RU2255773C2 - Method and device for carrying out transcranial electric stimulation - Google Patents
Method and device for carrying out transcranial electric stimulation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2255773C2 RU2255773C2 RU2003123625/14A RU2003123625A RU2255773C2 RU 2255773 C2 RU2255773 C2 RU 2255773C2 RU 2003123625/14 A RU2003123625/14 A RU 2003123625/14A RU 2003123625 A RU2003123625 A RU 2003123625A RU 2255773 C2 RU2255773 C2 RU 2255773C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pulses
- amplitude
- frequency
- electrical stimulation
- asymmetric
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Предпосылки к созданию изобретенияBACKGROUND OF THE INVENTION
Известно применение устройств биоэлектрической стимуляции для подачи импульсов тока пациенту через электроды, установленные на противоположных сторонах головы пациента. Импульсы тока с заданной частотой прикладывают для того, чтобы вызвать реакцию центральной нервной системы пациента. Такие устройства, известные как аппараты для трансчерепной электростимуляции (TCES) или аппараты для черепной электростимуляции (CES), используют в различных неинвазивных процедурах, таких как получение болеутоляющих эффектов, снижение или профилактика головной боли типа мигрени, а также в других видах лечения и электрообезболивания.It is known to use bioelectric stimulation devices for supplying current pulses to a patient through electrodes mounted on opposite sides of the patient's head. Pulses of current with a given frequency are applied in order to cause a reaction of the central nervous system of the patient. Such devices, known as transcranial electrostimulation devices (TCES) or cranial electrostimulation devices (CES), are used in various non-invasive procedures, such as obtaining analgesic effects, reducing or preventing headaches such as migraines, as well as in other types of treatment and electric analgesics.
Самые ранние прототипы устройств для трансчерепной электростимуляции появились в России. Эти оригинальные разработки, несмотря на то что их успешно применяют в различных видах лечения, обладают серьезными недостатками в отношении комфорта пользователя или пациента. В некоторых случаях эти ранние аппараты для черепной электростимуляции даже причиняют пользователю боль. Было обнаружено, что причиной дискомфорта, создаваемого этими ранними аппаратами, является использование постоянного тока в ходе работы таких аппаратов. Постоянный ток в таких аппаратах используют для снижения сопротивления кожи, для того чтобы позволить сигналам переменного тока проникать в мозг и нервную систему и вызывать желательный эффект, получаемый при помощи установки электродов на голове пациента.The earliest prototypes of transcranial electrostimulation devices appeared in Russia. These original developments, although they are successfully used in various types of treatment, have serious drawbacks in terms of user or patient comfort. In some cases, these early cranial electrical stimulation devices even hurt the user. It was found that the cause of the discomfort created by these early devices was the use of direct current during the operation of such devices. Direct current in such devices is used to reduce the resistance of the skin, in order to allow AC signals to penetrate the brain and nervous system and cause the desired effect obtained by installing electrodes on the patient’s head.
В этих ранних аппаратах пользователь получает комбинацию пакетов электрических колебаний прямого тока и переменного тока при помощи ряда электродов, закрепленных на голове при помощи ремней. Обычно два электрода, образующих катод или отрицательный полюс цепи постоянного тока (DC), размещают на расстоянии около трех дюймов слева и справа от центра лба. Два других электрода, образующих анод или положительный полюс цепи постоянного тока, размещают в задней части черепа в задненижнечелюстной области, позади и ниже каждого уха. В этой основанной на использовании постоянного тока конструкции накладывают толстую подкладку (подушку) между каждым электродом и кожей пользователя. Обычно такая подкладка содержит несколько слоев неотбеленной и неокрашенной хлопчатобумажной фланели или другой аналогичной ткани. Для получения наилучших результатов тканевые прокладки смачивают водой, чтобы образовать путь тока между электродами и кожей пользователя. Без наличия подкладок (которые необходимы только из-за наличия постоянного тока) такой аппарат вызывает либо ожог кожи, либо создает относительно сильную боль, до того как будет достигнут полезный лечащий уровень токов с частотой переменного тока.In these early devices, the user receives a combination of packages of electrical oscillations of direct current and alternating current using a series of electrodes mounted on the head with straps. Typically, two electrodes forming a cathode or negative pole of a direct current (DC) circuit are placed at a distance of about three inches to the left and right of the center of the forehead. The other two electrodes forming the anode or positive pole of the DC circuit are placed at the back of the skull in the posterior mandibular region, behind and below each ear. In this DC-based design, a thick lining (pillow) is applied between each electrode and the skin of the user. Typically, such a lining contains several layers of unbleached and unpainted cotton flannel or other similar fabric. For best results, fabric pads are wetted with water to form a current path between the electrodes and the skin of the user. Without linings (which are necessary only due to the presence of direct current), such an apparatus either causes a skin burn or creates relatively severe pain before a useful healing level of currents with an alternating current frequency is achieved.
