Электродное устройство, интегрированное в индивидуальный костюм, и способы его применения
Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано при электрофизиологических измерениях биологических электропотенциалов частей тела человека, при проведении мониторинга состояния здоровья человека во время проведения курса профилактики и лечения методом электротерапии или миостимуляции и косметических процедур. Электродное устройство для измерения электропотенциалов частей тела человека содержит диэлектрический корпус с установленными на нем жидкостными электродами, подключенными электропроводами к внешним приборам съема информации. Во внутреннем объеме диэлектрического корпуса электрода установлен электрический проводник, а на корпусе электрода выполнен наконечник с отверстием в центре для подведения раствора. Диэлектрический корпус выполнен в виде нательного костюма, электрический проводник жестко связан с токопроводящей пористой пробкой-мембраной корпуса электрода, а внутренний объем корпуса электрода сообщен с эластичной емкостью для раствора. Способ применения электродного устройства состоит в установке электродного устройства, заливке раствора во внутренние объемы жидкостных электродов и подключении жидкостных электродов к внешним приборам съема информации. При этом предварительно определяют на теле пациента биологически активные точки и переносят их топографию на нательный костюм, после чего на костюм соответственно устанавливают жидкостные электроды и эластичные емкости для растворов. Раствор непосредственно или через гибкий эластичный шланг поступает во внутренние объемы жидкостных электродов и просачивается через пористую пробку-мембрану с образованием между телом человека и пробкой-мембраной тонкого слоя токопроводящего раствора. Изобретение направлено на повышение эффективности длительного контроля при проведении курса профилактики и лечения за счет многократного или одновременного использования нескольких электродов. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 16 ил.
Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано при электрофизиологических измерениях биологических электропотенциалов тела и отдельных частей тела человека; при проведении мониторинга состояния здоровья человека во время проведения курса профилактики и лечения методом электротерапии или миостимуляции и косметических воздействий.
Известно электродное устройство, которое содержит диэлектрический корпус, на котором организованы рабочий контролирующий электроды с электрическими выводами (патент RU №2120231, А61В 5/04, бюл. №29, 20.10.98). Данное устройство позволяет обеспечить постоянство снижаемого биопотенциала, но на его достоверность и точность влияют прижатие электродного устройства к телу пациента, чистота поверхности электрода, чистота кожного покрова, значение подводимых потенциалов.
Известен электрод для снятия биопотенциала на коже пациента или используемый в качестве электрода сравнения рН-зондов для гастроэнтерологической рН-метрии, т.е. одного из приведенных плеч сопротивлений. Электрод выполняется на базе керамического корпуса чашеобразной формы с полостью, заполненной гигроскопичным материалом, пропитанным гелем на основе хлорида серебра, который соединен с проводником (патент RU №1093067, А61В 5/04, А61N 1/04, бюл. №28, 29.10.97). Рассматриваемый электрод достаточно сложен в изготовлении, и наличие геля снижает его надежностные и точностные показатели, что полностью исключает возможность его использования при выполнении процессов длительного мониторинга при проведении курса лечения.
Известен электрод для подачи на кожу человека электрического потенциала при проведении процедур физиотерапии (Патент RU №2082449, А61N 1/04, бюл. №18, 27.06.1997). Рассматриваемый электрод обладает рядом положительных качеств. Он не токсичен, эластичен, обеспечивает равномерное распределение удельной плотности тока по всей поверхности электрода с минимальной потерей величины тока, подаваемого от физиотерапевтического прибора. Однако при всех отмеченных положительных качествах этот электрод имеет ограниченное применение. К основным недостаткам данного электрода следует отнести крайне низкую возможность его использования и применения при проведении процедур электротерапии широкого класса, а также процедур электростимуляции с адресным точечным воздействием на биоактивные точки БАТ пациента.
Целью изобретения является повышение эффективности электродного устройства, возможность быстрого многократного его использования или одновременное использование нескольких электродов, возможность длительного контроля за состоянием пациента с обеспечением возможности влияния на здоровье пациента при проведении курса профилактики и лечения, как, например, при кардиологическом мониторинге по Холтеру, миостимуляции, акупунктуры, при косметических воздействиях с использованием лекарственных растворов. Указанные цели достигаются тем, что электродное устройство содержит жидкостной электрод с " экранированным диэлектрическим корпусом, в котором организован внутренний объем, подводный экранированный гибкий эластичный шланг или экранированную эластичную емкость для жидкости с электрическим проводником. Все это используется в сочетание с нательным костюмом.
Внутренний объем жидкостного электрода при помощи экранированного гибкого эластичного шланга соединен с экранированной эластичной емкостью для жидкости. В качестве жидкости может быть использован как традиционный электролитный раствор, выполненный на основе хлорида серебра, или раствор на основе ланолина или глицерина и эмульсии липосомы, так и простой обогащенный раствор поваренной соли, который может сочетаться с лекарственным раствором.
