Электрокардиостимулятор

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (») 556816 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено29.07.75 (21) 2164981/13 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 05. 05.77.Бюллетень № 17 (45) Дата опубликования описания25.06, 77 (51) М. Кл.е

А Gl N 1/36

Государственный комитет

Совета Министров СССР оо делам изобретений и открытий (53) УДК 61 5. 47 1:

: 62 1. 373. 1 82. 4 (088. 8) (72) Авторы изобретения

В. А. Беззубчиков, А. И. Васильев, С. С. Григорьев, В. А. Тафипольский и E. Н. Капитанов

Всесоюзный научно-исследовательский и испытательный институт медитптнской техники (71) Заявитель (54 ) ЭЛЕКТРОКАРДИОСТИМУЛЯТОР

Изобретение относится к медицине,а именно к электрокардиостимуляторам, и может быть использовано также в биологии для исследования сердечной деятельности.

Известны электрокардиостимуляторы, применяемые для урежения сердечного ритма.

Из известных электрокардиостимуляторов наиболее близким к описываемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является электрокардиостимулятор, содержащий выделитель R -зубцов, выделитель экстрасистол, формирователь строба, блок задержки, блок увеличения задержки и формирователь стимулирующих импульсов (1).

Недостатком известного электрокардиостимулятора является необходимость ручной установки начальной величины задержки урежаюшего стимула, что требует высокой квалификации медицинского персонала и мо- gp жет привести к опасным осложнениям сердечной деятельности вплоть до фибрилляции желудочков вследствие субъективных ошибок.

Кроме того, в известном электрокардиостимуляторе невозможна автоматическая 25 коррекция задержки в случае необходимости ее уменьшения, что также может привести к осложнениям — учашению ритма сердца вместо урежения.

11елью изобретения является повышение надежности и бе зопаснос ти процедуры урежения частоты сердечных сокрашений.

Йостигается это тем, что B устройство, содержащее выделитель H -зубцов, выделитель экстрасистол, формирователь строба, блок задержки, блох увеличения задержки и формирователь стимулирующих импульсов, вхлючены схема "запрет", измеритель длительности сердечного цикла, блок уменьшения задержки и интегратор. Вход выделителя R — зубцов соединен с выходом формирователя стимулирующих импульсов, а выходсо входами схемт "запрет" и выделителя экстрасистол, которь.е другими входами соединены с выходом формирователя строба и входом блока увеличения задержки. Выход схемы " запрет" соединен со входами блока задержки и измерителя длительности сердечного цикла. Выход выделителя экстрасистол соединен со входами блока увели556816 чения задержки и блока уменьшения задержки, которые выходами соединены со входами интегратора, а также между собой соответственно от выхода блока увеличения задержки ко входу блока уменьшения задерж-5 ки, Блок задержки соединен выходом с формирователем строба и формирователем стимулирующих импульсов, а входами - с измерителями длительности сердечного цикла и интегратором. 10

При этом блок увеличения задержки выполнен в виде триггера, дифференцируюшей цепочки и схемы И. Выходы триггера и дифференцируюшей цепочки соединены со входами схемы И, Вход дифференцируюшей цепочки и один из входов триггера соединены с выходом формирователя строба, а другой вход триггера соединен с выходом выделителя экстрасистол. 20

Кроме того, блок задержки выполнен в виде последовательно соединенных генератора линейно изменякшегося напряжения, схемы сравнения, одновибратора и дифференцируюшей цепочки, Запускаюший вход генератора линейно изменяюшегося напряжения соединен с выходом схемы "запрет". Один из входов схемы сравнения соединен с измерителем длительности сердечного цикла. Управляюший вход генератора линейно изменя- З1 кшегося напряжения и управляюший вход одновибратора соединен с выходом интегратора.

Такой электрокардиостимулятор обеспечивает полную автоматизацию установки и кор 55 рекцию величины задержки урежаюших стимулов, при этом устраняется возможность субъективных ошибок, наблюдаемых при руч.ной установке задержки, и обеспечивается своевременная коррекция задержки в случае 4О необходимости.