Несмотря на то что успешно проводили различные виды лечения при помощи этих ранних аппаратов для трансчерепной электростимуляции, отметим, лечение обычно проводят в течение времени около 30 минут, причем без применения громоздких и относительно толстых прокладок аппараты с использованием постоянного тока непригодны. При использовании толстых прокладок пользователь еще может переносить приложение постоянного тока, однако все же получает при этом неприятные ощущения.Despite the fact that various types of treatment were successfully carried out using these early devices for transcranial electrostimulation, we note that treatment is usually carried out for about 30 minutes, and without the use of bulky and relatively thick pads, devices using direct current are unsuitable. When using thick gaskets, the user can still carry the DC application, but still gets an unpleasant feeling.
Среди патентов России, защищающих такие аппараты, применяемые для различных видов лечения, можно указать патенты 1489719; 1507404 и 1522500. Во всех этих патентах предлагают использовать комбинацию постоянного тока и прямоугольных импульсов тока, с частотой между 70 и 80 Гц, причем в ходе сеанса лечения силу тока увеличивают от относительно низкого уровня до более высокого или максимального уровня.Among the patents of Russia protecting such devices used for various types of treatment, patents 1489719 can be mentioned; 1507404 and 1522500. In all these patents, it is proposed to use a combination of direct current and rectangular current pulses, with a frequency between 70 and 80 Hz, and during the treatment session, the current strength is increased from a relatively low level to a higher or maximum level.
Дополнительным и потенциально опасным недостатком аппаратов на базе постоянного тока является ионтофорез. В применениях такого типа с использованием постоянного тока может возникать миграция частиц металла молекулярного размера, токсинов и других нежелательных примесей в направлении протекания тока через кожу и далее в систему кровообращения пользователя таким CES-аппаратом на базе постоянного тока. Следовательно, необходимо тщательно следить за тем, чтобы на прокладки не попадали никакие вещества кроме воды, которую используют для создания хорошего электрического контакта прокладки с кожей пациента. Так как практически все виды CES-лечения требуют проведения нескольких сеансов, потенциал для вредного воздействия ионтофореза возрастает.An additional and potentially dangerous drawback of DC devices is iontophoresis. In applications of this type using direct current, the migration of molecular-sized metal particles, toxins, and other undesirable impurities can occur in the direction of the current flowing through the skin and further into the user's circulatory system by such a DC-based CES apparatus. Therefore, care must be taken to ensure that no substances other than water are used on the pads, which is used to create good electrical contact between the pads and the patient’s skin. Since almost all types of CES treatment require several sessions, the potential for the harmful effects of iontophoresis increases.
Трансчерепную электростимуляцию (CES или TCES) в 60-е годы первоначально использовали для вызывания сна. В таких ранних аппаратах обычно использовали ток менее 1.5 мА с частотой 100 Гц. В патенте США No. 4627438 были использованы более высокие частоты, модулированные прямоугольными колебаниями более низкой частоты, чтобы получить периодические пачки импульсов. Частота повторения в устройстве, описанном в указанном патенте, определяется частотой модуляции; однако пачки импульсов имеют постоянную амплитуду в течение каждого цикла повторения. Указанное устройство специально предназначено для использования при лечении головных болей типа мигрени. Сигнал низкой частоты или модулирующий сигнал является асимметричным, причем используют коэффициент заполнения 3:1 с временем включения, составляющим 3/4 периода повторения, и с временем выключения, составляющим 1/4 периода повторения. Это приводит к получению пачек сигналов высокой частоты, разделенных промежутком отсутствия сигнала, после чего опять появляются пачки сигналов высокой частоты. В таких системах с "включением и выключением" сигнала некоторые пациенты могут испытывать дискомфорт в течение периода времени приложения импульса в интервале лечения.Transcranial electrical stimulation (CES or TCES) in the 60s was originally used to induce sleep. In such early devices, a current of less than 1.5 mA with a frequency of 100 Hz was usually used. U.S. Pat. 4627438 used higher frequencies modulated by square waves of a lower frequency to obtain periodic bursts of pulses. The repetition rate in the device described in said patent is determined by the modulation frequency; however, the pulse packets have a constant amplitude during each repetition cycle. The specified device is specifically intended for use in the treatment of headaches such as migraines. The low frequency signal or modulating signal is asymmetric, with a 3: 1 duty cycle with a turn-on time of 3/4 of the repetition period and a turn-off time of 1/4 of the repetition period. This results in packets of high frequency signals separated by a gap of no signal, after which packets of high frequency signals again appear. In such systems with “on and off” signal, some patients may experience discomfort during the period of application of the impulse in the treatment interval.
