SU1323106A1

SU1323106A1 - Стимул тор дыхани

Info

Publication number: SU1323106A1
Application number: SU853870900A
Authority: SU
Inventors: Виталий Иванович Глухов
Original assignee: Отделение Всесоюзного научно-исследовательского института электромеханики
Priority date: 1985-03-07
Filing date: 1985-03-07
Publication date: 1987-07-15

Abstract

Изобретение относитс к медицинской технике. Цель изобретени - поддержание стимул ции дыхани при нарушени х сердечного ритма. Устройство состоит из генератора I, первого счетчика 2, D-триггера 3, схемы ИЛН- ИЕ 4, схемы ИЛИ 5, счетчика 6, модул тора 7, усилител 8 мощности с электродами 9 и счетчиков 10, 11. Селектор R-зубца 12 соединен со счетчиками 2, 11, D-триггером 3. Счетчики 14, 15 и D-триггер 16 последовательно соединены. На воздействующих электродах формируютс пачки импульсов с частотой и длительностью пачек, пропорциональными частоте сердечных сокращений, т.е. осуществл етс стимул ци дыхани синхронно сердечным сокращени м. I ил. ее со о О5

Description

113

Изобретение относитс к медицинской технике, а именно к стимул торам дыхани , и может быть использовано в медицинской практике дл восстановлени или компенсации дыхатель ной недостаточности, а также при лечении острой и хронической дыхательной недостаточности.

Целью изобретени вл етс поддержание стимул ции дыхани при наруше- ни х сердечного ритма.

На чертеже приведена функциональна схема предложенного стимул тора дыхани .

Стимул тор дыхани состоит из по- следовательно соединенных генератора 1, первого счетчика 2, D-триггера 3, схемы ИЛИ-НЕ 4 и схемы ИЛИ 5, последовательно соединенных второго счетчика 6, модул тора 7 и усилител 8 мощности с электродами 9, между выходом генератора 1 и входом схемы ИЛИ 5, последовательно соединенных третьего 10 и четвертого 11 счетчико и селектора R-зубца 12 с электродами 13, выход которого соединен с управл ющими входами первого 2 и четвертого 11 счетчиков, D-триггера 3, вторым входом схемы ИЛИ-НЕ 4, последовательно соединенных п того 14 и шестого 15 счетчиков и второго D-триггера 16, последовательно соединенных седьмого счетчика 17, схемы И-НЕ 18 и схемы И 19.

Выход второго D-триггера 16 сое- динен с третьим входом схемы ИЛИ 5, выход схемы И 19 соединен с входом второго счетчика 6, а вход - с выходом схемы ИЛИ 5, выход селектора R-зубца соединен с управл ющими входами шестого 15 и второго D-триггера 16, выход генератора 1 соединен с входами п того 14 и седьмого 17 счетчиков , а второй вход схемы И-НЕ 18 соединен с выходом второго D-триггера 16.

Стимул тор дыхани работает следующим образом.

На каждое сокращение сердца селектор R-зубца 12 формирует импульс сер дечного сокращени по сигналу, поступающему с входных электродов 9. В том случае, когда последовательность импульсов сердечных сокращений (при частотах сердечных сокращений, больших верхней пороговой частоты fnop. в и лежащих в пределах от первой нижней пороговой частоты „0 н ° второ

5

1

062

нижней пороговой частоты fpj-.j) или последовательность импульсов с часто - той импульсов на выходе седьмого счетчика 17 fc (при частотах сердечных сокращений,меньших fp ,) црохо- дит на вход второго счетчика 6, второй счетчик 6, модул тор 7 и усилитель 8 формируют пачки импульсов с длительностью пачек и паузой между пачками, пропорциональными частоте импульсов на входе второго счетчика 6 (длительность пачки равна периоду, а пауза между пачками равна трем периодам импульсов на входе схемы пересчета ) . Данные пачки импульсов поступают на воздействующие электроды 9 дл стимул ции дыхани .

Формирование происходит следующим образом.

На выходе второго счетчика 6 формируютс импульсы с периодом, в четыре раза большим периода сердечных сокращений, и длительностью, равной периоду импульсов сердечных сокращений . Каждый импульс с выхода второго счетчика 6, поступа на вход модул тора 7, формирует на его выходе час- тотно-модулированн то последовательность импульсов (дл обеспечени плавного сокращени диафрагмы), т.е. пачку импульсов, котора через усилитель 8 , служащий дл обеспечени необходимых энергетических данных, поступает на воздействующие электроды 9. При отсутствии имцульсов на выходе второго счетчика 6 (интервал между импульсами) на выходе модул тора 7 формируетс сигнал О и на воздейст- вуюЕщх электродах 9 амплитуда сигнала равна О, т.е. стимул ци диафрагмы или диафрагмальных нервов отсутствует .

