SU1292774A1 - Электростимул тор дыхани - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электростимул торам дыхани , предназначено дл  электростимул ции диафрагмы или диафраг- мальных нервов дыхательной недостаточности с целью ее восстановлени  или компенсации , дл  реанимации и интенсивной терапии. Цель изобретени  - обеспечение искусственного процесса дыхани , близкого к физиологическому . Электростимул тор содержит формирователь 1 из генераторов 2 и 3, усилитель 4, электроды 5, цепь 6 обратной св зи из датчика 7 движений дыхани , компаратора 8, триггера 9, линии 10 задержки, генератора 11, элемента ИЛИ-НЕ 12, счетчика 13 и цифроаналогового преобразовател  14. Формирователь 1 формирует пачки импульсов, соответствующие входу, промежутки между пачками - выдох пациента, которые через электроды 5 подаютс  к телу пациента. Амплитуда импульсов нарастает по линейному закону. Когда увеличиваетс  сокращение диафрагмы, срабатывает датчик 7 и изменение напр жени  на управл ющем входе усилител  4 прекращаетс . Электростимул ци  осуществл етс  с посто нной амплитудой, больщей порогового значени  на величину, определ емую врем  задержки линии 10 пачками импульсов, моделирующими физиологический процесс дыхани , за счет автоматической установки оптимальной амплитуды импульсов. 1 ил. В (Л ю со ю | 4

Description

Изобретение относитс  к медицинской технике, а именно к электростимул торам дыхани , и может быть иснользовано в медицинской практике дл  электростимул ции диафрагмы или диафрагмальных нервов у больных, страдающих дыхательной недостаточностью , с целью ее восстановлени  или компенсации, а также при реанимации и интенсивной терапии.

Целью изобретени   вл етс  обеспечение искусственного процесса дыхани , близкого к физиологическому.

На чертеже приведена блок-схема электростимул тора дыхани .

Электростимул тор дыхани  состоит из формировател  1 сигналов стимул ции, со- держа1цего генератор 2 сигналов низкой частоты и генератор 3 импульсов, усилител  4 мощности, вход которого соединен с выходом генератора 3 импульсов, а выход - с электродами 5, и цепи 6 обратной св зи, включающей в себ  датчик 7 движений дыхани , компаратор 8, триггер 9, линию 10 задержки, генератор 11 тактовых импульсов эле.мент ИЛИ-НЕ 12, счетчик 13 и цифро- аналоговый преобразователь 14.

Выход компаратора 8 соединен с тактовым входом триггера 9, информационный вход которого соединен с плюсовой шиной источника питани , а вход установки нул  - с выходом генератора 2 низкочастотного сигнала и входом установки пул  счетчика 13, счетный вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ-НЕ 12, первый вход которого соединен с выходом линии 10 задержки. Второй вход элемента ИЛИ-НЕ 12 соединен с выходо.м генератора 11 тактовых импульсов, а выходы счетчика 13 поразр дно соединены с входами преобразовател  14, выход которого соединен с входом управлени  усилител  4 мощности.

Электростимул тор дыхани  работает следующим образом.

Формирователь 1 фор.мирует низкочастотную импульсную последовательность, при «О которой па выходе генератора 3 импульсов формируютс  импульсы с законом изменени  частоты следовани , моделирующим физиологический вдох человека, а при «1 на выходе генератора 2 импульсы отсутствуют. На выходе формировател  1 формируютс  пачки импульсов, причем пачка импульсов - это вдох пациента, пауза между пачками импульсов - выдох пациента . Пачки импульсов, поступа  на вход усилител  4 мощности, усиливаютс  и поступают с помощью электродов 5 к телу пациента дл  электростимул ции диафрагмы или диафраг.мальных нервов, причем амплитуда импульсов на выходе усилител  4 пропорциональна величине напр жени  на его управл ющем входе, следовательно а.м- плптуда импульсов на выходе усилител  4

0

5

0

5

0

5

0

5

измен етс  по линейному закону от нул  до требуемой величины.

Формирование напр жени  на управ- л юплем входе усилител  4 мощности происходит следую1цим образом.

Сигнал «1 на выходе генератора 2 поступает на вход установки нул  триггера 9 и счетчика 13, устанавлива  их выходы в состо ние «О. В качестве счетчика 13 используетс  двоичный п-разр дный счетчик, работающий в режиме сложени . Сигналы «О на входах преобразовател  14 вызывают по вление на его выходе напр жени  рав- пого нулю, т. е. напр жение на управл ю- П1,ем входе усилител  4 .мощности равно нулю.

