Стимулятор дыхания

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК с ц4 А 61 1, 1/36

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHGMV СВИДЕТЕЛЬСТБУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3777627/28-14 (22) 02.08.84 (46) 15.02.86. Вюл.g - 6 (71) Отделение Всесоюзного научноисследовательского института электромеханики (72) А.А.Приймак и В.И.Глухов (53) 615.471 <О88.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 562290, кл, А 61 N 1/36, 1977. (54)(57) СТИМУЛЯТОР ДЫХАНИЯ, содержа. щий последовательно соединенные задающий генератор, модулятор и вьсокочастотный генератор, передающую антенну и последовательно соединенные приемную антенну и детектор, отличающийся тем, что, с целью стимуляции при нарушении ритма дыхания, он снабжен последовательно соединенными датчиком дыхания, первым счетчиком, первым

11-триггером, первой схемой И, кольцевым счетчиком, формирователем длительности импульсов, вторым Ц...ЯО„„1210849 А триггером и сигнальным устройством, последовательно соединенными схемои

ИЛИ, второй схемой И, вторым счетчиком и третьжч Э -триггером, подключенным к первой схеме И, а также делителем частоты и усилителем, входы которого соединены с высокочастотным генератором и кольцевым счетчиком, а выход подключен к передающей антенне, причем датчик дыхания соединен с вторым счетчиком, первым и третьим Э -триггерами, формирователь длительности импульсов соединен с высокочастотным генератором и схемой ИЛИ, вход которой подключен к первой схеме. И, задающий генератор соединен с делителем частоты и второй схемой И, выход которой подключен к первому . счетчику, делитель частоты соединен с кольцевым сче чиком, а .входы первого и второго счетчиков соединены с их выходами, а кольцевой счетчик подключен к второму 3 -триггеру.!

2!0849

Изобретение относится к медицине, а именно к стимуляторам дыхания.

Цель изобретения — стимуляция в фазах нарушения ритма дыхания.

На чертеже изображена схема

I стимулятора дыхания.

Схема включает генератор 1, модулятор 2, высокочастотный генератор

3, передаюецую.антенну 4, приемнуео антенну 5, детектор О, датчик 7 дыха-!е! ния, первую 8 и вторую 9 схемы И, схему 10 ИЛИ, первый !1 и второй

12 счетчики, первый 13 и второй 14

D -триггеры, делите<и- 15 частоты, с; колеьцевой счетчик 1бе формирователь 17 длительности и"".е1ульсов, третий 3 -триггер 18, cHI IIB<пное устройство 19 и усилитель 20.

Стимулятор работает следующии образом.

Б исходном состоянии схемье на каждое дыхание пациента датчик 7 дыхания формирует импульс дыхания и в том случае, когда частота импульсов дыхания (f) находится в пре-.

РЯ делах I от нижней пороговой частоты (-Е„<,.ее ) ДО ВЕРХНЕЙ ПОРОГОВОЙ ЧаСтОть- (f<;«q 1 ) и дыхательная деЯтельность пациента пе Отклоняется от нормы„ на выходе первой схемы 9 И формируется сигнал логической

При частотах имг<еель сов дыхания

f > f», 1, u f f»„-,1 на вь<ходе первой схемы 8 И формируется сигнал лОГI<÷écI<:ÎÃО 0 следу10Щим Обраэо1ч в 15

<< ее

С вьгходя генератора 1 последовательность импульсов через в1С :схему 9 И непрерывно поступает на тактовые вхОды первОГo !1 и второГО 40

12 счетчиков, а на вхоцы установки

НУЛЯ ДаННЬ<Х СЧЕТЧИКОВ ПОСтУПЯЮт I< I— пул .сье дь1хания. При появлении логической "1" на выходе первого 1! или второго 12 счетчиков она по входу 45 разрешения этого же счетчика сстанавливяет счетчик, (последовательность импульсов на тактовом входе не вызывает изменения состояния на его выходе) и счетчики переводятся <0 и нулевое состояние только импульсями дыхания по вхОдам vcTBHoBKH нуля. Появление логической "1" на выходе первого 11 или второго 12 счетчика эа один период импульсов;ды-55 хания происходит только в том случае, когда время перевода соответСтВЕ11НО ПЕОВОГО ИЛИ ВтОРОе О С-<Етчика иэ нулевого состояния в состояние логической "1" на его выходе меньше вреМени между двумя соседними импульсами дыхания. При "-том на прямом выходе первого 13 !е -триггера имеется сигнал логической "!", а на инверсном выходе третьего 18 Dтриггера имеется сигнал логического "0", так как сигнал логической "1" передается с 71 --в.ходов на прямой выход положительным фронтом импульсов дьжания по тактовым входам В -триггеров 13, 18. Время перевода счетчиков

