Устройство для исследования нейроэлектрических импульсных потоков

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ («)955902 л т

Ф (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 040880 (21) 2969806/28-13 с присоединением заявки Ì9— (23) Приоритет (51 М Na з

А 61 В 5/04

Государственный комитет .

СССР по делам. изобретений и открытий

Опубликовано 0709,82. Бюллетень М 33

Дата опубликования описания. 070982 (53! УДК 615. 47 (088.8) (72) Авторы изобретения

В.A.Божко, П.И.Сябро, A.Ã.Êàëìûêoâ и А-;-В-;Ыстзгунов-.--- — ..

Ф

Днепропетровский ордена Трудового Кра ого Знамени медицинский институт (71) Заявитель (5 4 ) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ НЕЙРОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ

ИМПУЛЬСНЫХ ПОТОКОВ

Изобретение относится к медицинской технике, а именно устройствам электрофизиологии периферической нервной системы.

Известно устройство для исследования нейроэлектрических импульсных потоков, содержащее последовательно соединенные два электрода, предусилитель, усилитель и блок идентификации афферентных и эфферентных импульсов (13.

Однако известное устройство не позволяет осуществить контроль организации рефлекторных взаимодействий центров и периферических образований в условиях острого и хронического экспериментов и требует значительного времени исследования..

Целью изобретения является контроль организации рефлекторных взаимодействий центров и периферических. образований в условиях острого и хронического экспериментов путем выделения нейроэлектрических импульсов афферентной и эфферентной модальности с одновременным анализом их по скорости распространения, а также сокращение времени исследования.

Эта цель достигается тем, что в устройство для исследования нейроэлектрорических импульсных потоков, содержащее последовательно соединенные два электрода, предусилитель, усилитель и блок идентификации афферентных и эфферентных импульсов, введены блок генератора, блок,управле-. ния, блок группирования импульсов, причем два выхода блока идентификации афферентных и эфферентных импульсов соединены с двумя входами блока гене" ратора, а третий и четвертый - с двумя входами блока управления, два выхода которого соединены с двумя входами блока группирования импульсов, третий вход которого соединен с выходом блока генератора.

Блок генератора имеет два дифференцирующих элемента, входы которых соединены с выходами блока идентификации афферентных и эфферентных импульсов, а выходы через дифференциальный усилитель соединены с входом регулируемого генератора, другой вход которого соединен со схемой регулировки, а выход — с блоком группирования импульсов.

Блок управления выполнен в виде двух каналов, первый из которых содержит последовательно соединенные первый дифференцирующий элемент, пер955902 вый формирователь, элемент НЕ, элемент заде,жки, второй дифференцирующий элемент и второй формирователь, .второй канал содержит последовательно соединенные первый дифференцирующий элемент, первый формирователь, линейный сумматор, второй формирователь и усилитель мощности, причем второй вход элемента задержки первого канала соединен с выходом первого формирбвателя второго канала, а второй вход линейного сумматора соединен с выходом первого формирователя первого канала.

При этом блок группирования импульсов содержит последовательно соединенные счетччик, дешифратор, ключе:вые элементы с усилителями мощности, причем первый вход счетчика соединен с выходом блока генератора, второй вход — с первым выходом блока управления, а выход — с регистром, второй вход которого также соединен с первым выходом блока управления, первый выход — с вторыми входами ключевых элементов, а второй выход — c "входом элемента переполнения, состоящего из последовательно соединенных ключевого элемента и усилителя мощности, причем второй вход ключевого элемента соединен с третьими входами ключевых элементов и одновременно с вторым выходом блока управления.

На чертеже изображена структурная схема устройства для исследования нейроэлектрических импульсных потоков.

Устройство для исследования нейрорицательные фазы с определенной временной последовательностью поступают в блок 5 идентификации афферентных и эфферентных импульсов, где идентифицируются.по признаку последовательности положительной и отрицательной фаз на афферентные и зфферентные импульсы. В двухфазных потенциалах кро. ме информации о -направлении движения возбуждения, что выражается обратной очередностью регистрируемых фаз, как показателя проскока возбуждения под дистальным и проксимальным электродом 1 и 2, содержится информация и о скорости движения этого возбуждения, что выражается длительностью интервала между вершинами позитивной

