Устройство для измерения порога возбудимости сердца

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИЯЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

< >980728 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 30.03.81 (21) 3303674/28-13 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл.

А 61 N 1/36

Гееударстеееный кемитет (53) УДК615.471 (088.8) пе делам езебретений и еткрмтий

Опубликовано 15.12.82. Бюллетень № 46

Дата опубликования описания 25.12.82

1

А. И. Васильев, В. А. Беззубчиков и С. С1 /propos

"4 . ч г;, i

Всесоюзный научно-исследовательский и исщ1тательный институт медицинской техники (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) УСТРОЛСТВО Д,ЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПОРОГА

ВОЗБУДИМОСТИ СЕРДЦА

Изобретение относится. к медицине, а именно к устройствам для измерения порога возбудимости сердца.

Известны устройства для измерения порога возбудимости сердца, содержащие генератор импульсов, регулятор напряжения, повторитель напряжения и кардиограф (1) .

Недостатком известных устройств является низкая точность определения порогового напряжения, вызванная неидентичностью формы и длительности стандартного и реального стимулирующих импульсов.

Цель изобретения — повышение точности определения порогового напряжения.

Эта цель достигается тем, что в устройство для измерения порога возбудимости сердца, содержащее генератор импульсов, 15 кардиограф и последовательно соединенные регулятор напряжения и повторитель напряжения, введены измеритель тока и связанные между собой первый дифференциальный усилитель и второй дифференциальный усилитель, подключенный к выходу регулятора напряжения, при этом повторитель напряжения состоит из третьего дифференциального усилителя и первого резистора, подключенного к его выходу и входам первого дифференциального усилителя, измеритель тока состоит из четвертого дифференциального усилителя и второго резистора, связанного с его входами, регулятор напряжения выполнен в виде сдвоенного потенциометра со. шкалой, его выходы соединены с генератором импульсов и измерителем тока, а генератор представляет собой имплантируемый электрокардиости мул ятор, выход которого подключен к измерителю тока.

На чертеже изображена блок-схема устройства.

Устройство содержит генератор 1 импульсов, представляющий собой имплантируемый электрокардиостимулятор, измеритель 2 тока, содержащий второй резистор 3 и четвертый операционный усилитель 4, регулятор 5 напряжения в виде сдвоенного потенциометра, повторитель 6 напряжения, включающий в себя третий дифференциальный усилитель 7 и первый резистор 8, сердце 9, кардиограф 10, первый 11 и второй 12 дифференциальные усилители.

Устройство работает следующим образом.

С выхода имплантируемого электрокардиостимулятора 1 импульсы через часть сдво980728 енного потенциометра поступают на вход повторителя 6 напряжения, с выхода которого через электрод поступают к сердцу 9.

Напряжение на входе повторителя 6 напряжения в любой момент времени t будет в

К,„раз меньше напряжения на выходе имплантируемого электрокардиостимулятора 1;

V „(t) = K„Uñò(1), (1) где Кр,— коэффициент передачи сдвоенного потенциометра.

Напряжение на первом резисторе 8 пропорционально выходному току устройства

1вых (t) и напряжение на выходе первого дифференциального усилителя 11 выходного тока U q (t) составляет:

1 8 K i ых (t)т, (2) где Я8 †величи сопротивления первого

15 резистора 8; (14 — коэффициент передачи первого дифференциального усилителя 11.

Поскольку величина сопротивления сдвоенного потенциометра выбирается много большей сопротивления сердца, величина 20 выходного тока электрокардиостимулятора

1 i T(t) определяется током, протекающим через измеритель 2 тока стимулятора (через резистор 3) и напряжение на выходе измерителя 2 тока стимулятора составляет:

U (t) = Rg KIl iñò(t), (3) где R — величина сопротивления второго резистора 3;

Кч — коэффициент .передачи дифференциального усилителя 4.

Напряжение с выхода измерителя 2 то30 ка стимулятора через сдвоенный потенциометр поступает на второй вход второго дифференциального усилителя 12 тока стимулятора и изменяет выходной ток электрокардиостимулятора 1 i q- (t) до тех пор, пока напряжения на обоих входах второго дифференциального усилителя 12 не станут равными:

US (t) = KIiUa.(t) (4) где Кп — коэффициент передачи сдвоенного потенциометра.

