Способ контроля за положением эндокардиальногоэлектрода при электрической стимуляции сердца иустройство для его осуществления

 

п11827075

ОПИСАН ИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 12.12.73 (21) 1978075/28-13 с присоединением заявки № (51) М. Кл.

А 61N 1/36 (53) УДК 615.841:616. .12-008 (088.8) по делам изобретений (43) Опубликовано 07.05.81. Бюллетень № 17 н открытий (45) Дата опубликования описания 07.05.81 (72) Авторы изобретения

А. И. Васильев, В. А. Беззубчиков, С. С. Г и Е. Н. Капитанов

Всесоюзный научно-исследовательский и испь т институт медицинской техники (71) Заявитель (54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ 3А ПОЛОЖЕНИЕМ

ЭНДОКАРДИАЛЬНОГО ЭЛЕКТРОДА ПРИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ

СТИМУЛЯЦИИ СЕРДЦА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО

ОСУЩЕСТВЛ ЕНИЯ

Государственный комитет (23) Приоритет

Изобретение относится к области медицины и может быть использовано в послеоперационный период для предупреждения нарушения сердечной деятельности.

Известен способ контроля за смещением эндокардиального электрода в сердце, который осуществляется с помошью рентгеновского аппарата и заключается в сравнении рентгеновских снимков, сделанных при исходном положении электрода и в текущий момент времени (1).

Недостатком этого способа является наличие дорогостоящей аппаратуры, а также облучение рентгеновскими лучами больного, что не позволяет осуществлять длительный непрерывный контроль за смещением электрода от исходного положения.

Смещение же эндокардиального электрода от исходного положения, особенно в первые дни после имплантации, является одной из наиболее часто встречающихся причин неэффективности электростимуляции сердца, которая может вызвать асистолию и смерть пациента.

Целью изобретения является обеспечение возможности непрерывного контроля в течение длительного промежутка времени.

Поставленная цель достигается тем, что регистрируют электрокардиаграммы с одних и те же отведений с тела пациента непосредственно после имплантации и в текущий момент времени, которые совмещают по изоэлектрическим линиям и артефактам, соответствующим стимулирующим

5 импульсам, и по изменению QRS-комплексов ЭКГ определяют смещение эндокардиального электрода от исходного положения.

Как известно, форма QRS-комплекса при

1о отведении биопотенциалов с поверхности тела зависит от места нахождения источника возбуждения. При электростимуляции сердца источником возбуждения миокарда являются стимулирующие импульсы, кото15 рые поступают на сердце с дистального конца эндокардпального электрода, и его смещение влечет за собой изменение формы искусственно вызванных QRS-ком плексов.

Способ может быть осуществлен с помощью устройства, содержащего последовательно соединенные электроды, усилитель

ЭКГ, блок обработки сигнала и блок сигнализации.

Причем блок обработки сигнала может быть выполнен, например, в виде последовательно соединенных селектора стимулирующих импульсов, формирователя Я нхронизирующих импульсов, блока запоми3р павия, дифференциального усилителя, не827075 линейного блока, ключа, усредняющего фильтра и пороговой схемы.

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства, реализующего способ; на фнг. 2 — эпюры напряжений, поясняющие работу предлагаемого устройства.

Устройство содержит электроды 1 для регистрации ЭКГ, усилитель ЭКГ 2, блок 3 обработки сигнала, формирователь 4 синхронизирующих импульсов, блок 5 запоминания, дифференциальный усилитель 6, нелинейный блок 7, ключ 8, усредняющий фильтр 9, пороговый элемент 10, блок сигнализации 11, селектор 12 стимулирующих импульсов 12.

Электроды для регистрации электрокардиограммы закрепляются на поверхности тела пациента аналогично принятому методу крепления для регистрации стандартных отведений ЗКГ. При наличии искусственного сердечного ритма стимулирующие импульсы записываются на электрокардиограмме в виде коротких импульсов, а деполяризацпя желудочков — в виде искусственных экстраспстолических QRS-комплексов (фиг. 2а) . Электрокардиографический сигнал с электродов 1 поступает на вход усилителя ЭКГ2. Усиленный сигнал с выхода усилителя поступает на вход селектора стимулирующих импульсов 12, на вход блока запоминания 5 и на одни из входов дифференциального усилителя 6. В селекторе стимулирующих импульсов 12 осуществляется выделение из ЭКГ сигнала, являющегося отражением на ЭКГ стимулирующего импульса, нанесенного из сердца.

С выхода селектора стимулирующих импульсов 12 на вход формирователя синхронизирующих импульсов 4 подаются управляющие импульсы, совпадающие по времени со стимулирующими импульсами.

В формирователе синхронизирующих импульсов 4 осуществляется формирование нескольких, например пяти, синхроимпульсов, задержанных на определенный интервал времени относительно выделенного стимулирующего импульса (фиг. 2б — 2o ), которые подаются на управляющие входы блока 5 запоминания.

Кроме того, формирователь 4 синхронизирующих импульсов вырабатывает синхроимпульс, начало которого совпадает с моментом стимулирующего импульса, а длительность равна суммарной длительности синхроимпульсов, подаваемых на управляющие входы блока 5 запоминания (фиг.

