Электростимулятор



Электростимулятор
Электростимулятор
Электростимулятор
Электростимулятор
Электростимулятор

 


Владельцы патента RU 2570940:

Открытое акционерное общество "Елатомский приборный завод" (RU)

Изобретение относится к области медицины, в частности к методам и средствам физиотерапии, и может быть использовано для электростимуляции нервной и мышечной ткани. Электростимулятор содержит генератор импульсов, стимулирующие электроды, регулятор интенсивности, формирователь импульса воздействия, ключ с регулируемой выходной амплитудой, дифференциатор, усилитель, трансформатор. Формирователь импульса воздействия содержит повторитель, реализованный на операционном усилителе. Ключ с регулируемой выходной амплитудой представляет собой транзистор, включенный по схеме с общим эмиттером в инверсном активном режиме. Дифференциатор состоит из конденсатора, резистора и диода. Усилитель представляет собой каскад, состоящий из операционного усилителя, резисторов и транзистора. Выход регулятора интенсивности соединен с входом повторителя, выход генератора импульсов соединен с первым входом ключа, выход повторителя соединен со вторым входом ключа, выход ключа соединен с входом дифференциатора, выход дифференциатора соединен с входом усилителя, выход усилителя соединен с входом трансформатора, а выход трансформатора соединен со стимулирующими электродами. Применение изобретения обеспечивает стимулирующие импульсы, форма которых максимально приближена к форме потенциала действия, и, как следствие, повышение эффективности электростимуляции. 3 з.п. ф-лы, 5 ил.

 

Изобретение относится к области медицины, в частности к методам и средствам физиотерапии, и может быть использовано для электростимуляции нервной и мышечной ткани.

Известно устройство для электростимуляции, включающее механический формирователь стимулирующих импульсов (ручной переключатель или метроном с переключателем), источник постоянного тока для формирования стимулирующих импульсов и стимулирующие электроды [1].

Основным недостатком известного устройства является нестабильность параметров стимулирующих импульсов.

Данного недостатка лишен электростимулятор, принятый в качестве ближайшего аналога предлагаемого технического решения. Указанный электростимулятор состоит из генератора импульсов, коммутатора, источника постоянного тока, делителя напряжения и стимулирующих электродов, причем выход генератора импульсов соединен с первым входом коммутатора, выход источника постоянного тока соединен со вторым входом коммутатора, выход коммутатора соединен с входом делителя напряжения, выход делителя напряжения соединен со стимулирующими электродами [2].

Недостаток электростимулятора, принятого в качестве ближайшего аналога, заключается в следующем. Известно, что эффективность электростимуляции повышается при использовании стимулирующих импульсов, форма которых максимально приближена к форме потенциала действия, имеющего положительную часть, близкую по форме к треугольной, и отрицательную часть, близкую по форме к синусоидальной [3, 4].

По результатам клинических испытаний после семидневного курса терапии электростимуляцией при использовании импульсов прямоугольной формы клиническое излечение достигается у 50% больных, а при использовании импульсов, форма которых максимальной приближена к форме потенциала действия, клиническое излечение достигается у 80% больных [5].

В то же время в указанном электростимуляторе возможность формирования импульсов с формой, максимально приближенной к форме потенциала действия, отсутствует.

Технический результат, достигаемый заявляемым изобретением - обеспечение стимулирующих импульсов, форма которых максимально приближена к форме потенциала действия, и, как следствие, повышение эффективности электростимуляции.

Указанный технический результат достигается тем, что электростимулятор, содержащий генератор импульсов и стимулирующие электроды, снабжен регулятором интенсивности и формирователем импульса воздействия, содержащим повторитель, реализованный на операционном усилителе, ключ с регулируемой выходной амплитудой, представляющий собой транзистор, включенный по схеме с общим эмиттером в инверсном активном режиме, дифференциатор, состоящий из конденсатора, резистора и диода, усилитель, представляющий собой каскад, состоящий из операционного усилителя, резисторов и транзистора, трансформатор, при этом выход регулятора интенсивности соединен с входом повторителя, выход генератора импульсов соединен с первым входом ключа, выход повторителя соединен со вторым входом ключа, выход ключа соединен с входом дифференциатора, выход дифференциатора соединен с входом усилителя, выход усилителя соединен с входом трансформатора, а выход трансформатора соединен со стимулирующими электродами.

Указанный технический результат достигается также тем, что регулятор интенсивности выполнен с возможностью изменения амплитуды управляющего сигнала в процессе проведения сеанса электростимуляции.

