Электростимулятор дыхания

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (5В 4 А 61 Н 31/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3818654/28-14 (22) 04.12.84 (46) 07.05.86. Вюл. У 17 (71) Отделение Всесоюзного научноисследовательского института электромеханики (72) В.И.Глухов и С.А.Приймак (53) 615.4?1(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N - 1050704,кл. А 61 Н 31/00, 1983. (54)(57) ЭЛЕКТРОСТИИУЛЯТОР ДЫХАНИЯ, содержащий датчик, генератор, индикатор и последовательно соединенные формирователь импульсов, усилитель мощности и электроды, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью предупреждения гиповентиляции при отсутствии естественной дыхательной актив„„Я0„, 22885З Л 1 ности, он снабжен последовательно соединенными первым делителем частоты, вторым делителем частоты, счетчиком, ннвертором, первой схемой

ИЛИ-HE и второй схемой ИЛИ-НЕ, подключенной к входу формирователя импульсов, а также синхронизатором, вход которого соединен с датчиком, а выход — со счетчиком, третьей схемой

ИЗ%-НЕ, выход которой подключен к входу второй схемы ИЛИ-НЕ, причем выход первого делителя частоты соединен с первой схемой ИЛИ-НЕ, выход счетчика подключен к его входу и третьей схеме ИЛИ-НЕ, выход формирователя импульсов соединен с индикатором, а в качестве датчика используется преобразователь частоты ды" хания в электрический сигнал.

1 12

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к устройствам для электростимуляции дыхания, и может быть использовано при лечении острой и хронической дыхательной недостаточности.

Цель изобретения — предупреждение гиповентиляции при отсутствии естественной дыхательной активности путем осуществления электростимуляции синхронно и асинхронно дыхательным попыткам, а также путем автоматического включения асинхронной электростимуляции дыхания при отсутствии сигнала датчика дыхания.

На чертеже изображена структурная схема электростимуляции дыхания., Электростимулятор дыхания содержит датчик 1, генератор 2, индикатор

3 и последовательно соединенные фор-. мирователь 4 импульсов, усилитель 5 мощности и электроды б и 7. Кроме того, электростимулятор снабжен последовательно соединенными первым делителем 8 частоты, вторым делителем

9 частоты, счетчиком 10, инвертором

11, первой схемой ИЛИ-НЕ 12 и второй схемой ИЛИ-НГ 13, подключенной к входу формирователя 4 импульсов, а также синхронизатором 14, вход которого соединен с датчиком 1, а выход — co счетчиком 10 и третьей схемой ИЛИ-НЕ

15, Выход последней подключен к входу второй схемы ИЛИ-НЕ !3, причем выход первого делителя 8 частоты соединен с первой схемой ИЛИ-НЕ 12, выход счетчика 10 подключен к его входу и третьей схеме ИПИ-НЕ 15. Выход формирователя 4 импульсов соединен с индикатором 3, а в качестве датчика

1 используется преобразователь частоты дыхания в электрический сигнал.

Устройство работает следующим образом.

Дыхательные попытки пациента воспринимаются датчиком 1, вырабатывающим электрический сигнал, пропорциональный объему дыхания. Датчик 1 может быть выполнен, например, в виде пневмотахографической трубки, соединенной со вторичным преобразователем дыхания в электрический сигнал, или в виде термистора со схемой измерения, который фиксирует прохождение газа через верхние дыхательные пути.

Сигнал с выхода датчика 1 поступает на вход синхронизатора 14, который на каждую дыхательную попытку

28853 2 пациента (возрастание электрического сигнала на выходе датчика 1) формирует на выходе синхроимпульс„ Синхроимпульсы, поступая на вход установки

" нуля" счетчика 10, устанавливают его. выход в состояние логического "0", которое подтверждается при каждом появлении синхроимпульса. Но при этом необходимо выполнение следующего условия: (1) где Т вЂ” пауза между соседними син ч хроимпульсами;

Тг — период следования импульсов

15 на выходе генератора;

К, — коэффициент деления первого делителя частоты;

К вЂ” коэффициент деления второго

2 делителя частоты;

К вЂ” коэффициент деления счетчика, т.е. коэффициент пересчета счетчика от нулевого состояния до состояния логической "1" на его выходе.

2 Это условие говорит о том, что состояние на выходе счетчика не должно изменяться из состояния логического "0" из-за поступления импульсов па счетном входе счетчика IO.

Сигнал логического "0» с выхода счетчика !0 поступает на второй вход третьей схемы HJM-НГ 15 и ",.,разрешает прохождение синхроимпульсов с выхода синхронизатора 14 »а первый вход третьей схемы ИЛИ-НЕ 15 ° Синхро.

