Электростимулятор дыхания

 

Изобретение относится к медицинской технике. Цель изобретения - увеличение времени непрерьюной стимуляции . Электростимулятор содержит суммирующий счетчик I, вычитающий счетчик 2, делитель 3 частоты, схему 4 сравнения, первый элемент И 5, схему 6 пересчета, группу. 7 элементов И, формирователь 8 импульсов, группу 9 формирователей управляющих сигналов, каждьш из которых содержит элемент И 10, элемент И II и инвертор 12. Незначительное изменение начальной частоты позволяет даже при сильном сокращении диафрагмы получить вдох не резким. При этом искусственный вдох моделируется близким к естественному и пациент не ощущает физиологических неудобств. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. S (Л с: :о :л г-21

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (1!) (5!! с1 А 61 N 1/36

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К A BTGPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛА!Я ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3997855/28-14 (22) 23.!2.85 (46) 15.1! 87. Бюл. У 42 (71) Всесоюзный научно-исследовательский.институт электромеханики (72) А.Ц.Безус и В.И.Глухов (53) 615.472(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

11r 1255151, кл. А 61 Н 1 36, 1985.

{54) ЭЛЕКТРОСТИМУЛЯТОР ДЫХАНИЯ (57) Изобретение относится к медицинской технике. Цель изобретения — увеличение времени непрерывной стимуляции. Электростимулятор содержит суммирующий счетчик 1 вычитающий счетчик 2, делитель 3 частоты, схему 4 сравнения, первый элемент И 5, схему б пересчета, группу 7 элементов И, формирователь 8 импульсов, группу 9 формирователей управляющих сигналов, каждый из которых содержит элемент

И 10, элемент И 11 и инвертор !2, Незначительное изменение начальной частоты позволяет даже при сильном сокращении диафрагмы получить вдох не резким. При этом искусственный вдох моделируется близким к естест" венному и пациент не ощущает физиологических неудобств. з.п. ф-лы, 2 ил, 1 135

Изобретение относится к медицине и может быть использовано в качестве .электростимулятора дыхания.

Цель изобретения — увеличение времени непрерывной стимуляции путем уменьшения усталости диафрагмы.

На фиг.! показана функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг.2 — диаграммы напряжения на выходах различных блоков.

Электростимулятор дыхания содержит суммирующий счетчик I, вычитающий счетчик 2, делитель 3 частоты, схему 4 сравнения, первый элемент

И 5» схему 6 пересчета, группу 7 элементов И, формирователь 8 импульсов, группу формирователей 9 управляющих сигналов. Каждый формирователь 9 управляющих сигналов (1-и) содержит первый 10 и второй 11 элементы И и инвертор 12.

Электростимулятор дыхания работает следующим образом.

На вход вычитания вычитающего счетчика 2 с входа эталонной частоты устройства непрерывно поступает последовательность импульсов эталонной частоты следования и каждый импульс вызывает уменьшение кода на

его выходах, а на вход сложения суммирующего счетчика 1 непрерывно поступает последовательность импульсов с частотой следования, меньшей эталонной частоты на произведение коэф-. фициента деления делителя 3 частоты, и каждый импульс вызывает увеличение кода на его выходах. Когда на старшем разряде суммирующего счетчика I присутствует "1", код на выходах группы 7 элементов И соответствует коду на выходах суммирующего счетчика 1, а когда на старшем разряде суммирующего счетчика 1 присутствует "О", выходы группы 7 элементов И находятся в состоянии "0" независимо от кода на выходах суммирующего счетчика 1. Коды на выходах группы 7 элементов И сравниваются поразрядно с кодами на выходах вычитающего счетчика 2 блоком 4 сравнения и при совпадении кодов на выходе блока 4 сравнения появляется

"1", которая поступает на управляющие входы группы формирователя 9 унравляющих сигналов, в результате чего на выходах вычитающего счетчика 2 устанавливается начальный код, соответствующий коду установки частоты

l 611 2 (I-n). Это осуществляется следующим образом (рассмотрим для одного элемента управления, остальные работают идентично), В том случае, если на шине кода установки частоты присутствует "I" то на выходе инвертора 12 — "0", который устанавливает на выходе второго элемента И 11 сигнал "0", на выходе первого элемента И 10 — сигнал

"1", так как на его первом и втором входах вЂ, сигнал "1". с

Сигнал "1" с первого выхода первого формирователя 9 управляющих сигналов группы поступает на S-вход счетчика соответствующего разряда управляемого вычитающего счетчика 2 и устанавливает его выход в состояние

"1" (на его R-вход при этом поступает сигнал "0" с второго выхода первого формирователя 9 управляющих сигналов группы).