Указанный технический результат достигается также тем, что генератор импульсов выполнен с возможностью обеспечения циклического изменения частоты следования импульсов в диапазоне от 5 до 18 Гц. Период следования импульсов на данных частотах меньше длительности потенциала действия для быстрых и медленных нервных и мышечных волокон.

Указанный технический результат достигается также тем, что генератор импульсов выполнен с возможностью обеспечения постоянной частоты следования импульсов 7,83 Гц. Эта частота совпадает с частотой резонанса Шумана, с которой магнитное поле Земли действует на организм человека с рождения, вследствие чего к ней у организма повышенная восприимчивость.

Изобретение поясняется чертежами. На фиг. 1 приведена форма потенциала действия, на фиг. 2 приведена форма импульса воздействия, на фиг. 3 показана структурная схема электростимулятора, на фиг. 4 иллюстрируется пример построения формирователя импульса воздействия, на фиг. 5 приведены временные диаграммы, поясняющие работу электростимулятора.

Заявляемый электростимулятор содержит регулятор интенсивности 1, программируемый генератор импульсов 2, формирователь импульса воздействия 3, стимулирующие электроды 4. Формирователь импульса воздействия 3, в свою очередь, содержит повторитель 3.1, ключ с регулируемой выходной амплитудой 3.2, дифференциатор 3.3, усилитель 3.4, трансформатор 3.5.

Выход регулятора интенсивности 1 соединен с входом повторителя 3.1, выход программируемого генератора импульсов 2 соединен с первым входом ключа с регулируемой выходной амплитудой 3.2, выход повторителя 3.1 соединен со вторым входом ключа с регулируемой выходной амплитудой 3.2, выход ключа с регулируемой входной амплитудой 3.2 соединен с входом дифференциатора 3.3, выход дифференциатора 3.3 соединен с входом усилителя 3.4, выход усилителя 3.4 соединен с входом трансформатора 3.5, выход трансформатора 3.5 соединен со стимулирующими электродами 4.

Электростимулятор работает следующим образом.

Программируемый генератор импульсов 2 на выходе формирует последовательность прямоугольных импульсов нулевого уровня (фиг. 5, а) с длительностью 7 мс. Данная последовательность подается на второй вход формирователя импульса воздействия 3, на первый вход которого подается управляющий сигнал с регулятора интенсивности 1 (фиг. 5, б). Формирователь импульса воздействия 3 формирует на выходе последовательность импульсов определенной формы, близкой к форме потенциала действия (фиг. 5, д), частота следования которых соответствует частоте следования импульсов с программируемого генератора импульсов 2, а амплитуда зависит от амплитуды управляющего сигнала, поступающего с выхода регулятора интенсивности 1. Регулятор интенсивности выполнен с возможностью изменения амплитуды управляющего сигнала в процессе сеанса электростимуляции (например, на основе ЦАП). Это позволяет изменять амплитуду импульсов воздействия по выбранному закону, что повышает эффективность электростимуляции. С выхода формирователя импульса воздействия 3 последовательность импульсов подается на стимулирующие электроды 4.

Формирование импульсов воздействия осуществляется следующим образом. Управляющий сигнал (фиг. 4, точка А; фиг. 5, б) подается на повторитель, реализованный на операционном усилителе DA1. Это обеспечивает стабильность параметров управляющего сигнала. Информативным параметром управляющего сигнала в данном случае является напряжение. Для наглядности характеристические эпюры приведены для двух различных уровней напряжения управляющего сигнала с плавным переходом между ними (фиг. 5, б). Транзистор VT1 включен по схеме с общим эмиттером в инверсном активном режиме в целях экономии энергии элементов питания. Он служит для передачи импульсов с генератора импульсов (фиг. 4, точка В; фиг. 5, а), изменяя их амплитуду до амплитуды сигнала управления (фиг. 4, точка С; фиг. 5, в), на дифференцирующую цепочку, состоящую из конденсатора С1 и резистора R2. Диод VD1 служит для отсекания отрицательной составляющей импульсов (фиг. 4, точка D; фиг. 5, г). Далее полученная последовательность импульсов усиливается на каскаде, состоящем из операционного усилителя DA2, резисторов R3 и R4 и транзистора VT2. Благодаря повышающему коэффициенту трансформации Т1 импульсы усиливаются по напряжению и приобретают пологую отрицательную составляющую (фиг. 4, точки Е, F; фиг. 5, д).

Формирование отрицательной составляющей происходит следующим образом. При резком нарастании напряжения на входе трансформатора Т1 напряжение на выходе будет составлять

где Uвх.макс - максимальное напряжение на входе трансформатора,

N - коэффициент передачи трансформатора.

