Формирователь пачек импульсов для электростимулятора дыхания

 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в электростимуляторах дыхания. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей - достигается путем обеспечения регулировки скважности пачек импульсов при достижении значения конечной частоты импульсов в пачке ранее окончания пачки. Для этого в устройство дополнительно введены блок б элементов И, блок 7 пересчета, второй делитель 8 частоты и переключатель 9. На чертеже также показаны счетчики 1 и 2 импульсов, первый делитель 3 частоты, блок 4 сравнения, элемент И 5. Необходимость достижения конечной частоты импульсов в пачке ранее окончания пачки обуславливается условием моделирования скорости сокращения диафрагмы, которая обеспечивает требуемую скорость потока воздуха при вдохе. Устройство позволя-, ет формировать пачки импульсов с независимой регулировкой скважности и частоты следования пачек, чем o6ecV печивается необходимая глубина и частота дыхания пациента при электростимуляции диафрагмы или диафрагмальных нервов. 2 ил. fff (Л ч СдЭ а

СОЮЗ СО8ЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (2!) 3942298/24-21 (22) 06.08.85 (46) 15.12.86. Бюл. 1Ф 46 (71) Отделение Всесоюзного научно-исследовательского института электромеханики (72) А.Н.Безус, В.И.Глухов, А.Б.Галицкий, И.А.Ермаков и О.M.Ãëóõoâà (53) 621.374.615.47(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1094135, кл. Н 03 К 3/72, 05.11.82.

Авторское свидетельство СССР

1215165, кл. H 03 К 3/64, 29.01.85. (54) ФОРМИРОВАТЕЛЬ ПАЧЕК ИМПУЛЬСОВ

ДЛЯ ЭЛЕКТРОСТИМУЛЯТОРА ДЫХАНИЯ (57) Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в электростимуляторах дыхания.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей — достигается путем обеспечения регулировки скважности пачек импульсов при до„„SU„1277361 А 1 (51) 4 Н 03 К 3/72, А 61 N 1/36 стижении значения конечной частоты импульсов в пачке ранее окончания пачки. Для этого в устройство дополнительно введены блок 6 элементов

И, блок 7 пересчета, второй делитель 8 частоты и переключатель 9. На чертеже также показаны счетчики 1 и 2 импульсов, первый делитель 3 частоты, блок 4 сравнения, элемент

И 5. Необходимость достижения конечной частоты импульсов в пачке ранее окончания пачки обуславливается условием моделирования скорости сокращения диафрагмы, которая обеспечивает требуемую скорость потока воздуха при вдохе. Устройство позволяет формировать пачки импульсов с независимой регулировкой скважности и частоты следования пачек, чем обес1 печивается необходимая глубина и частота дыхания пациента при электростимуляции диафрагмы или диафрагмальных нервов. 2 ил.

1277361

Изобретение относится к импульсной технике и может найти применение в электростимуляторах дыхания.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей путем обеспечения регулировки скважности пачек импульсов при достижении значения конечной частоты импульсов в пачке ранее окончания пачки.

Необходимость регулировки скважности пачек импульсов связана с необходимостью регулировки отношения вдоха к выдоху у больного. Необходимое количество кислорода, поступающего в кровь, будет обеспечено лишь при оптимальном соотношении С0 и 0 в альвеолярном воздухе и в крови, омывающей легкие. Это соотношение поддерживается глубиной (длительностью вдоха) и частотой дыхания, причем с течением времени это соотношение у больного меняется. Таким образом, при электростимуляции дыхания требуется независимая регулировка скважности и частоты следования пачек импульсов.

Необходимость достижения конечной частоты импульсов в пачке ранее окончания пачки обуславливается условием моделирования скорости сокращения диафрагмы, которая обеспечивает требуемую скорость потока воздуха при вдохе. Экспериментальные исследования показали, что искусст-, венный вдох под воздействием электростимуляции диафрагмы или диафраг- мальных нервов становится близким к физиологическому естественному вдоху при нарастании частоты импульсов по линейно-ступенчатому закону приблизительно до половины пачки, а в течение второй половины частота. импульсов должна оставаться неизменной т.е. должно сохраняться конечное значение частоты.

На фиг.1 приведена структурная схема формирователя пачек импульсов для электростимулятора дыхания; на фиг.2 — временные диаграммы устройства.

Формирователь пачек импульсов для электростимулятора дыхания содержит первый и второй счетчики 1 и 2 импульсов, первый делитель 3 частоты, блок 4 сравнения, элемент И S, блок

6 элементов И, блок 7 пересчета., второй делитель 8 чтоты, переключатель 9.