Известно также несколько других патентов США, в которых описаны системы с двумя частотами, в которых сигналы высокой частота модулированы при помощи несущей модуляции низкой частоты, причем основной принцип действия таких устройств соответствует указанному патенту США No. 4627438. В качестве примера можно привести патенты США No. 3835833; No. 4071033; No. 4140133; No. 4922908 и No. 5131389. Во всех этих патентах используют сигнал высокой частоты с неизменной (постоянной) амплитудой, который модулированы несущей модуляцией низкой частоты.Several other U.S. patents are also known in which two-frequency systems are described in which high frequency signals are modulated using low frequency carrier modulation, the basic principle of operation of such devices being in accordance with said U.S. Pat. No. 4,627,438. U.S. Pat. 3,835,833; No. 4,071,033; No. 4,140,133; No. 4922908 and No. 5131389. All of these patents use a high-frequency signal with a constant (constant) amplitude, which is modulated by low-frequency carrier modulation.
Один из вариантов описанных выше систем раскрыт в патенте США No. 5540736. В устройстве по этому патенту используют два различных генератора тока для создания электрических токов, которые подают на две пары электродов, наложенных на различные участки головы пациента. Это позволяет производить независимое управление генераторами тока и создавать регулируемые независимо электрические токи в каждой из пар электродов, чтобы учитывать различные импедансы, вызванные физиологическими и анатомическими различиями между различными сторонами среднего участка мозга пациента, качеством проводящей среды и другими факторами. Во всех других отношениях описанная в этом патенте система работает аналогично системе, описанной в патенте США No. 4627438, которая обсуждалась выше.One embodiment of the systems described above is disclosed in US Pat. 5540736. In the device of this patent, two different current generators are used to create electric currents that are applied to two pairs of electrodes superimposed on different parts of the patient’s head. This allows independent control of current generators and the creation of independently regulated electric currents in each of the pairs of electrodes in order to take into account various impedances caused by physiological and anatomical differences between different sides of the middle part of the patient’s brain, the quality of the conducting medium and other factors. In all other respects, the system described in this patent works similarly to the system described in US Pat. 4627438, which was discussed above.
В патенте России No. 2139111 описан способ лечения наркомании, причем такой способ лечения уже используют в других описанных выше CES патентах, а отличие заключается в его применении для лечения алкогольной и наркозависимости. В этом патенте описано осуществление трансчерепной электростимуляции при помощи пакетов тока с длительностью 4 мс, с частотой модуляции 100 Гц. Внутри каждого пакета сигналы высокой частоты имеют неизменную частоту и амплитуду тока.In the patent of Russia No. 2139111 describes a method for the treatment of drug addiction, moreover, this method of treatment is already used in the other CES patents described above, and the difference lies in its use for the treatment of alcohol and drug addiction. This patent describes the implementation of transcranial electrical stimulation using current packets with a duration of 4 ms, with a modulation frequency of 100 Hz. Inside each packet, high-frequency signals have a constant frequency and amplitude of the current.
Желательно создать устройство и способ для трансчерепной электростимуляции, которые позволят устранить недостатки известных ранее решений, а также повысить эффективность их использования и улучшить комфорт пользователя.It is desirable to create a device and method for transcranial electrical stimulation, which will eliminate the disadvantages of previously known solutions, as well as increase the efficiency of their use and improve user comfort.
Краткое изложение изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION
Задачей настоящего изобретения является создание усовершенствованного устройства для трансчерепной электростимуляции и способа ее осуществления.The objective of the present invention is to provide an improved device for transcranial electrostimulation and a method for its implementation.
