Электростимулятор дыхания

 

Изобретение относится к медицине и предназначено для восстановления дыхания и при лечении острой и хронической дыхательной недостаточности. Сущность: электростимулятор дыхания состоит из последовательно соединенных задающего генератора 1 и первого делителя частоты 2, первого суммирующего счетчика 3, формирователя импульсов 4, инвертора 5, второго 6 и третьего 7 делителя частоты, второго суммирующего счетчика 8, первого 9 и второго 10 D-триггеров, первого 11 и второго 12 элементов ИЛИ-НЕ, последовательно соединенных усилителя мощности 13 и электродов 14. 1 ил.

союз соВетских социАлистических

РЕСПУБЛИК (s>)s А 61 N 1/36

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4935724/14 (22) 22.02.91 (46) 15.12,92, Бюл. N 46 (71) Филиал Всесоюзного научно-исследовательского института электромеханики (72) В. И. Глухов, А; П. Сарайкин, В. И."Петухов, С, М. Голачев, А, Б. Галицкий и,И, С.

Морозова (56) Авторское свидетельство СССР

М 1351611, кл, А 61 N 1/36, 1985. (54) ЭЛЕКТРОСТИМУЛЯТОР ДЫХАНИЯ (57) Изобретение относится к медицине:и предназначено для восстановления дыха« . Ж 1780768 А1 ния и при лечении острой и хронической дыхательной недостаточности. Сущность: электростимулятор дыхания. состоит из последовательно соединенных задающего генератора 1 и первого делителя частоты 2, первого суммирующего счетчика 3, формирователя импульсов 4, инвертора 5, второго

6 и третьего 7 делителя частотй, второго суммирующего счетчика 8, первого 9 и второго 10 D- p rrepoe, первого t1.è второго 12 элементов NflM-НЕ, последовательно соединенных усилителя мощности 13 о электродов 14. 1 ил.! iouiO8

Это электростимулятор дыхания, который 35 содержит последовательно соединенные делитель частоты и суммирующий счетчик, вычитающий счетчик, первый вход которого соединен с входом делителя частоты, схему сравнения, первый элемент И и формирова- 40 тель импульсов, выход которого являегся выходом электростимулятора, схему пересчета, группу элементов И и группу формировэтелей управляющих сигналов, выходы которых подключены к вторым и третьим 45 входам вычитающего счетчика, выходы сум- мирующего счетчика подключены к первым входам элементов И группы, вторые входы которых и вход схемы пересчета соединены с последним выходом суммирующего счетчика. выходы элементов И группы подключе50 ны к другим входам схемы сравнения, а выход схемы пересчета соединены с другим входом первого элемента И, формирователь управляющих сигналов содержит. первый 55 элемент И и последовательно соединенные инвертор и второй элемент И, выход которог0 является одним выходом формирователя управляющих сигналов, первый вход первого элемента И соединен с входом инвертоИзобретение относится к медицинской технике. а именно к электростимуляторам . дыхания, и может быть использовано в медицинской практике при восстановлении дыхания, а также при лечении острой и хро- 5 нической дыхательной недостаточности.

Известен стимулятор дыхания, который содержит усилитель мощности, воздействующие электроды, электроды для съема ЭКГ, селектор R-зубца, синхронизатор. содержа- 10 щий первый и второй счетные триггеры, схему совпадения, управляемый формирователь, содержащий генератор, амплитудный модулятор, Недостатком устройства является то, 15 что оно не позволяет формировать пачки импульсов с линейным нарастанием частоты- импульсов в ачке, обеспечивающим плавное. сокращение диафрагмы.-Известен электростимулятор диафраг- 20 мы, который содержит формирователь пачек импульсов, источник питания, усилитель

-мощности и электроды. . Недостатком устройства. является то, что частота следовайия импульсов в пачке 25 нарастает в течение фиксированного време-. ни независимо от длительности пачки импульсов, тем самым не обеспечивается требуемая плавность сокращения диафрагмы, моделирующая скорость потска газа 30 при вдохе.

