Кардиостимулятор

Оп КСАН ИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ .СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 250280 21) 2889856/28-13с присоединением заявки Мо(23) ПриоритетОпубликовано 3011,82. Бюллетень Мо 44Дата опубликования описания 3 Щ 182 Р 1)М К 3 А 61 М 1/36 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытийА.И.Шереметьев и Б.А.КотлинМосковский ордена Трудового Красного Знам ни ийженернофизический институт и Всесоюзный научно-иследовательский и конструктОрский институт радиоэлектронной медицйнСКойаппаратуры 72) Авторыизобретения(54) КАРДИОС 1 ИМУЛЯТОР Изобретение относится кмедици-,не, а именно к кардиостимуляторам.Известен кардиостимулятор, содер жащий связанные между собой цифроаналоговый преобразователь, формирователь стимулирующих импульсов, первую схему пропускания, выделитель К-зубцов, вторую схему пропускания, схему синхронизации и генератор, подключенный к формирователю стимулирующих импульсов, третью схему пропускания, связанную с выделителем К-зубцов, и реверсивный счетчик 11,Однако известный кардиостимулятор имеет сравнительно большое время восстановления усвоения сердцем искусственного ритма, что повышает травматичность его стимуляции.Цель изобретения - уменьшение травмирования сердца путем сокращения времени восстановления усвоения им искусственного ритма.Поставленная цель достигается тем, что в кардиостимулятор, содержащий связанные между собой цифроаналоговый преобразователь, формирователь стимулирующих импульсов, первую схему пропускания, выделитель К-зубцоввторую схему пропускания, схему синхронизации и генератор,подключенный к формирователю стимулирующих импульсов, третью схемупропускания, связанную с выделителемК-зубцов, и реверсивный счетчик, введены последовательно соединенныепервый блок выдержки времени, второйблок выдержки времени, дифференцирующая цепочка, четвертая схема пропускания, КБ-триггер, связанный с переключателем, первая схема И, втораясхема И, первый деаифратор и второйдешифратор, причем реверсивный счетчик связан с первой схемой И, второйсхемой И, ВЯ-триггером, первым дешифратором, вторым дешифратором и цифроаналоговым преобразователем, приэтом первая схема И подключена к первому дешифратору, третьей схеме про"пускания и третьему блоку выдержкивремени, вторая схема И соединенас четвертой схемой пропускания и вторым дешифратором, первый блок выдержки времени подключен к генератору и первой схеме пропускания, вто рой блок выдержки времени связан совторой схемой пропускания, а третийблок выдержки времени соединен с четвертой схемой пропускания.Кроме того, переключатель режимаработы выполнен в виде геркона.На чертеже приведена схема устройства.Кардиостимулятор содержит генератор 1, схему 2 синхронизации, Формирователь 3 стимулирующих импульсов, выделитель 4 й-зубцов, реверсивный 5 счетчик 5, цифроаналоговый преобразователь 6, первый 7 и второй 8 дешифраторы, первую 9 и вторую 10 схемы И, первый 11, второй 12, третий 13 блокивыдержки времени, первую 10 14, вторую 15, третью 16 и четвертую 17 схемы пропускания, дифференцирующую цепь 18, й 5-триггер 19 и переключатель 20.15Первый 7 и второй 8 дешифраторы, ; а также первая 9 и вторая 10 схемы И,служат для предотвращения изменениясостояния реверсивного счетчика 5 вненекоторого определенного диапазона(например, при использовании в качестве реверсивного счетчика 5 четырехразрядного двоичногореверсивногосчетчика его состояние должно изменяться в пределах от 1 до 15 в десятичной записи и не должно выходитьза эти пределы). При минимальном состоянии реверсивного счетчика 5 (например, состоянии "1") на выходепервого дешифратора 7 формируетсясигнал "0", запрецающий прохождениесигналов на выходе первой схемы 9И, т.е. вычитающий вход реверсивногосчетчика 5, и тем самым препятствующий уменьшению состояния счетчиканиже минимально допустимого. Во всех 35 других состояних реверсивного счетчика 5 на выходе первого дешифратора7 Формируется сигнал "1". Аналогично при максимальном состоянии реверсивного счетчика 5 например, состоя нии 15) ча выходе второго дешифратора 8 формируется сигнал "0", запрещающий прохождение сигналов на выходе второй схемы 10 И, т,е. суммирующий вход реверсивного счетчика5,и тем самьм препятствуюций увеличению состояния реверсивного счетчикавыше максимально дапустимого. Во всех других состояниях реверсивногосчетчика 5 на выходе второго дешифратора 8 Формируется сигнал "1", Таким образом, дешифраторы 7 и 8 являются комбинационными схемами, методы построения которых хорошо известны, Например, в качестве таких дешифраторов можноиспользовать схемы И-НЕ с числом входов, соответствующим числу разрядов реверсивнОго счетчика 5, а комбинируя подключения этих выходов к соответствующим выходам разрядов счетчика, можно получить 60 ограничение диапазона изменения сос. тояния реверсивного счетчика 5 в любых требуемых пределах внутри полного максимально возможного диапазона,65 Кардиостимулятор работает следующим образом,Генератор 