Стимулятор дыхания

/00 51)4 А 6 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССС ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫ г.87. Бюл. В 26 ение Всесоюзно ство состоит из счетчика 2, П-т НЕ 4, схемы ИЛИ лятора 7, усили электродами 9 и Селектор К-зубц чиками 2, 11, Э ки 14, 15 и Р-т тельно соединенэлектродах Форм сов с частотой о научноута электльского инст Глухов 75(088 ское скл. А ЛЯТОР ство СССР /00, 1984. идетел 61 Н 3 1 ЫХАНИЯ относи ель и ся к медиобретения тени пропорционалсокращений,муляциядых ник стимуляци ердечного ыханитма. притрой сокращени(21) 3870 (22) 07.0 (46) 15.0 (71) Отдел исследова ромеханик (72) В.И. (53) 615. (56) Авто У 1189449 (54) СТИМУ (57) Изоб цинской т поддержан нарушения СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНРЕСППБЛИК БРЕТЕН генератора 1, первог риггера 3, схемы ИЛИ, счетчика 6, модутеля 8 мощности с счетчиков 1 О, 11, а 12 соединен со счет -триггером 3. Счетчириггер 16 последоваы, На воздействующих ируются пачки импульи длительностью пачек ными частоте сердечныхт.е, осуществляется стиия синхронно сердечным1323Изобретение относится к медицинской технике, а именно к стимуляторам дыхания, и может быть испольэоватно в медицинской практике для восстановления или компенсации дыхательной недостаточности, а также при лечении острой и хронической дыхательной недостаточности.Целью изобретения является поддержание стимуляции дыхания при нарушениях сердечного ритма,На чертеже приведена функциональная схема предложенного стимуляторадыхания.Стимулятор дыхания состоит иэ последовательно соединенных генератора 1, первого счетчика 2, Р-триггера3, схемы ИЛИ-НЕ 4 и схемы ИЛИ 5, последовательно соединенных второгосчетчика 6, модулятора 7 и усилителя8 мощности с электродами 9, междувыходом генератора 1 и входом схемыИЛИ 5, последовательно соединенныхтретьего 1 О и четвертого 11 счетчиков25и селектора К-зубца 12 с электродами13, выход которого соединен с управляющими входами первого 2 и четвертого 11 счетчиков, 0-триггера 3, вторым входом схемы ИЛИ-НЕ 4, последовательно соединенных пятого 14 и шестого 15 счетчиков и второго 0-триггера 16, последовательно соединенныхседьмого счетчика 17, схемы И-НЕ 18и схемы И 19.1Выход второго П-триггера 16 соединен с третьим входом схемы ИЛИ 5,выход схемы И 19 соединен с входомвторого счетчика 6, а вход - с выходом схемы ИЛИ 5, выход селектора40К-зубца соединен с управляющими входами шестого 15 и второго П-триггера16, выход генератора 1 соединен свходами пятого 14 и седьмого 17 счетчиков а второн вход схемы И-НЕ 18У45соединен с выходом второго Р-триггера 16.Стимулятор дыхания работает следующим образом.На каждое сокращение сердца селектор К-зубца 12 формирует импульс сер 50дечного сокращения по сигналу, поступающему с входных электродов 9. Втом случае, когда последовательностьимпульсов сердечных сокращений (причастотах сердечных сокращений, боль 55ших верхней пороговой частоты Ги лежащих в пределах от первой нижней пороговой частоты Гаа , до второй 06 2нижней пороговой частоты Г,) илипоследовательность импульсов с часто 1 той импульсов на выходе седьмогосчетчика 17 Га (при частотах сердечных сокращений, меньших Га) проходит на вход второго счетчика 6, второй счетчик 6, модулятор 7 и усилитель 8 формируют пачки импульсов сдлительностью пачек и паузой междупачками, пропорциональными частотеимпульсов на входе второго счетчика6 (длительность пачки равна периоду,а пауза между пачками равна трем периодам импульсов на входе схемы пересчета). Данные пачки импульсов поступают на воздействующие электроды 9для стимуляции дыхания,Формирование происходит следующимобразом.На выходе второго счетчика 6 формируются импульсы с периодом, в четыре раза большим периода сердечныхсокращений, и длительностью, равнойпериоду импульсов сердечных сокращений. Каждый импульс с выхода второгосчетчика 6, поступая на вход модулятора 7, формирует на его выходе частотно-модулированную последовательность импульсов (для обеспеченияплавного сокращения диафрагмы), т.е.пачку импульсов, которая через усилитель 8,служащий для обеспечения необходимых энергетических данных, поступает на воздействующие электроды 9.При отсутствии импульсов на выходевторого счетчика 6 (интервал междуимпульсами) на выходе модулятора 7формируется сигнал пОп и на воздействующих электродах 9 амплитуда сигнала равна О, т.