Известно устройство наиболее близкое по технической сущностй к предлагаемому решению и взятое авторами за прототип. ра, вторые входы первого и второго элемен-. тов И являются входом формирователя управляющих сигналов, другим выходом которого является выход первого элемента

И;

Электростимулятор дыхания работает следующим образом, На вход вычитания вычитающего счетчика со входа эталонной частоты устройства непрерывно поступает последовательность импульсов эталонной частоты следования и каждый импульс вызывает уменьшение кода íà его выходах, а на вход сложения суммирующего счетчика непрерывно поступает последовательность импульсов с частотой следования в произведение коэффициента деления делителя частоты меньшей эталонной.частоты и каждый импульс вызывает увеличение кода на его выходах, B качестве счетчиков используются двоичные счетчики, работающие в режиме сложения и вычитания. При логической "1" на старшем разряде суммирующего счетчика код на выходах группы элементов "И" соответствует коду на выходах суммирующего счетчика, а при логическом "0" на старшем разряде.суммирующего счетчика выходы группы элементов

"И" находятся в состоянии логического "0", независимо от кода на выходах суммирующего счетчика. Коды на выходах группы элементов "И" сравниваются порязрядно на выходах вычитающего счетчика блоком сравнения и при совпадении кодов нэ выходе блока сравнения появляется логическая

"1"; которая поступает на управляющие входы формйрователя управляющих сигналов, в результате чего нэ выходах вычитающего счетчика устанавливается начальный код и выход блока сравнения возвращается в исходное состояние логического "0", формируя тем самым положительный импульс.

Следующее совпадение кодов на выходах группы элементов "И" и выходах управляемого вычитающего счетчика вызывает появление на выходе блока сравнения положительного импульса и т.д. Т.к, код на выходах суммирующего счетчика, а значит„и на выходах группы элементов "И", увеличивается, а код на выходах управляемого вычитающего счетчика уменьшается со скоростью в коэффициент деления делителя частоты большей, причем скорости изменения кодов постоянны, то частота импульсов на выходе блока сравнения увеличивается от импульса к импульсу по линейноступенчатому закону.

При логической "1" на выходе схемы пересчета "открывается" элемент "И" и сигнал с выхода блока сравнения поступает на вход формирователя импульсов. который

1780768

30

2 т 2л — 1

0 21 = 600 1/с;

0,21с

55 формирует импульсы в пачке по длительности.

Используя делители частоты с переменным коэффициентом деления можно регулировать частоту следования пачек импульсов, а значит. и частоту дыхания больного, так как пачка "формирует" вдох больного (выдох осуществляется спонтанна), При этом начальная fH и конечная fp частоты импульсов для длительностей пачек импульсов, значительно превышающих час- тоту заполнения импульсов„сохраняют свои значения, так как они не зависят от коэффициента деления делителя частоты; а апределяются соответственно начальным и конечным кодом на выходах суммирующего счетчика, эталонной частотой F и начальным кодом вычитающего счетчика.

Недостатком устройства является то, что первый импульс в пачке (при появлении сигнала логической "1" нэ выходе суммиру.ющего счетчйка) появляется через время, находящееся в диапазоне от 2" Тэ до

Т,(Ну т + 2" "), чта приводит к увеличению и нестабильности начальной частотьг при малых длительностях пачек импульсов (в условиях регулировки частоты следования пачек импульсов и скважнасти в широком диапазоне, что реально и необходимо, т.к. при регулировке частоты дыхания ат 6; да 36 дых/мин и отношения входа к выходу от 1 1 да 1:3, коэффициент изменения длительности пачек импульсов равен 24); Т вЂ” период сигнала эталонной частоты, поступающего на вход вычитающега счетчика: Нуст — число начальной установки вычитающего счетчика;. n — число разрядов вычитающега (или суммирующего) счетчика, Объясняется это тем, что до начала пачки импульсов код на выходах вычитающего 40 счетчика изменяется в пределах от Н>ст до

О, а начало пачки осуществляется при ïîÿâлении сигнала логической "1™, на выходе суммирующего счетчика (йачкэ формируется при изменении числа на выходе суммиру- 45 ющега счетчика от 2" до 2"). При скорости изменения кода на выходе вычитающего счетчика, значительно превышающей скорость на вйходе суммирующего счетчика, изменение када на выходе суммирующего 50 счетчика (да появления первого импульса) незначительно и вызывающим этим незначительное увеличение начальной частоты следования импульсов можно не учитывать.

