Имплантируемый кардиостимулятор

 

О П И С А Н И Е ()921580

КЗОВРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ4ЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 14.07.78 (21) 2644771/28-1 3 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М.К .

А 61 N 1 36

Гасударственный кеметет (53) УДК 615.475:

:612.172.3 (088.8)

Опубликовано 23.04.82. Бюллетень № 15 не. делам изебретений и етнрмтий

Дата опубликования описания 28.04.82

А. В. Стаеинец, М. M. Пономарев, И. В. Сорокин, ф.-И. околов и Е. В. Колпаков (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) ИМПЛАНТИРУЕМЫЙ КАРДИОСТИМУЛЯТОР

Изобретение относится к медицине, а именно к медицинской электронике, и касается имплантируемых кардиостимуляторов.

Известен имплантируемый кардиостимулятор, содержащий усилитель биопотенциалов, связанный со схемой подавления помех, 5

RC-генератор, связанный с ключевым устройством и формирователь рефрактерного интервала (1) .

Однако нестабильность выходных параметров кардиостимулятора и алгоритм ра-, боты при воздействии помех промышленных частот и проведении магнитного теста влияют на работоспособность кардиостимулятора, снижая безопасность его применения.

Цель изобретения — повышение безопасности применения кардиостимулятора. 15

Поставленная цель достигается тем, что в кардиостимулятор введена схема запрета, первый вход которой подключен к схеме подавления помех, а выход — к первому входу RC-генератора, при этом вход формирователя рефрактерного интервала подключен к выходу RC-генератора, первый выход связан со вторым входом RC-генератора, а второй выход — со:вторым входам схемы запрета, причем в хронирующую цепь RC-генератора включен управляемый стабилизатор тока, выход которого соединен с хронирующим конденсатором RC-генератора. Управляемый стабилизатор тока RC-генератора состоит из двух полевых транзисторов, трех последовательно соединенных резисторов и магнитного переключателя, при этом первый резистор, один конец магнитного переключателя, исток первого полевого транзистора и затвор второго подключен к положительной шине питания, а сток первого и исток второго транзисторов подключены соответственно через второй и третий резисторы ко второму концу магнитного переключателя. Формирователь рефрактерного интервала кардиостимулятора состоит из триггера и устройства задержки, вход которого подключен к выходу триггера, а выход — к его входу. Устройство задержки кардиостимулятора состоит из четырех полевых транзисторов, пяти резисторов и двух конденсато- ров, при этом исток первого транзистора связан с его затвором через первый резистор, а сток — с конденсатором, стоком второго транзистора и вторым резистором, соединенным с затвором третьего транзистора и вторым конденсатором, связанным с третьим и

921580 тора 11 подключены соответственно через резисторы 13 и 14 ко второму концу магнитноr0 переключателя 15.

Формирователь 6 рефрактерного интервала (фиг. 3) состоит из триггера 16 и устройства 17 задержки, вход которого подключен к выходу триггера, а выход к его входу., Устройство задержки состоит из четырех полевых транзисторов 18 — 21, пяти резисторов 22 — 26 и двух конденсаторов 27 и 28, при этом исток транзистора 18 связан с его затвором через резистор 22, а сток — с конденсатором 27, стоком транзистора 19 и резистором 23, соединенным с затвором транзистора 20 и конденсатором 28, связанным с резисторами 24 и 25, при этом сток транзис45 четвертым резисторами, при этом сток третьего транзистора связан с затвором четвер торого транзистора и его истоком через пятый резистор, сток подключенный к положительной шине питания, четвертого транзистора соединен с третьим резистором и затвором второго транзистора, а первый конденсатор, исток второго и третьего транзисторов и четвертый резистор подключены к отрицательной шине.

На фиг. 1 изображена блок-схема имплан- ð тируемого кардиостимулятора; на фиг. 2— управляемый стабилизатор тока RC-генератора; на фиг. 3 — схемы формирователя рефрактерного интервала с устройством задержки, Имплантируемый кардиостимулятор (фиг. 1) содержит усилитель 1 биопотенциалов, схему 2 подавления помех, RC-генератор 3 импульсов, ключевое устройство 4, схему 5 запрета, формирователь 6 рефрактерного интервала, электроды 7, связанные с серд-zo цем 8 пациента, причем вход усилителя l. биопотенциалов и выход ключевого устройства 4 объединены и соединены с одним из электродов 7, а второй электрод 7 подключен. к общей отрицательной шине питания. Выход усилителя 1 биопотенциалов связан со 25 входом схемы 2 подавления помех, выход которой соединен с первым входом схемы 5 запрета, а ее выход — с первым входом RCгенератора 3 импульсов. Выход RC-генератора 3 импульсов соединен со входом ключевого устройства 4 и входом формирователя 6 рефрактерного интервала, а первый и второй выходы последнего подсоединены ко вторым входам схемы 5 запрета и RC-генератора 3 импульсов, соответственно.

