Кардиостимулятор

 

i. н»

О Л И С А Н И Е " 277!72

Союз Соввтскик

Социалистических

Республик

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 05Л .1969 (№ 1327453!31-16) Кл. 30а, 4. 01 с присоединением заявки №

Комитет по делам изооретений и открытий при Совете Министров

СССР

Приоритет

Опубликовано 22.Н11.1970. Бюллетень ¹ 24

Дата опубликования описания 27.Х.!970

MHY А 61п 1/36

УДК 615.471:616.12-008.31:615.841 (088.8) Авторы изобретения

В, А. Христюк, P Ш. Фридман, В. С. Синицкий, В. Н. Наследков и В. А. Егоров

Завод имени А. А. Масленникова и Куйбышевский медицинский институт

Заявители

КАРДИОСТИМУЛЯТОР

Изобретение относится к биологическим электростимулирующим устройствам, в частности к кардиостимулягорам, предназначенным для снижения повышенной частоты сердечных сокращений человека или животного с одновременным усилением этих сокращений в условиях клиники или физиологического эксперимента.

Известны кардиостимуляторы, содержащие задающий генератор частоты следования пар импульсов, генератор временного сдвига между импульсами в паре, выходной каскад п схему индикации. Однако у таких кардиостимуляторов максимальный временной сдвиг между импульсами в паре не зависит от периода следования пары импульса, в результате чего возможно случайное совпадение длительности сдвига с половиной периода, что приводит к удвоению частоты сердцебиения. Кроме того, эксплуатационный контроль подачи стимулирующих импульсов у них неудобен.

Предлагаемый кардиостимулятор отличается от известных тем, что в генераторе временного сдвига, выполненном, например, в виде мультивибратора с магнитно-резистивной связью, база одного полупроводникового триода подключена через дифференцирующую цепь к выходу. генератора частоты следования пар импульсов, выполненного, например, в виде мультивибратора с магнитно-резистивной связью. Такое выполнение кардпостимулятора обеспечивает автоматическое ограничение временного сдвига между пмпульсамн при проведении экспериментов и исключает возможность стимулирования удвоенной частоты сердечных сокращений.

В кардиостпмуляторе установлен также триггер, нагруженный на электромагнитные реле, коммутирующие сигнальные лампочки, 10 присоедпненпыи к нагрузке выходного каскада, что делает удобной регулировку и эксплуатационный контроль подачи стимулирующих импульсов.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема предлагаемого кардиостимулятора: нд фиг. 2 — временная диаграмма.

Предлагаемый кардпостимулятор содержит силовой трансформатор 1, которып с помощью ключа 2 через предохранитель 3 подкгпочается

20 к сети переменного тока. Силовой трансформатор имеет одну первичную обмотку F и четыре вторичные обмотки Г-, Wg, F4 и И.";,.

Обмотка F/q служит для питания выпрямителя опорного напряжения, собранного на

25 полупроводниковом диоде 4. Выпрямленное напряжение подается на фильтр, состоящий пз конденсаторов б, 6 и резистора 7. После фильтра напряжение поступает на стабилизатор напряжения, собранный на стабилптроне

30 8 с балластным резистором 9. Стабилизиро3 ванное опорное напряжение со стабилптрона 8 через регулпровочные резисторы 1О и 11 поступает на стабилизаторы с регулируемым стабилизированным цап I>«CIIIle l.

Обмотка Ф,, служит для нптан15! Выпрямителя 12, собранного Ilo мостовой схеме на полупроводниковых диодах. Этот выпрямитель нагружен на конденсатор 1д, с которого снимается напряжение на два Г-образных фильтра, состоящих из резисторов 14 и 15 и конденсаторов 16 и 17. После фильтра напря>кеппя поступают на стабилизаторы с регулируемым стабилизированнь1м напряжением. Стабилизаторы собраны по схеме с последовательными регулирующими элементами, в качестве которых используются транзисторы 18

19, ll c дв ".Хкаскi1дн1 1 vill стоянного тока. Первые каскады соораны на транзисторах 20 и 21 по схеме с коллекторной нагрузкой, в качестве которой используются резисторы 22 и 28. Вторые каскады собраны на транзисторах 24 и 25 по схеме с эмиттерной нагрузкой, В качестве которой используются резисторы 26 и 27. 1-1апряжение обратной связи на усилитель постоянного тока поступает через конденсаторы 28 и 29 и регулировочные резисторы 80 и 81. Для изменения выходного стабилизированного напряжения служат потенциометры 82 и 38.

Для фильтрации выходного напряжения используются конденсаторы 84 и 35.

