[LT] Išradimas priskirtinas medicininės technikos sričiai, gali būti panaudojamas širdies aritmijai nutraukti ir ritmiškam širdies darbui palaikyti arba gaminant implantuojamus stimuliatorius ar defibriliatorius. Išradimo tikslas - sukurti širdies ritmiškus susitraukimus operatyviai atstatantį ir palaikantį ekonomišką, adaptyvų stimuliatorių su uždelstu grįžtamuoju ryšiu, kuris palaipsniui pervestų širdį iš aritmijos į ritmiškumo būseną, leistų keistis širdies dažniui fiziologinėse ribose, be pavojaus išsivystyti pastovioms aritmijoms, ritmiškumą palaikytų mažesniu stimulų skaičiumi: išjungtų stimulų padavimą, kai širdies biosignalų periodai susivienodina ar kai skirtumai tarp jų neviršija variabilumo ribų. Ligoniams jis leistų išvengti toksiškų antiaritmikų vartojimo. Širdies ritmiškų susitraukimų atstatymo ir palaikymo adaptyvus stimuliatorius su uždelstu grįžtamuoju ryšiu, turintis intrakardinio biosignalų formuotuvą (1), biosignalų periodų matuoklį (2), stimulų padavimo momento išskaičiuotuvą (5), stimulų generatorių (7) ir stimulų paleidiklį (8), naujas tuo, kad tarp biosignalų periodų matuoklio (2) ir stimulų padavimo momento išskaičiuotuvo yra įvesti grįžtamojo ryšio uždelsimo iruždelstos informacijos saugojimo elementas (3) ir grįžtamojo ryšio įtakos koeficiento K reguliatorius (4), tarp stimulų padavimo momento išskaičiuotuvo (5) ir stimulų paleidiklio (8) įvestas stimulų padavimo laiko korektorius (6), be to, stimulų padavimo momento išskaičiuotuvo (5) ilgalaikio adaptyvumo algoritmas pakeistas operatyvaus adaptyvumo algoritmu, įvertinančiu koeficiento K reikšmę ir nuolat gaunamą informaciją uždelstuoju grįžtamuoju ryšiu.
[EN] The invention relates to the field of medical technique and may be used for maintenance and restoration of the heart rhythmical systole or for producing implanted stimulators or defibrillators. The adapted stimulator with delayed feedback for maintenance and restoration of heart rhythmical systole comprising of a biosignal former (1), a biosignal period meter (2), a calculator (5) of moment of signal feeding, a generator of stimulus (7) and a starter of stimulus (8) is characterised in that the new element (3) of delayed feedback and delayed information storing and a controller (4) of feedback effect coefficient K are involved between the biosignal period meter (2) and the calculator (5) of moment of signal feeding, furthermore a corrector (6) of stimulus feeding time is involved between the calculator (5) of moment of signal feeding and the starter of stimulus (8). The lasting adaptation algorithm is changed by the effective adaptation algorithm estimating the value of coefficient K and the received information from the feedback coupling.
[0001] Išradimas priskirtinas medicininės technikos sričiai ir gali būti panaudojamas širdies aritmijoms nutraukti ir ritmiškam darbui palaikyti operacijų metu arba gaminant implantuojamus stimuliatorius bei defibriliatorius.
[0002] Žinomo širdies stimuliatoriaus su grįžtamuoju ryšiu Inos 2 DR DDDR unipolar/bipolar SN 52899998, BIOTRONIK, Berlin, Made in Germany, aprašomo literatūroje bei taikomo širdies stimuliavimui klinikoje, trūkumai: adaptyviam šio stimuliatoriaus darbui reikalingas pradinis ilgas (kariais iki savaitės) adaptavimo periodas; stimuliavimo metu gali kilti ekstrasistolės, lodėl ligoniams tokiu atveju tenka naudoti ir antiaritminius vaistus. Žinomas stimuliatorius vertina fizinio ar emocinio streso jtaką širdies darbui vertina pagal širdies raumens intrakardinio impedanso kitimo greitį ir apsimokančio algoritmo pagalba nustato stimulo padavimo momentą. Tačiau stimuliavimas pagal išankstinio apsimokymo ir adaptavimo duomenis ne visada gali būti adekvatus einamuoju metu ir varginti širdies raumenį.
