Электростимулятор дыхания

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИДЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 9) Н 1/ 59 ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ЗОБРЕТЕНИЯДЕТЕПВСТВ У(56) Авторское свиде1255151, кл. А 61 ми чи тельство ССС Н 136, 1985 ЛЕКТРОСТИМУЛЯТОР ДЫХАН(57) Изобретение относится к медицинской технике. Цель изобретения - увеличение времени непрерывной стнмулялектростимулятор содержит сум ОПИСАНИ К АВТОРСКОМУ/ рующий счетчик 1, вычитающий счетк 2, делитель 3 частоты, схему 4 сравнения, первый элемент И 5, схему 6 пересчета, группу 7 элементов И, формирователь 8 импульсов, группу 9 формирователей управляющих сигналов, каждый из которых содержит элемент И 10, элемент И 11 и инвертор 12, Незначительное изменение начальной частоты позволяет даже при сильном сокращении диафрагмы получить вдох не резким. При этом искусственный вдох моделируется близким к естест" венному и пациент не ощущает физиоло гических неудобств.з.п. ф-лы, 2 ил1 135Изобретение относится к медицинеи может быть использовано в качестве.электростимулятора дыхания.Цель изобретения - увеличение времени непрерывной стимуляции путемуменьшения усталости диафрагмы.На Фиг.1 показана Функциональнаясхема предлагаемого устройства; нафиг.2 - диаграммы напряжения на выходах различных блоков.Электростимулятор дыхания содержит суммирующий счетчик 1, вычитающий счетчик 2, делитель 3 частоты,схему 4 сравнения, первый элементИ 5, схему 6 пересчета, группуэлементов И, Формирователь 8 импульсов,группу Формирователей 9 управляющихсигналов. Каждый формирователь 9 управляющих сигналов (1-и) содержитпервый 10 и второй 11 элементы И иинвертор 12,Электростимулятор дыхания работает следующим образом.На вход вычитания вычитающегосчетчика 2 с входа эталонной частоты устройства непрерывно поступаетпоследовательность импульсов эталонной частоты следования и каждый импульс вызывает уменьшение кода наего выходах, а на вход сложения суммирующего счетчика 1 непрерывно поступает последовательность импульсовс частотой следования, меньшей эталонной частоты на произведение коэффициента деления делителя 3 частоты, и каждый импульс вызывает увеличение кода на его выходах. Когда на старшем разряде суммирующего счетчика 1 присутствует "1",код на выходах группы 7 элементов Исоответствует коду на выходах суммирующего счетчика 1, а когда на старшем разряде суммирующего счетчика 1присутствует "0", выходы группы 7элементов И находятся в состоянии "0"независимо от кода на выходах суммирующего счетчика 1. Коды на выходах группы 7 элементов И сравниваются поразрядно с кодами на выходахвычитающего счетчика 2 блоком 4 сравнения и при совпадении кодов на выходе блока 4 сравнения появляется"1", которая поступает на управляющие входы группы формирователя 9 управляющих сигналов, в результате чего на выходах вычитающего счетчика 2устанавливается начальный код, соответствующий коду установки частоты(1-и). Это осуществляется следующимобразом рассмотрим для одного эле"мента управления, остальные работаютидентично),В том случае, если на шине кодаустановки частоты присутствует ,то на выходе инвертора 12 - "0", который устанавливает на выходе второго элемента И 11 сигнал "0", на выходе первого элемента И 10 - сигнал"1", так как на его первом и второмвходах в , сигнал "1". 5О Сигнал "1" с первого выхода первого формирователя 9 управляющих сигналов группы поступает на Б-вход счетчика соответствующего разряда управляемого вычитающего счетчика 2 и устанавливает его выход в состояние "1" (на его К-вход при этом поступает сигнал "0" с второго выхода первого формирователя 9 управляющих сигналов группы). 25 В том случае, если на шине кода установки частоты присутствует "О"., то на выходе инвертора 12 - сигнала значит и на выходе второго элемента И 11 - сигнал "1", так как на его первом и втором входах сигнал "1", на выходе первого элемента И 10 - сигнал "0", так как на его втором входе присутствует сигнал "0". Сигнал "1" с второго выхода формирователя 9 управляющих сигналов группы поступает на К-вход счетчика соответствующего разряда управляемого вычитающего счетчика 2 и устанавливаЗО 35 ет его выход в состояние "0" (на Б 40 вход при этом поступает сигнал "0"с первого выхода Формирователя 9 управляющих сигналов группы). Такимобразом, сигнал "0" или "1" переда 45 счетчика 2 устанавливается код установки частоты и выход схемы 4 сравнения возвращается в исходное состояние "О", формируя тем самым положительный -импульсСледующее совпаде 50 ние кодов на выходах группы 7 элементв И и выходах вычитающего счетчика 2 вызывает появление на выходесхемы 4 сравнения положительного импульса и т.д. 55 ется с шины кода установки частотына выход соответствующего разряда вычитающего счетчика 2 при появлениисигнала "1" на выходе схемы 4 сравнения, т,е, на выходах вычитающего51 б50 55Закон изменения частоты выходных импульсов показан на фиг,2 г, Как видно из формул (1) и (2), начальная и 3 13Рассмотрим закон изменения частоты импульсов, формируемых на выходесхемы 4 сравнения.Когда на старшем разряде суммирующего счетчика 1 присутствует "1"код на его выходах изменяется от10000000 до 11111111 (при 8-разрядном счетчике), или в десятичном ислислении от Н 1=128 до Н 2=255. Максимальное число импульсов, требуемыхна вход вычитания вычитающего счетчика 2 для появления импульса на выходе схемы 4 сравнения (момент совпадения кодов на выходах группы 7 элементов И и на выходах Вычитающегосчетчика 2), равногде Н- число кода установки частоты.