Дополнительной задачей настоящего изобретения является создание усовершенствованного устройства для трансчерепной электростимуляции и способа его осуществления, в которых не используются компоненты, работающие на постоянном токе.An additional objective of the present invention is to provide an improved device for transcranial electrostimulation and a method for its implementation, which do not use components that operate on direct current.
Другой задачей настоящего изобретения является создание усовершенствованного устройства для трансчерепной электростимуляции и способа ее осуществления, в которых используются только компоненты, работающие на переменном токе.Another objective of the present invention is to provide an improved device for transcranial electrostimulation and a method for its implementation, in which only components operating on alternating current are used.
Еще одной задачей настоящего изобретения является создание усовершенствованного устройства для трансчерепной электростимуляции и способа ее осуществления, в которых используют пакеты или группы импульсов высокой частоты с изменением амплитуды в каждом из пакетов однородным образом, причем пакеты повторяются с более низкой частотой модуляции и поступают на электроды для осуществления трансчерепной электростимуляции.Another objective of the present invention is to provide an improved device for transcranial electrostimulation and a method for its implementation, in which they use packets or groups of high-frequency pulses with a change in amplitude in each of the packets in a uniform way, and the packets are repeated with a lower modulation frequency and fed to the electrodes for implementation transcranial electrical stimulation.
В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения устройство для трансчерепной электростимуляции включает в себя первый генератор биполярных импульсов с первой заданной частотой. Используют источник модулирующих сигналов управления со второй частотой, которая меньше, чем первая заданная частота, совместно со схемой управления амплитудой, получающей импульсы первой заданной частоты, чтобы получить биполярные импульсы с первой заданной частотой, которые изменяются по амплитуде асимметричным образом с частотой модулирующих сигналов управления.In accordance with a preferred embodiment of the present invention, a device for transcranial electrostimulation includes a first bipolar pulse generator with a first predetermined frequency. A source of modulating control signals is used with a second frequency that is less than the first predetermined frequency, together with an amplitude control circuit receiving pulses of a first predetermined frequency, in order to obtain bipolar pulses with a first predetermined frequency, which vary in amplitude asymmetrically with the frequency of the modulating control signals.
Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings
На фиг.1 схематично показаны общие принципы работы системы в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения.Figure 1 schematically shows the General principles of the system in accordance with a preferred embodiment of the present invention.
На фиг.2 показана типичная форма сигнала в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения.Figure 2 shows a typical waveform in accordance with a preferred embodiment of the present invention.
На фиг.3 показана блок-схема системы для получения сигналов, показанных на фиг.2.Figure 3 shows a block diagram of a system for receiving the signals shown in figure 2.
Подробное описание изобретенияDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Обратимся теперь к рассмотрению чертежей, на которых показан предпочтительный вариант настоящего изобретения и объясняется его работа. На фиг.1 схематично показаны наиболее важные элементы схемы, которая позволяет создавать уникальную тройную асимметрию колебаний, полезных для различных применений трансчерепной электростимуляции. Отметим, что уникальная форма колебаний, описанная подробно со ссылкой на фиг.2, создает незначительный дискомфорт для пользователя или вообще его не создает.We now turn to the consideration of the drawings, which show a preferred embodiment of the present invention and its operation is explained. Figure 1 schematically shows the most important elements of the circuit, which allows you to create a unique triple asymmetry of vibrations, useful for various applications of transcranial electrical stimulation. Note that the unique waveform, described in detail with reference to figure 2, creates slight discomfort for the user or does not create it at all.
Как это показано на фиг.1, основные сигналы тока высокой частоты создают при помощи генератора высокой частоты 10, в котором используют схему управления частотой 12 и схему управления длительностью импульсов 14, чтобы получить основную частоту и желательную асимметрию между положительной и отрицательной частями каждого импульса, полученного при помощи генератора 10. Обычно генератор 10 представляет собой кварцевый генератор, работающий на частоте от 1,000 до 1,200 кГц, которая затем делится до получения желательной рабочей частоты переменных импульсов тока, прикладываемых к электродам трансчерепной стимуляции. Обычно отношение деления может составлять 1:4, что позволяет получать сигналы, которые затем модулируются при помощи генератора низкой частоты 16.As shown in FIG. 1, the main high-frequency current signals are generated using a high-frequency generator 10, in which a frequency control circuit 12 and a pulse width control circuit 14 are used to obtain the fundamental frequency and the desired asymmetry between the positive and negative parts of each pulse, obtained using the generator 10. Typically, the generator 10 is a crystal oscillator operating at a frequency of from 1,000 to 1,200 kHz, which is then divided to obtain the desired operating frequency of the variable imp current pulses applied to electrodes of transcranial stimulation. Typically, the division ratio can be 1: 4, which allows you to receive signals, which are then modulated using a low frequency generator 16.