е, стимуляция диафрагмы или диафрагмальных нервов отсутствует.В том случае, когда на входевторого счетчика 6 отсутствует последовательность импульсов, на его выходе формируется сигнал пОп и на воздействующих электродах 9 амплитудасигнала равна О,Формирование пороговых частот пар, . ф пор.н 1 ф рар н происходит следующим образом.С генератора 1, представляющегособой генератор импульсов, последовательность импульсов непрерывно поступает на счетный вход первого счетчика 2, через третий счетчик 1 О насчетный вход четвертого счетчика 11и через пятый счетчик 14 на счетный132315, д с вьжодд цд входь устатчикон зсепрерьзв -Вход пее го о с:че гик селектора К- зубца 12 нонкиО" ддццых сче О 6 4 ного состояния до состояния "1 цд его выходе, т.е. существует пороговоезначение частоты сердечцьж с-.окрдщеы сердечных сонии 1 на выхо 5 того 11 или шеспо входу ра зрено поступают имилье кращений. При пояцле де первого 2, четвер того 15 счетчикд оцд шения этого же счетчика остдцдвшвд -ет счетчик (цос:ледондтельность импульсов нд счетном зходе не вы:зынает 1 Оизменения состояция цд егс вьжоде) и счетчики переводятся в нулевое состояние только импульсами серпечных сокращений по входам установки 0 .Появление 1" цд гзьходе первого 15 счетчика 2 зд один период импульсон сердечных сокращений зависит от чдстоты гецердтсрд 1 и козффициецтд пе - ресчета первого счетчика 2 от нуленого состояния до ссстсяция 1 цд его 20 ньосоде, т.е. время перевода первсзго счетчика 2 из ну:севого состояния в состояние 1 цд его выходе должно быть меньше нремеци между двумя соседними импульсдми сердечных сокращений, В этом случае 1 с выхода первого счетчикд 2 поступает цд Р в вх первого Р-триггера 3 и каждыи импульс сердечных сокрдщс.ций (положительный перегздд импульса), приходяпсий цд ЗО тактовый вход первого Р-триггерд 3, передает "1" с Р-входа на ньгход первого Р-триггерд 3. При времени перенода первого счетчика 2 из состояния0в состояние 1" на его выходе, 35 большем времени между двумя соседними импульсами сердечньгх сокращений, состояние на выходе первого счетчика 2 не изменяется и всегда соответствует состоянию "0", которое передается 40 на выход первого Р-триггера 3, Таким образом, существует пороговое значение частоты сердечных сокращений Г , выше которого на выходе первого Р-триггера 3 устанавливается 45 состояние 0 разрешающее, а ниже которого на выходе Р-триггера 3 устанавливается состояние "1" запрещающее для прохождения импульсов сердечных сокращений через схему ИЛИ-НЕ 4 с выхода селектора К-зубца 12 на вход второго счетчика 6. Появление "1" на выходе четвертого счетчика 11 за один период импульсов сердечных сокращений зависит от частоты генератора 1, коэффициента деления третьего счетчика 1 О и коэффициента пересчета четвертого счетчика 11 от нулеций, ниже которого на выходе четвертого счетчика 11 формируется импульсная последовательность с частотой сердечных сокращений, которая через схему ИЛИ 5 поступает цд вход второго счетчика 6. Это нижнее пороговое значение чдтоты сердечцых сокрдщесс яПри чдстотдх сердечных сскрдщений, больших Г,ца выходе четвертого счетчика 1 всегда состояцие 0.Появление "1" цд выходе шестого счетчика 15 на сдин период импульсов сердечных сокращений зависит от частоты гецердторд 1, коэффициецтд делеция пятого счетчика 14 и коэффициента пересчета шестого счетчика 15 от нулевого с о с то я ция до состояния 1 цд его выходе, т.е. время перевода шестого счетчика 15 иэ нулевого со .- тояция в состояние 1 на его выходе должно быть меньше времени между двумя соседними импульсами сердечных сокрдщений, В этом случае "1 с выхода шестого счетчика 15 поступает нд Р-вход второго Р-триггера 16 и каждый импульс сердечных сокрдщеций, приходящий на тактовый вход второго Р-триггера 3, передает 1 г. Р-входа цд выход второго Р-триггера 16. При времени перевода третьего счетчика 1 О из состояния "О в состояние 1 на его выходе, большем времени между двумя соседними импульсами сердечньзх сокращений, состояние ца выходе шестого счетчика 15 не изменяется и всегда соответствует состоянию 0 , которое передается на выход второгс Р-триггера 16, т,е. существует пороговое значение частоты сердечцьж сокращений Гщ, , ниже которого на ныходе второго Р-триггера 16 устанавливается состояние 1 разрешающее., а вьппе которого на выходе второго Р-триггера 16 устанавливается состояние 0 запрещающее для прохождения импульсов с выхода седьмого счетчика 17 через схему И-НЕ 18 на вход второго счетчика 6.