При использовании в устройстве усилителей с достаточно большой полосой пропускания (сотни килогерц) и при достаточно большом коэффициенте передачи усилителей, погрешность поддержания равенства (4) 4> не превышает долей процента.

Подставляя в равенство (4) выражения (2 и 3) получаем:

Rg К11 ibex(t) = Ka Rs Ku Iст(t) ° (5)

Откуда:

K„ir(t) = Д„. 1х 1Вых(1).

RÂ. (6)

Величины первого и второго резисторов

3 и 8 и коэффициенты передачи дифференциальных усилителей 4 и 11 выбираются равными: 55

R3 Rb КМ

В этом случае соотношение (6) упрощается: живых (" ) рт О )

zñåðööà (iw) вых () ст (" ) — (I Cal) (9) Таким образом, комплексное сопротивление Z +i&), нагрузки стимулятора равно комплексному сопротивлению сердца

Z i с. ) при любых положениях сдвоенного потенциометра.

Измерение порога возбудимости сердца с помощью предлагаемого измерительного электрокардиостимулятора осуществляется следующим образом.

Электрокардиостимулятор, который предполагается имплантировать данному пациенту, подключается ко входу устройства (имплантируемый электрокардиостимулятор 1 по схеме). С помощью сдвоенного потенциометра по его шкале устанавливается амплитуда импульсов на выходе устройства, составляющая 10 — 15/р от амплитуды импульсов имплантируемого электрокардиостимулятора. Электрокардиограмма пациента 9 контролируется с помощью подключенного к пациенту 9 электрокардиографа или электрокардиоскопа 10. Выход устройства подключают к сердечному электроду, конец которого находится в сердце пациента. Увеличивают с помощью потенциометра амплитуду импульсов на выходе устройства до такой величины, при которой сердце начинает реагировать на стимулирующие импульсы, что контролируется по электрокардиограмме, после чего отношение пороговой величины стимулирующих импульсов к амплитуде импульсов на выходе имплантируемого электрокардиостимулятора считается непосредст= венно по шкале сдвоенного потенциояетра.

Таким образом, вследствие того, что длительность и форма стимулирующих импульсов на выходе устройства при регулировании амплитуды стимулирующих импульсов в

Мсх(1) = 1вых(() (7) а согласно выражению (1):

KaUer (т ) = Аьц (t)

Таким образом, выходное напряжение

U6l„„(t) и выходной ток устройства i (t) в любой момент времени и при любом положении сдвоенного потенциометра в К, раз меньше напряжения U

Из уравнений (7) и (1) получаем соотно вых (0 4т ()

1вых 1 1ст (t) (8)

Взяв преобразование Фурье от членов равенства (8) получаем:

980728

Формула изобретения

Составитель Б. Попов

Редактор И. Касарда Техред И. Верес Корректор М. Коста

Заказ 9534/5 Тираж 714 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

5 процессе измерения порога возбудимости сердца обеспечивается равной длительности и форме стимулирующих импульсов на выходе имплантируемого электрокардиостимулятора при подключении его непосредственно к сердцу, использование предлагаемого устройства позволяет существенно повысить точность измерения порогового напряжения возбудимости сердца.

Устройство для измерения порога возбудимости сердца, содержащее генератор импульсов, кардиограф и последовательно соединенные регулятор напряжения и повторитель напряжения, отличающееся тем, что, с целью повышения точности определения порогового напряжения, в него введены измеритель тока и связанные между собой пер6 вый дифференциальный усилитель и второй дифференциальный усилитель, подключенный к выходу регулятора напряжения, при этом повторитель напряжения состоит из третьего дифференциального усилителя и первого резистора, подключенного к его выходу и входам первого дифференциального усилителя, измеритель тока состои из четвертого дифференциального усилителя и второго резистора, связанного с его входами, регулятор напряжения выполнен в виде сдвоенного потенциометра со шкалой, его входы соединены с генератором импульсов и измерителем тока, а генератор представляет собой имплантируемый электрокардиостимулятор, выход которого подключен к измерителю тока.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 730358, кл. А 61 N 1 36, 1980.