Как это схематично показано на фиг.1, генератор низкой частоты 16 снабжен схемой управления частотой 18, схемой управления длительностью импульсов 20 и схемой управления глубиной модуляции 22, что позволяет получать составной модулированный выходной сигнал на выходе 24, который содержит импульсы с выхода генератора высокой частоты 10, модулированные при помощи генератора низкой частоты 16. Выходной каскад 24 снабжен схемой управления амплитудой 26, что позволяет регулировать амплитуду последовательности импульсов, подаваемых на усилитель мощности 28. Выдаваемый при помощи усилителя мощности 28 ток, который измеряется при помощи амперметра 34, может изменяться в зависимости от вида лечения. Усилитель мощности 28 подает соответствующие трансчерепные переменные импульсы тока на пару или на множество пар электродов, которые показаны на фиг.1 в виде единственной пары 30 и 32.As shown schematically in FIG. 1, the low frequency generator 16 is provided with a frequency control circuit 18, a pulse width control circuit 20, and a modulation depth control circuit 22, which makes it possible to obtain a composite modulated output signal at output 24, which contains pulses from the output of the high frequency generator 10, modulated by a low-frequency generator 16. The output stage 24 is equipped with an amplitude control circuit 26, which allows you to adjust the amplitude of the sequence of pulses supplied to the power amplifier 28. Issue STI using the power amplifier 28 current, which is measured with an ammeter 34 may vary depending on the type of treatment. The power amplifier 28 supplies the corresponding transcranial alternating current pulses to a pair or to a plurality of pairs of electrodes, which are shown in Fig. 1 as a single pair 30 and 32.
Далее работа предпочтительного варианта устройства в соответствии с настоящим изобретением, позволяющего получать колебательный сигнал, имеющий тройную асимметрию и обеспечивающий эффективную трансчерепную электростимуляцию, будет рассмотрена со ссылкой на форму колебания фиг.2 и блок-схему системы, показанную на фиг.3. Отметим, что блок-схема системы, показанная на фиг.3, является типичной и включает в себя различные схемы, необходимые для получения формы колебания фиг.2; однако могут быть использованы и другие построения, позволяющие получить такую форму сигнала.Next, the operation of the preferred embodiment of the device in accordance with the present invention, which allows to obtain an oscillating signal having triple asymmetry and providing effective transcranial electrical stimulation, will be considered with reference to the waveform of Fig.2 and the block diagram of the system shown in Fig.3. Note that the block diagram of the system shown in FIG. 3 is typical and includes various schemes necessary to obtain the waveform of FIG. 2; however, other constructions can be used to obtain such a waveform.