11,12 из нулевого состояния в состояние логической "1",на выходе определяется частотой генератора и коэффициентом деления К . первого е ! i и К> второго 12 счетчиков. Чтобы ссформировать f ее<ер е< H f <<0<; g вь1 бирают условие К, (. К, тогда пер— вый счетчик 11 формирует f„,ру, я второй счетчик 12 — е„орее, т.е. при частотах дыхания f c f novF на прямом выходе первого g †тригге

13 присутствует сигнал логической и а при Й - 1:п,р „на инверсном выходе третьего <е -триггера 18 сигнал логическогo 0". При частотах дыхания f = ": g на прямом выходе первого !е -триггера !3 присутствует

< игнял ЛО: ическОГО 0 я при f o

> е „... „ня инверсном выходе третьего D -триггера 18 присутствует сиге< ее нал логической 1, так как счетчи,Н 11, 12 "не у< певают" досчитать состояния логической "1" на выходе до прихода очередного импульса ды:ания, который устанавливает их в начальное нулевое состояние и передает состояние логического "0" на прямые вьеходы <.-триггеров 13,18 по тактовым входам.

Тэкии образом, при частотах дыхания f,ð,„ à f. c f,- g на вьеходе первой схемы 8 И присутствует сигнал ее . ее л о гич е ской !,. т ак как на е г о входамм — сиги алы логич еской 1, пос туп анпцие с. и рямого выхода первого

13 --< ригг ера 1 3 и с инверсного выхода т ре ь его Р -т риг гера 1 8 .

Ппи:а< .—.отах дыха.ния f < Й»1< „и

f . <е р p HB ВЫХОДЕ ПЕря Ofi СХЕМЫ

8 Е присутcTvycT сигнал логического

"0"„ так как сигнал логического 0 на первом или втором его входе, который поступает пли с прямого выхода первого Р -триггера 13 или с инвopñHîão выхода =ðåòüåãî Р -триг1210849 гера 18. При появлении сигнала логической "I" на выходе первой схемы

8 И (дыхательная деятельность пациента не отклоняется от нормы) он через первый вход схемы 10 ИЛИ передается на второй вход второй схемы

9 И и разрешает прохождение импульсов генератора 1 на его выход. Одновременно сигнал логической "1" с выхода первой схемы 8 И поступает на вход установки нуля кольцевого счетчика 16, устанавливая на первом, втором и третьем его выходах сигнал логического "0". При этом на выходе формирователя 17 длительности импульсов имеется сигнал логического "0" (высокочастотный генератор 3 включен,1.

Сигналы логического "0" с первого и второго выходов кольцевого счетчика

16 поступают соответственно на первый и второй управляющие входы усилителя ?О, тем самым запрещая формирование на его выходе стимулирующего сигнала. Поэтому передающей антенной 4 не передается стимулирую- щий сигнал к имплантируемому устройству, т.е. к приемой антенне 5 и входу детектора 6, выход 21 которого при помощи электродов подключается к., диафрагме или диафрагмальным нервам.

При отсутствии сигнала диафрагма или . диафрагмальные нервы не стимулируются (стимуляция дыхания отсутствует), Сигнал логического "0" с третьего выхода кольцевого счетчика 16 поступает на информационный Р-вход второго D -триггера 14, в результате чего средство сигнализации не работает.

При частотах дыхания а У о или Й ) Х„,р 5 (нарушена дыхательная деятельность пациента) на выходе первой схемы 8 И появляется сигнал логического "0", который через первый вход схемы 10 ИЛИ (при этом на втором входе схемы 10 ИЛИ вЂ” сигнал логического "О".) поступает на второй вход второй схемы 9 И, запрещая тем самым прохождение импульса на тактовые входы счетчиков 11, 12. Сигнал логического "0 на выходе первой схемы 9 И "запоминается", так как каждый импульс дыхания подтверждает на прямом выходе первого )),-триггера

l3 сигнал логического "0". Сигнал логического "0" с выхода первой схемы 8 И поступает на вход установки нуля кольцевого счетчика 16 и

5 !

О разрешает его работу. На выходах кольцевого счетчика Iб поочередно, начиная с первого выхода, появляется сигнал логической "1" (только на одном выходе, на двух других выходах при этом — сигнал логического "0"), причем время нахождения выхода в состоянии логической "1" определяется частотой генератора I и коэффициентом деления делителя 15 частоты.