1 вырабатывает импульсы с требуемым периодом Тс следования, определяемья необходимым ритмом стимуляции, которые одновременнозапускают формирователь 3 стимулируюцих импульсов, поступающих черезэлектроды на сердце, и первый блок11 выдержки времени, импульс которогозапрещает прохождение сигналов навыход первой схемы 14 пропускания,т,е. на вход выделителя 4 зубцов,тем самым предотвращая его перегрузку стимулирующим импульсом. Длительность импульса первого блока 11выдержки времени больше длительности стимулирующего импульса (1-2 мс),но несколько меньше длительностиминимального латентного периодасердца (15-20 мс), поскольку в течение этого времени любая электроактивность сердца невозможна. Импульс первого блока 11 выдержкивремени своим задним фронтом запускает второй блок 12 выдержки времени, длительность импульса котороговыбирается несколько большей максимального латентного периода сердца(100-120 мс), В течение длительности импульса второго блока 12 выдержки времени синхроимпульс выделителя 4 Е-зубцов, соответствующийвызванному стимулирующими импульсомЙ-зубцу, проходит на выход третьейсхемы 16 пропускания, так как онаоткрыта сигналом с прямого выхода второго блока 12 выдержки времени, но не проходит на выход второйсхемы 14 пропускания, так как оназакрыта но входу сигналом с инверсного выхода второго блока 12. Вне импульса выдержки второго блока 12выдержки времени закрыта третья схема 16 пропускания, но открыта втораясхема 15 пропускания, на выход которой проходит синхроимпульс, соответствующий естественному К-зубцу,который через схему синхронизациисинхронизирует как обычно, работугенератора 1. Таким образом, первый11 и второй 12 блоки выдержки времени и первая 14, вторая 15 и третья16 схемы пропускания разделяют соответствующие вызванному и естественному К-зубцам синхроимпульсы, сформированные с помощью обычно используемых известных методов (например,частотной Фильтрацией и амплитудной дискриминацией) выделителем 4К-зубцов. Схема 2 синхронизации,как и в известных синхронизированных кардиостимуляторах (например,запрещающего типа), выдает на своемвыходе импульс синхронизации генератора 1 в том случае, если очереднойимпульс, соответствующий естествен 97699440 ному К-зубцу, поступил на ее входне ранее чем по истечении определенного рефрактерного интервала (около300 мс) после прихода предыдущеговходного импульса.Синхроимпульс, соответствующий 5вызванному К-зубцу и сформированныйна выходе третьей схемы 16 пропускания, запускает третий блок 13 выдержки времени, импульс которого,имеющий длительность, несколько 10большую, чем длительность импульсавторого блока 12 выдержки времени,запрещает по входу прохождение навыход четвертой схемы 17 пропускания сигнала, соответствующего окончанию импульса второго блока 12выдержки времени, сформированногодифференцирующей цепью 18. Такимобразом, сигнал на выходе четвертойсхемы 17 пропускания появляется 20лишь в том случае, если до окончанияимпульса второго блока 12 выдержкивремени на выход третьей схемы 16пропускания не поступил синхроимпульс.Такая ситуация соответствует отсутствию ответа сердца на стимулирующийимпульс в виде вызванного Е-зубца,При измерении порога стимуляциисердца период следования импульсовТк генератора 1 устанавливают со- З 0ответствующим требуемому ритмустимуляции, а переключатель 20 переводят в нижнее положение "Измерение" ( например, нажимают кнопку переключателя 20). При этом через 35Б-вход триггера 19 он устанавливается в состояние "1", что приводитк установлению сигнала "1" на еговыходе, т.е, на входе первой схемы9 И, и установке реверсивного счетчика 5 в максимальное состояние,а через цифроаналоговый преобразователь б и вход формирователя 3 стимулирующих импульсов - к установлениюмаксимальной амплитуды стимулирующего импульса, величина которой выбирается заведомо достаточной (,в пределах физиологической нормы)для вызывания возбуждения сердца. Поэтому при поступлении очередного импульса запуска от генератора 1 через 50электроды на сердце наносится указанный стимулирующий импульс, вызванный которым К-зубец приводит какописано выше к формированию синхроимпульса на входе третьей схемы 16 55пропускания, т.е. на входе первойсхемы 9 И, который (поскольку надругих ее входах присутствует сигнал"1") проходит на ее выход и приводит к уменьшению состояния реверсивного счетчика 5 на единицу, а черезцифроаналоговый преобразователь 6 -к установке уменьшенной на величинуодного шага амплитуды стимулирующего импульса в формирователе 3 стиму лирующих импульсов, При приходе очередного импульса запуска от генератора 1 на сердце наносится стимулирующий импульс с уменьшенной на один шаг амплитудой. Такой процесс уменьшения амплитуды продолжается до тех пор, пока амплитуда стимулирующего импульса не станет меньше порога стимуляции сердца, что приводит к отсутствию вызванного К-зубца, а значит, по окончании импульса выдержки блока 12 120-140 мс после стимулирующего импульса ) - к формиро. вателю синхроимпульса на выходе четвертой схемы 17 пропускания. Этот синхроимпульс проходит на выход второй схемы 10 и увеличивает состояние реверсивного счетчика 5 на единицу, что приводит через цифроаналоговый преобразователь 6 к установке в формирователе 3 амплитуды стимулирующего импульса в минимальной степени (на один шаг амплитуды), превышающий порог стимуляции сердца. Одновременно этот синхроимпульс переводит по К-выходу КБ-триггер 19 в состояние "0", сигнал с выхода которого запрещает прохождение сигналов на выход первой схемы 9 И, т.