Наружный кардиостимулятор

 

6 (Союз Советских

Социалистических

Республик

<1>725673 о н к

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (б1) Дополнительное к авт, сеид-ву— (22) Заявлено 240677 (21) 2500569/28-13 (S1) М. КЛ.

2 с присоединением заявки ¹ .(23) Приоритет—

61 N 1/36

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий

Опубликовано 050430. Бюллетень ¹ 13

Дата опубликования описания 080480 (53) УДК 651.841:

:616.12-008.. 315-08 (088.8) (72) Авторы изобретения

И.А. Дубровский, A.È, Шерементьев и Б.А. Котлик

Московский ордена Трудового Красного Энамени инженернофизический институт и Всесоюзный научно-исследовательский и конструкторский институт радиоэлектронной медицинской аппаратуры (71) Заявители (54) И ужей К РДИОСТИМу11йТОР

Изобретение относится к медицинс кой промышленности, а именно к уст ройствам для проведения алектричесиой стимуляции сердца, и может быть использовано в палатах интенсивной 5 терапии и реанимации.

Известен наруйный кардиостимулятор, содержащий синхронизируемый генератор импульсов, формирователь стимулирующих импульсов, выделитель 1()

R-зубцов ЭКГ и индикаторы стимулирующего импульса и естественного, R-зубца ЭКГ (1) .

В процессе стимуляции весьма важно об есп ечить надежное нав языв ание искусственного ритма сердца и немедленное устранение возникших по тем или иным причинам нарушений в системе ритмовождения, таких, как нарушение электродной системы (обрыв или короткое замыкание) или увеличение порога стимуляции сердца, выше амплитуды стимулирующего импульса, так как каждая из этих причин проводит к срыву стимуляции. Однако в известном 25 стимуляторе невозможно ра эдель но обнаружить обрыв или короткое замыкание стимулирующих электродов, а также подпороговую величину амплитуды стимулирующего импульса . Обнаружение укаэанных нарушений требует проведения специальных дополнительных мероприятий и значительных затрат времени. Отмеченная проблема становится особенно острой при стимуляции пациентов, находящихся в палатах интенсивной терапии и реанимации.

Целью изобретения является повышение эффективности стимуляции путем раздельного обнаружения обрыва или короткого замыкания стимулирующих электродов или подпороговой величины амплитуды стимулирующего импульса.

Цель достигается,тем, что предлагаемый кардиостимулятор снабжен цепями съема напряжения и съема тока стимулирующего импульса, блоком логики, тремя схемами пропускания, дифференцирующей цепью, тремя блоками выдержки времени и индикаторами обрыва электродов, короткого замыкания электродов и подпороговой величины амплитуды стимулирующего импульса, причем цепи съема напряжения и съема тока стимулирующего импульса подключены своими входами к выходу формирователя стимулирующих импульсов, с которым соединены стимулирующие электроды, а своими выходами — соответственно к первому и второму вхо725673 дам блока логики, первый выход которого соедннен с индикатором обрыва электродов, второй выход — с индикатором короткого замыкания электродов, третий выход — с индикатором стимулирующего импульса и с входом первого блока выдержки времени, выход которого соединен с управляющим входом первсй схемы пропускания, выход последней соединен с входом синхронизации . генератора импульсов и с индикатором естественного R-зубца ЭКГ, а через дифференцирующую цепь — с сигнальным входсм второй схемы пропускания, выход которой соединен с сигнальным входом третьей схемы пропускания. Выход третьей схемы пропускания соединен с индикатором подпороговой величины амплитуды стимулирующего импульса, а четвертый выход блока логики соединен с входом второго блока выдержки времени, выход которого соеди- 2Q нен с управляющим входом второй схемы пропускания, выход выделителя R-зубцов ЭКГ соединен с сигнально входом первой схемы пропускания и с входом третьего блока выдержки времени, вы- д ход которого coeдинeн с управляющим входом третьей схемы пропускания.

Кроме того, кардиостимулятор дополнительно снабжен трехвходовой схемой ИЛИ и устройств ом трев ожной сигнализации, причем первый и второй входы схемы ИЛИ соединены соответственно с первым и вторьм выходами блока логики, третий вход — с выходом третьей схемы пропускания, а выход— с устройством тревожной сигнализации.

На фиг. 1 изображена структурная схема наружного кардиостимулятора; на фиг. 2 — диаграммы, поясняющие его работу.