Обмотка 1Г4 служит для питания выпрямителя 86, собранного по мостовой схеме на полупроводниковых диодах. Этот выпрямитель нагружен на кондепсатор 87, с которого напряжение снимается на стабилизатор напряжения. Стабилизатор напряжения собран по такой же схеме, как и описанные выше, на транзисторах 88, 89, 40, резисторах 41 и 42 и конденсаторе 48. Опорное напряжение снимается со стабилизатора, собранного на стабилитроне 44 и резисторе 45. Для установления необходимого стабилизированного напряжения на Выходе этого стаоилизатор а слухкпт делитель из резисторов 46 и 47, один из которых является регулировочным. Для фильтрации выходного напряжения имеется конденсатор 48.

Обмотка 147.- служит для питания индикаторных лампочек накаливания 49, 50, 51. С одного из стабилизаторов с регулируемым напряжением снимается напряжение па задающий генератор частоты следования парных импульсов. 1-1апряжение, подаваемое на этот 1енератор, измеряется вольтметром 52 с добавочным резистором 53. Шкала вольтметра проградуирована в импульсах в минуту. Задающий генератор частоты следования парных импульсов собран Ilo схеме мультпвпбратора с магнитно-резпстивпой связью на транзисторах 54, 55 и торопдальном трансформаторе

56. Для установки ключевого режима работы транзисторов служат резисторы О/, 58.

Трансформатор 56 имеет две выходные обмотки, каждая из которых нагружена на

277172 дпфференцирующую цепочку, состоящую из конденсаторов 59 и 60 и резисторов 61 и 6=.

С резистора 61 дифференцпрующей цепочки снимается импульс для запуска задающего генератора временного интервала между парой импульсов. Вот генератор питается от второго стабилизатора с регулируемым напряжением и собран по cxcblc мультпвибратора с магнитно-резистивиой связью, работающего в iIL,L) щем pcpILHtiic на транзпстОрах 63, 64 и тороидальном трансформаторе 65. )Кдущпй режим мультивибратора устанавливается с помощью резистор зв 66 II 67. Выходная обмотка трансформатора 65 нагружена на дпфференцирующую цепочку из конденсатора

68 и резистора 69.

1-1апряжение, подаваемое па этот генер"тор, измеряется вольтметром 70 с добавочным резистором 71. Шкала вольтметра 70 про20 градуировапа в миллисекундах.

С резисторов 62 и 69 диффереицирующпх цепочек импульсы снимаются на формирователи импульсов, собранные па транзисторах

72 и 78, нагрузкой коloplIx являются резисторы 74 и 75. С формирователей импульсы через развязывавшие диоды 76, 77 и разделительный конденсатор 78 поступают на одновибратор. Одновибратор собран по схеме с эмиттсрной связью на транзисторах 79 и 80.

30 11сходиое состояние одновибратора устанавливается резисторами 81, 82 и 88.

Резистор 84 является коллекториой нагрузкой транзистора 79, с коллектора этого транзистора на базу транзистора 80 связь осу35 ществляется через конденсатор 85. Коллекторпой нагрузкой транзистора 80 является резистор 86. Регулировка длительности импульсов одновибратора осуп ествляется с помощь1о резистора 87.

40 Необходимые пределы регулировки длительности импульсов подбира1отся регулировочным резистором 88. С одиовибратора импульсы через разделительный конденсатор 89 поступают па выходной каскад.

45 Выходной каскад собран по схеме с эмиттерной нагрузкой на транзисторе 90. Эмпттерной нагрузкой этого транзистора является потенциометр 91, с которого снимается напряжение на выход прибора. Для уменьшения

50 постоянной времени разряда разделительного конденсатора 89 используется резистор 9 .

9д

Чтобы транзистор 90 работал в кл1очевом рсЖИМЕ, В ЦЕПЬ КОЛЛЕКтОра ЕГО ВКЛЮЧЕН РЕЗИстор 98.

55 Усилители-ограничители, одповпбратор, выходной каскад и первые два каскада усилителей постоянного тока стабилизаторов с регулируемым напряжением питаются от стаоилизатора с постоянным апряжением.

60 Для визуальной индикации работы прибора в схеме имеется триггер, собранный на транзисторах 94 и 95 по схеме с автоматическим смещением, которое снимается с параллельносоединенHûx резистора 96 и конденс.I

65 тора 97. Это напряжение через резисторы 93

277172 и 99 прикладывается к базам транзисторов 94 и 95. Обратная связь в триггере осуществляется через цепочки соединенных параллельIio резистора 100 и конденсатора 101 и резистора 102 и конденсатора 108. В цепи коллекторов транзисторов 94 и 95 включены реле

104 и 105, которые своими контактами переключают лампочки 50 и 51. Для Ограничения тока через реле включаются резисторы 106 и 107. Запуск триггера (базовый, раздельный) производится через развязывающие диоды

108 и 109.

На одном плече триггера импульс запуска снимается с дифференцируюшей цепочки, состоящей из резисторов 110 и 111 и конденсатора 112, подсоединенной к нагрузке выходного каскада. На другое плечо триггера импульс запуска снимается с усилителя ограничителя, собранного ня транзисторе 78, через конденсатор 118. Диод 114 служит для разряда конденсатора в момент, когда транзистор

78 открывается.