Показанный на фиг.3 кварцевый генератор 50 используют для создания базовых рабочих сигналов переменного тока, которые применяют как в импульсах высокой частоты, так и в модулирующих импульсах фиг.1, получаемых при помощи генератора высокой частоты 10 и генератора низкой частоты 16. Обычно генератор 50 является источником биополярных импульсов первой заданной частоты и может иметь рабочую частоту ориентировочно от 1,000 кГц до 1,200 кГц (хотя могут быть использованы и другие частоты). Сигнал с выхода генератора 50 поступает на делитель 52, который может иметь множество каскадов деления и позволяет получить модулирующие сигналы управления с более низкой модулирующей частотой (которую на фиг.1 получают при помощи генератора низкой частоты 16), таким образом, источником модулирующих сигналов управления является делитель 52. Сигнал с выхода генератора 50 поступает также на делитель 54, который позволяет получить рабочую форму сигнала (биполярные импульсы первой заданной частоты), показанную в виде прямоугольного колебания на фиг.2, после формирования в формирователе импульсов 56, обеспечивающего главным образом прямоугольную форму колебания фиг.2. В данном примере указанные импульсы имеют частоту переменного тока 100 кГц; однако в соответствии с особыми вариантами настоящего изобретения импульсы могут иметь более высокие или более низкие частоты.The
Импульсы с выхода делителя 54 подаются также на счетчик 60, в качестве которого может быть использован подходящий счетчик любого типа, такой как каскадный счетчик или кольцевой счетчик, позволяющий получать выходные сигналы на выводах 64 и 66, которые используют для управления амплитудой импульсов с формирователя импульсов 56. Счетчик 60 сбрасывается в исходное положение по сигналу с выхода делителя 52, поступающему по линии 62, причем сброс производят в каждом периоде работы делителя 52. В данном примере выходной сигнал делителя 52 (который представляет собой сигнал управления низкой частоты модуляции) имеет частоту 77.5 Гц, так как нашли, что такая частота повторения является наиболее эффективной для использования в аппаратах для трансчерепной электростимуляции. Было обнаружено, что частоты повторения в диапазоне от 70 Гц до 85 Гц являются эффективными, однако эмпирически определили, что частота 77.5 Гц является идеальной рабочей частотой, которая обеспечивает максимальную эффективность системы.Pulses from the output of the
Частота модуляции или частота сброса (обнуления), поступающая по линии 62, по желанию может быть также создана при помощи второго независимого кварцевого генератора, работающего с более низкой начальной частотой, чем генератор 50. Если используют два различных источника сигналов, то они должны быть синхронизированы, так чтобы различные фронты импульсов коррелировали друг с другом и позволяли получать форму сигнала фиг.2. Однако показанная на фиг.3 система позволяет добиться этого наиболее эффективным образом.The modulation frequency or the reset (zeroing) frequency supplied via
Положим, что счетчик 60 сброшен в его исходное или нулевое положение. Импульсы высокой частоты делятся при помощи делителя 54 и поступают на вход счетчика, показания которого увеличиваются на единицу при каждом поступающем импульсе. В форме колебаний, показанной на фиг.2, начальные импульсы (первые четыре слева на фиг.2) имеют максимальную амплитуду (которая по желанию может быть регулируемой), обеспечиваемую при помощи схемы управления амплитудой 68. При прохождении импульса No. 4 группы или пакета сигнал 64 и/или 66 от счетчика 60 проходит через схему управления амплитудой 68, которая переключается на меньшую амплитуду, показанную в правой части на фиг.2.Suppose that the
Выходной сигнал со схемы управления амплитудой 68 поступает на усилитель-стабилизатор 58, который создает асимметричную форму сигнала, показанную на фиг.2, в которой левая четверть (42) каждой пачки сигналов имеет более высокую амплитуду, а правый участок (44) содержит остальные импульсы с более низкой амплитудой. Отношение выбирают таким образом, что одна четверть (начальная амплитуда) импульсов лежит в диапазоне высоких амплитуд, а остальные три четверти импульсов лежат в диапазоне низких амплитуд. Это образует первый уровень асимметрии прикладываемых сигналов.The output signal from the
Средство управления амплитудой 68 задает биполярные импульсы, имеющие большую амплитуду в первой части каждой группы импульсов и меньшую амплитуду во второй части каждой группы импульсов, причем амплитуда импульсов в первой части каждой группы импульсов главным образом в три раза превышает амплитуду импульсов во второй части.The amplitude control means 68 defines bipolar pulses having a large amplitude in the first part of each group of pulses and a smaller amplitude in the second part of each group of pulses, and the amplitude of the pulses in the first part of each group of pulses is mainly three times the amplitude of the pulses in the second part.
