатор воспроизведения и выходной усилитель, обеспечивающие возможность регистрации формы непрерывного ряда 15 стимулирующих импульсов с помощью электрокардиографа. За время действия стимулирующего импульса устройство производит запоминание значений амплитуд импульса через неизменные 20 равные промежутки времени ОтмомёЯта начала импульса. При воспроизведении запомненные значения амплитуд поступают на выход блока последовательно в течение неизменных, равных 25 интервалов времени, йеличины которых в сотни раз больше чем интервалы запоминания, в результате чего получают стимулирующий импульс ступенчатой формы с большей длительностью,30

который может быть зарегистрирован .на электрокардиографе l .

Однако за время интервала времени запоминания стимулирующих импульсов значения напряжений стимулирующего импульса может существенно измениться и ошибки воспроизведения стимулиру ющего импульса к концу интервала времени достигнут значйтельнЕоХ величин Кроме того, при малых длительностях стимулирующих импульсов запоминается небольшое количетсво значений стимулирующего импульса,что снижает точность воспрюизведения импульсов. С помощью известного устройства регистрация , стимулирующих импульсов особенно при малых длительностях осуществляется со значительными погрешностями,что существенно влияет на качество диагностики. Таким образом,известное устройство не .обеспечивает высокой точности диагностики состояния имплантированных средств стимуляции, что и яв- . ляется его недостатком,

Целью изобретения является повышение точно.сти воспроизведения импульсов малой длительности.

Поставленная цель достигается тем, что устройство имеет последовательно

соединенные измеритель длительности стйЙуйирующих импульсов, вход которого соединен с выходом входного усилителя,дискриминатор длительности и индикатор длительности стимулирующих импульсов, причем выход дискриминатора длительности подключен ко входу генератора импульсов,. а также электронный ключ и последовательно соединенные второй коммутатор воспроизведения, дифференциальный усилитель, интегратор и сумматор, причем выход первого коммутатора воспроизведения соединен с неинвертиу рующим входом дифференциального усилителя и первым входом сумматора, выходы электронного ключа соединен соответственно с выходами дифференциального усилителя и счетчика Импульсов, другие выходы, которых соединены со в-ходами второго коммутаТора воспроизведения, другие входы которого соединены с выходами блока памяти, управляющий вход интегратора соединен с одним из выходов генератора импульсов, выход электронного ключа соединен с третьим входом сумматора, выход которого подключен к выходному усилителю.

На фиг. 1 изображена структурная схема устройства для регистрации формы стимулирующих импульсов; на фиг.2 временные диаграммы отдельных блоков устройства.

Устройство содержит входной усилитель 1, коммутатор 2 записи, блок 3 памяти, первый коммутатор 4 воспроизведения, второй коммутатор 5 воспроизведения, дифференциальный Усилитель б, счётчик 7 импульсов, электронный ключ 8, измеритель 9 длительности стимулирующих импульсов, дискриминатор 10 длительности, генератор 11 импульсов, интегратор 12, формирователь 13 синхроимпульсов, сумматор 14, выходной усилитель 15, индикатор 16 длительности стимулирующих импульсов. Причем выход дискриминатора 10 длительности соединен со входом генератора 11 импульсов, а выход первого коммутатора 4 воспроизведения соединен с неинвертирующим входом дифференциального усилителя б и первым входом сумматора 14. Выхбд второго коммутатора 5 вбсйроИзвёдения - c йнвepтйpyщим входом дифференциального усилителя б, причем выход дифференциального усилителя соединен с входом электронного ключа 8, выход которого соединен с третьим входом сумматора 14, а управляющий вход - с одним из входов счетчика 7 импульсов. Управляющий вход интегратора 12 соединен с одним из выходов генератора импульсов, а вькод сумматора с входом выходного Усилителя 15.

Устройство работает следующим образом.