Выход первого делителя 3 соединен с входом второго делителя 8, управляющие выводы которого соединены с второй контактной группой переключателя 9, первая контактная группа которого соединена с управляющими выво-, дами блока 7, вход которого соединен со старшим разрядом первого счетчика 1 и с вторыми входами блока 6 эле10 ментов И, первые входы каждого соедииены с выходами первого счетчика 1, вхоц которого соединен с выходом второго делителя 8, а вход первого делителя 3 является входом импульсов эталонной частоты и соединен с входом второго счетчика 2, вход установки которого соединен с первым входом элемента И 5 и с выходом блока 4, входы первой и второй разрядной групНа вход второго счетчика 2 с

30 входа импульсов эталонной частоты устройства непрерывно поступает последовательность импульсов эталонной частоты, причем каждый импульс вызывает уменьшение кода на его выходах, а на вход сложения первого счетчика 1 непрерывно поступает последовательность импульсов с частотой следования в произведение коэффициентов деления первого 3 и второго 8 делителей частоты меньшей эталонной и каждый импульс вызывает увеличение кода на его выходах.

При логической "1п на старшем разряде первого счетчика 1 код на выходах блока 6 соответствует коду на выходах первого счетчика .1, а при логическом "0" на старшем разряде первого счетчика 1 выходы блока 6 находятся в состоянии логического

50

l! 1 I

0 независимо от кода на выходах первого счетчика 1. Коды на выходах блока 6 сравниваются поразрядно с к кодами второго счетчика 2 блоком 4, и при совпадении кодов на выходе

55 блока 4 появляется логическая "1", которая по входу установки второго счетчика 2 устанавливает на его выходах начальный код, и выход блока

20 пы которого соединены соответственно с выходами блока, с выходами второго счетчика 2 и выходами блока 6, а выход блока 7 соединен с вторь|м

Ьходом элемента И 5, выход которого

25 является выходом 10 устройства.

Формирователь пачек импульсов для электростимулятора дыхания работает следующим образом.

1277361 частоте на выходе блока 4

20

Минимальное буемых на вход счетчика 2 для выходе блока 4

M =(2 — Н п м»<»» г

+ 64 = 65.

40

50

4 возвращается в исходное состояние логиеского 0, формируя ем самым положительный импульс. Следующее совпадение кодов на выходах блока 6 и выходах второго счетчика 2 вызывает появление на выходе блока

4 положительного импульса и т.д.

Рассмотрим закон изменения частоты импульсов, формируемых на выходе блока 4. Для этого возьмем число разрядов счетчиков 1 и 2, равные

8. Тогда при логической "l" на старшем разряде первого счетчика 1 код на его выхода изменяется от значения 10000000 до llllllll или в десятичном исчислении от Н» = 128 до

Н = 255. Предположим, что начальный код на выходах второго счетчика

2 соответствует числу 01000000 или в двоичном исчислении Ня „ = 64.

Тогда максимальное число импульсов, поступающих на вход второго счетчика 2 для появления импульса на выходе блока 4 в

М„ „= 2 +Н„„- Н< = 192. число импульсов, тревычитания второго появления импульса на равно

) + Н =(2 -255) +

»»а ч

М ми»»

Если учесть, что отношение —--11м»»»»»с отражает отношение конечной частоты

Е»» к начальной, т. е. — —, то отсюда выте» кает, что f„ > f, . Так как код на выходах первого счетчика I увеличивается, а код на выходах второго счетчика 2 уменьшается со скоростью в произведение коэффициентов деления первого и второго делителей 3 и 8 частоты большей эталонной, причем скорости изменения кодов постоянны, то частота импульсов на выходе блока 4 увеличивается от импульса к импульсу по линейно-ступенчатому зако— ну. При логическом "0»» на старшем разряде первого счетчика 1 код на выходах блока 6 равен 00000000, т.е. 0 в десятичном исчислении, поэтому число импульсов, требуемых на вход вычитания второго счетчика 2 для появления импульса на выходе блока 4 сравнения, постоянно и равно

M = 64, что соответствует постоянной сравнения.