Однако при определенных параметрах формируемых пачек импульсов, а именно, когда длительность пачки импульсов становится соизмерима с частотой следования импульсов, присутствующее увеличение и нестабильность частоты может выходить за допустимые пределы, Длительность пачки импульсов определяется длительностью периода на старшем-разряде суммирующего счетчика, а частота следования импульсов в пачке — эталонной частотой, число разрядов вычитающего счетчика и начальным установочным числом вычитающего, поэтому, учитывая равенство разрядов суммирующего и вычитающего счетчиков, устранение данного недостатка за счет увеличения числа разрядов счетчиков не удается, Рассчитаем наиболее неблагоприятный режим с точки зрения увеличения и нестабильности начальной частоты — при максимальной частоте следования пачек импульсов и мэксимфйьной их сквэжности (для самой короткой Мдйительности пачки), когда скорость изменения кода на выходе суммирующего счетчика максимальная.

Числа разрядов счетчиков и принимаем равным 8. Для частатй дыхания, равной 36 дых/мин и отношении вдоха к выдоху 1:3 (скважнасть равна 4), длительность пачки (равна длительности вдоха) равна 0,42 с.

Нижняя частота следования импульсов в пачке fH равна 9 Гц(ограничивается уровнем зубчатого тетануса), э нарастание частоты осуществляется до половины пачки, т.е. за

0,21 с. При изменении частоты следования импульсов в пачке от 9 до 27 Гц начальное число установки вычитающего счетчика

Нуст. равно 64. . Для данных выбранных параметров скорости изменения кода на выходе суммирующего счетчика V> и на выходе вычитающего счетчика V2 cooTBBTGTBGHHQ равны

V2=(2 + Нуст.-2" ) н "(256+64-128) . 9 = 1730 1/с, где fH — необходимая для формирования начальная частота, Рассчитаем начальную частоту Ьт для случая, когда код на выходе вычитающега счетчика равен Нуст

Обозначим число совпадения кодов при появлении первого импульса — Нт, а время их совпадения — t>, тогда получаем уравнения.Н 1 — 128

= 600 или Н1 = 128+ 600т ;

320 — Н т ет

= 1130, откуда находим t> =

=0,081 с.

1780768

Н2- 128+ 600 t2;

320 — М 2 1330 или т2-т1

320 — Н 2 1330, t 2 — 0,81

10 биться и в момент следования следующего

15 импульса остается сокращенной, в результате этого возникает непрерывное ее укоро20 необходимо брать как можно большими частоты. Однако при этом невозможна длительная электростимуляция дыхания из-за

Н11 128+ 600 т1;

t1

Н 12 = 128 + 600 t 2, 320 — Н 2 - 1730, 1

1 — 0,054

Начальная частота путем обеспечения плавности вдоха и уве50 личения времени непрерывной стимуляции.

Обозначим число совпадения кодов при появлении второго импульса — Н2, а время их совпадения — t2, тогда получаем уравнения откуда находим t2 - 0,42 с

t2- t1-0,42 - 0,081 - 0,061 (с); . начаяьная частота f i . — - t6,3

42 -11

Гц.

Рассчитаем начальную частоту 1н2 для случая, когда код на выходах вычитающего счетчика равен нулю.

Обозначим число совпадения кодов при появлении первого импульса — Н1, а время

1 их совпадении — t1, тогда получаем уравне1 ния . откуда получаем t1 = 0.054 с; обозначим число совпадения кодов при появлении второго импульса — Н 2, а время г их совпадения — t1 тогда получаем уравне1 ния откуда получаем t 2 = 0,12 с

t 2- t 1=-0,12-0,054" 0.066(с). н 1 = 15,1 Гц.

12 — t1

Сопоставляя формируемые устройством начальные частоты с необходимой заданной (9 Гц), получаем: максимальное увеличение частоты при наименьшей длительности пачки импульсов возрастает до

80 $, при этом нестабильность составляет

13 ф).

Это приводит как к недостаточной плавности профиля вдоха больного, так и к более быстрой усталости нервно-мышечного сина пса.

При электростимуляции диафрагмы или диафрагмальных нервов частота лежит e onределенных пределах. Изменение частоты необходимо для обеспечения плавности вдоха.

