Электростимулятор дыхания

 

Изобретение относится к электростимуляторам дыхания, предназначено для электростимуляции диафрагмы или диафрагмальных нервов дыхательной недостаточности с целью ее восстановления или компенсации , для реанимации и интенсивной терапии. Цель изобретения - обеспечение искусственного процесса дыхания, близкого к физиологическому . Электростимулятор содержит формирователь 1 из генераторов 2 и 3, усилитель 4, электроды 5, цепь 6 обратной связи из датчика 7 движений дыхания, компаратора 8, триггера 9, линии 10 задержки, генератора 11, элемента ИЛИ-НЕ 12, счетчика 13 и цифроаналогового преобразователя 14. Формирователь 1 формирует пачки импульсов, соответствующие входу, промежутки между пачками - выдох пациента, которые через электроды 5 подаются к телу пациента. Амплитуда импульсов нарастает по линейному закону. Когда увеличивается сокращение диафрагмы, срабатывает датчик 7 и изменение напряжения на управляющем входе усилителя 4 прекращается. Электростимуляция осуществляется с постоянной амплитудой, больщей порогового значения на величину, определяемую время задержки линии 10 пачками импульсов, моделирующими физиологический процесс дыхания , за счет автоматической установки оптимальной амплитуды импульсов. 1 ил. В (Л ю со ю | 4

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5ц 4 А 61 Н 31 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3818652/28-14 (22) 04.12.84 (46) 28.02.87. Бюл. № 8 (71) Отделение Всесоюзного научно-исследовательского института электромеханики (72) В. И. Глухов (53): 615.471 (088.8)

{56) Авторское свидетельство СССР № 980713, кл. А 61 Н 31)00, 1981. (54) ЭЛЕКТРОСТИМУЛЯТОР ДЫХАНИЯ (57) Изобретение относится к электростимуляторам дыхания, предназначено для электростимуляции диафрагмы или диафрагмальных нервов дыхательной недостаточности с целью ее восстановления или компенсации, для реанимации и интенсивной терапии.

Цель изобретения — обеспечение искусственного процесса дыхания, близкого к физиологическому. Электростимулятор содержит формирователь 1 из генераторов 2 и 3, уси„„SU,» 1292774 А1 литель 4, электроды 5, цепь 6 обратной связи из датчика 7 движений дыхания, компаратора 8, триггера 9, линии 10 задержки, генератора 11, элемента ИЛИ-НЕ 12, счетчика 13 и цифроаналогового преобразователя 14. Формирователь 1 формирует пачки импульсов, соответствующие входу, промежутки между пачками — выдох пациента, которые через электроды 5 подаются к телу пациента. Амплитуда импульсов нарастает по линейному закону. Когда увеличивается сокращение диафрагмы, срабатывает датчик 7 и изменение напряжения на управляющем входе усилителя 4 прекращается.

Электростимуляция осуществляется с постоянной амплитудой, большей порогового значения на величину, определяемую время задержки линии 10 пачками импульсов, моделирующими физиологический процесс дыхания, за счет автоматической установки оптимальной амплитуды импульсов. 1 ил.!

292774

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к электростимуляторам дыхания, и может быть использовано в медицинской практике для электростимуляции диафрагмы или диафрагмальных нервов у больных, страдающих дыхательной недостаточностью, с целью ее восстановления или компенсации, а также при реанимации и интенсивной терапии.

Целью изобретения является обеспече1О ние искусственного процесса дыхания, близкого к физиологическому.

На чертеже приведена блок-схема электростимулятора дыхания.

Электростимулятор дыхания состоит из формирователя 1 сигналов стимуляции, содержащего генератор 2 сигналов низкой частоты и генератор 3 импульсов, усилителя 4 мощности, вход которого соединен с выходом генератора 3 импульсов, а выход — — с электродами 5, и цепи 6 обратной связи, включающей в себя датчик 7 движений дыхания, компаратор 8, триггер 9, линию 10 задержки, генератор 11 тактовых импульсов, элемент ИЛИ-НЕ 12, счетчик 13 и цифроаналоговый преобразователь 14.

Выход компаратора 8 соединен с так- 25 товым входом триггера 9, информационный вход которого соединен с плюсовой шиной источника питания, а вход установки нуля — с выходом генератора 2 низкочастотного сигнала и входом установки нуля счетчика 13, счетный вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ-НЕ 12, первый вход которого соединен с выходом линии 10 задержки. Второй вход элемента ИЛИ-НЕ

12 соединен с выходом генератора 11 тактовых импульсов, а выходы счетчика 13 поразрядно соединены с входами преобразователя 14, выход которого соединен с Входом управления усилителя 4 мощности.

Электростимулятор дыхания работает следующим образом.

Формирователь 1 формирует низкочас- 40 тотную им пульсную последовательность, при «О» которой на выходе генератора 3 импульсов формируются импульсы с законом изменения частоты следования, моделирующим физиологический вдох человека, а при «1» на выходе генератора 2 импульсы отсутствуют. На выходе формирователя 1 формируются пачки импульсов, причем пачка импульсов — это вдох пациента, пауза между пачкам и им пульсов — выдох пациента. Пачки импульсов, поступая на вход усилителя 4 мощности, усиливаются и поступают с помощью электродов 5 к телу пациента для электростимуляции диафрагмы или диафрагмальных нервов, причем амплитуда импульсов на выходе усилителя 4 пропорциональна величине напряжения на его управляющем входе, следовательно амплитуда импульсов на выходе усилителя 4 изменяется по линейному закону от нуля до требуемой величины.