Внутри объема в жидкостном электроде помещена токопроводящая пробка-мембрана, к которой жестко закреплен токопроводящий провод. Провод пропущен через экранированный гибкий эластичный шланг и через герметичный переходник выведен наружу. Жидкостной электрод интегрирован в нательный индивидуальный костюм, который снабжен фиксирующими кнопками, зажимами, застежками, фиксаторами типа "Велькро". На них организованы прижимные пружинные устройства из поролона и металлических пружин.
Используемый нательный костюм состоит из рубашки, рейтузов из сетчатой конструкции; шлема-маски из компрессионной ткани или другой материи и фрагментов стелек в носках.
Нательный костюм Фиг.1 (2) представляет собой комплект одежды, в состав которого входит рубашка Руб с "молнией" М посредине, рейтузы Рей с "молниями" М по бокам Фиг.1, шлем-маска и фрагмент стельки Ст для носков. Все части комплекта одежды выполняются из текстильных, мягких, эластичных материалов, которые обладают диэлектростатическими свойствами, и имеют, например, сетчатую конструкцию, на которой легко крепятся электроды, шланги, электронное оборудование при помощи кнопок, застежек, фиксаторов типа "Велькро".
Отдельные части костюма могут быть совмещены или сочетаться друг с другом, на которых размещают локально интегрированные устройства в виде электродов 2, которые непосредственно устанавливают на отдельных частях одежды. Элементы комплектов электродов крепятся на нательном костюме пациента при помощи фиксирующих кнопок, зажимов, застежек и фиксаторов типа "Велькро", при помощи пружинного прижимного устройства или поролоновых амортизаторов, которые так же крепятся на нательном костюме, благодаря чему осуществляется регламентированный прижим электродов к телу пациента.
На Фиг.1 изображен общий вид электродного устройства, интегрированного в индивидуальный костюм 1 с питанием жидкостных электродов 2 от одной эластичной емкости 3 для жидкости.
Эластичная емкость 3 для жидкости устанавливается в верхней части костюма 1 и от нее выполняется разводка ко всем жидкостным электродам; причем разводка делится на левую и правую части. В состав костюма входят шлем-маска 4, жидкостные электроды 2, эластичная емкость для жидкости 3, гибкий эластичный шланг 5, электронный промежуточный прибор 6, автономные эластичные емкости для жидкости 7 и "молния" М.
На Фиг.2 изображен общий вид электродного устройства, интегрированного в индивидуальный костюм 1. Питание жидкостных электродов 2 осуществляется от локально размещенных на теле пациента автономных эластичных емкостей 7, которые подключены к отдельным жидкостным электродам 2 или к группе жидкостных электродов. В состав этого костюма 1 также входит шлем-маска 4.
Как в первом электродном устройстве, так и во втором подвод жидкости от эластичных емкостей 7 к жидкостным электродам выполняется при помощи гибких эластичных шлангов 5. Передача информации от жидкостных электродов 2 осуществляется по электрическим проводам, расположенным внутри экранированных гибких эластичных шлангов 5 (см. Фиг.7, 24 - электропровод), к электродному промежуточному прибору 6.
На Фиг.3 изображено размещение электродов 2 при миостимуляции как на костюме, так и на маске.
На Фиг.4 представлена шлем-маска 9 (вид сверху) без защитного декоративного колпака. В шлем-маске организована эластичная емкость для жидкости 7, к которой подключены жидкостные электроды 2 при помощи гибких эластичных шлангов 5. Вся информация от жидкостных электродов 2 поступает в электронный блок сбора информации 10 и передается к внешней электронной аппаратуре для обработки и приема сигналов.
Шлем-маска на лицо может изготавливаться не только из компрессионной ткани, но и из резины, пластмассы. В маске должны быть отверстия для глаз, носа и рта. Она может применяться отдельно от шлема по такому же принципу, но тогда раствор с управляющим блоком размещается на лбу пациента. Чтобы скрыть все коммуникации, маска может иметь как и шлем, двойной корпус.
На Фиг.5 показан фрагмент с жидкостным электродом 2, интегрированным в шлем-маску. На голове пациента 11 крепится первичная оболочка 13 шлем-маски 9 при помощи кнопочного устройства ("мама" - 14 и "папа" - 15). Пружинное устройство 16 регулирует величину давления жидкостного электрода на голову пациента 11. Закрыт весь аппаратный набор шлема-маски 9 декоративным колпаком 12.
На Фиг.6 показано приспособление, которое используется для снятия электроинформации со стопы пациента 17 и подачи на нее электрических импульсов. Специальный вариант жидкостного электрода 2 крепится к стопе пациента 17 при помощи пружин 18 с крючками, которые закрепляются на натянутом шнуре 19. Шнур 19 соединен с бандажной обоймой 20. Жидкость к жидкостному электроду поступает по гибкому эластичному шлангу 5.