При интервале между раздражениями, меньшем времени фазы расслабления, мышца (диафрагмы) не успевает расслачение — тетанус. В этих условиях мышца может сократиться в 3-4 раза сильнее. Т.е. для болев сильного сокращения диафрагмы усталости диафрагмы (усталость обуславливается истощением ацетилхолина в области нервно-мйшечного контакта). Усталость диафрагмы проявляется прогрессивным уменьшением перемещения диафрагмы и в результате снижением дыхательного объема.

При интервале импульсов, установленном на самой возможно низкой частоте для получения равномерных сокращений, было замечено, что время стимуляции дыхания значительно увеличилось, а усталость диафрагмы не отмечалась. Это подтвердилось и в наших экспериментальных работах в Московском НИИ туберкулеза, Достижение стабильности начальной частоты следования импульсов в широком диапазоне регулировки частоты дыхания и отношение вдоха к выдоху позволит обеспечить моделирование искусственного дыхания близким к физиологическому естественному и проводить длительную электростимуляцию дыхания без усталости нервно-мышечного синапса.

Целью настоящего изобретения является повышение эффективности воздействия

Поставленная цель достигается тем, что в электростимулятор дыхания, содержащий последовательно соединенные задающий генератор и первый делитель частоты, первый суммирующий счетчик, формирователь импульсов, инвертор, дополнительно введены второй и третий делители частоты, второй суммирующий счетчик. первый и второй

0-триггеры, первый и второй элементы

1780768

ИЛИ-НЕ, последовательно соединенные усилитель мощности и электроды, причем выходы первого суммирующего счетчика ео- единены с входами установки второго суммирующего счетчика. старший и-й разряд которого соединен с информационным вхо- 5 дом второго О-триггера, тактовый вход которого соединен с (и-1)-м выходом второго суммирующего счетчика, вход установки нуля которого соединен с выходом первого элемента ИЛИ-НЕ, один вход которого сов= 10 динен со старшим разрядом первого суммирующего счетчика, с тактовым входом первого D-триггера и с входом третьего делителя частоты, выход которого соединен е одним выходом второго элемента ИЛИ-НЕ, 15 выход которого соединен с входом формирователя импульсов, а второй вход — со вторым входом первого элемента ИЛИ-НЕ и с выходом второго О-триггера, инверсный выход которого соединен с входом разреше- 20 ния установки второго суммирующего счетчика, тактовый вход которого соединен с выходом первого делителя частоты и со" входом второго делителя час готы; выход Ко торого соединен с тактовым входом первого 25 суммирующего счетчика, выход задающего генератора через инвертор соединен с входом установки единицы второго D-триггера и с входом установки нуля первого D-триггера, на информационный вход которого по- 30 ступает сигнал логической "1". а выход соединен с входом установки нуля второго

О-триггера, выход формирователя импульсов соединен со входом усилителя мощности. 35

Такое решение позволит получить стабильное значение начальной частоты следования импульсов в пачке при изменений частоты дыхания (частоты следования пачек импульсов) и при изменении отношения 40 вдоха к выдоху (длительности пачки импульсов к паузе между пачками) в широких пределах, причем частота следования импульсов в пачке по линейно-ступенчатому закону до половины пачки и сохраняет ко- 45 нечное значение во второй половине пачки.

Из анализа научно-технической и патентной литературы не известно технических решений, в которых использование предложенных дополнительных элементов 50 отдельно или в любом сочетании, позволяет решить поставленную задачу.

При появлении сигнала логической "1" на старшем разряде первого суммирующего счетчика (момент начала пачки импульсов) 55 на выходе второго О-триггера сразу же беэ задержки (нестабильной у прототипа) формируется первый импульс в пачке. Каждый импульс, формируемый на выходах второго

О-триггера, устанавливает выходы второго счетчика в начальное состояние. соответствующее коду йа выходах первого суммирующего"счетчика, а" йоскольку код (число) на выходах первого суммирующего счетчика увеличивается, то время до появления следующего импульса на выходах второго Dтриггера уменьшается". "т.е. частота импульсов увеличивается по линейному за кону. При появлении сигнала логического

"0" на старшем разряде первого суммирующего счетчика каждый импульс, формируемый на выходах второго О-триггера, устанавливает выходы второго суммирующего счетчика в состояние логического нуля, поэтому частота импульсов, формируемых на выходе второго О-триггера, постояйна.