Триггер питается от нестабилизпрованного напряжения, снимаемого с конденсатора 87, к которому он подключается с помощью кл1оча 115. Резистор 116 служит для развязки пзмерительного выхода прибора от рабочего выхода.

Кардиостимулятор работает следующим 00разом.

Задающий генератор частоты следования импульсов генерирует двухполярные импульсы, по форме близкие к прямоугольным. Частота следования этих импульсов прямо пропорциональна напряжению питания генератора. Дифференцированные импульсы этого генератора с резистора 62 снима!отся на формирователь, на выходе которого формируются положительные импульсы запуска одновибрятора. Одновибратор запускается и генерирует импульсы, длительность которых регулируется резистором 87, а амплитуда — резпсторо;!

91. Частота следования этих импульсов равна частоте задающего генератора. С резистора 61 снимается дифференцированный и;.1пульс, который поступает на зада!ощпй генератор временного интервала 1 между парой импульсов. Этот генератор запускается и генерирует один период. Длительность полупериода импульсов генератора обратно пропорциональна прило кенноъ1 и1!тающему напр!1>кению. В момент опрокидывания мультивибратора на выходной оомотке трансформатора

65 получается ступенька напряжения за счет изменения полярности, которая дифференц1::руется цепочкой, состоящеи из конденсатора

68 и резистора 69.

Дифференцированный импульс, снимаемьш с резистора 69, оказывается сдвинутым iio времени относительно импульса, снимаемо о с резистора 62, на величину длительности полупериода. Этот импульс посr) I!aåò на формирователь, на выходе которого формируется положительный импульс запуска одновибратора. Одновибратор запускается и генерирует совпадя!Ощпй !10 времени с дифференцированным импульсом, снимаемым с резистора 69, т. е. он оказывястся сдвинутым по времени относительно импульса, зада1ощего

10 начало периода Т слсдоваппя пары на величину длительности полупериода импульса, снимаемого со вторичной обмотки трансформа,ора 65.

Таким образом, изменяя величины гштаю1»цпх напряжений мультивпбраторов с магш!тпо-резпстивной связью, можно плавно изменять частоту следования и временной сдвиг г паре импульсов. В связи с тем, что измерение частоты следования пяры их! п1:IbcoB и Време!120 ного сдвига в паре производится косвенным образом и показания приборов еще не говорят о порма1ьном функцпонпровашш прибора, предусмотрен триггер. Запуск транзпстоООВ rpilrrepa Выоран т!1кпх! Образом, чтооы !1О

l1ePel(.!!0 I el i I 1lo T PI! rl еР;1, I(QTQPoe Ila 6,1 10 a eTO>I виз1 H. 1ьно по индии!1 1op! Ihl м л ям почl(ам д0 !!

5l, можно было судит.. о нормальном функLIIIoIIIIpoBaIIIIII всех 1зл1в прибора. Отказ 110бого функционального узла прибора приводит

30 к тому, что триггер псрестает опрокидываться, лампочки 50 и 51 — переключаться, что сигнализирует о неисправности прибора.

Прсдмет изобретения

). Еардпостпмулятор, содержащий задающий генератор частоты следования пар импульсов, генератор временного сдвига между импульсами B паре, выходной каскад и схему

40 индикации, огличаюи!иис.ч тем, что, с целью автоматического обеспечения ограничения временного сдвига между импульсами при проведении экспериментов, исключения возможности cTIIмулироваш:я удвоенной частоты

45 сердечных сокращешш, в генераторе временного сдвига, выполне1!!oil, например, в виде мультнвпбратора с мап1итно-резистивной связью, оаза одного полупроводникового триода под кл к>ч еп а через дифференцирую1цую g цепь к выходу гепсргпора частоты следоваш;я

1.яр и япульсов, выполнен юго, например, в Bilде мультивпбратора с магнитно-резистивп01! связькь

2. Кардпостп1!у;!ятор llo п. 1, отлича!Ощийс:! у тем. что, с целью обеспечения удобного эксплуатационного контроля подачи стпмулиру!OI!jill импульсов. в нем установлен триггер, нагруженный на электромагнитные реле, комм11пру10!1!Не сигнальные лампочки, присоедине1160 1-Н.1й к няг!рузке BI!. :0Ëïoro каскада.

277172

/5

Éãõ.

1 3 II& М вЂ” 7

II П П П П П П

Фиг.2

Составитель Е. Ланцбург

Редактор О. Кузнецова Текред Л. Я.,1 евина Корректор Т. А. Абрамова

Заказ 3055,5 Тираж 480 Подписное

ИНИИПИ Комитета но дедам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская паб., д. 4,5

Типография, пр. Сапунова,