SU1277361A1 - Формирователь пачек импульсов дл электростимул тора дыхани - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к импульсной технике и может быть использовано в электростимул торах дыхани . Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей - достигаетс  путем обеспечени  регулировки скважности пачек импульсов при достижении значени  конечной частоты импульсов в пачке ранее окончани  пачки. Дл  этого в устройство дополнительно введены блок б элементов И, блок 7 пересчета, второй делитель 8 частоты и переключатель 9. На чертеже также показаны счетчики 1 и 2 импульсов, первый делитель 3 частоты, блок 4 сравнени , элемент И 5. Необходимость достижени  конечной частоты импульсов в пачке ранее окончани  пачки обуславливаетс  условием моделировани  скорости сокращени  диафрагмы, котора  обеспечивает требуемую скорость потока воздуха при вдохе. Устройство позвол -, ет формировать пачки импульсов с (Л независимой регулировкой скважности и частоты следовани  пачек, чем o6ecV печиваетс  необходима  глубина и частота дыхани  пациента при электростимул ции диафрагмы или диафрагмальных нервов. 2 ил. ч СдЭ fff а

Description

Изобретение относитс  к импульсной технике и может найти применени в электростимул торах дыхани .

Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей нутем обеспечени  регулировки скважности пачек импульсов при достижении значени  конечной частоты импульсов в пачке ранее/окончани  пачки.

Необходимость регулировки скважности пачек импульсов св зана с неоходимостью регулировки отношени  вдха к выдоху у больного. Необходимое количество кислорода, поступающего в кровь, будет обеспечено при оптимальном соотношении COg и 0 в альвеол рном воздухе и в крови, омывающей легкие. Это соотношение поддерживаетс  глубиной (длительностью вдоха) и частотой дыхани , причем с течением времени это соотношение у больного мен етс . Таким образом, при электростимул ции дыхани  требуетс , независима  регулировка скважности и частоты следовани  пачек импульсов.

Необходимость достижени  конечной частоты импульсов в пачке ранее окончани  пачки обуславливаетс  условием моделировани  скорости сокращени  диафрагмы, котора  обеспечивает требуемую скорость потока воздуха при вдохе. Экспериментальные исследовани  показали, что искусственный вдох под воздействием электростимул ции диафрагмы или диафрагмальных нервов становитс  близким к физиологическому естественному вдоху при нарастании частоты импульсов по линейно-ступенчатому закону приблизительно до половины пачки, а в течение второй половины частота импульсов должна оставатьс  неизменно т.е. должно сохран тьс  конечное знчение частоты.

На фиг.I приведена структурна  схема формировател  пачек импульсов дл  электростимул тора дыхани ; на фиг.2 - временные диаграммы устройст .ва.

Формирователь паче импульсов дл электростимул тора дыхани  содержит первый и второй счетчики 1 и 2 импульсов , первый делитель 3 частоты, блок 4 сравнени , элемент И 5, блок 6 элементов И, блок 7 пересчета, второй делитель 8 , переключатель 9.

Выход первого делител  3 соединен с входом второго делител  8, управл ющие выводы которого соединены с второй контактной группой переключател  9, перва  контактна  группа ко- торого соединена с управл ющими вывот дами блока 7, вход которого соединен со старшим разр дом первого счетчика 1 и с вторыми входами блока 6 элементов И, первые входы каждого соединены с выходами первого счетчика , вход которого соединен с выходом второго делител  8, а вход первого делител  3  вл етс  входом импульсов

эталонной частоты и соединен с входом второго счетчика 2, вход установки которого соединен с первым входом элемента И 5 и с выходом блока 4, входы первой и второй разр дной группы которого соединены соответственно с выходами блокг, с выходами второго счетчика 2 и выходами-блока 6, а выход блока 7 соединен с вторь1м входом элемента И 5, выход которого

 вл етс  выходом 10 устройства.

