Управляемый генератор импульсов имплантируемого кардиостимулятора

 

О П И X" -

Союз Советских

Социалистических

Республик

738624—

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительмое к авт. свид-ву (22) Заявлено 143.1.77 (21) 2542600/28-13

4 с присоединением заявки М— (53)М, Кл.

A 61 N 1/36

A 61 Н 31/00

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 050680. Бюллетень ¹ 21 (53) УДК 615.841:

:616.12-008. .315-08(088 8) Дата опубликования описания 08;0680 (12) Авторы изобретени я

А.В. Старинец, М.М. Пономарев, A.È. Соколов и .В.В. Хахалин (71) Заявитель (54 ) УПРАВЛЯЕМЫЙ ГЕНЕРАТОР ИМПУЛЬСОВ

ИМПЛАНТИРУЕМОГО КАРДИОСТИМУЛЯТОРА

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к устройствам

:для стимулирования сердечной деятель" ности.

Иэв естен управляемый генератор импульсов имплантируемого кардиости:мулятора, содержащий разрядное уст ройство, первый вход которого подключен к входной клемме генератора импульсов, хронирующую цепь и цепь задания длительности выходного импульса, пороговое устройство, первый выход которого соединен со вторым входом разрядного устройства, причем выходы разрядного устройства и хронирующей цепи подключены к первому входу цепи задания длительности выходного импульса, выход которой подсоединен ко входу йорогового устройства (1).

Недостатками этого устройства яв- . ляются большая потребляемая мощность и нестабильность параметров выходных ймпульс ов .

Целью изобретения является повышение экономичности и стабильности параметров выходных импульсов управляемого генератора при уменьшении напряжения питания ° указанная цель достигается тем, что в хронирующую цепь генератора введен стабилизатор зарядного тока, :а второй вход цепи задания длительности выходного импульса подключен ко второму выходу порогового устройства, первый выход которого предназначен для подключения к выходной клемме генератора импульсов, пороговое устройство имеет переключающий блок и цепь стабилизации амплитуды импульса, причем вход переключающего блока подключен к выходу цепи задания длительньсти выходного импульса, а выход предназначен для подключения

:к выходной клемме генератора импуль сов и входу цепи стабилизации амплитуды импульса, выход которой также предназначен для подключения ко входу кардиоатимулятора.

Разрядное устройство выполнено в виде двух МОП-транзисторов с п каналами, стоки которых объединены и являются выходом разрядного устройства, а истоки соединены с общей отрицательной шиной питания, причем первый вход разрядного устройства образует затвор первого транзистора,а второй — затвор второго транзистора.

738 624

Хронирующая цепь выполнена в виде конденсатора, полевого транзистора с р-п переходом и каналом р-типа, "" реэйстора, причем сток транзистора соединен с первой клеммой конденсатора, а "затвор транзистора подключен к общей положительной шине питания, к которой подключен через резистор

-исток транзистора, а вторая клемма конденсатора соединена с общей отрицательной шиной питания.

Переключающий блок выполнен в виде двух МОП-транзисторов с каналами п и р"-типов соответственно и резистора, исток первого транзистора соединен с общей отрицательной шиной питания, а его сток подключен к затвору вто- 15 рого транзистора и через резистор . соединен с общей положительной шиной питания, к которой подключен исток второго транзистора, причем затвор первого транзистора является входом, Щ а t"ToK второго транзистора — выходом переключающего блока °

Цепь стабилизации амплитуды импульса выполнена в виде двух резисто ров и опорного диода, первые клеммы резисторов и катод опорного диода соединены между собой и образуют выход цепи стабилизации амплитуды импульса, причем входом цепи стабилизации амплитуды импульса является вторая клемма первого резистора, а вторая клемма второго резистора и анод опорного диода соединены с общей отрицательной шиной питания, - .---:=.--- Изобретение иллюстрируется чертежами, где на фиг. 1 изображена блоксхема управляемого генератора импульсоВ имплантируемого кардиостимулятора; на фиг. 2 — блок-схема порогового устройства; на фиг ° 3 принципиальная схема генератора им- () пульсов, Устройство содержит разрядное .устройство 1, первый вход которого

- подключен к входной клемме генерато- дгра импульсов (на чертеже не показан), хронирующую цепь 2, цепь 3 задания длительности выходного импульса, пороговое устройство 4, первый выход которого соединен со вторым входом разрядного устройства 1, причем выходы разрядного устройства и хронирующей цепи 2 подключены к первому входу цепи 3 задания длительности выходного импульса, выход которой подсоединен ко входу порогового уст- 5 ройства 4, Второй вход цепи 3 задания длительности выходного импульса подключен ко второму выходу порогового устройства 4, первый выход которого является выходом генератора импуль- ф() сов. Пороговое устройство содержит переключающий блок 5, вход которой является входом порогового устройства, а выход — первым выходом порогового устройства, цепь 6 стабилизации .gg,амплитуды импульса, выход которой яв— ляется вторым выходом порогового уст ройства, а вход подсоединен к первому выходу переключающего блока 5 порогового устройства.