Т.е, за один период сигнала на старшем разряде первого суммирующего счетчйка частота следования импульсов на выходе второго О-триггера в первой половине периода линейно нарастает и сохраняет конеч-ное значение вб" в то рой половине. С помощью третьего делйтеля чтоты и второго элемента ИЛИ-НЕ обеспечивается формирование скважности пачек импуль-" сов; кОторые формируются по длйтельности формирователя импульсов и усиливаются до необходимОй величины в усилителе мощности.

На чертеже приведена функциональная схема устройства, .

Электростимулятор дыхания сбстоит йз " последовательно соединенных задающего генератора 1 и первого делителя частоты 2, первого суммирующего счетчика 3, формирователя импульсов 4, инвертора 5, второто

6 и третьего 7 делителя частоты, второго суммирующего счетчика 8, первого 9 и второго 10 О-триггеров, первого 11 и второго 12 элементов ИЛИ-НЕ. последовательно соединенных усилителя мощности 13 и электродов 14, причем выходы первого суммирующего счетчика 3 соединены с вхо-, дами установки второго суммирующего счетчика 8, старший и-й разряд которого соединен с информационным входом второго D-триггера 10, тактовый вход которого соединен с (n-1)-м выходом второго суммирующего счетчика 8, вход установки нуля которого соединен с выходом первого элемента ИЛИ-НЕ 11, один вход которого соединен со старшим разрядом первого суммирующего счетчика 3, с тактовым входом первого О-триггера 9 и с входом третьего делителя частоты 7, выход которого соединен с одним входом второго элемента

ИЛИ-НЕ 12, выход которого соединен с входом формирователя импульсов 4, а второй вход — со вторым входом первого элемента

1780768

ИЛИ-HF 11 и с выходом второго 0-триггера

10, инверсный выход. котарого соединен с входом разрешения установки второго суммирующего счетчика 8, тактовый вход кото-. рого соединен с выходом первого делителя частоты 2 и со входом второго делителя ча- 5 стоты 6, выход которого соединен с тактовым входом первого суммирующего счетчика 3, выход задающего генератора 1 через инвертор 5 соединен с выходом установки единицы второго 0-триггера 10 и с 10 входом установки нуля первого 0-триггера

9, на информационный вход которого поступает сигнал логической "1". а выход соединен с входом установки нуля второго

О-триггера 10. выход формирователя им- 15 пульсов 4 соедийен со входом усилителя мощности 13.

Устройство работает следующим образам.

Импульсы эталонной частоты Fa непре- 20 рывно поступают с выхода задающего генератора 1 на вход первого далителя частоты

2, с выхода которого импульсы через второй делитель частоты 6 поступают на тактовый вход первого суммирующего счетчика 3, ко- 25 тарый выполнен в виде п-разрядного двоичного счетчика. На выходах последнего формируется и-разрядный двоичный код, который поступает на входы установки

S>...S> второго суммирующего счетчика 8, 30 который выполнен в виде и-разрядного двоичнога счетчика с предварительной установкой (Справочник С. В. Якубовский и др.

Пад ред. С. В, Якубовского — M.: Радио и связь, 1990..стр. 129). На тактовый вход вто- 35 рого суммирующего счетчика 8 поступает непрерывная последовательность импульFs сов с частотой следования F = К, где Kg 1

Кд1 — коэффици нт деления первого делителя 40 частоты.