Формирователь пачек импульсов дл  электростимул тора дыхани  работает следующим образом.

На вход второго счетчика 2 с

входа импульсов эталонной частоты устройства непрерывно поступает последовательность импульсов эталонной частоты, причем каждый импульс вызывает уменьшение кода на его выходах, а на вход сложени  первого счетчика 1 непрерывно поступает последовательность импульсов с частотой следовани  в произведение коэффициентов делени  первого 3 и второго. 8 делителей частоты меньшей эталонной и каждый импульс вызывает увеличение кода на его выходах.

При логической 1 на старшем разр де первого счетчика 1 код на выходах блока 6 соответствует коду на выходах первого счетчика .1 , а при логическом О на старщем разр де первого счетчика 1 выходы блока 6 наход тс  в состо нии логического О независимо от кода на выходах первого счетчика 1. Коды на выходах блока 6 сравниваютс  поразр дно с к кодами второро счетчика 2 блоком 4, и при совпадении кодов на выходе 5 блока 4по вл етс  логическа  1, котора  по входу установки второго счетчика 2 устанавливает на его выходах начальньм код, и выход блока 4 возвращаетс  в исходное состо ние логического О, формиру  reN самым положительный импульс. щее совпадение кодов на выходах бло ка 6 и выходах второго счетчика 2 вызывает по вление на выходе блока 4 положительного импульса и т.д. Рассмотрим закон изменени  частоты импульсов, формируемых на выходе блока 4. Дл  этого возьмем чис ло разр дов счетчиков 1 и 2, равные 8. Тогда при логической 1 на стар шем разр де первого счетчика 1 код на его выхода измен етс  от значени  10000000 до 1111111 или в дес  тичном исчислении от Н, 128 до Н 255. Предположим, что начальный код на выходах второго счетчика 2 соответствует числу 01000000 или в двоичном исчислении Н.., 64. Тогда максимальное число импульсов , поступающих на вход второго счетчика 2 дл  по влени  импульса н выходе блока 4 М«а« ,,- Н, 192. Минимальноечисло импульсов, тр буемых на входвычитани  второго счетчика 2 дл по влени  импульса выходе блока 4равно Ммии() (2 -255) + + 64 65. „Ммин Если учесть, что отношение отражает отношение конечной частот к начальной, т.е. -, то отсюда вы кает, что f f . Так как код на вы ходах первого счетчика 1 увеличива етс , а код на выходах второго сче чика 2 уменьшаетс  со скоростью в произведение коэффициентов делени  первого и второго делителей 3 и 8 частоты большей эталонной, причем скорости изменени  кодов посто нны то частота импульсов на выходе бло ка 4 увеличиваетс  от импульса к им пульсу по линейно-ступенчатому зак ну. При логическом О на старшем разр де первого счетчика 1 код на выходах блока 6 равен 00000000, т.е. О в дес тичном исчислении, по тому число импульсов, требуемых на вход вычитани  второго счетчика 2 дл  по влени  импульса на выходе блока 4 сравнени , посто нно и рав М 64, что соответствует посто нн 1 частоте на выходе блока 4 сравнени . На фиг.2а показана последовательность импульсов на старшем разр де первого счетчика 1, а на фиг,2 закон изменени  частоты следовани  импульсов на выходе блока 4. Длительность логической 1 равна длительности логического О в течение одного периода на старшем разр де первого счетчика 1, так как он  вл етс  двоичным, и эта длительность равна - - 1.к к . РЗ где К. - коэффициент делени  первого делител  3; К - коэффициент делени  второго делител  8. На фиг.2& показан сигнал на выходе блока 7, у которого логическа  1 формируетс  в течение одного периода импульсов на старшем разр де первого счетчика 1, а логический О - в течение времени, кратного данному периоду. Изменение Кд осуществл етс  переключателем 9. С изменением коэффициента K делени  второго делител  одновременно измен етс  и коэффициент Кд делени  блока 7. Значени  Кд и Кд при каждом положении переключател  9 выбираютс  .такими, чтобы произведение Кд2 - Кд было посто нной величиной. Тогда период Т (см. фиг.2Ь), равный Т -р- А КА. Кд, 2 (2) при изменении положени  переключател  9 не измен етс . Но длительность логической 1, равна  - -i- к- V . 2 -р At А измен етс . Скважность, равна  отТ ношению . регулируетс  измеt АЭ нением положени  переключател  9 при сохранении значени  периода Т. При логической 1 на выходе блока 7 открьшаетс  элемент И 5 и сигнал с выхода блока 4 поступает на выход 10, а при логическом О на выходе блока 7 элемент И 5 закрьшаетс , и на его выходе посто нно присутствует сигнал логического О. Т.е. на выходе 10 формируютс  пачди импульсов с законом изменени  частоты