Усилитель-стабилизатор 58 работает также с импульсами прямоугольной формы, поступающими от формирователя импульсов 56, и создает вторую асимметрию в положительной и отрицательной областях сигнала. Как это показано на фиг.2, амплитуда отрицательной области составляет 1/4 полного размаха сигнала, а амплитуда положительной области составляет 3/4 полного размаха сигнала. Это справедливо как для участка 42 максимальной амплитуды импульсов в начале каждой пачки или пакета импульсов, так и для участка 44 меньшей амплитуды импульсов в конце каждой пачки или пакета импульсов.The amplifier-
Наконец, третью асимметрию создают в огибающей пачки прямоугольных импульсов длительностью 13 мс, обозначенной позицией 40 на фиг.2. Это является результатом сброса счетчика 60 по сигналу от делителя, который поступает по линии 62.Finally, a third asymmetry is created in the envelope of a burst of rectangular pulses with a duration of 13 ms, indicated by 40 in FIG. 2. This is the result of resetting the
Показанный на фиг.2 составной асимметричный сигнал, получаемый на выходе усилителя-стабилизатора 58, поступает на усилитель мощности 70, усиление которого может регулироваться для изменения силы тока, поступающего в систему (но при сохранении формы и соотношений частей колебательного сигнала, показанного на фиг.2), в соответствии с требованиями к лечению с использованием системы, назначенному пациентам. Для измерения силы тока, поступающего в систему, используют амперметр 74. Это может быть простой аналоговый амперметр или же цифровой амперметр, который позволяет отдельно измерять участки максимальной амплитуды и минимальной амплитуды сигнала, которые показаны на фиг.2.The composite asymmetric signal shown in FIG. 2, received at the output of the stabilizer-
Сигнал с выхода усилителя 70 может проходить через переключатель полярности 72, который позволяет по желанию реверсировать полярности сигналов, приложенных к электродам, установленным с промежутком друг от друга. Сигнал с выхода переключателя полярности 72 поступает на пару установленных с промежутком друг от друга выходных электродов 76 и 78, которые могут иметь вид пары разрезных анодов и разрезных катодов или иметь вид пары, образованной единственным анодом и единственным катодом. Так, выходные электроды 76 и 78 соединены со средством управления амплитудой 68 через усилитель-стабилизатор 58, усилитель 70 и переключатель полярности 72. Так как в сигнале совершенно отсутствуют компоненты постоянного тока, то пара выходных электродов 76 и 78 в действительности не представляет собой пару анодов и катодов, причем, в зависимости от вида проводимого лечения, может быть желательно подавать положительные участки импульсов на один из этих электродов, а отрицательные участки импульсов на другой из них, чтобы получить специфические результаты лечения.The signal from the output of
Следует иметь в виду, что в описанной со ссылкой на чертежи системе совершенно отсутствуют компоненты постоянного тока. Следует также иметь в виду, что несмотря на то что в показанном на фиг.2 сигнале системы используют тональные посылки от 70 кГц до 120 кГц в каждой огибающей пачки импульсов 40, для этого с успехом могут быть использованы и другие частоты. Как уже было упомянуто здесь ранее, колебательный сигнал 77.5 Гц, получаемый в течение периода синхронизации, используют для завершения каждой огибающей пачки импульсов, которая включает в себя первые импульсы относительно высокой амплитуды, за которыми следует серия импульсов относительно низкой амплитуды, как это показано в последовательности импульсов на фиг.2.It should be borne in mind that in the system described with reference to the drawings, there are absolutely no DC components. It should also be borne in mind that despite the fact that in the signal of the system shown in FIG. 2, tonal signals from 70 kHz to 120 kHz are used in each envelope of the
В предложенной системе используют индивидуальные прямоугольные импульсы длительностью 0.01 мс, с длительностью отрицательного участка каждого импульса 0.0075 мс и с длительностью положительного участка каждого импульса 0.0025 мс. Было обнаружено, что асимметричный колебательный сигнал, описанный здесь ранее со ссылкой на фиг.2, является эффективным в том случае, когда в ходе работы системы сохраняется отношение 3:1 отрицательного и положительного участков. Асимметрия амплитуды первого и второго участка тональной посылки cоставляет главным образом 1:3 и длительность положительных и отрицательных участков каждого импульса тональной посылки также имеет отношение 1:3. Само собой разумеется, что это отношение может варьировать в зависимости от изменения других характеристик системы; однако было обнаружено, что указанное асимметричное отношение позволяет заменить участок постоянного тока, который был необходим в известных ранее системах, но который создает неприятные ощущения у пациента.The proposed system uses individual rectangular pulses with a duration of 0.01 ms, with a negative section of each pulse of 0.0075 ms and a positive section of each pulse of 0.0025 ms. It was found that the asymmetric oscillatory signal described here earlier with reference to figure 2, is effective in the case when during the operation of the system maintains a 3: 1 ratio of negative and positive sections. The asymmetry of the amplitude of the first and second sections of the tone transmission is mainly 1: 3 and the duration of the positive and negative sections of each pulse of the tone transmission also has a ratio of 1: 3. It goes without saying that this ratio may vary depending on changes in other characteristics of the system; however, it was found that the specified asymmetric ratio allows you to replace the DC section, which was necessary in previously known systems, but which creates unpleasant sensations in the patient.