35 импульсы инвертируются и поступают на первый вход второй схемы ИЛИ-НЕ

13, на второй вход которой поступает сигнал логического "0, так как

40 сигнал логического "0" с выхода счетчика 10 через инвертор 11 поступает инвертированным (сигнал логической "1") на первый вход первой схемы ИЛИ-НЕ 2 и устанавливает его выход в состояние логического "0", g$

Инвертированные импульсы с выхода второй схемы ИЛИ-НЕ 13 поступают на вход формирователя 4 импульсов еще раз инвертированными. Формирователь

4 импульсов по каждому импульсу, поступак щему на его вход, формирует на выходе пачку импульсов, требуемую для моделирования процесса вдоха.

Пачки импульсов с выхода формирователя 4 импульсов, поступая на вход уси лителя 5 мощности, усиливаются до требуемой величины и поступают »а электроды б и 7, которые располагаются на стимулирующих участках тела

1228853

10

?О пациента для электростимуляции диафрагмы или диафрагмальных нервов. И таким образом осуществляется электростимуляция дыхания синхронно дыхательным попыткам пациента (синхронная электростимуляция).

При отсутствии синхроимпульсов на выходе синхронизатора 14 в течение . заданного времени, т.е. не выполняется условие (1), на выходе счетчика

10 появляется сигнал логической "1, который по входу разрешения счетчика

10 останавливает счетчик.

Отсутствие синхроимпульсов на выходе синхронизатора 14 может быть обусловлено следующими причинами: не срабатывает датчик дыхания, например термисторный датчик дыхания в носовой полости при насморке, отключается датчик, например вынимается пневмотахографическая трубка изо pra npu разговоре при приеме пищи, а также отключается врачом-оператором с целью осуществления асинхронной электростимуляции дыхания, отсутствует собственное дыхание пациента.

Сигнал логической "i с выхода счетчика 10 поступает на вход инвертора 11, инвертируется на его выходе (сигнал логического 0") и прступает на первый вход первой схемы ИЛИ-HE

12, разрешая прохождению импульсов с выхода первого делителя 8 частоты через второй вход первой схемы ИЛИ-НЕ

12. Инвертированные импульсы поступают на второй вход второй схемы

ИЛИ-НЕ 13, на первый вход которой поступает сигнал логического 0, так как сигнал логической "1" на выходе счетчика 10 устанавливает вь1хсд третьей схемы ИЛИ-HE 15 в состояние логического "0", Инвертированные импульсы со второй схемы ИЛИ-НЕ 13 поступают на вход формирователя 4 импульсов еще раз инвертированными.

Пачки импульсов, сформированные формирователем 4 импульсов, усиливаются до требуемой величины усилителем 5 мощности и поступают на электроды 6 и 7, которые располагаются на стимулируемых участках тела пациента, И таким образом осуществляется асинхронная электростимуляция дыхания, так как формирование импульсов на выходе первого делителя 8 частоты не связано с дыхательными попытками пациента, а их параметры определяются лишь параметрами генератора 2 и первого делителя 8 частоты. F

55 — — где à — частота следования

Т, 9 ас

1 асинхронных импульсов на выходе пер вого делителя частоты или частота следования пачек импульсов на вь1ходе формирователя импульсов.

Такий образом, изменяя коэффициент деления первЬго делителя 8 часто. ты, можно регулировать частоту дыхания пациента при электростимуляции дыхания в асинхронном режиме, так как пачка импульсов соответствует вдоху пациента, а пауза между пачками — выдоху пациента.

Поступления пачек импульсов с выхода формирователя 4 импульсов в индикатор 3 сопровождается звуковой и световой сигнализацией, что позволяет подстраивать собственное дыхание пациента под пачки стимулирующих импульсов, т.е. синхронизировать собственное дь1хание со стимулируюп1им сигналом, Появление синхроимпульсов на выходе синхро1гизатора 14 вызывает поес и явление сигнала логического 0 на выходе счетчика 10, при выполнении условия (1), и осуществляется электростимуляция дыхания синхронно дыхательным попыткам пациента.

JAз11енениEIl кОэффициента деления

Г тсрого делителя 9 частоты ИОжнО Bil бирать 11лител1ность паузы между синхр сим?ту Л1 сами э п)пl 1 от Ороп и с происходит автоматическое включен11е асинхронной элсктрости11уля11ии дыхэния, кolIKD< . rllo длн каж)101 0 пац..1ента ис ходя из его инд1п1идуальных oooáå!Iíoñтей.

Таким Образом предлагаемое устpoI! cvH О позволяет Осу1цествлять элек тростимуляцию дь1хания пациента синхронно и асинхронно его дыхательным попыткам, что обеспечивает расширение контингента больных, лечащихся с по- . мощью данного электростимулятора дыхания, а также повышение эффективнос" ти электростимуляции дыхания.

Автоматическое включение асинхронной электростимуляции дыхания при отсутствии его в течение заданного времени или малой величине сигнала датчика дыхания обеспечивает высокую надежность работы электростимулятора дыхания, уменьшение летальных исходов, повышение эффективности электростимуляции дыхания, а также расширения функциональных возможностей пациейта.