Таким образом, при частот;х сердечных сокращений, больших на выходе первого Р-триггерд 3 формируется сигнал О,которьпз разрешает прохождению импульсов сердечных сокращений с выхода селектора К- зубца5 132 12 через схему ИГИ-НЕ 4, через схему ИЛИ 5 т.к. ца ее второй и третий выводы поступает сигнал Ос выхода четвертого счетчика 11 и с выхода второго Р-триггера 16, через схему И 19, т,к, ца ее втором входе присутствует сигнал "1", на вход второго счетчика 6. На воздействующих электродах Формируются пачки импульсов с частотой и длительностью пачек, пропорциональными частоте сердечных сокращений, т.е. осуществляется стимуляция дыхания синхронно сердечным сокращениям.При частотах сердечных сокращений, лежащих в диапазоне от Г, , до Гор.в (при нормальном состоянии дыхательной и сердечной деятельности организма) ца выходе первого Р-триггера 3 Формируется состояние "1", запрещающее прохождению импульсов сердечных сокращений с выхода селектора К-зубца 1 ца вход второго счетчика 6, на выходе четвертого счетчика 11 и выходе второго Р-триггера 6 формируется сигнал "О", тем самым формируя на входе второго счетчика 6 сигнал "О", т,к, на выходе схемы ИЛИ 5 формиру тся сигнал "О". На воздействующих электродах пачки импульсов отсутствуют а значит, отсутствует стимуляция дыхания. При частотах сердечных сокращений, лежащих в пределах от Гр,до Г,р , Гпор.нт Гщр , 1, что достигается выбором коэффициента деления третьего и пятого счетчиков) на выходе четвертого счетчика 11 формируются импульсы с частотой сердечных сокращений, которые через схему ИЛИ 5 (ца первом и третьем входах схемы ИЛИ - сигналы "О", поступающие с выхода второго Р-триггера и с выхода схемы ИЛИ-НЕ, т,к. ца ее входе пристутствует сигнал "1" , через схему И 19 на втором входе схемы И - сигнал "1", поступающий с выхода схемы И-НЕ 18, т.к. на ее первом входе присутствует сигнал "О") поступают на вход второго счетчика 6. На воздействующих электродах Формируются пачки импульсов с частотой и длительностью пачек, пропорциональными частоте сердечных сокращений, т.е. осуществляется стимуляция дыхания синхронно сердечным сокращениям.При частотах сердечных сокращений, меньших Го ,на выходе второ 3106 30 шестого счетчиков. 5 1 О 15 20 25 35 40 45 50 55 6го Р-триггера 16 формируется сигнал 1 , который запрещает прохождение сигнала с выхода четвертого счетчика 11 и с выхода схемы ИИ-НЕ 4 через схему ИЛИ 5, а разрешает прохождению импульсов с выхода седьмого счетчика 17 с частотой Г через схему И-НЕ 8, на вход второго счетчика 6 (через схему И, т.к. ца первом ее входе присутствует сигнал 1 , поступающий с выхода схемы И 3 И). На воздействующих электродах Формируются пачки импульсов с частотой и длительностью пачек, пропорциональными частоте Г , т.е. стимуляция дыхания це синхронизируется сердечными сокращениями (,идет асинхронная стимуляция до достижения частоты сердечных сокращений значения, превышающего ПОР. НгЗначения частот Гс в Гор нГ ,, Г, изменяются посрезством изменения коэффициента пересчета первого счетчика 2, коэффициента деления третьего 10, пятого 14, седьмого 17 счет;иков соответственно и устацавливаются врачом индивидуально для каждого пациента.Ф о р м у л а изобретения Стимулятор дыхания, содержащий последовательно соединенные генератор, первый счетчик, Р-триггер, схему ИЛИ-НЕ и схему ИЛИ, последовательно соединенные второй счетчик, модулятор и усилитель мощности с электродами, между выходом генератора и входом схемы ИЛИ последовательно соединены третий и четвертый счетчики, и селектор К-зубца, выход которого соединен с управляющими входами первого и третьего счетчика, Р-триггера, вторым входом схемы ИЛИ-НЕ, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью поддержания стимуляции дыхания при нарушениях сердечного ритма, он содержит последовательно соединенные четвертый и пятый счетчики и второй Р-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 К- зубца соединен с управляющими входами пятого счетчика и второго Р-триггера, а выход генератора соединен с входами четвертого и