Устройство для контроля электростимуляции

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ЭЛЕКТРОСТИМУЛЯЦИИ, содержащее соединенные последовательно генератор формирователь пачекстимулов, усилитель мощности, первый выход кото рого подключен к первому электроду а второй через резистор - к втором электроду, перемножитель, первый и второй входы которого подключены с ответственно к первому и второму электродам, третий вход - к второму выходу усилителя мощности, а выход соединен с входом линейного интегратора , и индикатор, отличающееся тем, что, с целью повьшения точности измерения мгновенного значения средней мощности стимулирующего сигнала, в него введены частотомер и соединенные последовательно блок выборки-хранения и умножающий цифроаналоговый преобразователь, выход которого соединен с индикатором, а второй вход - с выходом частотомера, вход которого соединен с вторым выходом генератора и вторыми входами интегратора и блока выборки - хранения . Е

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (ll) (so 4 А 61 М 1/36

ОЛИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3793734/28-14 (22) 25 ° 09.84 (46) 23.10.86. Бюл. 1 39 (72) А,А.Остапенко и В.В.Шпак (53) 615.47(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1063419, кл. А 61 N 1/36, 1981. (54)(57) устРОЙстВО для контРОля

ЗЛЕК7РОСТИМУЛЯЦИИ, содержащее соединенные последовательно генератор, формирователь пачек. стимулов, усилитель мощности, первый выход которого подключен к первому электроду, а второй через резистор — к второму электроду, перемножитель, первый и второй входы которого подключены соответственно к первому и второму электродам, третий вход — к второму выходу усилителя мощности, а выход соединен с входом линейного интегратора, и индикатор, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения точности измерения мгновенного значения средней мощности стимулирующего сигнала, в него введены частотомер и соединенные последовательно блок выборки-хранения и умножающий цифроаналоговый преобразователь, выход которого соединен с индикатором, а второй вход — с выходом частотомера, вход которого соединен с вторым выходом генератора и вторыми входами а е интегратора и блока выборки — хранения.

12649

= r I„sin (ut) U U sin (ut -() Изобретение относится к медицинской технике, а именно к устройствам контроля электрического воздействия на возбудимые структуры человека и может быть использовано в физиотера- 5 певтической и неврологической практике, при спортивных тренировках, в профилактических целях при ограниченной подвижности.

Цель изобретения — повышение точности измерения мгновенного значения средней мощности стимулирующих сигналов.

На чертеже представлена блок-схема устройства. 15

Устройство для контроля электростимуляции содержит соединенные последовательно генератор 1, формирователь 2 пачек стимулов, усилитель

3 мощности, первый выход которого подключен к первому электроду 4, а второй — через резистор 5 — к второму электроду б, перемножитель 7, первый и второй входы которого подключены, соответственно, к первому электроду 4 и второму электроду б, а третий — к второму выходу усилителя 3 мощности, а выход соединен с входом линейного интегратора. 8, индикатор 9. 30

Устройств() также содержит частотомер 10 и соединенные последовательно блок 11 выборки — хранения, умножающий цифроаналоговый преобразователь 12, выход которого соединен с 3(О индикатором 9, второй вход — с выходом частотомера 10, вход которого соединен с вторым выходом генератора 1 и вторыми входами линейного интегратора 8 и блока выборки — хранения 11 ° 40

Устройство работает следующим образом, Сигнал генератора 1 стимулирующих, сигналов,представляклций собой радиоимпульсы длительностью порядка О, 1-5 мс

45 и частотой следования 20"100 Гц, поступает на вход формирователя 2 пачек стимулов, в котором он преобразуется в пачки стимулов дли1 тельностью порядка 5-10 с, чередующиеся с паузами длительностью порядка 0,5-20 с. После усиления усилителем 3 мощности электрические стимулы через электроды 4 и б воздействуют на нервно-мьппечный аппарат поперечно-полосатой мьппцы.

В цепь второй выход усилителя 3 мощности — электрод б ввепен постоян52 3 ный резистор 5 ° Напряжение U,снимаемое с этого резистора, пропорциональное току электростимуляции I поступает на входы перемножителя 7.

Это напряжение определяется выражением

На первый вход перемножителя 7 поступает напряжение U снимаемое с электрода 4. Так как полное сопротивление ткани между электродами имеет емкостный характер, то напряжение U отстает по фазе от тока, протекающего на этом участке ткани, и равно где Uö и 1 — максимальное значение соответственно напряжения на электродах ,4 и 6 и тока, протекающего через участок стимулируемои ткани; — величина сопротивления резистора 5; — фазовый угол между током и напряжением на участке ткани между электродами 4 и 6;

Я вЂ” угловая частота несущей радиоимпульсов.

В результате перемножения напря" жений U; и Uu перемножителем 7 на его выходе формируется напряжение

U(c) = kr IeUefcoe y— - coe(?c?c -rp )) где k " коэффициент передачи перемно-жителя 7.

Так как электростимуляция осуществляется стимулами в виде радиоимпульсов длительностью (со скважностью, составляющей порядка 10-50, то выходное напряжение перемножителя 7, пропорциональное средней мощности за период, мало и соизмеримо с собственным дрейфом перемножителя

7, Поэтому на выходе перемножителя 7. установлен линейный интегратор 8, который интегрирует выходное напряжение перемножителя 7 за время дли-! тельности стимула . Выходное напряжение линейного интегратора 8 сбрасывается в ноль на время между стимулами.

952

I

Так как J coc(2cc - ) dt = О, та

Р, ср м (4) .

Е К вЂ” Т„П„г созс, (3) O

Составитель БаФигурин

Техред ЛаОлейник

Корректор Л.Пилипенкс

Редактор М.Бланар

Заказ 5603/6

Тираж 660 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие,r.Ужгород,ул.Проектная,4

3 1264

Управление линейным интегратором

8 осуществляется генератором 1 стимулирующих сигналов. На выходе линейного интегратора 8 вырабатывается сигнал амплитудой 5

Ем ° J U(t)dt ° (2)

1 ( о где Т вЂ” постоянная времени интегрирования.

Подставляя в уравнение (2) значение U(t) иэ уравнения (1), получают с

Е = у I„U„r озч -cos(2ut-Ч) dt. 15

k о что и является величиной, пропорциональной энергии в одном стимулирующем импульсе.

Сигнал с выхода линейного интегратора 8 поступает в блок 11 выборки— хранения, где запоминается величина

Е на временной интервал между двумя соседними стимулами. С началом каждого стимула, поступающего на вход управления блока 11 выборки—

t хранения, запомненная величина напряжения Ем сбрасывается к нулевому значению. Таким образом, на выходе блока 11 выборки — хранения имеется практически постоянное напряжение, соответствующее энергии стимула, с кратковременным сбросом в ноль в момент начала стимула ° Запомненное значение напряжения Е„ затем поступает на аналоговый вход умножающего цифроаналогового преобразователя 12, а на его цифровой вход поступает информация от частотомера 10 о частоте следования стимулов. Умножающий цифроаналоговый преобразователь 12 вырабатывает сигнал, равный где f — частота следования стимулов.

Подставляя в уравнение (4) значе- ние Е из уравнения (3), получают

P = К вЂ” U I„rf cos g .

Ср

kr

Величина "- постоянная и зависит

Т от параметров схемы. Поэтому выходное напряжение умножающего цифроаналогового преобразователя 12 пропорционально средней активной мощности стимулирующего сигнала, величина которой индицируется индикатором 9.