745501

Для регистрации формы стимулируюЩих импульсов (длительность которых составляет, от 0,5 до 2 мс) на электрокардиографе (полоса пропускания которого ограничена десятками Гц) необходимо произвести преобразование длительности стимулирующих импульсов с сохранением их формы до величины, измеряющейся сотнями милисекунд. Преобразование длительности стимулирующих импульсов производится запоминанием значений напряжений- импульса через равные промежутки времени от момента началаимпульса с последующим воспроизведением запомненых значений напряжений с равными интервалами времени, длительность которых в. сотни раз больше интервалов запоминания. На входной усилитель 1 поступает сигнал с электродов, расположенных на поверхности тела пациента с имплантированным электрокардиостимулятором (кривая 1, фиг.2)При поступлении стимулирующих импульсов на вход формирователя 13 синхроимпульсов на его выходе формируются прямоугольные импульсы (кривая 2, фиг. 2), длительность которых больше возможной длительности стимулирующих импульсов (например, 2,5 мс). При поступлении этих импульсов на вход генератора 11 импульйов на его выходе, соединенном со входом сч тчика 7 импульсов, формируются положительные импульсы (кривая 3, фиг. 2), соответствующие моментам запоминания значений напряжений стимулирующего импульса. Во время отсутствия синхроимпульсов на выходе генератора 11 импульсов, соединенном со входом счетчика 7 импульсов, формируются импульсы в моменты воспроизведения запомненных значений (кривая 3,фиг.2 с периодом следования в сотни раз большем чем интервалы запоминания

(например, 50 мс). Таким образом, на выходе генератора 11 импульсов, поступающего на вход счетчика 7 импульсов, формируются импульсы, СООТветствующиё моментам запоминания и воспроизведения значений напряжения стимулирующего импульса.

На выходах счетчика 7 импульсов, соединенных с коммутатором 2 записи, последовательно формируются импульсы соответствующие М9ментам запоминания значений напряжения стимулирующих импульсов. Коммутатор 2 записи производит последовательное подключение входов блока 3 памя.ти к выходу входного усилителя. Блок 3 памяти содержит ячейки, в которых осуществляется запоминание значений напряжений стимулирующего импульса. В ячейки блока 3 памяти последовательно записываются значения напряжения стимулирующего импульса и,, и,,... и п- Запомненные значения напряжений стимулирующего импульса с выходов блока 3 памяти поступают на входы первого коммутатора 4 воспроизведения и вто рого коммутатора 5 воспроизведения. На выходах счетчика 7 импульсов, по ступающих на первый коммутатор 4 воспроизведения последовательно фор мируются импульсы воспроизведения в интервал времени, между которЕлми сигнал с.выхода очередной ячейки блока 3 памяти соединяется с неинвертирующим входом дифференциального усилителя 6. На выходе первого коммутатора 4 воспроизведения форми руется ступенчатое напряжения (кривая 4, фиг, 2) с уровнями в следующей последовательности U, , Ui , U-, . Un На выходах счетчика 7 импульсов, поступающих на второй коммутатор 5 воспроизведения, формируются послед вательно импульсы воспроизведения в такой последовательности, что на вы ходе второго коммутатора 5 воспроизв дения формируется ступенчатое напряжение (кривая 5, фиг,2) с уровнями в следующей последовательности Un, и, Uj ... Up. Ступенчатое напряжение с выхода первого коммутатора воспроизведения поступает на неинвертирующий вход дифференциального усилителя .6, а сту пенчатое напряжение с выхода второго коммутатора 5 воспроизведения поступает на -инвертирующий вход дифференциального усилителя 6. Коэффициент усиления дифференциального усилителя 6 равен 1. На выходе дифференциального усилителя 6 формируется разностный сигнал двух ступенчатых напряжений,поступающих с выходов пер вого коммутатора 4 воспроизведения и второго коммутатора 5 воспроизведения. Разностный сигнял с выхода дифференциального усилителя б поступ ет на вход интегратора 12, постоянная времени интегрирования которого выбирается таким образом, чтобы за время, равное длительности между двумя импульсами воспроизведения, напряжение на выходе интегратора 12 линейно уменьшалось до отрицательной величины, равной разностному сигналу во время данного промежутка времени. На выходе генератора 11 импульсов, соединенного со входом сбро са интегратора 12, формируются импул сь1, которые обнуляют интегратор 12 во время формирования каждого импуль са воспроизведения. На входы сумматора 14 поступают следующие сигналы: ступенчатое напря жение с выхода первого коммутатора 4 воспроизведения, линейно уменьшающиеся напряжения с интегратора 12 и положительный импульс (кривая 8, фиг. 2), амплитуда которого равна разности между первым и вторым запомненными значениями-напряжений

