Устройство для стимуляции и регистрацииэлектроактивности сердца
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
Союз Советских
Социалистических
Республик (n)820831
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт, саид-вур )м. к,. (22) Заявлено 110679 (21) 2778100/28-13 с с присоединением заявки ¹â€”
А 61 N 1/36
Государственный .омитет
СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет—
Опубликовано 150481. Бюллетень №14
Дата опубликования описания 170481 (53) УДК 615.471 (088. 8) (72) Авторы изобретения
А.И. Шерементьев и В.A. Антопков
I !
Московский ордена Трудового Красного Знамени инженерно- физический инс итут и Всесоюзный кардиологический научный центр AMH СССР (71) Заявители (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СТИМУЛЯЦИИ И РЕГИСТРАЦИИ
ЭЛЕКТРОАКТИВНОСТИ СЕРДЦА
Изобретение относится к медицинской технике, а именно к устройствам для ""òèìóëÿöèè сердца импульсами электрического тока при лечении различных расстройств его ритма и может быть использовано B автоматизированных кардиостимуляторах и электрофизиологических исследованиях.
Известно устройство для.стимуля-. ции и регистрации электроактивности сердца, содержащее генератор, связанный с формирователем стимулирующих импульсов одной полярности, выход которого соединен с кардиальными электродами и ключом, и устройством выдержки времени, связанным с управляющим входом ключа и регистратор (1) .
Недостатком данного устройства является то, что для компенсации поляризационных эффектов на границе электрод-ткань" при регистрации, вызванной стимулирующим импульсом электроактивности биоткани, устройство перед каждым его применением необходимо настраивать по пяти параметрам: напряжениям смещения двух ключей, амплитудам двух управляющих сигналов и постоянной времени. Кро-ме этого, в данном устройстве искажения после стимулирующего импульса из-за поляризационных эффектов значительно больще.
Цель изобретения — уменыаение искажений и упрощение настройки устройства.
Для этого в устройство, содержащее генератор, связанный с формирователем стимулирующих импульсов одной полярности, выход которого соединен с кардиальными электродами и ключом, и устройством выдержки времени, связанным с управляющим входом ключа,и регистратор, введены формирователь импульсов противоположной полярности, вход которого подключен к генератору, а выходы к кардиальным электродам, и запоминающий элемент, связанный с регистратором, ключом и одним карди20 альным электродом.
На фиг.1 изображена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг.2 — диаграммы, поясняющие его работу; на фиг.3 — запись электроактивности сердца.
Устройство содержит генератор 1 импульсов, формирователь 2 стимулирующих импульсов одной полярности (например отрицательной), формйроваЗО тель 3 импульсов противоположной
820831 полярности (например положительной) устройство 4 выдержки времени, управляемый ключ 5 с входом 6 управления, запоминающий элемент (конденсатор)
7, регистратор 8 и кардиальные электроды 9 и 10.
Генератор 1 вырабатывает импульсы с длительностью Т и периодом следования Т1с(фиг.2), определяемым требуемым ритмом стимуляции, которые запускают формирователи 2 и 3, а также устройство 4 выдержки времени.
В паузе между импульсами генератора
1 стимулирующий ток на сердце не поступает, ключ 5 открыт, а напряжение на кардиальных электродах 9 и
10 конденсаторе 7 равно поляризацион- 15 ному потенциалу равновесия о . Формирователи 2 и 3 являются формирователями импульсов тока. Импульс генератора 1 передним фронтом запускает формирователь 2,который вырабатывает прямоугольный импульс тока амплитудой Т ;и длительностью Т и устройство 4 выдержки времени, которое вырабатывает импульс длительности Та, а задним фронтом запускает формирова- тель 3, который вырабатывает прямоугольный импульс тока амплитудой 1 и длительностью Т . В результате на сердце через электроды 9 и 10 поступает бифазный (двуполярный) стимулирующий импульс тока 1 и одновременно выходной импульс устройства 4, поступающий на вход 6 ключа
5, приводит к его закрыванию на время Т8, то есть к отключению конденсатора 7 и регистратора 8 от карди- З5 ального электрода 9. Это предотвращает перегрузку регистратора 8, обладающего при регистрации электроак-. тивности сердца чувствительностью порядка единиц милливольт, напряже- 40 нием ЧС стимулирующего импульса, развиваемым на электродах 9 и 10, которое имеет величину порядка единиц вольт и приводит к сохранению потенциала (po на конденсаторе 7 до 45 конца импульса выдержки длительностью Тв. г