[0003] Siūlomo išradimo tikslas: sukurti širdies ritmiško darbo atstatymo ir palaikymo adaptyvų stimuliatorių su uždelstu grįžtamuoju ryšiu, kuris laipsniškai priartintų širdį prie ritmiškumo būsenos, neleistų išsivystyti pastovioms aritmijoms ir operatyviai valdytų širdies ritmą mažesniu stimulų skaičiumi: išjungdamas stimulų padavimą, kai biosignalų periodai tampa vienodi arba kai skirtumai tarp biopotencialų periodų (variabilumas) neviršija normos reikšmių. Toks stimuliavimas mažiau kenktų ligonio širdies raumeniui ir prailgintų stimuliatoriaus naudojimo laiką.
[0004] Išradimo esmė: širdies ritmiško darbo atstatymo ir palaikymo adaptyvus stimuliatorius su uždelstu grįžtamuoju ryšiu, susidedantis iš intrakardinio biosignalų formuotuvo (1), biosignalų periodų matuoklio (2), grįžtamojo ryšio uždelsimo ir uždelstos informacijos saugojimo elemento (3), grįžtamojo ryšio įtakos koeficiento K reguliatoriaus (4), stimulų padavimo momento išskaičiuotuvo (5), stimulų padavimo laiko korektoriaus (6), stimulų generatoriaus (7) ir stimulų paleidiklio (8), skiriamas: ritmiškumui atstatyti, laipsniškai priartinant širdį prie ritmiškos būsenos; ritmui valdyti palankiausiame širdies darbui dažnyje, mažesniu stimulų skaičiumi; neleisti išsivystyti pastovioms aritmijoms.
[0005] 1 pav. Širdies pervedimo iš aritmijos į ritmišką būseną uždelstu grįžtamuoju ryšiu schema 2 pav. Stimuliatoriaus elementai: (1)- intrakardinis biosignalų formuotuvas; (2) - biosignalų periodų matuoklis; (3) - grįžtamojo ryšio uždelsimo ir uždelstos informacijos saugojimo elementas, (4) - grįžtamojo ryšio įtakos koeficiento K reguliatorius; (5) - stimulo padavimo momento išskaičiuotuvas; (6) - stimulų padavimo laiko korektorius; (7)- stimulų generatorius; (8) - stimulų paleidiklis.
[0006] Siūlomame stimuliatoriuje intrakardinis biosignalų formuotuvas ( I) registruoja elektrogramą, biosignalų periodų matuoklis ( 2) matuoja periodų trukmę, grįžtamojo ryšio uždelsimo ir uždelstos informacijos saugojimo elementas ( 3) priima ir saugo informaciją apie paskutiniuosius buvusius širdies biosignalų periodus, grįžtamojo ryšio įtakos koeficiento K reguliatorius ( 4) keičia uždelsto grįžtamojo ryšio įtaką, stimulų padavimo momento išskaičiuotuvas ( 5) operatyvaus algoritmo pagalba, be išankstinio apsimokymo, nustato stimulo padavimo momentą, stimulų padavimo laiko korektorius ( 6) prailgina arba pagreitina stimulo padavimą pagal kintamus režimus, stimulų generatorius ( 7) formuoja elektrinius stimulus, stimulų paleidiklis ( 8) paleidžia stimulus. Stimuliatorius širdies ritmišką veiklą atstato 4- 5 biosignalų periodų laikotarpyje ir palaiko fiziologinėse ribose.
