Электрокардиостимулятор

СОЮЗ СОЮТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 10136 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ И АВТО ЕЛЬСТВУ Яблучанский кий институ ритании1/36, 1977.9120,ром, пр сигнало а выход несимме ренцирукщ собой. ЛЯТОР оедижки,влек льно зад скадГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТН,ЯО.10 А род, связанные между собой датчик й блок выделения биосигналов, а такжеинтегратор, подключенный к модулятору, о т л и ч а ю щ и й с я. тем, что, с целью снижения травматической стимуляции, в него введены последовательно соединенные формиро. ватель, соединенный с электродом, и триггер, вход которого связан с генератором, а выход - с интеграто.-.и этом блок выделения биов подключен к генератору, ной каскад содержит сумматор, тричный интегратор и диффеую цепь, связанные между.Известен электрокардиостимулятор,содержащий генератор, блок задержки,выходной каскад и электрод 1 ).Недостатком известного устройстваявляется низкая физиологичностьстимуляции,Известен электрокардиостимулятор,содержащий датчик, блок выделениябиосигналов, генератор, блок задержки, модулятор, интегратор, выходной каскад и электрод 2),Недостатком известного устройства является высокая травматичностьстимуляции.Цель изобретения - снижение травматичности стимуляции.Для достижения поставленной целив электрокардиостимулятор, содержащий последовательно соединенныегенератор, блок задержки, модулятор,выходной каскад и электрод, связанные между собой датчик и блок вьщеления биосигналов, а также интегратор, подключенный. к модулятору,введены последовательно соединенныеформирователь, соединенный с электродом, и триггер, вход которого снязанс генератором, а выход - с интегратором, при этом блок выделения биосигналов подключен к генератору,а выходной каскад содержит сумматор,несимметричный интегратор и дифференцирующую цепь, связанные междусобой.На фиг. 1 представлена структурная схема устройства; на фиг. 2схема выходного каскада.Устройство содержит датчик 1,блок 2 выделения биосигналов, генератор 3, блок 4 задержки, модулятор 5, выходной каскад б, формирова.тель 7, триггер 8, интегратор 9,электрод 10. Выходной каскад б состоит нздифференцирующей цепи 11 и несимметричного интегратора 12, выходы которых соединены с входами сумматора 13. Дифференцирующая цепь 11представляет собой цепочку 14,. 15,подключенную к входу сумматора 13через полупроводниковый диод 1 бНесимметричный интегратор реализован на резисторах 17 и 18, конденсаторе 19 и полупроводниковых диодах 20 и 21,Постоянная времени заряда конденсатора 19 выбрана в 5-10 раз меньшей постоянной времени разряда конденсатора 19 и равна постояннойвремени дифференцирующей цепи 11.Модулятор 5 фиг. 1 ) выполнентаким образом, что сигнал на еговыходе пропорционален произведениюсигналов на его входах.Рассмотрим работу устройства вустановившемся режимеБлок 2 выделения биосигналон усиливает биопотенциал, например,5синусового узла сердца снимаемыйФс датчика 1 биоритмон сердца (имплантированного таким образом, например, в синусовый узел сердца) иФормирует на своем выходе остроконечные импульсы, синхронизирующие10 работу генератора 3, так что каждому остроконечному импульсу на выходеблока 2 выделения сигналов соответствует прямоугольный импульс, выработанный генератором 3, Этот прямо 15 угольный импульс подается на импульсный Р-вход триггера 8, реагирующий на его передний фронт, и устанавливает этот триггер в исходноесостояние в состояние логического2 О нуля ),Генератор .3 является водителемритма сердца и при отсутствии синхронизирующих импульсов может работать в автоколебательном режиме. Сего выхода прямоугольные импульсыподаются через блок 4 задержки,моделирующий время прохождения возбуждения от синусового узла, например, к правому желудочку сердцана модулятор 5 и далее на входвыходного каскада б ( фиг. 2 ), который формирует прямоугольный импульсс острым крутым выбросом в момент пе.реднего фронта, плоской крышей иплавным спадом заднего фронта. ЭтотЗ 5 импульс поцается через электрод 10на правый желудочек сердца.Выходной каскад работает следующим образом.При подаче на его вход прямоуголь 40 ного импульса положительной полярности на сопротивлении 15 выделяется остроконечный импульс, соответствующий переднему фронту входногонапряжения Этот импульс через диод45 1 б подается на один из входов сум. -матора 13 и оказывается на выходе.