В том случае, когда на входе второго счетчика 6 отсутствует последовательность импульсов, на его выходе формируетс сигнал О и на воздействующих электродах 9 амплитуда сигнала равна 0.

Формирование пороговых частот

fnop. «.. fnop.Hi , fnop.Hi происходит следующим образом.

с генератора 1, представл ющего собой генератор импульсов, последовательность импульсов непрерывно поступает на счетный вход первого счетчика 2, через третий счетчик 10 на счетный вход четвертого счетчика 11 и через п тый счетчик I4 на счетный

313

вход 11шс .г(лч) с.четчнка Ij, а с В1 1хода селектора R-тубца 12 на входы установки о дан ых счетчиков непрерывно поступают импульс. сердечных сокращений . При по влении 1 на пыхо- де первого 2, четвертот о 11 или шестого 15 счетчика она по входу ра-фе- шени этого же счетчика останавливает счетчик (последовательность импульсов на счетном входе не вызывает изменени состо г1и Eia его выходе) и счетчики перевод тс в нулевое состо ние только импульсами сердечных сокращений по входам устаЕювки О.

По вление 1 на выходе первого счетчика 2 за один период импульсов сердечн1 1х сокращений зависит от частоты ()ра 1 и коэф4)иииента пересчета первого счетчика 2 от нулевого состо ни до состо ни I на ег-о выходе, т.е. врем перевода первог о счетчика 2 из нулевого в состо ние 1 па его выходе должно быть меньше времени между двум соседними импульсами сердечных сокраще-25 должно быть меньше времени между двуний . В этом случае 1 с выхода первого счетчика 2 поступает на D-вход первого D-триггера 3 и каждый импул1,с сердечных сокрао ений (положительный нерепад импульса), приход щий на тактовый вход первого D-триггера 3, передает 1 с D-входа на выход первого О-тригг-ера 3. При времени перевода первого счетчика 2 из состо ни О в состо ние 1 на его выходе, большем времени между соседними импульсами сердечных сокращений, состо ние на выходе первого счетчика 2 не измен етс и всегда соответству

ет состо нию О, которое передаетс 40 всегда соответствует состо нию О,

на выход первого D-триггера 3. Таким образом, существует пороговое значение частоты сердечных сокращений

которое передаетс на вьгход второго D-триггера 16, т.е. существует пороговое значение частоты сердечных сокращений fпор на ниже которого на

- пор. t

выше которого на выходе пер

вого О-триггера 3 устанавливаетс состо ние О разрешающее, а ниже которого на выходе D-триггера 3 устанавливаетс состо ние 1 запрещающее дл прохождени импульсов сердечных сокращений через схему ИЛИ-НЕ 4 с выхода селектора R-зубца 12 на вход второго счетчика 6. По вление I на выходе четвертого счетчика 11 за один период импульсов сердечных сокращений зависит от частоты генератора 1, коэффициента делени третьего счетчика 10 и коэффициента пересчета четвертого счетчика II от нуле

64

вого состо ни до состо ни I на его выходе, т.е. существует порог овое значение частоты сердечных сокраще- ни)(, ниже которого на выходе четвертого счетчика 1I формируетс импульсна последовательность с частотой сердечных сокращений, котора через схему ЯЛИ 5 поступает на вход второго счетчи-ка 6. Это нижнее nopoi OBoe значение частоты сердечных сокращений fppp. н,При частотах сердечных сокращений, больигих f п„г U-, , на выходе четвертого счетчика II всегда состо ние О. По вление 1 на выходе шестого счетчика 15 на один период импульсов сердечных сокращений зависит от частоты генератора I, коэффициента делени п того счетчика 14 и коэ(})фипиента перес;чета шестого счетчика 1 5 от ну- лев(М о состо ни Г.о состо ни 1 на его выходе, т.е. врем перевода шестого счетчика 15 из нулевого состо ни в состо ние 1 на его выходе

м соседними импульсами сердечных сокращений. В этом случае I с выхода шестого счетчика 15 поступает на D-вход второго D-триггера 16 и каждый импульс сердечных сокращо1П1й, приход щий на тактовый вход второго D-триггера 3, передает 1 с D-входа на выход второго D-триггера 16. При времени перевода третьего счетчика 10 из состо ни О в состо ние 1 на его выходе, большем времени между двум соседними импульсами сердечных сокращений, состо ние на выходе шестого счетчика 15 не измен етс и

выходе второго D-триггера 16 устанавливаетс состо ние 1 разрешающее, а вьппе которого на выходе второго О-триггера 16 устанавливаетс состо ние О запрещающее дл прохождени импульсов с выхода седьмого счетчика 17 через схему И-НЕ 18 на вход второго счетчика 6.