На Фиг.7 представлен жидкостный электрод в виде прибора, состоящего из отдельных элементов.
Жидкостной электрод 2 содержит диэлектрический корпус 22 чашеобразной формы, в котором организован внутренний объем 21. Корпус закрывается с передней внешней стороны пористой электропроводной пробкой-мембраной 27. На внешней стороне корпуса 22 организован наконечник, в центре которого выполнено отверстие, соединяющее внутренний объем корпуса с внешним пространством. На задней стороне внутреннего объема 21 укреплена токопроводящая пробка с центральным отверстием, через которое проходит электрический проводник 24, жестко связанный с токопроводящей пробкой-мембраной 27. Внутренний объем 21 корпуса 22 соединен с экранированной эластичной емкостью для жидкости, это может быть выполнено в двух вариантах: соединение непосредственное, так как экранированная эластичная емкость для жидкости устанавливается около диэлектрического корпуса 22 жидкостного электрода 2, или в другом варианте - экранированная эластичная емкость для жидкости 3 устанавливается на костюме пациента в соответствии с медицинскими рекомендациями, и тогда она подключается к корпусу 22 жидкостного электрода 2 при помощи экранированного гибкого эластичного шланга 5. В первом случае электрический проводник 24 проходит через экранированную эластичную емкость для жидкости и выводится наружу через экранированный герметичный переходник (см. Фиг.9, рис.d), а во втором случае электрический проводник 24 через отверстие проходит внутри экранированного гибкого эластичного шланга 5, через экранированную эластичную емкость для жидкости 7 (см. Фиг.2) и через экранированный герметичный переходник выводится наружу, электрический проводник может проходить и снаружи шланга и емкости экранированных шлангов и емкостей.
На Фиг.7b представлен подключенный жидкостной электрод в рабочем состоянии. На пористой пробке-мембране 27 диэлектрического корпуса электрода организован приливной бортик 25. В рабочем состоянии внутренний объем электрода заполнен жидкостью 23.
На Фиг.8 представлены жидкостные электроды различной формы и конфигурации в зависимости от назначения.
Электроды, изготовленные из пористого металла, где
a) 24 - электропровод;
27 - пробка-мембрана для контакта с телом;
5 - гибкий эластичный шланг;
2 - жидкостные электроды.
b) Электрод типа "штырь"
28 - пробка-мембрана для контакта с волосяным покровом;
21 - внутренний объем (полость для жидкости);
5 - гибкий эластичный шланг.
c) Электрод, изготовленный из диэлектрического материала
29 - металлическая решетка к пробке-мембране;
30 - пробка-мембрана диэлектрическая;
24 - электропровод;
5 - гибкий эластичный шланг;
21 - внутренний объем (полость для жидкости).
На Фиг.9 (а, b, с, d) изображены варианты крепления жидкостных электродов к костюму и прижимных частей к телу пациента.
а, b, с - крепление при помощи кнопки;
а - с пружинным амортизатором;
b - с поролоновым амортизатором;
с - с плоскостной пружиной.
d - крепление жидкостного объема.
На Фиг.10 - виды жидкостных электродов типа "жгут".
На Фиг.11 - жидкостные электроды типа "решетка".
На Фиг.12 изображены "плоскостные электроды" для плоскостного воздействия на тело пациента, где
37 - корпус электрода;
39 - электропроводящая ткань (или металлическая сетка);
27 - пробка-мембрана для контакта с телом.
На Фиг.13 изображены электроды типа "жгут" и их крепление к костюму, где
32 - ткань костюма;
5 - гибкий эластичный шланг;
37 - корпус электрода;
14 - кнопочное устройство - "мама";
15 - кнопочное устройство - "папа".
На Фиг.14 изображены электроды типа "жгут", действующие поверх прибора воздействия, где
2 - жидкостные электроды;
5 - гибкий эластичный шланг;
40 - прибор воздействия.
На Фиг.15 изображены электроды, воздействующие вокруг прибора воздействия, например лазерного излучателя, где
40 - прибор воздействия;
2 - жидкостные электроды;
26 - тело пациента.
На Фиг.16 изображен аппарат лазерного источника, интегрированный в электрод, где
41 - лазерный датчик;
24-24 - электропровод;
2 - жидкостные электроды;
5 - гибкий эластичный шланг;
21 - внутренний объем (полость для жидкости).
Электронное устройство работает следующим образом.