Кардиостимулятор содержит синхро- 40 ниэируемый генератор 1 импульсов, формирователь 2 стимулирующих импульсов, выделитель 3 R-зубцов ЭКГ, индикатор 4 стимулирующего импульса, индикатор 5 естественного R-зубца ЭКГ, цепь 6 съема напряжения стимулирующего импульса, цепь 7 съема тока стимулирующего импульса, блок 8 логики, схемы 9, 10 и 11 пропускания, дифференцирующую цепь 12, блоки 13, 14 О и 15 выдержки времени, индикатор 16 обрыва стимулирующих электродов, индикатор 17 короткого замыкания стимулирующих электродов, индикатор 18 подпЬроговой величины амплитуды стимулирующего импульса. Блок 8 логики имеет входы 19 и 20 и выходы 21, 22, 23 и 24. Схема 9 пропускания имеет сигнальный 25 и управляющий 26 входы, схема 10 пропускания — сигнальный 27 и управляющий 28 входы, а схема 11 ф) пропускания — сигнальный 29 и управляющий 30 входы.

Блок 8 логики реализует следующие

Функции: сигнал на выходе 21 есть только тогда, когда сигнал есть на входе 19, но отсутствует на выходе

20; сигнал на выходе 22 есть только тогда, когда сигнал есть на входе 20, но отсутствует на входе 19; сигнал на выходе 23 есть тогда, когда сигнал есть хотя бы на одном из входов 19 или 20; сигнал на выходе 24 есть тогда, когда сигнал есть хотя бы на одном из выходов 21 или 22.

Блок логик и, реализующий описа нные выше функции, может быть выполнен, например, на двух инверторах (элементах HE), двух элементах ИЛИ и двух элементах И (см. Фиг. 1) .

Кроме того, кардиостимулятор снабжен трехвходовой схемой 31 ИЛИ и подключенньм к ее выходу устройством 32 тревожной сигнализации. Причем первый и второй входы схемы 31, ИЛИ соединены соответственно с первым 21 и вторым 22 выходами блока 8 логики, а третий вход — с выходом третьей схемы 11 пропускания.

Кардиостимулятор работает следующим образом. Пусть в некоторый момент времени (фиг. 2) на вход вйделителя 3 поступил R-зубец ЭКГ до окончания периода Т„ генератора 1.

Тогда выделитель 3 R-зубцов ЭКГ вырабатывает синхроимпульс, к от орый запускает блок 14 выдержки времени и поступает на вход 25 схемы 9 пропускания. При отсутствии запрещающего сигнала йа входе 26 схемы 9 пропускания синхроимпульс поступает на вход синхронизации генератора 1 и одновременно на индикатор 5 естественного

R-зубца ЭКГ. Под действием импульса синхронизации генератор 1 возвращается в исходное состояние без формирования импульса (знак Х на диаграмме, выход формирователя 2), при этом на выходе формирователя 2 стимулирующий импульс отсутствует. При этом отсутствуют сигналы на входах 20 и 19.блока 8 логики, а следовательно, отсутствуют сигналы на всех выходах этого блока, Если R-R интервал Т„„между предыдущим и последующим R-зубцами ЭКГ оказывается больше установленного периода Т„ генератора 1, то последний вырабатывает импульс, который через формирователь 2 и стимулирующие электроды поступает на сердце. При отсутствии неисправностей в электродной системе на выходах цепи 6 съема напряжения и цепи 7 съема тока, т.е. на входах 19 и 20 блока 8 логики появляются сигналы, запрещающие появление сигналов на выходах 21, 22 и 24, но приводящие к появлению сигнала на выходе 23. Этот сигнал запускает блок

13 выдержки времени и одновременно поступает на индикатор 4 стимулирующего иМпульса. При надпороговой амплитуде стимулирующего импульса (уровень порога стимуляции изображен штрихпунктирной линией на диаграмме, 725673 ра 1 в исходное состояние в последовательности, описанной ранее (см. время между моментами г, д на фиг. 2) ° Последующий интервал (между моментами д, е на, фиг. 2) соответствует устранению не» исправности электродной системы врачом и выдачи кардиостимулятором стимулирующего импульса.