На фиг. 1 изображена блок-схема электрокардиостимулятора; на фиг. 2 - структурная схема блока уменьшения задержки; на фиг. 3 — структурная схема блока увеличе- 45 ния задержки; на фиг, 4 — структурная схема блока задержки; на фиг. 5 — эпюры напряжений, поясняюшие работу электрокардис стимулятора; на фиг. 6 - эпюры напряжений, поясняюшие работу блока уменьшения за- 5О держки; на фиг. 7 - эпюры напряжений, поясняюшие работу блока увеличения задержки; на фиг. 8 - эпюры напряжений, пояснякшие работу блока задержки.

Злектрокардиостимулятор содержит вы 55 делитель 1 R -зубцов, выделитель 2 экстрасистол, схему 3 "запрет", измеритель 4 длительности сердечного цикла, блок 5 задержки, формирователь 6 строба, формирователь 7 стимулирующих импульсов, блок 60

8 увеличения задержки, блок 9 уменьшения задержки и интегратор 10, На вход выделителя 1 R-зубцов поступает внутриполостная ЭКГ с сердечной мышцы. Выделитель 1 R» зубцов в моменты появления QR5 - комплексов формирует синхронизируюшие импульсы, которые поступают на один из входов выделителя 2 экстрасистол и вход схемы 3 "запрет . Выделитель 2 экстрасистол осушествляет формирование синхронизируюших импульсов, со» ответствуюших экстрасистолическим QЯ gкомплексам, вызванным урежаюшими стимулируюшими импульсами, которые наносятся на сердце в фазу относительной рефрактерности сердечной мышцы. Схема 3 "запрет" пропускает на вход измерителя 4 длительности сердечного цикла и вход блока 5 задержки синхронизируюшие импульсы, соот» ветствуюшие естественным O Ð Â -комплексам.

Измеритель 4 длительности сердечного цикла формирует напряжение, пропорциональное длительности сердечного цикла, которое передается на один из управляюших входов блока 5 задержки. Блок задержки формирует синхронизируюшие импульсы, задержанные относительно предыдуших естественных QRS- комплексов. Величина задержки регулируется так, чтобы синхроимпульсы совпали по времени с фазой относительной рефрактерности сердечной мышцы и наноси» мые в этот момент урежаюшие стимулирующие импульсы вызывали гемодинамические неэффективные экстрасистолы. Начальная челичина задержки устанавливается в зависимости от исходной длительности сердечного цикла и меньше необходимой. В процессе стимуляции величина задержки стимулов регулируется в зависимости от изменения текушей длительности сердечного цикла и их электрической эффективности, Выходные импульсы блока 5 задержки подаются на вход формирователя 6 строба и на að формирователя 7 стимулирующих импульсов. Формирователь 6 строба вырабатывает импульсы, длительность которых выбирается равной периоду времени, в течение которого после нанесения урежаюшего стимула возникает вызванный им экстрасистолический QQ8- комплекс и осушествляет» ся его выделение, например, 100 мсек.

Импульс формирователя 6 строба подается на один из входов выделителя 2 экстрасистол и на эапрешаюший вход схемы 3 "зап« рет". Таким образом, после нанесения урежаюшего стимула схема 3 "запрет" запирается и импульс выделителя 1 R-зубцов, соответствуюший вызванной этим стимулом экстрасистоле, схемой 3 "запрет " не про556816 пускается. Выходные импульсы блока 5 задержки подаются на вход формирователя 7 стимулирующих импульсов, выходные импульсы которого подаются на сердце. Один из входов блока 8 увеличения задержки соединен с выходом выделителя 2 экстрасистол, другой - с выходом формирователя строба.