Управляемый стабилизатор тока (фиг. 2), з5 входящий в хронирующую цепь RC-генератора 3 импульсов и подсоединенный к конденсатору 9, состоит из двух полевых транзисторов 10 и 11, трех последовательно соединенных резисторов 12 — 14 и магнитного переключателя 15, при этом резистор 2, одни конец магнитного переключателя 15, исток транзистора 10 и затвор транзистора

11 подключены к положительной шине питания, а сток транзистора 10 и исток транзистора 20 связан с затвором транзистора 21 и его истоком через резистор 26, подключенный к положительной шине питания, сток транзистора 21 соединен с резистором 24 и затвором транзистора 19, а конденсатор 27 истоки транзисторов 19 и 20 и резистор 25 подключены к отрицательной шине.

Возможны следующие четыре основных режима работы предлагаемого кардиостимулятора R-,çàïðåùàþùåãî типа.

Режим слежения за состоянием проводящей системы сердца.

При наличии спонтанной активности сердца R-зубцы QRS-комплексов сердца усиливаются и с выхода усилителя 1 биопотенциалов, через схему 2 подавления помех, поступают на первый (информационный) вход схемы 5 запрета, с выхода которой поступают далее на первый (запрещающий) вход

RC-генератора 3, запрещая подачу управляющих импульсов (соответствующих стимулирующим) с выхода КС-генератора 3 на ключевое устройство 4 и вход формирователя 6 рефрактерного интервала. Формирователь 6 рефрактерного интервала. находится и устойчивом состоянии, когда на его первом выходе поддерживается высокий потенциал, обеспечивающий работу RC-генератора в ритме ожидания F а на втором выходе поддерживается низкий потенциал, обеспечивающий прохождение сигнала с информационного входа схемы 5 запрета на ее выход.

При частоте следования R-зубцов больше Рог стимулирующие импульсы на выходе кардиостимулятора отсутствуют.

Режим асинхронной стимуляции при отсутствии спонтанной активности сердца.

При исчезновении спонтанной активности сердца, через интервал времени ожидания генератора Т г после действия последнего (,)КЯ-комплекса сердца, кардиостимулятор выдает первый стимулирующий импульс, который поступает на сердце и вызывает его сокращение с образованием .QRS-комплекса. Соответствующий стимулирующему управляющий импульс с выхода RC-генератора 3, поступает на вход формирователя 6 рефрактерного интервала, вызывая инвертирование его выходных сигналов на время рефрактерного интервала Треф с момента начала стимулирующего импульса, RC-генератора 3, поэтому усиленные сигналы стимулирующего импульса и R-зубцы не могут пройти через схему 5 запрета, кроме того, сигнал, соответствующий R-зубцу, подавляется схемой 2 подавления помех, так как идет с малой задержкой относительно стимулирующего импульса. Одновременно с этим, изменившийся на противоположный (на время Tpep) сигнал на управляющем входе RC-генератора 3 переводит его в режим, когда хронирующий конденсатор 9 RC-генератора 3 (в течение Тр <р) заряжается несколько большим током, чем ток задавший

5 6

1 режим F„. Этим достигается ускоренное по- режим по входу, а ритм ожидания становитявление последующих стимулирующих им- ся равным F ам пульсов в режиме асинхронной стимуляции Использование предлагаемого кардиостис частотой Fo, = 1/Та. мулятора выгодно отличает его от известВеличина рефракторного интервала Tpeq>. ных, так как позволяет обеспечить стабильзадается хронирующей цепью формировате- s ность рефрактерного интервала, сохранение ля 6 рефрактерного интервала и не зависит асинхронного ритма при воздействии помех от амплитуды входных сигналов. ° промышленных частот, переход кардиостиРежим асинхронной стимуляции при дей- мулятора на повышенный ритм с сохранествии непрерывных помех промышленных нием К-запрещающего режима по вход по входу при частот на электродной системе кардиостиму- проведении магнитного теста на рабо