745501 стимулирующего импульса, а длительность - интервалу между первым и вторым импульсами воспроизведения. Таким образом, на выходе сумматора 14 формируется импульс большой длительности, значения напряжения которого в моменты времени, соответствующие временным моментам импульсоввоспроизведения, равны значениям напряжений стимулирующего импульса в соответствующие моменты запоминания, а в промежутках между импульсами воспроизведения значение напряжения импульса на выходе сумматора 14 изменяется по линейному закону (кривая 9, фиг. 2). . Для повышения точности регистрации формы стимулирующих импульсов при их малых длительностях (например,, меньше 1 мс) происходит- уменьшение Периода слёдбванйя записывающих им- . пульсов генератора 11 импульсов. На вход дискриминатора 10 длиГельности поступает -сигнал с- выхода измерителя 9 длительности стимулирующих импульсов. При дли- ельности стимулирующих импульсов меньше определенного значения, н&пример 1 мс, на выходе дискриминатора 10 длительности формируется положительное напряжение, поступающее на генератор 11 импульсов , При наличии на выходе дискриминатора 10 длительности положительного напряжения период следования импульсов записи генератора 11 рмпульсов уменьшается вдвое. Индикатор 16 длительности стимулирующих импульсов, на вход которого поступает сигнал с выхода дискриминатора 10 длительности, производит индикацию длительности стимулируюих импульсов по следующим градаиям: малая ( 1 мс), большая ( 1мс). Сигнал с выхода выходного усилителя 15, на вход которого поступает игнал с выхода сумматора 14, поается на электрокардиограф или ругой самопишущий прибор медицинсого назначения. Таким образом, устройство позвояет существенно повысить точностьегистрации формы стимулирующих иму-льсов у пациентов с имплантироваными электрокардиостимуляторами, то в свою очередь позволяет повыить качество диагностики состояния мплантированных средств стимуляции тем самым предотвратить возникаюие нарушения сердечной деятельности. Формула и-зобретения Устройство для регистрации формы тимулирующих импульсов, содержащее ходной усилитель, формирователь инхроимпульсов, генератор импульсов.

счетчик импульсов, коммутатор записи, блок/памяти,коммутатор воспроизведения ,соединенные последовательно, и выходной усилитель, при этом второй вход коммутатора записи соединен с выходом входного усилителя, а вторые входы коммутатора воспроизведения соединены со вторыми выходами счетчика импульсов, второй вход которого соединен с выходом формирователя синхроимпульсов, отличающееся тем, что, с целью повьпиения точности воспроизведения, импульсов малой длительности, оно имеет последовательно соединенные измеритель длительности стимулирующих импульсов/ вход которого соединен с выходом входного усилителя, дискриминатор длительности и индикатор длительности стимулирующих импульсов, причем выход дискриминатора длительности подключен ко входу генератора,импульсов, а также электронный ключ и последовательно соединенные второй

8

коммутатор воспроизведения, дифференциальный усилитель, интегратор и сумматор, причем выход первого коммутатора воспроизведения соединен с неинвертирующим входом дифференциального усилителя и первым входом сумматора, входы электронного ключа соединены соответственно с выходами дифференциального усилителя и счетчика импульсов, другие выходы которых соединены со входами второго коммутатора воспроизведенияt другие входы й:оторого соединены с выходами блока памяти, управляющий вход интегратора соединен с.одним из выходов генератора импульсов, выход . электронного ключа соединен с третьим входом сумматора, выход которого подключен к выходному усилителю.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. IEEE. Transact tons ion Blomedical Engineering, Vol.22, № 4, July, 1975.

.V , IlllHil I i I I f I 1 i llimil

Щ

u«

«.

в 7

8

V

фиг. 2