Если во время действия строба не появился экстрасистолический Q R B — комплекс, это свидетельствует об электрической неэффективности урежаюшего стимулирующего импульса вследствие его попадания в фазу абсолютной рефрактерности из-за недостаточной величины задержки. При этом с выхода блока 8 увеличения задержки на один из входов блока 9 уменьшения задержки и на один из входов интегратора 10 подается импульс. При этом увеличивается выходное напряжение интегратора, которое подается на один из управляюших входов блока 5 задержки, и длительность задержки увеличивается. Процесс увеличения задержки продолжается до тех пор, пока стимулируюшие импульсы не станут электрически эффективными. Один из входов блока 9 уменьшения р5 задержки соединен с выходом выделителя

2 экстрасистол, другой - с выходом блока 8 увеличения задержки. Если в течение определенного времени, например 30 мин, все стимулы электрически эффективны, о 30 чем свидетельствует наличие импульсов на выходе выделителя 2 экстрасистол и отсут . ствие импульсов на выходе блока 8 увеличения задержки, после нанесения очередного стимула с выхода блока 9 уменьшения 85 задержки на один из входов интегратора

10 подается импульс. При этом напряжение, поступаюшее с выхода интегратора 10 на один из управляющих входов блока 5 задержки, уменьшается и уменьшается величина 40 задержки. При этом компенсируется возможное укорочение периода рефрактерности сердечной мышцы за предшествующие 30 мин.

Процесс уменьшения задержки продолжается до тех пор, пока очередной стимул не ста- 45 нет электрически неэффективным. Задержка следуюшего стимулирующего импульса увеличивается и, если он вызывает экстрасистолу, задержка фиксируется.

Блок уменьшения задержки состоит из реле 11 времени и схемы 12 И (фиг. 2).

На вход реле времени подаются выходные импульсы блока увеличения задержки, которые осушествляют его сброс. При навя- 55 зывании устойчивого урежения через определенный интервал времени после прихода последнего импульса блока увеличения задержки реле 11 времени сбрасывает и с

его выхода на один из входов схемы 12 И 60 подается напряжение. На другой вход схемы И поступают импульсы с выхода выделителя экстрасистол, которые после срабатывания реле 11 времени проходят на ее выход. При этом задержка урежаюших стимулов уменьшается. Когда очередной урежаюший стимул не вызывает экстрасистолу, на вход реле 11 времени приходит импульс с блока увеличения задержки, который осушествляет сброс реле 11 времени и схема 12 И запирается.

Блок увеличения задержки состоит из дифференцируюшей цепочки 13, триггера 14, схемы 15 И (фиг. 3).

При включении электрокардиостимулятора триггер 14 устанавливается в положение, при котором на его выходе, соединенном с одним из входов схемы 15 И, отсут ствует сигнал. В момент нанесения урежаюшего стимула на вход дифференцируюшей цепочки 13 и на один из входов триггера

14 поступает импульс с выхода формирова теля строба, который изменяет состояние триггера 14. Если стимул электрически неэффективен, то выходной импульс дифференцируюшей цепочки, соответствуюший заднему фронту стробируюшего импульса, прс ходит на выход схемы И. Если же урежаюший стимул электрически эффективен, то соответствующий вызванной им экстрасистоле импульс выделителя экстрасистол поступает на один из входов триггера и изменяет его состояние,и выходной импульс дифференцируюшей цепочки не проходит на выход схемы И.

Схема блока задержки состоит из генератора 16 линейно изменяюшегося напряжения (ЛИН), схемы 17 сравнения, одновибратора 18, и дифференцируюшей цепочки

19 (фиг. 4).

При включении электрокардиостимулятора на запускающий вход генератора 16 поступают синхроимпульсы, соответствуюшие

Q RS- комплексам ЭКГ. На управляющий вход генератора поступает напряжение с интегратора, которое регулирует крутизну линейно изменяюшегося напряжения. Когда линейно изменяюшееся напряжение, поступаюшее на один вход схемы 17 сравнения, достигает величины напряжения, пропорционального длительности сердечного цикла, подаваемого на другой вход схемы сравнения, с ее выхода на запускающий вход одновибратора подается импульс. Одновибратор формирует импульс, длительность которого зависит от величины управляюшего напряжения, поступаюшего с выхода интегратора. Выходной импульс одновибратора подается на вход дифференцируюшей цепоч556816