[0007] Stimulų padavimo momento išskaičiuotuvas ( 5) algoritmas operatyviai įvertina uždelsto grįžtamojo ryšio signalą K[ y( t) - y( t- x)]- Stimulų padavimo momentas nustatomas kaip funkcija: Tn=y [ T| ± K( T| - Tj)] ± t, kur K - grįžtamojo ryšio koeficientas Ke(- D;+ D), n- išskaičiuotasis periodas, le( e;f) ; je( e;f) ; ee( 0;n) ; fe( 0;n) ; laikas te(- D;+ D), T - biosignalų periodai. Stimuliatorius dirba realiame laike.
[0008] Stimuliatoriaus programinė dalis 2 ms periodiškumu matuoja intrakardinių biosignalų reikšmes, tikrina stimuliavimo sąlygas, stimulų paleidimą, nustato ir
[0009] keičia koeficientą K, stimulų uždelsimo maksimalias ir minimalias reikšmes. Jei per paskaičiuotą prognozuojamą periodo T„ reikšmę, ( plius ar minus papildomą delsimo intervalą) neaptinkamas biosignalo impulsas ir pats prognozuojamas Tn periodas yra leistinose ribose, tada paduodamas suformuotas stimulo impulsas.
[0010] Ritmo valdymas uždelstu grįžtamuoju ryšiu, remiasi chaoso teorija. Siūlomo stimuliatoriaus autoriai jį išbandė eksperimentuose, įvairių aritmijų atvejais..
[0011] Siūlomas širdies ritmiškų susitraukimų atstatymo ir palaikymo adaptyvus stimuliatorius su uždelstu grįžtamuoju ryšiu, palyginus su žinomu Inos 2 DR DDDR unipolar/ bipolar SN 52899998, BIOTRONIK, Berlin, Made in Germany yra pranašesnis, nes jo pagalba galima ne tik adaptyviai, bet ir operatyviai valdyti širdies darbą, kadangi tam nereikalingos išankstinės papildomos žinios apie širdies funkcinę būseną. Siūlomas stimuliatorius leidžia savam širdies dažniui keistis fiziologinėse ribose. Atsiradus neritmiškumui ( ekstrasistolei), širdis palaipsniui, 4- 5 biosignalų periodų laikotarpyje, pervedama į ritmišką būseną, nebeleidžiant išsivystyti tolesnėms aritmijoms. Stimulų skaičius sumažinamas, stimulų padavimą išjungiant, jei širdies biosignalų periodai susivienodina, ar kai skirtumai tarp jų neviršija normalaus variabilumo. Stimuliavimo metu ligoniams, nebereikėtų vartoti antiaritminių vaistų.
Širdies ritmiškų susitraukimų atstatymo ir palaikymo adaptyvus stimuliatorius su uždelstu grįžtamuoju ryšiu, susidedantis iš intrakardinio biosignalų formuotuvo ( 1), biosignalų periodų matuoklio ( 2), stimulų padavimo momento išskaičiuotuvo ( 5), stimulų generatoriaus ( 7) ir stimulų paleidiklio ( 8), besiskiriantis tuo, kad tarp biosignalų periodų matuoklio ( 2) ir stimulų padavimo momento išskaičiuotuvo ( 5) yra įvesti grįžtamojo ryšio uždelsimo ir uždelstos informacijos saugojimo elementas ( 3) ir grįžtamojo ryšio įtakos koeficiento K reguliatorius ( 4), tarp stimulų padavimo momento išskaičiuotuvo ( 5) ir stimulų paleidiklio ( 8) įvestas stimulų padavimo laiko korektorius ( 6), be to, stimulų padavimo momento išskaičiuotuvo ( 5) ilgalaikio adaptyvumo algoritmas pakeistas operatyvaus adaptyvumo algoritmu, įvertinančiu koeficiento K reikšmę ir nuolat gaunamą informaciją uždelstuoju grįžtamuoju ryšiu.