При возникновении короткого замыкания стимулирующих электродов на сердце также не поступает импульс стимулирующего тока и искусственный

R-зубец невозможен. Такая ситуация соответствует наличию сигнала на выходе цепи 7 съема тока и отсутствию сигнала на выходе цепи б съема напряжения стимулирующего импульса (соответственно на входах 20 и 19 блока 8 логики) . В этом случае на выходе 22 блока 8 логики возникает сигнал, поступающий на индикатор 17 короткого замыкания стимулирующих электродов, на выходе 23 — сигнал, запускающий блок 13 выдержки времени, а на выходе 24 — сигнал, запускающий блок 15 выдержки времени. Сигнал на выходе

21 при этом отсутствует и индикатор

16 не срабатывает. Дальнейшая работа кардиостимулятора протекает точно так же, как и при обрыве электродов (см. интервалы между моментами г, ж и устранение неисправности— между моментами ж, и на фиг, 2).

Если, наконец, происходит повышение величины порога стимуляции сердца (например, из-за обрастания активного конца электрода фиброзной тканью), а электродная система ис-. правна, то хотя импульс стимулирующего тока на сердце поступает, он не вызывает появления искусственного

R-зубца ЭКГ и сокращения сердца. В этом случае при выдаче стимулирующего импульса на выходах цепи б съема напряжения и цепи 7 съема тока,т.е. на входах 19 и 20 блока 8 логики, появляются сигналы, запрещающие появление сигналов на выходах, 21, 22 и 24, но приводящие к появлению сигнала на выходе 23. Этот сигнал запускает блок 13 выдержки времени и одновременно поступает на индикатор 4 . стимулирующего импульса. В такой ситуации естественный зубец проходит после окончания импульса выдержки блока 13 (соответствующего максимальной длительности латентного периода T ) и через вьщелитель 3 R-зубцов ЭКГ запускает блок 1 4 выдержки времени. Поэтому, поскольку запрещаю щий импульс выдержки блока 14 поступает на управляющий вход 30 схемы 11 пропускания после окончания импульса выдержки блока 13, соответствующий его заднему фронту сигнал, формируемый на выходе дифференцирующей цепи выход формирователя 2, фиг. 2) по истечении латентного периода сердца

Т, (Т„ 10-150 мс) возникает .ответнйй, т.е. искусственно вызванный им.пульсом кардвостимулятора, R-зубец

ЭКГ, (зачерненный треугольник на фиг. 2), который приводит к появлению синхроимпульса на выходе выделителя 3 R-зубцов ЭКГ. Синхроимпульс, соответствующий искусственному R-зубцу ЭКГ, не проходит на выход схемы 9 пропускания, так как на ее управляющем входе 26 присутствует запрещающий импульс от блока 13 выдержки времени.

Запрет по входу 26 осуществляется в течение максимальной длительности латентного периода сердца Т„; тем самьм предотвращается сброс генератора

1 в исходное состояние искусственным

R-зубцом и блокируется индикатор 5.

Сигнал, соответствующий заднему фронту импульса выдержки блока 13, кото- 30 рый формируется дифференцирующей цепью 12, проходит через схему 10 пропускания, но не проходит через схему 11 пропускания, так как последняя заблокирована по входу 30 импуль-, 5 сом выдержки блока 14, длительность которого несколько превышает длительность импульса выдержки блока 13 (см. интервалы между моментами а, ° 1вю и 1 г11 11 ж, и и после к на фиг

При этом блокируется индикатор 18.

При возникновении обрыва стимулирующих электродов на сердце не поступает импульс стимулирующего тока и искусственный R-зубец невозможен.

Такая "итуация соответствует наличию сигнала на выходе цепи б съема напряl жения и отсутствию сигнала на выходе цепи 7 съема тока стимулирующего им пульса (соответственно на входах 19 40 и 20 блока 8 логики) . В этом случае на выходе 21 блока 8 логики возника ет сигнал, поступающий на индикатор 16 обрыва стимулирующих электродов, на выходе 23 — сигнал, запускаю- 45 щий блок 13 выдержки времени, а на выходе 24 — сигнал, запускающий блок

15 выдержки времени. Сигнал на выходе 22 пфи этом отсутствует и индикатор 17 не срабатывает. Теперь уже gp сигнал, соответствующий заднему фронту импульса выдержки блока 13, полученный после дифференцирукщей цепи

12, не проходит через схему 10 про55 рована по входу 28 импульсом выдержки блока 15, длительность которого несколько превышает длительность импульса выдержки блока 13. Таким образом, при обрыве электродов одновременно срабатывают индикатор 4 стимулирующего импульса и индикатор 16 обрыва электродов, а индикатор 18 подпороговой амплитуды по-прежнему блокирован. Появившийся естественный

R-зубец ЭКГ вызывает сброс генерато- 65

7 725673

12 проходит на .s. õoË сх мы 1О пропускания {так как на ее управляющем входе 28 отсутствует запрещающий импульС выдержки- блока 15) и затем на выход схемы ll пропускания, т.е. на индикатор 18 подпороговой величины амплитуды стимулирующего импульса

{см. интервал между моментами и, к иа фиг. 2). Восстановлейие врачои йавязывания искусственного Ритма сердцу осуществляется увеличением амплитуды стимулирующего импульса, как показано после момента . к на фиг. 2.