После окончания бифазного стимулирующего импульса тока l напряжение У на кардиальных электродах 50 может возвращаться к потенциалу (po различным образом в зависимости от соотношений между параметрами 14, l1, Т11,1,T Т,Т1, T „,T с точки зрения регйстрации вызванной стимулирующим импульсом электроактивности сердца 65 без искажений из-за поля1изационных эффектов. Наилучшим условием регистрации сигнала вызванной электроактивности чувствительным регистратором 8 является равенство напряжения на кардиальных электродах .9 и 10 в конце импульса выдержки T g (на момент подключения конденсатора 7 к электроду 9) потенциалу 1 котоо> рый хранился на конденсаторе 7. Такое равенство можно обеспечить двумя путями: изменением соотношения между амплитудами .l и 1д (например изменение амплитуды 12 при фиксированной амплитуде 11 ) при обеспечении равенства длительностей Т11=-Т1, или же изменением соотношения между длительностями Т и Т1, 1,например изменением длительности Тр при фиксированной длительности T 11 ) при обеспечении равенства амплитуд l =l . На практике настройка по длительности импульсов при равных амплитудах предпочтительнее из-за большей плавности настройки чем настройка по амплитудам импульсов при равных длительностях. При обычно используемой для стимуляции сердца длительности TIIgоколо 1 мс и длительности T.B =15-20 мс настройка достигается при длительнос" ти T>g, составляющей 0,75-0,95 мс от длительности Тр1и амплитудах 12=i-10 мА, достаточных для возбуждения сердца. Следует отметить, что при указанных соотношениях разность напряжений между электродом 9 и элект родом 10 (потенциал (g0 оказывается отрицательной и, тем самым, обеспечивается катодная электрохимическая зав,ита электрода 9, препятствующая его электрохимической коррозии. Это важно при использовании в качестве электрода 9 обычного клинического активного эндокардиального или миокардиального электрода малой площади, а в качестве электрода 10 — индифферентного электрода большой площади при широко применяемой монополярной системе стимуляции. Величина емкости конденсатора 7 ограничена снизу токами утечки ключа 5 в закрытом состоянии и выходными токами регистратора 8 для того, чтобы обеспечить хранение потенциала (p на конденсаторе 7 в течение длительности ТВ с требуемой точностью (эпюра Ч 1 фиг.2), а сверху требуемой величиной верхней. граничной частоты для регистрации вызванной естественной электроактивности сердца. устройство регистрирует как вызванную стимулирующим импульсом злектроактивность, так и естественную (спонтанную) электроактивность сердца. На фиг.3 показана синхронная запись электрокардиограммы собаки во втором отведении (для идентификации мо-. ментов нанесения стимулирующего им820831 Формула изобретения 1 г пульса, вызванной и естественной электроактивности) и внутриполосной электрокардиограммы (ВпЭКГ) с кардиальных электродов, сделанной с помощью устройства после его настройки.. Стрелками с кружками показаны моменты нанесения стимулирующих импульсов ° На записи фиг.3 отчетливо различаются естественная (моменты 1,4,5) и вызванная (моменты 2,3,.6) электроактивность, а также отсутствие перегрузки регистратора стимулирующим импульсом (запись ВпЭКГ) после момента 4. О Таким образом, устройство уменьшает искажения после стимулирующего импульса и упрощает настройку устройства при стимуляции сердца и одновременной регистрации его электро. активности с помощью двух обычных кардиальных электродов. Устройство для стимуляции и регистрации электроактивности сердца, содержащее генератор, связанный с формирователем стимулирующих импульсов одной полярности, выход которого соединен с кардиальными электродами и ключом, и устройством выдержки времени, связанным с управляющим . входом ключа, и регистратор, о т— .л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью уменьшения искажений и упрощения настройки устройства, в него введены формирователь импульсов противоположной полярности, вход которого подключен к генератору, а выходы к кардиальным электродам, и запоминающий элемент, связанный с регистратором, ключом и одним кардиаль-! 5 ным электродом. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Vaughan Ч, Locke S. Acircuit 20 for stim1ating and rekording.though а single-сарillагу micropipetсе,lЕЕЕ. Trans. on Biomed. Eng., 1971, V 18 1 р 71 72. 820831 гих. я <с 0 Уых, I. (Ю 6 ) 0 а7(г.г) злектроакти8ность Puz. 2 Составитель А. Иереметьев редактор H.Âîëîâèê Техред Ж.Кастелевич Корректор Ю.Макаренко Вых.1 g Юых.2 0 стест3енная и оыз3анная актооность еаЩю 8п И 20 м8/е Eom8. 1М8/СП Заказ 1567/8 Тираж 687 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 t.