Формирование напряжения на управляющем входе усилителя 4 мощности происходит следующим образом.

Сигнал «1» на выходе генератора 2 поступает на вход установки нуля триггера 9 и счетчика 13, устанавливая их выходы в состояние «О». В качестве счетчика 13 используется двоичный п-разрядный счетчик, работающий в режиме сложения. Сигналы

«О» на входах преобразователя 14 вызывают появление на его выходе напряжения равного нулю, т. е. напряжение на управляющем входе усилителя 4 мощности равно нулю.

При появлении на выходе генератора 2 сигнала «О» этот сигнал поступает на вход установки нуля триггера 9 и счетчика 13 и разрешает их работу. При этом на выходе триггера 9 присутствует сигнал «О» и он, поступая через линию 10 задержки на первый вход элемента ИЛИ-НЕ 12, разрешает прохождение импульсов с выхода генератора 1 тактовых импульсов через второй вход элемента ИЛИ-НЕ 12 инвертированными на счетный вход счетчика 13. Каждый положительный перепад данной импульсной последовательности изменяет код на выходах счетчика 13, причем изменение происходит линейной, так как частота импульсов, поступающая с выхода генератора 11 тактовых импульсов, постоянна, к тому же скорость изменения кода прямо пропорциональна частоте импульсов. Линейное изменение кода на выходе счетчика 13 вызывает линейное изменение напряжения на выходе преобразователя 14, которое, поступая на управляющий вход усилителя 4 мощности, вызывает рост амплитуды импульсов на выходе усилителя 4 по линейному закону со скоростью, определяемой частотой импульсов, формируемых генератором 11 тактовых импульсов. Выход усилителя 4 при помощи электродов 5 подключается к телу пациента для электростимуляции диафрагмы или диафрагмальных нервов.

При достижении амплитуды импульсов на выходе усилителя 4, равной пороговому значению, при котором наступает электростимуляция дыхания, т.е, увеличение величины сокращения диафрагмы, срабатывает датчик 7 дыхания. В качестве датчика

7 дыхания может использоваться усилитель миографа, который подключается с помощью дополнительных электродов к телу пациента и фиксирует сокращение диафрагмы.

Сигнал с выхода датчика 7 дыхания, величина которого пропорциональна величине сокращения диафрагмы, поступает на вход компаратора 8 и опрокидывает его выход из исходного нулевого состояния в состояние «1» (порог срабатывания компара1292774

Формула изобретения

Составитель Ф. Рогожанский

Редактор А. Лежнина Техред И. Верес Корректор Г. Решетник

Заказ 308/б Тираж 596 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий ! 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 тора 8 выбирают таким, чтобы компаратор

8 не опрокидывался при сокращении диафрагмы от спонтанного вдоха пациента, т. е. без электростимуляции дыхания). Так как информационный вход триггера 9 подключен к положительной шине источника питания, то положительный перепад, поступающий с выхода компаратора 8 на тактовый вход триггера 9, вызывает опрокидывание его из состояния «О» в состояние «1», которая, поступая через линию 10 задержки на первый вход элемента ИЛИ-HE 12 устанавливает его выход в состояние «О» и запрещает прохождение импульсов с выхода генератора 11 тактовых импульсов через второй вход элемента ИЛИ-НЕ 12 на счетный вход счетчика 13 для изменения кода на его выходах. Изменение напряжения на управляющем входе усилителя 4 мощности прекращается, прекращается изменение амплитуды импульсов на выходе усилителя 4 и осуществляется электростимуляция дыхания с постоянной амплитудой импульсов до окончания пачки импульсов. Величина постоянной амплитуды импульсов в пачке больше порогового значения амплитуды, при котором наступает электростимуляция дыхания, так как останов изменения кода после срабатывания датчика 7 дыхания происходит с задержкой, определяемой временем задержки прохождения сигнала «!» через линию 10 задержки. Превышение постоянной ам плитуды им пульсов над пороговым значением прямо пропорционально времени задержки прохождения сигнала «1» через линию 10 задержки, частоте импульсов генератора 11 тактовых импульсов и величине приращения напряжения на выходе преобразователя 14 при поступлении одного импульса на счетный вход счетчика 13 и выбирается из условия эффективного сокращения диафрагмы при отсутствии болевых ощущений у пациента.

Устройство, формируя пачки импульсов. модели рующих физиологический процесс дыхания, позволяет автоматически устанавливать оптимальную амплитуду импульсов, требуемую для эффективного сокращения диафрагмы.

Электростимулятор дыхания, содержащий последовательно соединенные формирователь стимулирующих импульсов, усилитель мощности и электроды и цепь обратной связи, включающую в себя датчик дыхательных движений, отличающийся тем, что, с целью обеспечения искусственного процесса дыхания, близкого к физиологическому, в нем цепь обратной связи выполнена в виде соединенных последовательно с датчиком дыхательных движений компаратора, триггера, линии задержки, элемента ИЛИ-НЕ, счетчика и цифроаналогового преобразователя и генератора тактовых импульсов, соединенного с вторым входом элемента ИЛИ-НЕ, причем R-входы триггера и счетчика параллельно соединены с формирователем стимулирующих импульсов, а выход цифроаналогового преобразователя соединен с управляющим входом усилителя мощности.