Таким образом, при частотах сердечных сокращений, больших i ПОР а на выходе первого D-триггера 3 формируетс сигнал 0,которьп1 разрешает прохождению импульсов сердечных сокращений с выхода селектора R-чубца

12 через схему ИЛИ-НР. , через схему Ш1И 5, т.к. на ее второй и третий вьгаоды поступает сигнал О с выхода четвертого счетчика 11 и с выхода второго D-триггера 16, через схему И 19, т.к. на ее втором входе присутствует сигнал 1, на вход второг счетчика 6. На воздействуюищх электродах формируютс пачки импульсов с частотой и длительностью пачек, про- порциональными частоте сердечных сокращений , т.е. осуществл етс стимул ци дыхани синхронно сердечным сокращени м.

При частотах сердечных сокращений лежа11;их в диапазоне от .M Д° пор.ъ (при нормальном состо нии дыхательной и сердечной де тельности организма ) на выходе первого В-тригтера 3 формируетс состо ние 1, запрещаю- щее прохождению импульсов сердечных сокращений с выхода селектора R-зуб- ца 12 на вход второго счетчика 6, на выходе четвертого счетчика 11 и выходе второго D-триггера 16 формируетс сигнал О, тем самым формиру .на входе второго счетчика 6 сигнал О, т.к. на выходе схемы ИЛИ 5 формиру- ртс сигнал О. На воздействующих электродах пачки импульсов отсутству ют, а значит, отсутствует стимул ци дыхани .

При частотах сердечных сокращений ле кащих в пределах от f op-W . HI

(f

пор.

.Hi ЧТО достигаетс выбором коэффициента делени третьего и п того счетчиков) на выходе четвертого счетчика 11 формируютс импульсы с частотой сердечных сокращений, которые через схему ИЛИ 5 (на первом и третьем входах схемы ИЛИ - сигналы О, поступающие с выхода второго D-триггера и с выхода схемы ИЛИ-НЕ, т.к. на ее входе пристутствует сиг- нал 1 , через схему И 19 (на второ входе схемы И - сигнал 1, поступающий с выхода схе-мы И-НЕ 18, т.к. на ее первом входе присутствует сигнал О) поступают на вход второго счет- чика 6. На воздействующих электродах формируютс пачки импульсов с частотой и длительностью пачек, пропорциональными частоте сердечных сокращений , т.е. осуществл етс стимул ци дыхани синхронно сердечным сокращени м .

При частотах сердечных сокращений , меньших f пар. на выходе второго D-триггера 1б формируетс сигнал 1, который запрещает прохождение сигнала с выхода четвертого счетчика II и с выхода схемы ИЛИ-НЕ 4 через схему ИЛИ 5, а разрешает прохождению импульсов с выхода седьмого счетчика 17 с частотой f через схему И-НЕ 18, на вход второго счетчика 6 (через схему И, т.к. на первом ее входе присутствует сигнал 1, поступающий с выхода схемы ИЛИ). На воз- действуюиу1з. электродах формируютс пачки импульсов с частотой и длительностью пачек, пропорциональными частоте (., т.е. стимул ци дыхани не синхронизируетс сердечными сокращени ми (идет асинхронна стиму.л ци до достижени частоты сердечных сокращений значени , превышающего

пор. нг

Claims

Значени частот g , HI f порм с измен ютс посредством изменени коэффициента пересчета первого счетчика 2, коэффициента делени третьего 10, п того 14, седьмого 17 счет иков соответственно и устанавливаютс врачом индивидуально дл каждого пациента. Формула изобретени

Стимул тор дыхани , содержащий последовательно соединенные генератор , первый счетчик, О-триггер, схему ИЛИ-НЕ и схему ИЛИ, последовательно соединенные второй счетчик, модул тор и усилитель мощности с электродами , между выходом генератора и входом схемы ИЛИ последовательно соединены третий и четвертый счетчики, и селектор R-зубца, выход которого соединен с управл ющими входами первого и третьего счетчика, D-триггера вторым входом схемы ИЛИ-НЕ, отличающийс тем, что, с целью поддержани стимул ции дыхани при нарушени х сердечного ритма, он содержит последовательно соединенные четвертый и п тый счетчики и второй D-триггер, выход которого соединен с третьим входом схемы ИЛИ,и последовательно соединенные шестой счетчик, схему И-НЕ и схему Ц, выход которой соединен с входом второго счетчика, а вход - с выходом схемы ИЛИ, причем выход селектора R-зубца соединен с управл ющими входами п того счетчика и второго D-триггера, а выход генератора соединен с входами четвертого и шестого счетчиков.