Разрядное устройство 1 выполнено в виде первого и второго МОП-транзисторов 7 и 8 с и каналами соответственно, стоки которых объединены и являютс я выходом ра зрядного ус тройства, а истоки соединены с общей отрицательной шиной питания, при этом первым входом разрядного устройства является затвор первого транзистора 7, а вторым входом — затвор второго транзистора 8.

Хронирующая цепь 2 выполнена в виде конденсатора 9, стабилизатора тока на полевом транзисторе 10 с р-п переходом и каналом р-типа и резисторе 11, выходом которого является точка соединения стока транзистора 10 и конденсатора 9. Причем затвор транзистора подключен к об-. щей положительной шине питания, куда подсоединен. через резистор ll и его исток, а второй конец конденсатора 9 соединен с общей отрицательной шиной питания.

Переключающий блок 5 выполнен в виде двух МОП-транзисторов 12 и 1.3 с каналами п- и р-типов соответственно и резистора 14, исток транзистора 12 соединен с общей отрицательной шиной питания, а его сток подключен к затвору транзистора 13 и через резистбр 14 соединен с общей положительной шиной питания, к которой подключен и исток транзистора 13.

Причем затвор транзистора 12 является входом, а сток транзистора 13— выходом переключающей схемы.

Цепь 6 стабилизации амплитуды импульса выполнена в виде соединенных в одной точке, являющейся выходом цепи, двух резисторов 15 и 16 и опорного диода 17. При этом входом цепи стабилизации амплитуды импульса является вторая клемма резистора 16, а вторая клемма резистора 15 и анод опорного диода 17 соединены с общей отрицательной шиной питания, Устройство работает следующим образом, В начальный момент времени транзисторы 7, 8, 12 и 13 закрыты. Происходит заряд конденсаторов 9 B 18 ° через транзистор 10 и резисторы 11, 19 и 15 до момвыэа-, когда потенциал на затворе транзистора 12 достигнет порога его открывания, Если в тече- ние этого интервала времени на управляющий вход генератора поступает запрещающий импульс, то транзистор 7 разрядного устройства 1 бткрытвается, и конденсаторы 9 и 18 разряжаются до нуля. После прохождения запрещающего импульса транзистор 7 закрывается, и процесс заряда конденсаторов по738624 нторяется до момента прихода следующего запрещающего импульса, Таким образом, при поступлении на упранляюций вход генератора импульсов запрещающих импульсов с периодом сле- дования, меньшим, чем период следования ныходных импульсон генератора, потенциал на затворе транзистора 12 не достигает порогового значения, и импульсы на выходе генератора отсутствуют, Мощность, потребляемая предла-1О гаемым генератором импульсов н таком режиме работы достаточно точно определяется формулой

PpÐ вЂ” Рм — 3c ° Е, (1) где Р— электрическая мощность, потребляемая хронирующей цепью; cn — стабилизированный зарядный ток хронирующего конденсатора;

Š— напряжение источника питания.

Из анализа этого выражения сле-. дует, что потребляемая генератором импульсов электрическая моцность в этом режиме cocòàâëÿåò малую величи- ну, так как определяется лишь зарядным током хронирующего конденсатора незначительной величины.

Если запрещающие импульсы не поступают на управляющий вход генератора, то напряжение на затворе транзистора 12 достигнет порогового значения, что приводит к его открыванию, а это н свою очередь приведет к открыванию транзистора 13 и возрастанию потенциала на его стоке, которий передается на затвор транзистора 12 положительньм зарядньм током конденсатора 18, протекающим через балластный резистор 16 и резистор 19, а также транзистор 8, открытый по- 40 явившимся положительном потенциалом на его затворе. Таким образом, происходит лавинообразное открывание транзисторов 8, 12 и 13 и повышение потенциала стока транзистора 13 до 45 величины, несколько меньшей, чем напряжение источника питающего напряжения. Одновременно происходит разряд конденсатора 9 до нуля через от-, крытый транзистор 8. Стабилизация 5О длительности выходного импульса с изменением напряжения питания достигается тем, что цепь задания длительности выходного импульса питается от стабилизированного при помоци опор-ного диода 17 напряжения.