Первым этапом работы является определение на теле пациента биологически электроактивных точек - БАТ. Затем их переносят на индивидуальный костюм в соответствии с полученной на теле пациента топографией биологически активных точек (БАТ). В зависимости от предполагаемого режима и метода мониторинга, профилактики и лечения, миостимуляции или косметических воздействий, пациента одевают в соответствующую часть костюма нательного белья. Затем на костюм устанавливают жидкостные электроды 2. С соблюдением необходимых правил установки через отверстие пробки осуществляют заливку электролитного раствора, растворов или раствора в эластичную емкость для жидкости. Из этой емкости раствор непосредственно или через гибкий эластичный шланг 5 поступает во внутренний объем 21 корпуса 22 жидкостного электрода 2 и под действием сил тяжести просачивается через пористую пробку-мембрану 27. После установки жидкостных электродов и датчиков осуществляют их подключение при помощи электрических проводников 24 и соответствующих электрических кабелей к внешним приборам съема информации и воздействия на тело пациента. Электроды могут быть, в зависимости от назначения, разных форм.
Экранирование может осуществляться при помощи нанесения на поверхности шлангов и емкостей плазменным методом наноструктурированных частиц эрозированной плазмы чистых металлов либо покраской металлизированной краской. Например, корпус жидкостного электрода выполняется из диэлектрического материала: из пластмассы, пористой резины и т.д. Пористая пробка-мембрана может быть изготовлена из порошкообразного металлического материала, например порошковых титановых, никелевых сплавов, или конструктивными фильтрующими электропроводящими мембранами, пористой токопроводящей резиной с размещенной внутри прокладкой из металлоуглеродистой ткани, которые могут пропускать жидкость микрокапельками. Мембрана также может быть изготовлена из диэлектриков с внедренной в нее металлической сеткой или тканью из графита.
Благодаря микроструктуре пробки-мембраны электроды очень экономично используют лекарственные растворы и могут взаимодействовать совместно с другими приборами типа лазерных стимуляторов, частотных генераторов и т.д.
Система съема информации, или система электровоздействия, или их части крепятся на костюме или частично расположены вне костюма и могут транслировать и принимать информацию как при помощи радиосигналов, так и через Интернет.
Источники информации
1. Патент RU №2120231, А61В 5/04, Бюл. №29, 20.10.1998.
2. Патент RU №2093067, А61В 5/04, А61В 5/04, Бюл. №28, 20.10.1997.
3. Патент RU №2082449, А61В 5/04, А61N 1/04, Бюл. №18, 27.06.1997.
1. Электродное устройство для измерения электропотенциалов частей тела человека, содержащее диэлектрический корпус с установленными на нем жидкостными электродами, подключенными электропроводами к внешним приборам съема информации, при этом во внутреннем объеме диэлектрического корпуса электрода установлен электрический проводник, на корпусе электрода выполнен наконечник с отверстием в центре для подведения раствора, отличающееся тем, что диэлектрический корпус выполнен в виде нательного костюма, электрический проводник жестко связан с токопроводящей пористой пробкой-мембраной корпуса электрода, а внутренний объем корпуса электрода сообщен с эластичной емкостью для раствора.
2. Электродное устройство по п.1, отличающееся тем, что пробка-мембрана выполнена из влаготокопроводящего материала или из диэлектрика с нанесенной на него металлической сеткой и заполняет корпус электрода или часть корпуса.
3. Электродное устройство по п.1, отличающееся тем, что эластичная емкость для раствора установлена около корпуса электрода или эластичная емкость для раствора соединена с внутренним объемом корпуса электрода посредством гибкого эластичного шланга.
4. Электродное устройство по п.1, отличающееся тем, что электрический проводник проходит внутри гибкого эластичного шланга и/или внутри эластичной емкости для раствора и выведен через герметичный проводник к электропроводу или проходит с наружной стороны шланга или емкости для раствора.
5. Электродное устройство по п.1, отличающееся тем, что раствором является раствор на основе поваренной соли, или хлорида серебра, или ланолина, или глицерина.
6. Электродное устройство по п.1, отличающееся тем, что нательный костюм состоит из рубашки и рейтузов, выполненных из компрессионной ткани, шлема-маски из пластмассы или ткани и фрагментов стелек в носках.
7. Способ применения электродного устройства для измерения электропотенциалов частей тела человека путем установки электродного устройства, заливки раствора во внутренние объемы жидкостных электродов и подключения жидкостных электродов к внешним приборам съема информации, отличающийся тем, что предварительно определяют на теле пациента биологически активные точки и переносят их топографию на нательный костюм, после чего на костюм соответственно устанавливают жидкостные электроды и эластичные емкости для растворов, заливают раствор в емкости, после чего он непосредственно, или через гибкий эластичный шланг, поступает во внутренние объемы жидкостных электродов и просачивается через пористую пробку-мембрану с образованием между телом человека и пробкой-мембраной тонкого слоя токопроводящего раствора.