следовани  импульсов в пачке, показанном на фиг.2г.

Частота следовани  пачек имп:ульсов (формула 2) регулируетс  посредством изменени  коэффициента делени  первого делител  3 частоты, а скважность пачек импульсов - изменением положени  переключател  9, При этом начальна  и конечна  частоты импульсов сохран ют свои значени , так как они не завис т от коэффициентов делени  первого и второго делителей 3 и 8 частоты, блока 7, а определ ютс , соответственно, начальным и конечным кодом на выходах первого счетчика 1, эталонной частотой и начальным кодом второго счетчика 2.

Предлагаемое устройство позвол ет:

формировать пачки импульсов с независимой регулировкой скважности и частоты следовани  пачек (этим обеспечиваетс  необходима  глубина и частота дыхани  дл  любого пациента при электростимул ции диафрагмы или диафрагмальных нервов) ;

обеспечить достижение конечной частоты следовани  импульсов в пачке ранее окончани  пачки импульсов, а именно в середине пачки импульсов (этим обеспечиваетс  моделирование скорости сокращени  диафрагмы, обеспечивающей требуемую скорость потока вдыхаемого воздуха);

сохран ть начальную и конечн:у1о частоту импульсов в пачке при изменении длительности пачки импульсов (этим обеспечиваетс  моделирование физиологического процесса дыхани  и не наблюдаетс  усталости и болевых ощущений стимулирующих диафрагмальных нервов или диафрагмы);

формировать пачки импульсов в автоматическом режиме, благодар  чему не требуетс  сигнал установки.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Формирователь пачек импульсов дл  электростимул тора дыхани , содержащий первый делитель частоты, первый и второй счетчики импульсов, последовательно соединенные блок сравнени  и элемент И, причем разр дные выходы второго счетчика импульсов соединены с первой .группой разр дных входов блока сравнени , выход которого соединен с установочным входом второго счетчика импульсов, входы первого делител  частоты и второго счетчика импульсов соединены с входом импульсов эталонной частоты, а выход элемента И - с выходом формировател , отличающийс  тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей путем обеспечени  регулировки сквалсности пачек импульсов при достижении значени  конечной частоты импульсов в пачке ранее окончани  пачки, в него введены блок элементов И, блок пересчета , второй делитель частоты и переключатель, причем выходы первого счетчика импульсов соединены с первыми входами разр дов блока элементов И, вторые входы которых соединены с выходом старшего разр да первого счетчика импульсов и входом блока пересчета, управл ющие входы которого соединены с первой контактной группой переключател , втора 

   контактна , группа которого соединена с управл ющими входами второго делител  частоты,, вход которого соединен с выходом первого делител  .частоты, а выход - с входом первого

   0 счетчика импульсов, при этом вы- ходы блока элементов И соединены поразр дно с второй группой входов .блока сравнени , а выход блока пересчета соединен с вторым входом эле5 мента И,

   s

   f-n

   Л

   б

   г fn

   t

   t

   фиг. 2