[其他]多功能程控心脏刺激仪

说明书

本发明属于医用电子仪器。

利用程控心脏刺激仪能对病人心脏各部位的电生理参数进行主动测量，揭示心律失常的机理，为常规心电图提供确切的资料和补充说明，以便于医师对症施治。其次在研究中发现，不少类型的心律失常可以用电脉冲刺激进行直接的治疗，对症状严重的心动过速，往往只需1至2个电脉冲的刺激就能立即终止，起到了药物无法比拟的效果。所以程控心脏刺激仪在心脏的电生理研究及临床中具有重要的作用。

目前国内外已经实用的各种程控心脏刺激仪大多数经静脉取出心电信号，也即为创伤性的。此外还不具有自动识别心动过速的装置。所以对电生理研究带来了不便，也给患者带来了极大的痛苦。如美国Medtronic    5325型程控心脏刺激仪。

实现无创伤地提取心电信号，即从食道提取心电P波信号，以使心脏刺激与心房同步，其主要的困难在于：由于经食道刺激心脏的脉冲电压幅度一般最大需达四十伏电压以上，而食道心电P波信号的电压幅度一般仅零点几毫伏左右。因此当刺激脉冲发出后，其后电位将严重阻塞后面的心电放大电路，以致使得刺激脉冲后的相当一段时间内心电信号被淹没而不能取出。

本发明针对上述存在的问题设计了一种新型的多功能程控心脏刺激仪。

图1至图4为本发明的原理示意图，其中：

图1为本发明的电路总框图。其中1为刺激脉冲后电位抑制电路、2为心电放大整形电路、3为心动过速自动识别电路、4为控制门电路、5为时钟电路、6为计数器电路、7为比较器电路、8为寄存器电路、9为评码显示电路、10为程控脉冲发生电路、11为加、减控制电路、12为面板控制及辅助电路、13为电极。

图2为刺激脉冲后电位抑制电路1的原理图。其中S₁、S₂为开关电路、14、15、16为时延控制电路。

图3为刺激脉冲后电位抑制电路1的开关时延时序波形图。

图4为心电过速自动识别电路3的原理图。其中17为集成振荡电路，电阻R、电容C为集成振荡电路17的外接定时元件、S₃、S₄为开关电路、D为二极管、V_DD为电源电压、电阻R₁、电容C₁为一时延控制电路。

本发明的原理描述如下：

从图1可知，由电极13将经食道或经静脉的心电信号取出，输入刺激脉冲后电位抑制电路1（当有刺激脉冲时，该电路能有效地抑制刺激脉冲后电位对心电信号的影响，其原理将在下面另述）后被送入心电放大整形电路2，输出与心电P波信号对应的脉冲信号至心动过速自动识别电路3（该电路的原理将在下面另述），识别电路3如认为已发生心动过速则发出命令打开控制门电路4。该门电路4即允许时钟电路5对计数器电路6进行计数，当计数器的数码与寄存器电路8的数码（通过面板控制电路预置）相等时，比较器电路7就输出一个符合脉冲。该符合脉冲有四个作用。（一）送到程控脉冲发生电路10经整形、功率放大后作为刺激脉冲S去刺激心脏，以达到终止心动过速的目的。（二）通过加、减控制电路11使寄存器电路8的预置数码自动进一位或退一位，以等待下一次的比较。（三）使计数器电路6清零，以准备接收下一次时钟信号。（四）使控制门电路4关闭。

如果符合脉冲输出后不能终止心电过速，则连续发生的心动过速心电信号继续被识别电路3所识别，再一次打开控制门电路4，时钟电路5重新对计数器电路6进行计数，并且与下一时刻的寄存器电路8的数码进行比较，再次输出一个符合脉冲。这样周而复始地以一定变化速率不断向前或向后扫描输出符合脉冲去刺激心脏，一定能找到某一个恰当时刻，输出的符合脉冲恰好能终止心动过速。此时，通过评码显示电路9显示出来的寄存器电路8的数码即为终止心动过速的“窗口时间”。也即为被识别为心动过速的心电信号P波脉冲与刺激脉冲之间的时间间隔。

当心动过速终止时，恢复正常的心电信号已不能被识别电路3所识别，则控制门电路4就一直处于关闭状态，也就不再有符合脉冲输出。

心动过速自动识别电路3的原理可由图4来描述。其中集成振荡电路17系采用复旦大学电子工厂生产的4E318集成振荡电路。它的振荡频率由外接的定时元件电阻R及电容C决定。该集成振荡电路17有这样的功能：当在外接定时元件R、C上并接一开关时，如果开关信号的频率高于振荡频率，则振荡器停止工作，振荡器输出V_r′处于高电位。当开关信号的频率低于振荡频率时，则振荡器输出一定频率的负脉冲信号。