При последующем плавном спаде напряжения на входе трансформатора Т1 напряжение на выходе трансформатора будет также плавно снижаться. По окончании процесса спада напряжение снизится на величину Uвх.макс. Одновременно с этим будет происходить изменение выходного напряжения в связи с проявлением самоиндукции во вторичной обмотке трансформатора Т1. Ток во вторичной обмотке трансформатора будет изменяться по закону

где I0 - ток во вторичной обмотке трансформатора в начальный момент времени,

t - текущий момент времени,

R - суммарное сопротивление вторичной обмотки трансформатора и нагрузки,

L - индуктивность вторичной обмотки трансформатора.

Вследствие изменения тока будет проявляться ЭДС самоиндукции

Итоговое напряжение на выходе трансформатора при установлении Uвх=0 будет составлять

Далее при отсутствии входного воздействия ток во вторичной обмотке трансформатора Т1 и, следовательно, напряжение на выходе трансформатора будет стремиться к нулю по экспоненциальному закону (2).

Заявляемый электростимулятор, в отличие от ближайшего аналога, обеспечивает формирование импульса воздействия, форма положительной части которого близка к треугольной, а форма отрицательной части близка к синусоидальной, т.е. практически повторяет форму потенциала действия. Благодаря этому повышается эффективность электростимуляции.

Длительность используемого импульса в предложенном электростимуляторе меньше, чем длительность потенциала действия для большинства тканей. Это позволяет исключить негативное влияние постактивационного торможения на возбудимость стимулируемых тканей.

Таким образом, технико-экономический эффект предложенного электростимулятора заключается в повышении эффективности электростимуляции.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Ливенсон А. Р. Электромедицинская аппаратура. - М.: Медицина, 1981. - С. 77.

2. Патент РФ №2178319, МПК7 A61N 1/36, 1999.

3. Боголюбов В. М., Пономаренко Г. Н. Общая физиотерапия. - СПб.: СЛП, 1998. - С. 87.

4. Фундаментальная и клиническая физиология / ред. А. Г. Камкин, А. А. Каменский. - М.: Академия, 2004. - С. 198.

5. Протокол клинических испытаний электростимулятора «СТИМЭЛ-01» от 15.01.2014.

1. Электростимулятор, содержащий генератор импульсов и стимулирующие электроды, отличающийся тем, что он снабжен регулятором интенсивности и формирователем импульса воздействия, содержащим повторитель, реализованный на операционном усилителе, ключ с регулируемой выходной амплитудой, представляющий собой транзистор, включенный по схеме с общим эмиттером в инверсном активном режиме, дифференциатор, состоящий из конденсатора, резистора и диода, усилитель, представляющий собой каскад, состоящий из операционного усилителя, резисторов и транзистора, трансформатор, при этом выход регулятора интенсивности соединен с входом повторителя, выход генератора импульсов соединен с первым входом ключа, выход повторителя соединен со вторым входом ключа, выход ключа соединен с входом дифференциатора, выход дифференциатора соединен с входом усилителя, выход усилителя соединен с входом трансформатора, а выход трансформатора соединен со стимулирующими электродами.

2. Электростимулятор по п. 1, отличающийся тем, что регулятор интенсивности выполнен с возможностью изменения амплитуды управляющего сигнала в процессе проведения сеанса электростимуляции.

3. Электростимулятор по п. 1, отличающийся тем, что генератор импульсов выполнен с возможностью обеспечения циклического изменения частоты следования импульсов в диапазоне от 5 до 18 Гц.

4. Электростимулятор по п. 1, отличающийся тем, что генератор импульсов выполнен с возможностью обеспечения постоянной частоты следования импульсов 7,83 Гц.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к медицинской технике. Ламинарный крючок-электрод для задней фиксации позвоночника и эпидуральной электростимуляции структур спинного мозга включает в себя тело крючка и изогнутую крючкообразную фиксирующую часть.
Изобретение относится к медицине, а именно к урологии и физиотерапии, и может быть использовано для профилактики рубцово-склеротических осложнений после оперативного лечения на верхних мочевых путях.

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к электродам для чрескожного электрического стимулирующего раздражения. Система электродов имеет фиксирующий элемент, размещаемый на ухе или в ухе, а также по меньшей мере один электрод, расположенный в держателе электродов.
Изобретение относится к медицине, а именно к урологии, и может быть использовано для лечения резидуального хронического уретрита у женщин. Для этого назначают афалу по 1 таблетке 4 раза в день под язык в течение 1-го месяца и дополнительно проводят интравагинальную электростимуляцию аппаратом КАП-ЭЛМ-01 «Андро-Гин» через день в течение 10 минут, 10 процедур на курс.