Минимальное число импульсов, требуемых на вход вычитания вычитающегосчетчика 2 для появления импульса навыходе схемы 4 сравнения, равномин (2 Нг) + Н стНачальная (минимальная) частота имПУЛЬСОВ В ПаЧКЕНмакс (2" -Н )+Нст 128+НстКонечная (максимальная) частота импульсов в пачкесэ Рэ Гэ(2"-г)+Н 1+НТак как код на выходах суммирующего счетчика 1, а значит, и на выходах группы 7 элементов И увеличивается, а код на выходах управляемоговычитающего счетчика 2 уменьшаетсясо скоростью на коэффициент деленияделителя 3 частоты большей, причемскорости изменения кодов постоянны,то частота импульсов на выходе схемы4 сравнения увеличивается от импульса к импульсу по линейно-ступенчатому закону. Когда на старшем разрядесуммирующего счетчика 1 присутствует"0", код на выходах группы 7 элементов И равен 00000000, т.е. нулю в десятичном исчислении, поэтому числоимпульсов, требуемых на вход вычитания вычитающего счетчика 2 для появления импульса на выходе схемы 4 сравнения, постоянно и равно И = Кст,что соответствует постоянной частотена выходе схемы сравнения,На фиг.2 а показана последовательность импульсов на старшем разрядесуммирующего счетчика 1, а на фиг,2610 15 20 25 30 35 40 45 закон изменения частоты следования - импульсов на выходе схемы 4 сравнения. Длительность "1 равна длительности "0" в течение одного периода на старшем разряде суммирующего счетчика 1, так как он является двоичным, поэтому длительность нарастания частоты на выходе схемы 4 сравнения равна длительности постоянства частоть. На фиг.2 в показан сигнал на выходе схемы б пересчета, у которой формируется в течение одного периода импульсоь на старшем разряде суммирующего счетчика 1, а "0" - в течение времени, кратного дачному периоду. Когда на выходе схемы б пересчета присутствует,открываетсяпервый элемент И 5 и сигнал с выхода схемы 4 сравнения поступает на вход формирователя 8 импульсов, который формирует жчпульсы в пачке по длительности, которые поступают на выход устройства, Длительность формируемь.х импульсов величина регулируемая и подбирается индивидуально для каждого пациента, Частота формируемых пачек импульсов на выходе устройства равнаае Рэ К х - к Кпер 1где К - коэффициент деления делитеАля 3 частотыКе - коэффициент деления схемыб гересчета.Используя делитель 3 частоты с переменным коэффициентом деления К можно регулировать частоту следования пачек импульсов, а значит, и частоту дыхания больного, так как пачка "формирует вдох больного (выдох осуществляется спонтанно) При этом начальная Е и конечная Г частоты импульсов сохраняют свои значения, так как они не зависят от коэффициента деления делителя 3 частоты, а определяются соответственно начальным и конечным кодами на выходах суммирующего счетчика 1, эталонной частоты Р и начальным кодом вычитаюшего счетчика 2 (кодом установки частоты), причем начальный и конечный коды на выходах суммирующего счетчика 1 и эталонная частота являются постояннойвеличиной, а код установки частоты -переменной,5 1351 бконечная частоты зависят от Н,поэтому автоматически изменяя код ус.тановки частоты по программе индивидуально для каждого больного, например, при помощи реверсивного счетчика или набором кода при помощи переключателей, можно изменять начальнуюГ, и конечную 1 частоты по определенному закону. Уменьшение Н приводит к увеличению начальной и конеч Оной частот, причем, конечной частоты в большей степени, Так, например,при изменении Н , от 9 до 39,изменяется в 2 раза, а Г, в 1,24 раза, Незначительное изменение начальной частоты позволяет даже при "сильном" сокращении диафрагмы (для высо"ких частот) получить вдох не резкка,так как начальные сокращения диафрагмы осуществляются частотами близки Оми к выбранной оптимальной начальнойчастоте, благодаря этому искусственный вдох моделируется близким к ес"тественному и пациент не ощущает Физиологических неудобств. 2. Электростимулятор по п,1, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что каждыйформирователь управляющих сигналов 25 содержит первый элемент И и последовательно соединенные инвертор и вто-,рой элемент И, выход которого является одним выходом Формирователя управляющих сигналов, первый вход первого ЗО элементаИ соединен с входом инвертора, вторые входы первого и второгоэлемечтов И являются входом формирователя управляющих сигналов, другимвыходом которого является выход пер ного элемента И. Формула изобретения 1. Электростимулятор дыхания, содержащий делитель частоты, суммирующий счетчик и последовательно соединенные вычитающий счетчик, первый .вход которого соединен с вхоцом делителя частоты, схему сравнения, пер.вый элемент И и Формирователь им 11 бпульсов, выход которого является выходом электростимулятора, о т л и -ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюувеличения времени непрерывной стимуляции путем уменьшения усталостидиафрагмы, он содержит схему пересчета, группу элементов И и группуФормирователей управляющих сигналов,выходы которых подключены к вторым итретьим входам вычитающего счетчика,причем вход суммирующего счетчикаподключен к выходу делителя частоты,а выходы - к первым входам элементовИ группы, вторые входы которых ивход схемы пересчета соединены с последним выходом суммирующего счетчика,выходы элементов И группы подключенык другим входам схемы сравнения, авыход схемы пересчета соединен с другим входом первого элемента И./5 Тираж 59 ВНИИПИ Государстве по делам изобре 113035, Москва, Ж ного ком ений и о 5, Раушс Подписноетета СССРткрытийай наб., д.4/