Как только сигнал логической "1" появляется на первом выходе кольцевого счетчика 16, то он, поступая на первый управляющий вход усилителя

20, формирует на его выходе стимулирующие сигналы первого энергетического режима. Стимулирующие сигналы на выходе усилителя 20 представляют собой радиоимпульсы, поступающие с выхода высокочастотного генератора, усиленные по мощности с коэффициентом усиления Кр„. Длительность, частота следования, а также закон изменения низкочастотной составляющей радиоимпульсов (частотная модуляция видеотмпульсов) формируются в модуляторе 2, а радиочастота (чем заполняется видеоимпульс) — в вы1 сокочастотном генераторе 3,. РадиоЗО импульсы с выходя модулятора 2 поступают на передающую антенну 4 и посредством радиосвязи передаются на приемную антенну 5, находящуюся в организме пациента (приемная антенна 5 и детектор 6 имплантируются в орга-. низм пациента). С приемной антенны 5 радиоимпульсы поступают на вход детектора 6, преобразуются в видеоимпульсы, которые с выхода детектора 6 через электроды поступают на диафрагму или диафрагмальные нервы, стимулируя дыхание с начальным режимом стимуляции, соответствующим первому энергетическому режиму радиоимпуль45 сов

При появлении сигнала логической

"1" (перепад "0"-"1") на втором выходе кольцевого счетчика 16 и на выходе формирователя 17 длительности импульсов формируется сигнал логической "1, который выключает высокочастотный генератор 3 и разрешает прохождению импульсов с выхода генератора 1 через вторую схему 9 И на тактовые входы счетчиков 11, 12 (сигнал логической через схему !

0 ИЛИ поступает на второй вход второй схемы 19 И!. Поскольку высоко

1210849 частотный генератор 3 выключен,то радиоимпульсы на входе усилителя 20 отсутствуют и стимуляции пациента электростимулятором не наблюдается, т.е. пациент дышит. самостоятельно.

Прохождение импульсов с выхода задающего генератора 1 через вторую схему 8 И на тактовые входы счетчиков 11,12 обеспечив.".,= измерение 10 собственной частоты,,ыхания пациента, Длительность времени сигнала логической "1", формируемого на выходе формирователя 7 длительности импульсов, выбираетсл. такой, чтобы !5 в нее укладывалось не,олько дыханий пациента. Если частота иг.пульсов дыхания (f) находится в пределах

f o „ - f. f р,р,, т.е. дыхательная деятельность пациента не отклоняется 20 от нормы, то на выходе первой схемы

8 И формируется сигнал .логической

"1" и отсутствует стимуляция, а схема переходит в исходное состояние.

Если частота дыхания f > f, g или f (f.„ „ (дыхательная деятельность пациента отклоняется от нормы), то на выходе первой схемы 8 И подтверждается сигнал логического "01 .

По окончании сигнала логической "1 " 10 на выходе формирователя 17 длительности импульсов включается высокочастотный генератор 3 и с его выхода на вхсд усилителя 20 поступают радио импульсы, На втором управляющем входе усилителя 20 при этом присутст вует сигнал логической "!"„. поступаюЩий co 9TDPQI 0 Bbl_#_QPG KQJIblIP o - счетчика 16, и формируются íà его выходе стимулирующие сигналы второгс энергетического режима (коэффициент усиления по мощности Kp 1. При этом дыхание стимулируется в основном режиме стимуляции, соответствующем второму энергетическому режиму радиоимпульсов.

При появлении сигнала логической

"1" на третьем выходе кольцевого счетчика 16 на выходе формирователя

17 длительности импульсов формируется сигнал логической "1",который выключает высокочастотный генератор 3, и начинает контролироваться собствен-i ное дыхание пациента.

Если дыхание пациента восстановилось, т.е. не отклоняется от нормы (f„ор „ (f C f p ), то стимуляция отсутствует и схема переходит в ис::одное состояние.

Если частота дыхания Е Йо,рL или

f + f р„, то на выходе первой схемы 8 И подтверждается сигнал логического "0" Сигнал логической "!" с третьего выхода кольцевого счетчика

16 поступает на Я -вход второго Р— триггера 14 и окончание сигнала логической 1" на выходе формирователя 17 длительности импульсов (перепад "1"-"0") передается на выход второго 1) -триггера 14, который включает сигнальное устройство 19 (световое или звуковое) . Сигнальное устройство 19 обеспечивает вызов других средств медицинской помощи пациенту.

12 I 0849

Заказ 572/9

Тираж 659 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

I13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,4

Составитель Б.Попов

Редактор М.Келемеш Техред С.Мигунова Корректор Л.Пилипенко