На фиг.2п показана последовательность импульсов на старшем разряде первого счетчика 1, а на фиг.2о закон изменения частоты следования импульсов на выходе блока 4. Длительность логической "1". равна длительности логического "0" в течение одного периода на старшем разряде первого счетчика 1, так как он является двоичным, и эта длительность равна л 1 и-1 — К К 2

< F д» дг э э где К вЂ” коэффициент деления перд» вого делителя 3;

К вЂ” коэффициент деления второ<<г го делителя 8 °

На фиг.2й показан сигнал на выходе блока 7, у которого логическая

"1»» формируется в течение одного периода импульсов на старшем разряде первого счетчика 1, а логический

"0" — в течение времени, кратного данному периоду. Изменение K* осуществляется переключателем 9. С из- менением коэффициента КА деления второго делителя одновременно изменяется и коэффициент К деления блока 7 ° Значения KA и Кд при каждом положении переключателя 9 выбираются .такими, чтобы произведение

KA - Кд было постоянной величиной.

Тогда период Т (см. фиг.2 ), равный э при изменении положения переключателя 9 не изменяется. Но длительность логической "1", равная

1 п с.=- — К К .2 г Fэ д» дг изменяется. Скважность, равная отТ ношению --„ — = К, регулируется измеАз нением положения переключателя 9 при сохранении значения периода Т.

При логической "1" на выходе блока 7 открывается элемент И 5 и сигнал с выхода блока 4 поступает на выход 10, а при логическом "0» на выходе блока 7 элемент И 5 закрывается, и на его выходе постоянно присутствует сигнал логического "0»». Т.е. на выходе 10 формируются пачки импульсов с законом изменения частоты

127 736! следования импульсов в пачке, показанном на фиг.2г.

Частота следования пачек импульсов (формула 2) регулируется посредством изменения коэффициента деления первого делителя 3 частоты, а скважность пачек импульсов — изменением положения переключателя 9. При этом начальная и конечная частоты импульсов сохраняют свои значения, так как они не зависят от коэффициентов деления первого и второго делителей 3 и 8 частоты, блока 7, а опреде- ляются, соответственно, начальным и конечным кодом на выходах первого счетчика 1, эталонной частотой и начальным кодом второго счетчика 2.

Предлагаемое устройство позволяет: формировать пачки импульсов с независимой регулировкой скважности и частоты следования пачек (этим обеспечивается необходимая глубина и частота дыхания для любого пациента при электростимуляции диафрагмы или диафрагмальных нервов); обеспечить достижение конечной частоты следования импульсов в пачке ранее окончания пачки импульсов, а именно в середине пачки импульсов (этим обеспечивается моделирование скорости сокращения диафрагмы, обеспечивающей требуемую скорость потока вдыхаемого воздуха)," сохранять начальную и конечную частоту импульсов в пачке при изменении длительности пачки импульсов (этим обеспечивается моделирование физиологического процесса дыхания и не наблюдается усталости и болевых ощущений стимулирующих диафрагмальных нервов или диафрагмы); формировать пачки импульсов з автоматическом режиме, благодаря чему не требуется сигнал установки.

Формул а изобретения

Формирователь пачек импульсов для электростимулятора дыхания, содержащий первый, целитель частоты, первый и второй счетчики импульсов, последовательно соединенные блок сравнения и элемент И, причем разрядные выходы второго счетчика импульсов соединены с первой группой разрядных

10 входов блока сравнения, выход которого соединен с установочным входом второго счетчика импульсов, входы первого делителя частоты и второго счетчика импульсов соединены с вхо15 дом импульсов эталонной частоты, а выход элемента И вЂ” с выходом формирователя, о т л н ч а ю шийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обес печения регулировки скважности пачек импульсов при достижении значения конечной частоты импульсов в пачке ранее окончания пачки, в него .введены блок элементов И, блок пе25 ресчета, второй делитель частоты и переключатель, причем выходы первого счетчика импульсов соединены с первыми входами разрядов блока элементов И, вторые входы которых соЗ11.единены с выходом старшего разряда первого счетчика импульсов и зходом блока пересчета, управляющие входы которого соецинены с первой контактной группой переключателя, вторая

35 контактная группа которого соединена с управляющими входами второго делителя частоты, вход которого соединен с выходом первого делителя частоты, а вьход — с входом первого

40 счетчика импульсов, при этом выходы блока элементов И соединены поразрядно с второй группой входов блока сравнения, а выход блока пересчета соединен с зторым входом эле45 мента И.

127 7 3Ь1

Составитель А.Смирнов

Техред А.Кравчук

Редактор М.Петрова

Корректор М.Шароши

Заказ 6758/55 Тираж 816

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1!3035, Москва, Б-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, r.Óæãoðîä, ул.Проектная, 4