Допустим„чта на и-нам разряде первого суммирующего счетчика 3 происходит изменение сигналов из состояния логического

"0" в состояние логической -1" (это соответ- 45 ствует установлению на выходах первого суммирующего счетчика 3 двоичного кода числа 2" 1), Поло>кительный перепад напря- жения поступает с n-ro разряда первого суммирующего счетчика 3 на тактовый вход 50 первого 0-триггера 9 и передает сигнал логической "1", присутствующий на информационном входе первого D-триггера 9, на его выход, причем на R-входе этого триггера присутствует логический "0" (сигнал на так- 55 тавом входе первого D-триггера 9 изменяется. по положительному фронту Рэ, а на

R-входе логическая "1" появляется по отрицательному фронту F>, так как на него пост -пает инвертированный инвертором 5 сигнал задающего генератора 1). В результате на выходе первого D-триггера 9 формируется положительный короткий импульс (т ц = 0,5

), который поступает на R-вход второго

0-триггера 10 и устанавливает его в состояние логического "0". Так как íà S-входе второго D-триггера 10 логическая "1" появится на время t= 0,5 позже, чем Hà его R-axo1 э де(на S-входе второго 0-триггера 10 присутствует инвертированный инвертором 5 сигнал задающего генератора 1), то на выходе второго D-триггера 10 сформируется отрицательный импульс, который является первым импульсам формируемой устройством импульсной последовательности.

На инверсном выходе второго 0-триггера 10 формируется импульс положительной полярности; который поступает на вход разрешения установки второго суммирующего счетчика 8 и передает двоичный кад с выхода первато суммирующего счетчика 3 на выход второго суммирующего счетчика 8 (двоичнйй код числа Ngsq) = 2 ). Поскольку на тактовый вход второго суммирующего счетчика непрерывно поступают импульсы с частотой Fi, то код на. выходах последнего непрерывно изменяется. При появлении на и-ном разряде второго суммирующего счетчика 8; а, следовательно, и на информационном входе втОрого 0-триггера 10 сигнала лагическога "0", и при появлении на п-1-ом разряде второго суммирующего счетчика 8, а следовательйо,и на тактовом входе второго 0-триггера 10 положительного перепада напряжения (эта соответствует появлению на выходах второго суммирующего счетчика

8 двоичного кода чиСла N «н = 2" ) сигнал логического "0" передается с информационного входа второго D-триггера 10 на ега выход (на S-входе второго D-триггера 10 присутствует при этом лбгический "0"). Че1. рез промежуток времени г= 0,5 — íà SF. ý входе- второго D-триггера 10 появпяется сигнал логической "1", который возвращает его в состояние логической "1". При этом на выходе второго 0-триггера 10 формируется второй импульс импульсной последовательности, который с инверсного выхода второго 0-триггера 10 поступает на вход разрешения установкй второго суммирующего счетчика 8 и передает следующее значение двоичнога кода с выхода первого суммирующего счетчика 3 на выход второго суммирующего счетчика 8. Далее процесс повторяется, и пока на и-ом разряде гарво1780768 э

Kg! Kg2 макс

55 го суммирующего счетчика 3 сохраняется логическая "1" на выходе второго 0-триггера 10 будет формироваться последовательность импульсов, частота которых увеличивается по линейному закону (так как код нэ выходах первого суммирующего 5 счетчика 3 непрерывно увеличивается (увеличивается Йнэч), а коэффициент деления

2-го суммирующего счетчика уменьшается, т.е.: Kg2 изменяется в пределах от максимального значения Kg2 макс = 2" + 2" - Зх 10 х2 до минимального значения К 2мин = (n-2)

2л-2.

Формирование второй половины импульсной последовательности начинается после появления на и-ном разряде первого 15 суммирующего счетчика 3 сигнала логического "0", который разрешает прохождение через первый элемент ИЛИ-НЕ 11 импульсов с выхода второго 0-триггера 10 на Rвход второго суммирующего счетчика 8. При 20 этом на выходах второго суммирующего счетчика 8 устанавливается двоичный код числа N > = О, коэффициент деления его остается постоянным и последовательность импульсов на выходе второго D-триггера 10 25 формируется с постоянной частотой. Таким образом закон изменения частоты импульсов нэ выходе второго D-триггера 10 за период сигнала на и-ом разряде первого суммирующего счетчика 3 имеет следующий 30 вид. в течение первой половины периода частота импульсов линейно нарастает; в течение второй половины периода остается постоянной (сохраняет конечное значение), Третий делитель частоты 7 формирует отри- 35 цательные импульсы, длительность которых равна периоду сигнала на и-ном разряде первого суммирующего счетчика 3, а период равен коэффициенту деления третьего делителя частоты 7, который может быть по- 40 строен, например. в виде счетчика