При по влении на выходе генератора 2 сигнала «О этот сигнал поступает на вход установки нул  триггера 9 и счетчика 13 и разрещает их работу. При этом на выходе триггера 9 присутствует сигнал «О и он, поступа  через линию 10 задержки на первый вход элемента ИЛИ-НЕ 12, разрещает прохождение импульсов с выхода генератора II тактовых импульсов через второй вход элемента ИЛИ-НЕ 12 инвертированными на счетный вход счетчика 13. Каждый положи- тельпый перепад данной импульсной последовательности измен ет код на выходах счетчика 13, причем изменение происходит линейной, так как частота импульсов, поступающа  с выхода генератора 11 тактовых импульсов, посто нна, к тому же скорость изменени  кода пр мо пропорциональна частоте импульсов. Линейное изменение кода на выходе счетчика 13 вызывает линейное изменение напр жени  на выходе преобразовател  14, которое, поступа  на управл ющий вход усилител  4 мощности, В1)1зывает рост амплитуды импульсов на выходе усилител  4 по линейному закону со скоростью, определ емой частотой импульсов , формируемых генератором ,11 тактовых импульсов. Выход усилител  4 при помощи электродов 5 подключаетс  к телу пациента дл  электростимул ции диафрагмы или диафрагмальных нервов.

При достижении амплитуды импульсов па выходе усилител  4, равной пороговому значению, при котором наступает электростимул ци  дыхани , т.е. увеличение величины сокращени  диафрагмы, срабатывает датчик 7 дыхани . В качестве датчика 7 дыхани  может использоватьс  усилитель миографа, который подключаетс  с помощью дополнительных электродов к телу пациента и фиксирует сокращение диафрагмы. Сигнал с выхода датчика 7 дыхани , величина которого пропорциональна величине сокращени  диафрагмы, поступает на вход компаратора 8 и опрокидывает его выход из исходного нулевого состо ни  в состо ние «1 (порог срабатывани  компара

тора 8 выбирают таким, чтобы компаратор 8 не опрокидывалс  при сокращении диафрагмы от спонтанного вдоха пациента, т. е. без электростимул ции дыхани ). Так как информационный вход триггера 9 подключен к положительной шине источника питани , то положительный перепад, поступающий с выхода компаратора 8 на тактовый вход триггера 9, вызывает опрокидывание его из состо ни  «О в состо ние «1, котора , поступа  через линию 10 задержки на первый вход элемента ИЛИ-НЕ 12 устанавливает его выход в состо ние «О и запрещает прохождение импульсов с выхода генератора 11 тактовых импульсов через второй вход элемента ИЛИ-НЕ 12 на дчетный вход счетчика 13 дл  изменени  кода на его выходах. Изменение напр жени  на управл ющем входе усилител  4 мощности прекращаетс , прекращаетс  изменение амплитуды импульсов на выходе усилител  4 и осуществл етс  электростимул ци  дыхани  с посто нной амплитудой импульсов до окончани  пачки импульсов. Величина посто нной амплитуды импульсов в пачке больше порогового значени  амплитуды, при котором наступает электростимул ци  ды- хани , так как останов изменени  кода после срабатывани  датчика 7 дыхани  происходит с задержкой, определ емой временем задержки прохождени  сигнала «1 через линию 10 задержки. Превышение посто нной амплитуды импульсов над пороговым значением пр мо пропорционально времени задержки прохождени  сигнала «1 через линию 10 задержки, частоте импульсов генератора 11 тактовых импульсов и величине

приращени  напр жени  на выходе преобразовател  14 при поступлении одного импульса на счетный вход счетчика 13 и выбираетс  из услови  эффективного сокращени  диафрагмы при отсутствии болевых ощущений у пациента.

Устройство, формиру  пачки импульсов, моделирующих физиологический процесс дыхани , позвол ет автоматически устанавливать оптимальную амплитуду импульсов, требуемую дл  эффективного сокращени  диафрагмы.

5 5

0

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Электростимул тор дыхани , содержащий последовательно соединенные формирователь стимулирующих импульсов, усилитель мощности и электроды и цепь обратной св зи, включающую в себ  датчик дыхательных движений, отличающийс  тем, что, с целью обеспечени  искусственного процесса дыхани , близкого к физиологическому , в нем цепь обратной св зи выполнена в виде соединенных последовательно с датчиком дыхательных движений компаратора , триггера, линии задержки, элемента ИЛИ-НЕ, счетчика и цифроаналого- вого преобразовател  и генератора тактовых импульсов, соединенного с вторым входом элемента ИЛИ-НЕ, причем R-входы триггера и счетчика параллельно соединены с формирователем стимулирующих импульсов , а выход цифроаналогового преобразовател  соединен с управл ющим входом усилител  мощности.