60 и негативной фаз. Зная расстояние между электродами и длительность интервала между вершинами фаз, вычисляют скорость распространения возбужидентификации афферентных и эфферентдения. Так как в блоке 5 идентифика65 .ции афферентных и эфферентных импульэлектрических импульсных потоков содержит .последовательно соединенные два элек трода 1,2, предусилитель 3, усилитель 4 и блок 5 идентификации афферентных и эфферентных импульсов, блок генератора, включающий два дифференцирующих элемента 6 и 7, входы которых соединены с выходами блока 5 ных импульсов, а выходы через дифференциальный усилитель 8 соединены с входом регулируемого генератора 9, другой вход которого соединен со схемой 10 регулировки, блок управления, выполненный в виде двух каналов первый из которых содержит последовательно соединенные первый дифференцирующий элемент 11, первый формирователь 12, элемент НЕ 13, элемент 14 задержки, второй дифференцирующий элемент 15 и второй формирователь 16 второй канал содержит последовательно соединенные первый дифференцирующий элемент 17, первый формирователь 18, линейный сумматор 19, второй формирователь 20 и усилитель 21 мощности, причем второй вход элемента 14 задержки первого канала соединен с выходом первого формирователя 18 второго канала, а второй вход линейного сумматора 19 соединен с выходом первого формирователя,12 первого канала, блок группирования импульсов, выполненный в виде последовательно соединенных счетчика 22, 5 дешифратора 23, ключевых элементов 24 и 25 с усилителями 26 и 27 мощности, причем первый вход счетчика 22 соединен с выходом регулируемого генератора 9, второй вход — с выходом вто)0 рого формирователя 16 первого канала блока управления, а выход — с регистром 28, второй вход которого соединен с выходом второго формирователя 16 первого канала блока управления, первый выход — с вторыми входами ключевых элементов 24, а второй . выход — с входом элемента переполнения, состоящего из последовательно соединенных ключевого элемента.25 и усилителя 27 мощности., причем второй вход ключевого элемента соединен с третьими входами ключевых элементов 24 и одновременно с выходом усилителя 21 мощности второго канала блока управления, при этом выход регулируемого генератора 9 соединен с входом счетчика 22 блока группирования импульсов, два выхода блока 5 идентификации афферентных и эфферентных импульсов соединены с двумя вхоЗ0 дами блока генератора, а два других выхода — с входами первого и второго канала блока управления, два выхода которого соединены с двумя входами блока группирования импульсов, третий вход которого соединен с выходом регулируемого генератора 9 блока генератора.

Устройство работает следующим образом.

40 От нерва через предусилитель 3 и усилитель.4 с дистального электрода 1 условно положительные фазы и с проксимального электрода 2 условно от955902 сов первая фаза двухфазного потенциала теряется при анализе, то на выходе его будут только вторые фазы, длительность переднего фронта которых является половиной между двумя вершинами двухфазного потенциала. Одиночные фазы, отражающие афферентные и эфферентные сигналы, дифференцируются дифференцирующими элементами 6 и 7.

Дифференцированные по признаку перед,него и заднего фронтов элементами 6 10 и 7 сигналы усиливаются и формируются дифференциальным усилителем 8 и в виде сигналов прямоугольной форьы поступают на управляющий вход генератора 9, частота генерируемых колеба- 5 ний которого может. регулироваться ступенчато по второму входу схемой 10 регулировки. При этом длительность работы генератора определяется длительностью сигнала с дифференциально- gg го усилителя 8, то есть длительностью переднего фронта второй половины двух фазного потенциала, отражающей половину времени, необходимого для.проскока каждого возбуждения между отводящими электродами 1 и 2. В зависимости от длительности переднего фронта второй половины двухфазного потенциала генератор 9 выдает разное количество стандартных импульсов, которые фиксируются счетчиком 22 блока группирования нейроэлектрических импульсов. Состояние счетчика 22 дешифруется дешифратором 23, выход которого открывает один из ключевых элементов 24 в соответствии с состоянием счетчика 22. Если количество стандартных импульсов генератора 9 превзойдет определенное число, то на регистр 28 со счетчика 22 поступит сигнал, в результате чего восемь клю- 40 чевых элементов 24 закроются, а девятый ключевой элемент 25 откроется сигналом со второго выхода регистра 28. На двух других выходах блока 5 идентификации афферентных и эф- 45 ферентных импульсов, соединенных с входами первыми дифференцирующими элементами 11 и 17 первого и второго каналов, соответственно, блока управления, синхронно со вторыми фазами двухфазных афферентных и эфферентных потенциалов, появляются их признакипрямоугольные сигналы соответствующей длительности и полярности. Дифференцирующими элементами 11 и 17 и формирователями 12 и 18 по задним фронтам признаков афферентных и эфферентных сигналов формируются прямоугольные стандартные импульсы. Эти импульсы, суммированные линейным сумматором 19 и сформированные формирователем 20 с сохранением полярности и усиленные по мощности усилители 21 мощности, поступают на девять ключевых элементов 24 блока группирования нейроэлектрических импульсов. Через 4 соответствующий открытый ключевой элемент 24 сигнал, как признак афферентного потенциала отрицательной полярности или как нризнак эфферентного потенциала положительной полярности, пройдет на соответствующий усилитель мощности и регистрирующие устройство. Цепочка из элемента НЕ 13, элемента 14 задержки, второго дифференцирующего элемента 15 и второго формирователя 16 первого канала блока управления формирует сигналы сброса для счетчика 22 и регистра 28 блока группирования нейроэлектрических импульсов. При работе устройство настраивается схемой 10 регулировки так, чтобы на выходе девятого ключевого элемента 25 не появлялись сигналы или их было минимальное количество, то есть весь спектр нейроэлектрических импульсов, регистрируемых с помощью отводящей пары электродов 1 и 2, разделялся на восемь групп по признаку скорости перемещения между электродами. Так как спектр этих импульсов при отведении нейроэлектрических потоков от различных . нервов будет разным, то и в каждой группе, зарегистрированной на выходе каждого ключевого элемента 24, могут оказаться импульсы, отражающие возбуждения различной скорости распространения. Пределы каждой группы определяют при неизменной настройке генератора 9, подавая на вход устройства стандартные калиброванные синусоидальные сигналы от генератора (на схеме не показан) звукового диапазона и регистрируя границы каких частот фиксируются каждым ключевым элементом 24. Половина длительности каждого синусоидального колебания даст длительность проскока каждого возбуждения между электродами 1 и 2.