2в). Синхроимпульс поступает на управляющий вход ключа 8. Суммарная длительность синхроимпульсов, подаваемых на управляющие входы блока 5 запоминания, выбпрается равной длительности экстрасисто яеского искусственного Щ5-комплекса.

Прп поступлении на вход устройства первого после включения блока запоминания

10 б

25 зо

55 бО

65 искусственного экстрасистолического QRSкомплекса блок 5 запоминает значения его амплитуды в нескольких, например пяти, точках, совпадающих по времени с началом синхроимпульсов, подаваемых на его управляющие входы, При поступлении на управляющие входы синхроим пульсов, сформированных после очередного стимулирующего импульса, на выходе блока запоминания возникает ступенчатый импульс, амплитуда которого равна амплитуде, зафиксированной блоком 5 во время действия синхроимпульса в первый цикл работы (фиг. 2, г).

Выходной сигнал блока запоминания поступает на один из входов дифференциального усилителя 6. Выходной сигнал усилителя 6 в течение действия выходного сигнала блока запоминания пропорционален, с учетом погрешности квантования по времени и по амплитуде, разности амплитуд текущей экстрасистолы и экстрасистолы, первой поступившей на вход устройства (фиг. 2, д). Сигнал с выхода дифференциального усилителя 6 подается на вход нелинейного блока 7, который преобразует биполярный, в общем случае, сигнал в униполярпый (фиг. 2е). Сигнал с выхода нелинейного блока 7 поступает на вход ключа

8, который пропускает сигнал на выход только во время действия синхроимпульса, подаваемого на его управляющий вход с формирователя 4 синхронизирующих импульсов, Таким образом, на выход ключа 8 проходит только сигнал, пропорциональный разности запоминаемой и текущей экстрасистол.

Сигнал с выхода ключа 8 поступает на вход усредняющего фильтра 8, выходной сигнал которого равен среднему значению входного сигнала (фиг. 2,з) . Постоянная времени усредняющего фильтра 9 выбирается равной длительности нескольких сердечных циклов, так чтобы единичное изменение формы экстрасистолы не могло повлиять на величину выходного сигнала всего устройства.

Выходной сигнал усредняющего фильтра

9 подается на пороговый элемент. Величина порога выбирается для каждого пациента персонально с учетом некоторого возможного изменения формы и амплитуды экстрасистолы в различные фазы дыхания.

При неизменном фиксированном положении эндокардиального электрода форма вызываемых стимулирующими импульсами экстрасистолических QRS-комплексов неизменна (с учетом вышеупомянутых возможных незначительных колебаний). При этом сигнал на входе порогового устройства меньше порогового значения.

При смещении эндокардиального электрода форма QRS-комплексов изменяется и амплитуда разностного сигнала, а также его среднее значение, увеличиваются, сиг827075

5 нал на входе порогового элемента 10 превышает пороговое значение. При этом элемент 10 вырабатывает импульс, который поступает на управляющий вход блока 11 сигнализации. Наличие сигнала на входе блока сигнализации свидетельствует оо изменении положения электрода.

Блок 3 обработки сигнала может быть выполнен и с применением элементов цифровой вычислительной техники, например на микропроцессорах.

Таким образом, изобретение обеспечивает автоматический контроль изменений формы QRS-комплексов внутриполостной

ЭКГ, что позволяет производить непрерывный контроль за положением эндокардиального электрода в полости желудочка сердца при электрокардиостимуляции.

Формула изобретения

1. Способ контроля за положением эндокардиального электрода при электрической стимуляции сердца, основанный на сравнении физиологической информации, полученной непосредственно после имплантации электрода и в текущий момент времени, отличающийся тем, что, с целью обеспечения непрерывности контроля в. течение длительного промежутка времени, в качестве физиологической информации используют электрокардиограммы (ЭКГ), регистрируемые с одних и тех же отведений с поверхности тела пациента, которые совмещают по изоэлектрическим линиям и артефактам, соответствующим стимулирующим импульсам, и по изменению искусственных

QRS-комплексов ЭКГ судят о положении

5 эндокардиального электрода, т. е. о его смещении от исходного положения, заданного при имплантации.

2. Устройство для осуществления способа по п. 1, отличающееся тем, что оно

1о содержит усилитель ЭКГ, ко входам которого подключены наружные электроды для регистрации ЭКГ, а выход усилителя подключен к соединенным последовательно блоку обработки сигнала и блоку сигнали-!

5 зации.

3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что блок обработки сигнала выполнен в виде последовательно соединенных селек* тора стимулирующих импульсов, формиро20 вателя синхронизирующих импульсов, бло. ка запоминания, дифференциального усилителя, нелинейного блока, ключа, усредняющего фильтра и порогового элемента, причем свободные входы блока запоминания и входы дифференциального усилителя соединены с выходом усилителя ЭКГ, а один из выходов формирователя синхронизирующих импульсов подключен к управляющему входу ключа.

30 Источники информации, принятые во внимание при экспертИзе

1. Бредикис Ю. И. Электрическая стимуляция сердца в клинической практике. М., 1967.

827075 б1 бг бз б

//q

Фиг. 2

Составитель Л. Сергеева

Корректоры: О. Данишева и Л. Орлова

Редактор )К. Рожкова

Техред А. Камышникова

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 906/11 Изд. № 316 Тираж 694 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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