Изобретение относится к медицинской технике. Устройство для коррекции характеристик сна содержит датчик для регистрации электродермальной активности ЭДА, связанный с блоками анализа и выделения сигналов кожно-гальванической реакции КГР, генератор стимулирующих электрических импульсов, накожные электроды и модуль управления.

Изобретение относится к медицине, а именно к методам очищения и оздоровления организма. Для этого проводят лечебное голодание не менее 5 дней при 7-дневной программе и не менее 7 дней при 9-дневной программе.

Изобретение относится к медицинской технике. Электростимулятор содержит микропроцессорный блок управления, три цифроаналоговых преобразователя, выход первого из них соединен с первым входом многоканального аналогового коммутатора, выход второго - со вторым его входом и через инвертор - с третьим.

Изобретение относится к медицине, а именно к травматологии и ортопедии, и может быть использовано для лечения повреждений проксимального отдела плечевой кости. Для этого проводят комплексные лечебные мероприятия в три этапа.
Изобретение относится к медицине, а именно к хирургической стоматологии, и может быть использовано для лечения неврита нижнего альвеолярного нерва при попадании пломбировочного материала в нижнечелюстной канал.

Группа изобретений относится к ветеринарии. При обнаружении повышенного уровня активности лошади генерируют терапевтический сигнал для усиления по меньшей мере одной мышцы, вовлеченной в смещение лорингеальной анатомической структуры относительно верхних дыхательных путей лошади.

Группа изобретений относится к медицине. Способ отслеживания местоположения стимуляции, подходящего для стимуляции целевой мышечной ткани при динамическом сокращении или расслаблении мышцы, осуществляют с помощью устройства для электрической стимуляции. При этом размещают матрицу электродов в электрическом контакте с тканью тела, которая контактирует с мышечной тканью. Когда мышца находится в первом состоянии сокращения или расслабления, активируют электроды в соответствии с первой схемой активации, которая определяет подгруппу электродов. Измеряют ответный сигнал, связанный с первой схемой активации, путем регистрации параметра мышечной ткани. Параметр формирует величину активности мышечной ткани. Определяют местоположение стимуляции, подходящее для стимуляции мышечной ткани, когда мышца находится в первом состоянии, на основе измеренного ответного сигнала. Повторяют способ для мышцы во втором, другом состоянии из сокращения или расслабления с использованием второй схемы активации. Устройство содержит матрицу электродов, включающую в себя множество электродов и выполненную с возможностью соединения с генератором сигналов, переключатель электродов, датчик для измерения сигнала путем регистрации параметра мышечной ткани и блок управления для управления переключателем электродов и приема сигнала от датчика. Достигается определение подходящего для стимуляции местоположения или схемы активации без изменения положения матрицы электродов. 4 н. и 11 з.п. ф-лы, 5 ил.
Изобретение относится к медицине, а именно к вертебрологии, и может быть использовано для комплексного лечения заболеваний шейного отдела позвоночника. Для этого проводят сеансы аппаратного вытяжения позвоночника в горизонтальном положении пациента с индивидуальным подбором угла наклона шейного отдела позвоночника на аппарате DRX9500. Воздействие осуществляют по схеме, состоящей из десяти ежедневных сеансов и восьми сеансов через день. Перед проведением каждого ежедневного сеанса аппаратного вытяжения позвоночника осуществляют внутритканевую электростимуляцию с помощью аппарата Магнон-ПРБ продолжительностью 30 минут электрическим током с частотой 50 Гц и силой тока 5-20 мА. При этом накладывают первый электрод на позвонки, а второй электрод - на проекции болевых зон. Также проводят лекарственную терапию, состоящую из внутривенного капельного введения в первые четыре дня по 20 мг тексамена, а в последующие шесть дней попеременного введения через день смеси из 5 мл магнезии с 5 мл актовегина и смеси из 5 мл спазгана, 5 мл новокаина, 5 мл 0,5% трентала и 5 мл витамина В12. Способ обеспечивает повышение терапевтической эффективности лечения за счёт воздействия на различные механизмы патогенеза поражений позвоночника. 2 з.п. ф-лы, 4 пр.