При известном расстоянии между электродами 1 и 2 вычисляют скоростью распространения возбуждения и границы каждой из восьми групп.

Предложенное устройство обеспечивает контроль организации рефлекторных взаимодействий центров и периферических образований в условиях острого и хронического экспериментов путем выделения нейроэлектрических импульсов афферентной и эфферентной модальности с одновременным анализом их по скорости распространения, сокращает время исследования, анализирует импульсные потенциалы нейроимпульсных потоков независимо от их амплитуды и скорости распространения, позволяет регистрировать полученные результаты синхронно с другими физиологическими показателями, что позволяет ис-, пользовать предложенное устройство в комлексных исследованиях по изучению организации рефлекторынх взаимодействий.

955902

Формула изобретения

1. Устройство для исследования нейроэлектрических импульсных потоков, содердащее последовательно соединенные два электрода, предусилитель, уси-5 литель и блок идентификации аффЕрентных и эфферентных импульсов, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью контроля организации рефлекторных взаимодействий центров и перифери- 10 ческих образований в условиях острогО и хронического экспериментов путем выделения нейроэлектрических импульсов афферентной и эфферентной модальности с одновременным анализом их по ско рости распространения, а также сокращения времени исследования, в него введены блок генератора, блок управления, блок группирования импульсов, причем два выхода блока идентификации » афферентных и эфферентных импульсов соединены с двумя входами блока генератора, а третий и четвертый — с двумя входами блока управления, два выхода которого соединены с двумя входами блока группирования импульсов, третий вход которого соединен с выходом блока генератора.

2. Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что блок генератора имеет два дифференцирующих элемента, входы которых соединены с выходами блока идентификации афферентных и эфферентных импульсов, а выходы через дифференциальный усилитель соединены с входом регулиру- 35 емого генератора, другой вход которого соединен со., схемой регулировки, а выход — с блоком группирования им «», пульсов.

3. Устройство по пп. 1 и 2, о т- 4g л и ч а ю щ е е с я тем, что блок управления выполнен в виде двух каналов, первый из которых содержит последовательно соединенные первый дифференцирующий элемент, первый формирователь, элемент НЕ, элемент задержки, второй дифференцирующий элемент и второй формирователь, второй канал содержит последовательно соединенные первый дифференцирующий элемент, первый формирователь, линейный сумматор, второй формирователь и усилитель мощности, причем второй вход элемента задержки первого канала соединен с выходом первого формирователя второго канала, а второй вход линейного сумматора соединен с выходом первого формирователя первого канала.

4. Устройство по пп. 1-3, о т л ич а ю щ е е с я тем, что блок группирования импульсов содержит последовательно соединенные счетчик, дешифратор, ключевые элементы с усилителями мощности,.причем первый вход счетчика соединен с выходом блока генератора, второй вход с первым выходом блока управления, а выход с регистром, второй вход которого также соединен с первым выходом блока управления, первый выход с вторыми входами ключевых элементов, а второй выход — с входом элемента переполнения, состоящего из последовательно соединенных ключевого элемента и усилителя мощности, причем второй вход ключевого элемента соединен с третьими входами ключевых элементов и одновременно — с вторым выходом блока управления.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 760952, кл. A 61 В 5/04, 1978.

955902

Составитель. Ю.Алмазов

Редактор Н.Аристова ТехредЖ.КастелевичКорректор,Л «»Н

Заказ 6786/2 Тираж 714 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðoä, ул.Проектная, 4