1О р отосполятор. собность имплантируемого кардиостимулятоПри наличии на электродной системе кар- ра, а следовательно, позволяет повысить бедиостимулятора непрерывных помех промыш- зопасность кардиостимулятора. ленных частот последние усиливаются усилителем 1 биопотенциалов и поступают на вход схемы 2 подавления помех. Первый им- Формула изобретения пульс помехи, пройдя через схему 2 подавления помех и схему 5 запрета, поступает на 1. Имплантируемый кардиостимулятор, запрещающий вход RC-генератора 3 и за- содержащий усилитель биопотенциалов, свяпрещает подачу стимулирующего импульса занный со схемой подавления помех, RCна время, равное Трг, остальные импульсы генератор, связанный с ключевым устройстпомехи подавляются схемой 2 подавления вом, и формирователь рефрактерного интерпомех на все время действия непрерывной вала, отличающийся тем, что, с целью попомехи. оэтому дальнейший алгоритм ра- вышения его безопасности, в кардиостимуляботы аналогичен работе при отсутствии спон- тор введена схема запрета, первый вход ко- таиных биосигналов. То есть, через интервал торой подключен к схеме подавления помех, времени Tor подается импульс управления 25 а выход — к первому входу RC-генератора, на вход формирователя рефрактерного интер- при этом вход формирователя рефрактерного вала 6. и ключевого каскада 4, что приводит. интервала подключен к выходу RC-генераток инвертированию выходных сигналов фор- ра, первый выход связан со вторым входом мирователя 6 на время Т ч и поступлению RC-генератора, а второй выход — со вторым стимулирующего сигнала на сердце. Сигна- входом схемы запрета, причем в хронируюлы с входа стимулятора не воздействуют на зО щую цепь RC-генератора включен управляRC-генератор 3, так как схема 2 подавления емый стабилизатор тока, выход которого соепомех закрыта, начиная с первого сигнала, динен с хронирующим конденсатором RC.непрерывной помехи. Изменившиеся на про- генератора. тивоположные сигналы на вторых входах 2. Кардиостимулятор по и. 1, отличаюсхемы 5 запрета и RC-генератора 3 обеспе- щийся тем, что управляемый стабилизатор чивают соответственно рефрактерный интер- тока состоит из двух полевых транзисторов, вал Тр р и увеличение тока заряда хронирую- трех последовательно соединенных резистощего конденсатора RC-генератора 3 в тече- ров и магнитного переключателя, при этом ние времени Треу. Этим достигается ускорен- первый резистор, один конец магнитного пеное появление последующих стимулирующих реключателя, исток первого полевого транс частотой FII, — 1/Та. 4o зистора и затвор второго подключен к положительной шине питания, а сток первого и

Режим асинхронной стимуляции при про-, исток второго транзисторов подключены соведении магнитного д агнитного теста. ответственно через второй. и третий резистоС целью проверки работоспособности кар-. ры ко второму концу магнитного переключадиостимулятора при нормальном состоянии 45 теля проводящеи системы сердца в предлагаемом 3. Кардиостимулятор по п. 1, отличаюкардиостимуляторе R-запрещающего типа щийся тем, что формирователь рефрактернопредусмотрена возможность проведения маг- го интервала состоит из триггера и устройстнитного теста. При поднесении магнита про- ва задержки, вход которого подключен к выисходит срабатывание магнитного переклю- . ходу триггера, а выход — к его вход . чателя, который исключает влияние на RC- 5o 4. Кардиостимулятор по п. 3, отличаюгенератор 3 по управляющему входу 2, и од- ., щийся тем, что устройство задержки состоновременно увеличивает зарядный ток хро- ит из четырех полевых транзисторов, пяти нирующего конденсатора RC-генератора 3 резисторов и двух конденсаторов, п и этом (на все время воздействия маг- исток первого транзистора связан с его затов, при этом нита), что RC-генератор 3 переходит в ðå- вором через первый резистор, а сток — с конжим генерации стимулирующих импульсов 55 денсатором, стоком второго транзистора и при проведении магнитного теста с повышен- вторым резистором, соединенным с затвором ной частотой Р = 1/Т ам = 1/Там )Р,. При этом кар- третьего транзистора и вторым конденсатодиостимулятор сохраняет R-запрещающий ром, связанным с третьим и четвертым резис

921580

Фиг.2 торами, при этом сток третьего транзистора связан с затвором четвертого. транзистора и его истоком через пятый резистор, подключенный к положительной шине питания, сток четвертого транзистора соединен с третьим резистором и затвором второго транзистора, а первый конденсатор, исток второго и третьего транзисторов и. четвертый резистор подключены к отрицательной шине.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Каталог Medtronic ТМ. )mplantable

Demand isotopic Pulse Generator LaurensAlcatel Model 9000, 1973.

921580

Составитель Н. Карамышева

Редактор Т. Киселева Техреду А. Бойкас Корректор А. Гриценко

Заказ 2425/6 Тираж 717 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

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