Группа изобретений относится к медицине. Способ постоянного увеличения наружного диаметра и диаметра просвета периферической вены пациента для создания артериовенозной фистулы или артериовенозного трансплантата осуществляют с помощью системы для постоянного увеличения наружного диаметра и диаметра просвета периферической вены. При этом соединяют по текучей среде один конец узла насос-трубка с донорным сосудом. Соединяют по текучей среде другой конец узла насос-трубка с периферической веной. Перекачивают кровь из донорного сосуда в периферическую вену при скорости потока и в течение периода времени, достаточных для того, чтобы вызвать постоянное увеличение наружного диаметра и диаметра просвета периферической вены. Перекачивание крови ведет к напряжению сдвига стенки принимающей вены большему или равному 0,76 Па. Перекачивание крови ведет к среднему пульсовому давлению в принимающей вене ниже 40 мм рт.ст. При завершении перекачивания расширение остается постоянным в течение времени, необходимого для удаления насоса, трубки и для создания артериовенозной фистулы или артериовенозного трансплантата с использованием части периферической вены, содержащей постоянно увеличенный общий диаметр. Применение изобретений обеспечит создание артериовенозной фистулы или артериовенозного трансплантата, который остается в расширенном состоянии в течение времени, достаточного для создания места доступа. 2 н. и 44 з.п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к медицинской технике. Электростимулятор содержит микропроцессорный блок управления, связанный с ним цифроаналоговый преобразователь, усилитель с регулируемым коэффициентом передачи, в обратную связь которого включен управляемый резистор, а выход подключен к входу усилителя мощности, подключенного к электродам воздействия, датчик сердечных биоритмов, выход которого через схему гальванической развязки соединен с входом нормирующего усилителя. Дополнительно в электростимулятор введен датчик дыхания, который через дополнительную схему гальванической развязки и нормирующий усилитель соединен с входом коммутатора, на второй вход которого подается постоянное напряжение, а к выходу подключен вход управления управляемого резистора обратной связи. Выход нормирующего усилителя датчика сердечных биоритмов подключен к входу компаратора напряжения, ко второму входу которого подключено опорное напряжение, а к выходу один из входов схемы совпадения, второй вход которой подключен к выходу цифроаналогового преобразователя, а выход соединен с входом усилителя с управляемым коэффициентом передачи. Достигается повышение эффективности электростимуляции за счет согласования активных фаз стимулирующего воздействия с активными фазами как сердечных, так и дыхательных биоритмов. 5 ил.

Группа изобретений относится к области медицины, а именно к кардиологии. Определяют момент начала диастолической фазы сердца на электрокардиограмме. При блокировке сигнала акустической активности сердца определяют зубец R. Затем, при разблокировании сигнала акустической активности сердца и блокировке сигнала электрической активности сердца на фонокардиограмме определяют начало II (аортального) тона, вместе с которым начинают подачу пачек электроимпульсов, при этом длительность пачки составляет 7-15% интервала R-R. Способ осуществляется за счет устройств. Устройство включает, по меньшей мере, одно устройство стимуляции скелетных и/или гладких мышц, датчик сигнала электрической активности сердца и датчик сигнала акустической активности сердца, связанное с ними устройство управления для запуска, по меньшей мере, один выход для связи с устройствами стимуляции, узел блокировки сигнала электрической активности сердца, второй узел блокировки сигнала акустической активности сердца. Группа изобретений позволяет повысить эффективность контрпульсационной терапии и предотвратить возможные осложнения за счет подачи стимулирующих импульсов в точно определенное время. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретения относятся к медицине. Способ наложения электродов внешнего дефибриллятора на пациента осуществляют с помощью системы электродов, содержащей жесткую непроводящую защитную накладку, на которой расположена пара электродов. Корпус каждого электрода имеет первую и вторую стороны. Первая сторона содержит гибкий влагонепроницаемый барьерный слой с термоуплотнительным материалом. Вторая сторона содержит проводящий слой. Подводящий провод соединен с гибким барьерным слоем корпуса на втором конце и электрически соединяет электрод с медицинским устройством через цепь от первой стороны ко второй стороне корпуса. Слой электропроводящего геля расположен на корпусе и дополнительно электрически соединен с проводящим слоем. Защитная накладка герметично соединена с гибким барьерным слоем по периферии гелевого слоя. Первый и второй отслаивающие лепестки расположены на периферии корпуса на первом и втором концах. Лепесток для снятия механического напряжения соединяет второй отслаивающий лепесток с подводящим проводом в конфигурации, которая снимает механическое напряжение между подводящим проводом и гибким барьерным слоем. При этом отделяют корпус электрода от защитной накладки, разрушая уплотнение с помощью второго отслаивающего лепестка. Захватывают корпус за первый и второй отслаивающие лепестки. Накладывают посредством наклеивания гелевый слой корпуса на кожу пациента. Достигается повышение легкости отслоения без повреждения электрода и повышение точности приклеивания электрода к грудной клетке пациента. 3 н. и 13 з.п. ф-лы, 6 ил.
Наверх