С целью скорейшего устранения возникших опасных нарушений ритмовождения необходимо принудительное привлечь;:,"и6 внимания медперсонала к кардиостийулятору и пациенту. Это достигается, например, устройством 32 тревожной сигнализации (например, звуковой) .

Таким образсм, описываемый кардиостимулятор позволяет раздельно обнаруживать такие опасные нарушения в с.::стеме ритмов ожирения, как обрыв или короткое замыкание стимулирующих электродов или подпороговую величину амплитуды стимулирующего импульса, что существенно сокращает время вра ча на поиск и устранение укаэанных н«арушенйй.

Формула изобретения

1. Наружный кардиостимулятор, со. держащий синхронизируемый генератор импульсов, формироватеЛь стимулирующйХ МИЙУЛьсов, выделитель. R-зубцов

ЭКГ и индикаторы стимулирующего им. пульса- и естественного R-зубца ЭКГ, отличающийс я тем, что с- целью повышения эффективности стимуляции путем раздельного обнаружения обрыва или к«оро«ткого" з«амЫкания стимулирующих электродов или подпороговой величины амплитуды стймулирующего импульса, он снабжен цепями съема напряжения и съема тока стимулирующего импульса, блоком" логики, тремя схемами пропускания, дифференцирующей цепью, тремя блоками выдержки времени и индикаторами обрыва электродов, короткого замыкания электродов и подпороговой величины амплитуды стимулирующего импульса, причем цепи съема напряжения и съема тока стимулирующего импульса подключены своими входами к выходу формирователя стимулирующих импульсов, с которьм соединены стимулирующие электроды, а своими выходами — соответственно к первому и второму входам блока логики, первый выход которого сое © динен с индикатором обрыва электродов, в торой выход — с индикатором короткого замыкания электродов, третий выход — c индикатором стимулирующего импульса и с входом первого блока выдержки времени, выход которого соединен с управляющим входом первой схемы пропускания, выход последней соединен с входом синхронизации генератора импульсов и с индикатором естественного R-зубца ЭКГ, а через

Щ дифференцирующую цепь — с сигнальным входом второй схемы пропускания, выход которой соединен с сигнальным входом третьей схемы пропускания, выход которой соединен с индикатором д подпороговой величины амплитуды стимулирующего импульса, а четвертый выход блока логики соединен с входом второго блока выдержки времени, выход которого соединен с управляющим входом второй схемы пропускания, выход выделителя R-зубцов ЭКГ соединен с сигнальным входом первой схемы пропускания и с входом третьего блока выдержки времени, выход которого соединен с управляющим входом третьей

f схемы пропускания. .!

2..Кардиостимулятор по и, 1, о т личающийся тем,чтоондополнительно снабжен трехвходовой схе40 мой ИЛИ и устройством тревожной сигнализации, причем первый и второй входы схемы ИЛИ соединены соответственно с первым и вторым выходами блока логики, третий вход — с выходсм третьей схемы пропускания, а выход с устройством тревожной сигналиэации.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Проспект фирмы Medtronic

О ExternaI pacemaker modeI 58BOA.

Physi.cian manual October 1974, МС 6921-4 d (прототип).

Фиг. 1 а о Ю г

„,а Ноона Иооиа Наивна т Я Wb стинуо оощЯ.ФЯ У

Яквд

Ао

Юыкоо окою.Составитель Л. Соловьев

Редактор Л. Волкова Техред N.Êåëåìåø Корректор И. Муска

Тираж 673 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

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

Закаэ 547/5

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

1Ь/код

peprru

Stamen

/коо

Уыкод дыкод инкоо дыкод гкони шкод

725673

У е ж 4 Ри „Нофа /annum Ноома

emunvn fuP. ЗЯМ

СтиНУЯ, « g ла а СеиНЧЛ