Ток заряда конденсатора определяет потенциал на затворе транзистбра 12, и когда он уменьшится (за

° счет заряда конденсатора 18) настолько, что потенциал на затворе транзистора 12 станет меньше порогового значения, то транзисторы 8, 12 и 13 закроются, и начнется новый цикл" возрастания потенциала на затворе 55 транзистора 12 до порогового значения.

Так им об ра эом, при отсутс тв ии запрещающих импульсов на управляющем входе гейбратора на -его вь)ходе формируются выходные импульсы заданной длительности и периода следования.

Мощность, потребляемая предлагаемьм генератором импульсов в таком режиме работы, определяетс я выражением:

P) + Pg E c

1 ф

1 2 сrn

+ Я ю Д

tn (2) где Р; — мощность, потребляемая элементом схемы; c — ток стока транзистора 13-;

tn — длительность выходного импульса2

T — период следования выходных импульсов.

Из анализа выражений (1) и (2) видно, что потребляемая предлагаемьеа генератором электрическая моцность . увеличилась на величину

dP = P — P — Е 3 ° — (3)

2 — tll г r г с Т которая при заданной скважности импульсов также мала.

Таким образом, данное устройство повышает стабильность параметров выходных импульсов при меньшем потреблении электрической мощности от источника питания, Формула изобретения

1. Управляемый генератор импульсов имплантируемого кардиостимулятора, содержаций разрядное устройство, первый вход которого подключен к входной клемме генератора импульсов, хронирующую цепь и цепь задания длительности выходного импульса, пороговое устройстно, перный вход которого соединен со вторым входом разрядного устройства, причем выходы разрядного устройства и хронируницей цепи подключены к первому входу цепи задания длительности выходного импульса, выход которой подсоединен ко входу порогового устройства, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения экономичности и стабильности параметров выходных импульсов управляемого генератора при уменьшении напряжения питания, в хронирующую цепь генератора введен стабилизатор . зарядного тока,.а второй вход цепи задания длительности выходного импульса. подключен ко второму выходу порогового устройства, первый выход которого предназначен для подключения к выходной клемме генератора им- пульсов, пороговое устройство имеет

738624 переключакщий блок и цепь стабилиза. 5йи "амплитуды импульса," причем вход переключающего блока подключен к вы- . ходу цепи задания длительностй -выxодного -я4пульса, а выход йредйазначен для-подключения к въиодйой клем *

" ме генератора входу импульсов и цеп стабилизации амплитуды импульса,-"выход которой также предназначен для

Подключения ко второму входу цепи

= эадайия длйтельности выходного-импульса. 30

2. Устройство по п. I о т л ич а. ю щ е е с я тем, что разрядное устройство выполнено в виде двух

МОП-транзисторов с п каналами, стоки которых объединены и являются 15 вйходом разрядного устройства, а ис- . токи соединены с общей отрицательной шиной питания, причем первый вход разрядного устройства образует затворпервого транзистора, а второй — зат- 2О вор второго трайзистора.

3. Устройство по п. 1, о т л и -, ч а ю щ е е с я тем,:чт оЯфЬЯффощая цепь выполнена в виде койденсато ра, полевого тРанзистора с р-п п ереходом и каналом р-типа, резистора", йричем сток. транзистбра соединен с первой клеммой конденсатора, а зат; вор транзистора подключен к общей положительной шйне питания, к которо

Подключен через резистор исток тран- ЗО

=""зйСтора,: а вторая клемма конденсатора соединена с общей отрицательной шиной питания.

4. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что переключающий блок выполнен в виде двух МОПтранзистбров с каналами и- и р-типов соответственно и резистора, исток первого транзистора соединен с общей отрицательной шиной питания, а его сток подключен к затвору второго транзистора и через резистор соединен с общей положительной шиной питания, к которой подключен исток второго транэистора, причем затвор пер вого транзистора является входом, а сток второго транзистора — выходом переключающего блока.

5. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что цепь стабилизации амплитуды импульса выполнена в виде двух резисторов и опорного диода, первые клеммы резисторов и катод бпорного диода соединены между собой и образуют выход цепи стабилизации амплитуды импульса, причем входом цепи стабилизации амплитуды импульса является вторая клемма первого резйстора, а вторая клемма второго резистора и анод опорного диода соединены с общей отрицательной шиной глотания.

Источники информации, принятйе во "вйимание при экспертизе

1, Ией1хопАс ТМ, Jmpfantabйе De mand lsotopicpuIse generator L-А, modeI 9000.. Техническое описание, 1973.

738624

Тираж 673 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 2710/5

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

-Составитель В. Остапчук

Редактор Ж. Рожкова Техред A.ÊóëHêoâñêàÿ Корректор М. Пожо