25

35 ет его выход в состояние "0" (на S40 вход при этом поступает сигнал "0" с первого выхода формирователя 9 управляющих сигналов группы) . Таким образом, сигнал "0" или "1" передается с шины кода установки частоты на выход соответствующего разряда вычитающего счетчика 2 при появлении сигнала "1" на выходе схемы 4 сравнения, т,е, на выходах вычитающего

45 счетчика 2 устанавливается код установки частоты и выход схемы 4 сравнения возвращается в исходное состояние "0", формируя тем самым положительный -импульс ° Следующее совпаде50 ние кодов на выходах группы 7 элемент в И и выходах вычитающего счетчика 2 вызывает появление на выходе схемы 4 сравнения положительного импульса и т.д.

В том случае, если на шине кода установки частоты присутствует "О"., то на выходе инвертора 12 — сигнал а значит и на выходе второго элемента И 11 — сигнал "1", так как на его первом и втором входах сигнал

"1", на выходе первого элемента И

10 — сигнал "0", так как íà его втором входе присутствует сигнал "0".

Сигнал "1" с второго выхода формирователя 9 управляющих сигналов группы поступает на R-вход счетчика соответствующего разряда управляемого вычитающего счетчика 2 и устанавлива3 13

Рассмотрим закон изменения частоты импульсов, формируемых на выходе схемы 4 сравнения °

Когда на старшем разряде суммирующего счетчика 1 присутствует "1", код на его выходах изменяется от !

0000000 до llllllll (при 8-разрядном счетчике), или в десятичном ислислении от Hl=)28 до H2=255 Максимальное число импульсов, требуемых на вход вычитания вычитающего счетчика 2 для появления импульса на выходе схемы 4 сравнения (момент совпадения кодов на выходах группы 7 элементов И и на выходах вычитающего счетчика 2), равно где H „ — число кода установки частоты.

Минимальное число импульсов, требуемых на вход вычитания вычитающего счетчика 2 для появления импульса на выходе схемы 4 сравнения, равно !ми я (2 H2) + H уст °

Начальная (минимальная) частота импульсов в пачке

1 макс (2 Hl )+Наст ) 28+H ñò

Конечная (максимальная) частота импульсов в пачке

Ф

F3 F3 Р, - ) „„„(2"-;;2)+H „-!+Н,„ ")

Так как код на выходах суммирующего счетчика 1, а значит, и на выходах группы 7 элементов И увеличивается, а код на выходах управляемого вычитающего счетчика 2 уменьшается со скоростью на коэффициент деления делителя 3 частоты большей, причем скорости изменения кодов постоянны, то частота импульсов на выходе схемы

4 сравнения увеличивается от импульса к импульсу по линейно-ступенчатому закону. Когда на старшем разряде суммирующего счетчика l присутствует

"0", код на выходах группы 7 элементов И равен 00000000, т.е. нулю в десятичном исчислении, поэтому число импульсов, требуемых на вход вычитания вычитающего счетчика 2 для появления импульса на выходе схемы 4 сравнения, постоянно и равно И = К„, что соответствует постоянной частоте на выходе схемы сравнения, На фиг.2а показана последовательность импульсов на старшем разряде суммирующего счетчика 1, а на фиг.26516) ) 50