8 чающи йс я тем, что, с цельюповышения надежности и безопасности процедуры урежения частоты сердечных сокрашений, он имеет схему "запрет", измеритель длительности сердечного цикла, блок уменьшения задержки и интегратор, причем выделитель R - -зубцов по входу соединен с выходом формирователя стимулирующих импульсов, а выходом — co входами схемы "запрет" и выделителя экстрасистол, которые другими входами соединены с выходом формирователя строба и входом блока управления задержки; выход схемы "запрет" соединен со входами блока задержки и измерите15 ля длительности сердечного цикла, а выход выделителя эхстрасистол соединен со входами блока увеличения задержки и блока уменьшения задержки, которые выходами соединены с входами интегратора, а также между

20 собой соответственно or выхода блока увеличения задержки ко входу блока уменьшения задержки; блох задержки соединен выходом с формирователем строба и формирователем стимулирующих импульсов, а входа25 ми — с измерителем длительности сердечного цикла и интегратором.

3. Элехтрокардиостимулятор по и. 1, отличающийся тем, что блок задержки выполнен в виде последовательно соединенных генератора линейно изменяющегося напряжения, схемы сравнения, одновибратора и дифференцируюшей цепочки, причем запускающий вход генератора линейно изменяющегося напряжения соединен с выходом схемы "запрет, один из входов схемы сравнения соединен с измерителем длительности сердечного цикла, а управляющий вход генератора линейно изменяющегося напряжения и управляющий вход одновибратора соединены с выходом интегратора.

1. Электрокардиостимулятор, содержащий выделитель R-зубцов, выделитель экстрасистол, формирователь строба, блок задержки, блок увеличения задержки и формирователь стимулирующих импульсов, о т л и7 ки 19. Йифференцируюшая цепочка формирует импульс„совпадающий по времени с задним фронтом импульса одновибратора. Таким образом, длительность задержки, складывающаяся из времени нарастания линейно изменяющегося напряжения до напряжения, пропорционального длительности сердечного цикла, и длительности импульса одновибратора, зависит от текущей длительности сердечного цикла и амплитуды напряжения на выходе интегратора.

При включении электрокардиостимулятора начальное выходное напряжение интегра« тора 10 устанавливается таким, что задерж« ка урежаюшего импульса получается заведомо меньше необходимой и первый урежак» ший стимул является гемодинамически неэффективным. После этого увеличивается напряжение интегратора 1 О. Вследствие этого уменьшается крутизна линейно изменяющегося напряжения, увеличивается длительность импульса одновибратора 1 8 и гахим образом увеличивается длительность задержки. Этот процесс продолжается до

rex пор, пока урежаюшие стимулы не станут электри чески эффективными. Уменьшение длительности задержки при ее коррекции через определенные интервалы времени производится увеличением крутизны линейно изменяющегося напряжения и уменьшением длительности импульса одновибратора 18 посредством уменьшения управляющего напряжения на выходе интегратора. Если в процессе урежения длительность текущего сердечного цикла изменится, например увеличится, то это приведет х увеличению напряжения, пропорционального длительности сердечного цикла на входе схемы 17 сравнения и соответственно к увеличению длительности задержки урежаюших стимулов.

Предлагаемый электрокардиостимулятор обеспечивает повышение надежности и безопасности процедуры урежения частоты сердечных сокрашений. Кроме того, электрокардиостимулятор обеспечивает упрощение процедуры электрохардиостимуляции>тах ках отпадает необходимость непрерывного контроля параметров сердечной деятельности пациента высококвалифицированным медицинским персоналом.

Формула изобретения

2. Электрокардиостимулятор по п. 1, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что блок увеличения задержки выполнен в виде триггера, дифференцируюшей цепочки и схемы И, причем выходы триггера и дифференцируюшей цепочки соединены со входами схемы

И, вход дифференцируюшей цепочки и один из входов триггера соединены с выходом формирователя строба, а другой вход триггера соединен с выходом выделителя экстрасистол.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельствоСССР М 337136, А 61 N 1/36, 1972.

556816

Составитель В. Головин

Техред C. Беца Корректор Б. Югас

Редактор Л. Гончарова

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 1176/39 Тираж 677 Подписное

ЦНИИПИ ГосУдаРственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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