Это передний фронт физиологическогоимпульса. В это же время происходитзаряд конденсатора 19 через последовательно соединенные диод 21 ирезистор 18 ( диод 20 в это времязаперт). Постоянная времени зарядаконденсатора 19 через цепочку 21 и13 выбирается настолько малой, чтобызаряд полностью заканчивался во нре 55 мя переднего фронта, Во время крышинходного импульса все его напряжение приложено к конденсатору 19 и. подается на другой вход сумматора 13На выходе последнего имеется крыша60 физиологического импульса. При спаде до нуля входного напряженияконденсатор 19 начинает разряжатьсячерез открывшийся диод 20 и сопротивление 17. При этом диод 21 за 65 перт. Разряд конденсатора 19 черезсопротивление 17 происходит достаточно медленно, так что на выходесумматора 13 задний фронт физиологи.ческого импульса плавно спадает.Во время заднего фронта входного,импульса отрицательный остроконечный импульс, выделяющийся на сопротивлении 15, запирает диод 16. Модулятор 5 регулирует амплитуду прямоугольных импульсов, подаваемыхна вход выходного каскада б, и,следовательно, амплитуду импульсовстимуляции. При постоянном по амплитуде напряжении на выходе генератора 3 выходное стимулирующее напряжение предлагаемого устройствадля электростимуляции сердца, возникающее на электроде 10, пропорцио"нально сигналу на выходе интегратора 9,На вход формирователя 7 подаетсяимпульс с выходного каскада б, атакже сигнал отклика сердца на стимулирующий импульс, снимаемый сэлектрода 10. Каждый из двух ука-занных импульсов формируется формирователем 7 и подается на счетныйвход триггера 8.Если амплитуда стимулирУющегоимпульса больше порога усвояемости,то в конце каждого цикла работыустройства на выходе триггера 8имеет место сигнал логического нуля,поскольку формирователь 7 формирует за один цикл два импульса, соответствующих импульсу стимуляциии импульсу отклика сердца,Интегратор 9 имеет ограничениевыходного напряжения сверху на уровне О, и снизу на уровне О "РтпВеличина О,определяется максимально допустимой амплитудой стимулирующих импульсов, а величина0 1 - минимальным порогом напрялорженйя стимуляции, усваиваемым сердечной мышцей (порогом усвЬяемости ).:В частности,О", может быть нулевым.При подаче с выхода триггера 8сигнала логической единицы на входинтегратора 9 на вхыоде последнегопроисходит рост напряжения (заряд),например, по линейному закону. Есливходное напряжение интегратора 9равнонулю (сигнал логического нуля ),то он "самораэряжается", Посколькувременной интервалмежду стимулирующим импульсом и импульсомотклика меньше временирасслабления сердечной мыацы, то время существования сигнала логической единицы на выходе триггера 8 в установившемся режиме меньше временисуществования сигнала логического 5 нуля. соотношение скоростей зарядаВ и,"саморазряда" интегратора 9выбрано таким, что в установившемсярежиме работы предлагаемого устрбйства средняя скорость интегрирова ния мала и отрицательна, а среднеезначение выходного напряжения интегратора 9 медленно уменьшается ту,что его уменьшение от О до О о,щах тппроисходит за 10 - 10 ф циклов сер дечных сокращений в установившемсярежиме.Таким образом, необходимо, чтобы3Рпричем10, 106(0 -0 1=0 ОПусть в установившемся режименапряжение на выходе интегратора9 снизилось до пороговой величиныпорО , присущей данному больному, В 5 этом случае при приходе очередногостимулирующего импульса с выходногокаскада б сердце не отвечает нанего электрическим сигналом (происходит "выпадение" одного сокращения желудочков) и триггер 8, будучи 0 переведен стимулирующим импульсомв состояние логической единицы, остается в нем до конца цикла, т.е.на время ь" +. За это время происходит увеличение выходного напряже ни интегратора 9 до величины 0 =:ОР+ ; + 1 63Амплитуда следующего импульсастимуляции превышает порог усвояемости. В дальнейшем амплитуда 40 вновь начинает медленно уменьшаться.Когда она достигает значения ОР(это случается через 10 з - 104 циклов ), процесс повторяется, Если покаким-либо причинам порог усвояе мости сеРдца резко за один цикл повышается,. то происходит не одно, а2-3 последовательных фвыпадений"сокращений желудочков, и затем амплитуда стимулирующих импульсоввновь превышает порог. При включении предлагаемого устройства начальное напряжение на выходе интегратора должно составлять О,;.Использование изобретения позволяет снизить травматичность стимуляции сердца.1039505 Составитель В. ПоповТехред Т. Фанта Корректор А Алексе едак ятко/3 ак ПП "Пате тная, 4 г д, ул. ил Тирам ВниипИ Государс по делам изо 13035, Москва, В713венногретени35, Ра одписноеа СССРбытийб д. 4/5 комит и отк ская