е. на вычитающий вход реверсивного счетчика 5, тем самым запрещая уменьшение его состояния, а значит, уменьшение амплитуды стимулирующего импульса. Поэтому при проходе очередного импульса запуска от генератора 1 на сердце наносится стимулирующий импульс с минимально необходимой для стимуляции амплитудой, а вызванный им Й- зубец, хотя и приводит к формированию соответствующего синхроимпульса на выходе третьей схемы 16 пропускания, уже не может привести к уменьшению амплитуды стимулирующего импульса, поскольку первая схема 9 И закрыта по входу сигналом "0", с выхода триг гера 19. Время, требуемое для установления амплитуды стимчлиоующего импульса, минимально необходимой для стимуляции и измерения порога стимуляции сердца определяется периодом стимуляции Тх и максимальным числом разрешенных .остояний реверсивного счетчика 5. Например, при типичном значении Т =1 с использованием четырехразрядного двоичногосчетчика 5 с разрешенными состояниями от 1 до 15 это время не превышает 15 с.Если порог стимуляции сердца по каким-либо причинам 1 например, изза обрастания кончика электрода фиброзной тканью) увеличивается и сердце не откликается на стимулирующие импульсы, то с выхода четвертой схемы 17 пропускания через вторую схему 10 И на суммирующий вход реверсивного счетчика 5 поступают синхроимпульсы, увеличивающие егосостояние, и, тем самым, амплитуду стимулирующих импульсов до техпор, пока она не установится на уровне, минимально необходимом для стимуляции сердца.Известно, что эффект стимуляции возбудимой ткани в частности сердца) зависит от интенсивности стимулирующего импульса, т.е. от произведения его амплитуды тока или напряжения на длительность. Поэтому фор- . 10 мирователь 3 стимулирующих импульсов может быть выполнен управляемым как по амплитуде тока или напряжения при постоянной длительности стимулирующих импульсов, так и по длитель ности при постоянной амплитуде тока или напряжения стимулирующих импульсов.Для индикации текущего значения амплитуды или длительности стимулирующих импульсов с целью оценки величины порога стимуляции сердца кардиостимулятор в наружном варианте исполнения может быть снабжен блоком индикации, измерительные входы которого могут быть подключены либо к выходам разрядов реверсивного счетчика 5 при цифровой, индикации, либо к выходу преобразователя 6 при аналоговой индикации. ЗОТаким образом, отслеживание порога стимуляции путем регистрации реакции сердца на каждый стимулирующий импульс позволяет сократить время восстановления усвоения им искусствен. ного ритма и снизить травматичность стимуляции. Формула изобретения401. Кардиостимулятор, содержащий связаннйе между собой цифроаналоговый преобразователь, формирователь стимулирующих импульсов, первую схему пропускания, выделитель Й-зубцов,вторую схему пропускания, схемусинхронизации и генератор, подключенный к формирователю стимулирующих импульсов, третью схему пропускания, связанную с выделителем К-зубцов и реверсивный счетчик, о т -л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью уменьшения травмирования сердцапутем сокращения времени восстановления усвоения им искусственного ритма, в кардиостимулятор введены последовательно соединенные первый блоквыдержки времени, второй блок выдержки времени, дифференцирующаяцепочка, четвертая схема пропускания, КЗ-триггер, связанный с переключателем, первая схема И, втораясхема И, третий блок выдержки времени, первый и второй дешифраторы,причем реверсивный счетчик связанс первой схемой И, второй схемой И,ЙЯ-триггеромпервым дешифратором,вторым дешифратором и цифроаналоговым преобразователем, при этом перваясхема И подключена к первому дешифратору, третьей схемепропускания,третьему блоку выдержки времени,а вторая схема И соединена с четвертой схемой пропускания и вторымдешифратором, первый блок выдержкивремени подключен к генератору ипервой схеме пропускания, второйблок выдержки времени связан совторой и третьей схемами пропускания, а третий блок вЫдержки временисоединен с четвертой схемой пропускания,2, Кардиостимулятор по п.1, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, переключатель режима работы выполненв виде геркона,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент Англии 9 1496273;кл. А 61 Й 1/36, 1976.916994 Кумеркчир. Составитель Б. Попов челинская Техред Т.Маточка Ко ор Е. Рошко то Тираж ПИ Государственного комитета ССС по делам изобретений и открытий 3035, Москва., Х(-35, Раушская наб., писн ка ВНИИ