45 закон изменения частоты следования— импульсов на выходе схемы 4 сравнения. Длительность "! равна длительности "0" в течение одного периода на старшем разряде суммирующего счетчика 1, так как он является двоичным, поэтому длительность нарастания частоты на выходе схемы 4 сравнения равна длительности постоянства частоты. На фиг.2в показан сигнал на выходе схемы 6 пересчета, у которой "!" формируется в течение одного периода импульсоь на старшем разряде суммирующего счетчика 1, а "0" — в течение времени, кратного дачному периоду. Когда на выходе схемы 6 пересчета присутствует )", открывается первый элемент И 5 и сигнал с выхода схемы 4 сравнения поступает на вход формирователя 8 импульсов, который формирует импульсы в пачке по длительности, которые поступают на выход устройства, Длительность формируемых импульсов величина регулируемая и подбирается индивидуально для каждого пациента, Частота формируемых пачек импульсов на выходе устройства равна

h ае Рэ К х - к Кпер где К вЂ” коэффициент деления делитеА ля 3 частоты „

К„е — коэффициент деления схемы

6 гересчета.

Используя делитель 3 частоты с переменным коэффициентом деления К можно регулировать частоту следования пачек импульсов, а значит, и частоту дыхания больного, так как пачка

"формирует вдох больного (выдох осуществляется спонтанно).. При этом начальная f и коне .ная f частоты импульсов сохраняют свои значения, так как они не зависят от коэффициента деления делителя 3 частоты, а определяются соответственно начальным и конечным кодами на выходах суммирующего счетчика l, эталонной частоты F и начальным кодом вычитаюшего счетчика

2 (кодом установки частоты), причем начальный и конечный коды на выходах суммирующего счетчика 1 и эталонная частота являются постоянной величиной, а код установки частоты— переменной.

Закон изменения частоты выходных импульсов показан на фиг.2г. Как видно из формул (1) и (2), начальная и

S 1351б конечная частоты зависят от Н„„., поэтому автоматически изменяя код ус.тановки частоты по программе индивидуально для каждого больного, например, при помощи реверсивного счетчика или набором кода при помощи переключателей, можно изменять начальную

Е, и конечную Х„ частоты по определенному закону. Уменьшение Н приводит к увеличению начальной и конеч- 1О ной частот, причем, конечной частоты в большей степени, Так, например, при изменении Н, от ?9 до 39, К„ изменяется в 2 раза, а Г, в 1,24 раза. Незначительное изменение началь- 15 ной частоты позволяет даже при "сильном" сокращении диафрагмы (для высо" ких частот) получить вдох не резким, так как начальные сокращения диафрагмы осуществляются частотами,. близки- 2п ми к выбранной оптимальной начальной частоте, благодаря этому искусственный вдох моделируется близким к естественному и пациент не ощущает физиологических неудобств.

2. Электростимулятор по п,1, о тл и ч а ю шийся тем, что каждый формирователь управляющих сигналов

25.содержит первый элемент И и последовательно соединенные инвертор и второй элемент И, выход которого является одним выходом формирователя управляющих сигналов, первый вход первого

30 элемента И соединен с входом инвертора, вторые входы первого и второго элемечтов И являются входом формирователя управляющих сигналов, другим выходом которого является выход пер35 ного элемента И.

Формула изобретения

l. Электростимулятор дыхания, содержащий делитель частоты, суммирующий счетчик и последовательно соединенные вычитающий счетчик, первый .вход которого соединен с вхоцом делителя частоты, схему сравнения, пер.вый элемент И и формирователь им11 б пульсов, выход которого является выходом электростимуля тора, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью увеличения времени непрерывной стимуляции путем уменьшения усталости диафрагмы, он содержит схему пересчета, группу элементов И и группу формирователей управляющих сигналов, выходы которых подключены к вторым и третьим входам вычитающего счетчика, причем вход суммирующего счетчика подключен к выходу делителя частоты, а выходы — к первым входам элементов

И группы, вторые входы которых и вход схемы пересчета соединены с последним выходом суммирующего счетчика, выходы элементов И группы подключены к другим входам схемы сравнения, а выход схемы пересчета соединен с другим входом первого элемента И.

1351611

Составитель Б.Попов

Редактор Н.Швыдкая Техред И.Верес Корректор А.Тяско

Заказ 5513/5 Тираж 595 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

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