Джонсона с инвертором на выходе. Импульсы с выхода третьего делителя частоты 7 поступают на вход второго элемента ИЛИНЕ 12, на другой вход которого подается 45 непрерывная последовательность импульсов с выхода второго 0-триггера 10, и формируют из последней пачки импульсов, скважность следования которых определяется коэффициентом деления третьего де- 50 лителя частоты 7, Начальная и конечная частоты импульсов в пачке определяются по формулам гэ

К ц1 Кg2 мин К . 2л — 2

Таким образом, при изменении коэффициента деления второго делителя частоты 6 изменяется частота следования- пачек импульсов, при этом значение начальной и конечной частоты импульсов в пачке . сохраняется неизменным, которые изменяются только при изменении Кя! (Еа и и можно считать величинами постоянными при выбранных значениях), С выхода второго элемента ИЛИ-НЕ 12 пачки импульсов поступают на формирователь импульсов, в котором каждый импульс в пачке формируется по длительности, далее импульсы усиливаются до необходимой величины в усилителе мощности 13 и поступают к электродам 14. подключаемым к пациенту для стимуляции диафрагмэльных нервов или непосредст венно диафрагмы;

Стабильность начальной частоты в ши роком диапазоне регулировки частоты следования и скважности пачек позволяет моделировать искусственный вдох близким к физиологическому естественному и обеспечить длительную электростимуляцию без усталости нервно-мышечного синапса.

Электростимуляторй дыхания применяются для лечения больных, страдающих дыхательной недостаточностью в различной степени, и обеспечивают пациенту требуемый дыхательный ритм как воперационный. так.и в послеоперационный периоды, а также без. хирургического вмешательства, Уровень развития современной радиоэлектроники позволяет реализовать подобное устройство в минимальное по габаритам устройство с микромощным потреблением, например, в виде одной микросхемы, т.к. оно полностью выполнено цифровым способом. Это является важным достоинством для носимых электростимуляторов дыхания, у которых решающее значение приобретают малые весогабариты и энергопотребление.

В лабораторных условиях при реализации устройства использовались микросхемы К-МОП структуры 561 серии, что позволило получить малые габариты и обеспечило надежную работу в микрорежимэх, Электростимуляторы дыхания нашли боль.шое практическое применение в медицинских учреждениях.

Формула изобретения

Электростимулятор дыхания, содержащий последовательно соединенные задающий генератор и первый делитель частоты, первый суммирующий счетчик, формирова1780768

Составитель В.Глухов

Ре акто Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор И.Шмакова

Заказ 4230 Тираж одписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 тель импульсов, инвертор, о т л и ч а ю щи йс я тем, что, с целью повышения эффективности воздействия путем обеспечения плавности вдоха и увеличения времени непрерывной стимуляции, в него введены второй и третий делители частоты, втооой суммирующий счетчик, первый и второй 0триггеры, первый и второй элементы ИЛИНЕ, последовательно .соединенные усилители мощности и электроды, причем выходы первого суммирующего счетчика соединены с входами установки второго суммирующего счетчика, старший и-й разряд которого соединен с информационным входом второго О-триггера, тактовый вход которого соединен с (и-1)-м выходом второго суммирующего счетчика, вход установки нуля которого соединен с выходом первого элемента ИЛИ-НЕ, один вход которого соединен со старшим разрядом первого суммирующего счетчика, с тактовым входом первого 0-триггера и с входом третьего усилителя частоты, выход которого соединен с одним входом второго элемента ИЛИ-НЕ, выход которого соединен с входом формирователя импульсов, а второй вход — с вторым входом первого элемента ИЛИ-НЕ и с

5 выходом второго О-триггера, инверсный выход которого соединен с входом разрешения устанОвки второго суммирующего счетчика, тактовый вход которого соединен с выходом первого делителя частоты и с

10 входом второго делителя частоты, выход которого соединен с тактовым входом первого суммйрующего счетчика, выход задающего генератора через инвертор соединен с входом установки единицы вто15 рого 0-триггера и с входом установки нуля первого 0-триггера; на информационный . вход которого поступает сигнал логической единицы. а выход соединен с входом установки нуля второго D-триггера, выход

20 .формирователя импульсов соединен с входом усилителя мощности.