Заметим, что постоянный ток использовали в некоторых известных ранее системах для того, чтобы создать путь проникновения через естественное емкостное сопротивление человеческой кожи, причем постоянный ток снижает это сопротивление ориентировочно до величины от 300 до 400 Ом. Однако это достигается за счет высокого уровня дискомфорта пользователя. Было обнаружено, что использование уникального асимметричного сигнала, показанного на фиг.2 и полученного при помощи показанной на фиг.3 системы, позволяет эффективно снижать емкостное сопротивление эпидермического слоя до величины порядка 100 Ом. Так как в предложенной системе на частоте модуляции 77.5 Гц обеспечено меньшее сопротивление, то меньшие силы тока позволяют получать такой же желательный результат, для достижения которого раньше требовались намного большие силы тока, а использование меньшей силы тока приводит к большему уровню комфорта для пациента.Note that direct current was used in some previously known systems in order to create a path through the natural capacitive resistance of human skin, and direct current reduces this resistance to approximately 300 to 400 Ohms. However, this is achieved due to the high level of user discomfort. It was found that using the unique asymmetric signal shown in FIG. 2 and obtained using the system shown in FIG. 3 can effectively reduce the capacitance of the epidermal layer to a value of the order of 100 Ohms. Since the proposed system provides a lower resistance at a modulation frequency of 77.5 Hz, lower current strengths allow you to get the same desired result, which previously required much higher current strengths, and using a lower current strength leads to a greater level of patient comfort.
Несмотря на то что был описан предпочтительный вариант осуществления изобретения, он приведен только в качестве примера для пояснения изобретения и не имеет ограничительного характера, причем совершенно ясно, что в него специалистами в данной области могут быть внесены изменения и дополнения, которые не выходят, однако, за рамки приведенной далее формулы изобретения.Despite the fact that the preferred embodiment of the invention has been described, it is given only as an example to explain the invention and is not restrictive, and it is clear that experts and experts in this field may make changes and additions that do not apply, however, beyond the scope of the following claims.
Claims (17)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003123625/14A RU2255773C2 (en) | 2003-07-30 | 2003-07-30 | Method and device for carrying out transcranial electric stimulation |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003123625/14A RU2255773C2 (en) | 2003-07-30 | 2003-07-30 | Method and device for carrying out transcranial electric stimulation |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2003123625A RU2003123625A (en) | 2005-01-27 |
RU2255773C2 true RU2255773C2 (en) | 2005-07-10 |
Family
ID=35138733
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2003123625/14A RU2255773C2 (en) | 2003-07-30 | 2003-07-30 | Method and device for carrying out transcranial electric stimulation |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2255773C2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2812398C1 (en) * | 2023-04-16 | 2024-01-30 | Александр Александрович Пономаренко | Device and method of electrical stimulation of nerve tissue |
-
2003
- 2003-07-30 RU RU2003123625/14A patent/RU2255773C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2812398C1 (en) * | 2023-04-16 | 2024-01-30 | Александр Александрович Пономаренко | Device and method of electrical stimulation of nerve tissue |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2003123625A (en) | 2005-01-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
TW590762B (en) | Transcranial electrostimulation apparatus and method | |
US7769463B2 (en) | Multi-channel electrostimulation apparatus and method | |
US8972024B2 (en) | Systems, apparatuses, and methods for providing non-transcranial electrotherapy | |
US4148321A (en) | Apparatuses and methods for therapeutic treatment and active massages of muscles | |
US8612007B2 (en) | Cranial-electro stimulator | |
AU2015219295B2 (en) | Transcranial electrostimulation device and method | |
KR950014481B1 (en) | Electrostimulating device | |
KR20100056849A (en) | Medical device for using high frequency treatment and low frequency treatment | |
WO2004012807A2 (en) | Osteogenesis stimulator with digital signal processing | |
US6512955B1 (en) | Electrical apparatus for therapeutic treatment | |
JPS61276567A (en) | Low frequency treatment device | |
JP4610131B2 (en) | Electrical stimulator | |
JP2003135607A (en) | Low frequency medical treating system | |
RU2255773C2 (en) | Method and device for carrying out transcranial electric stimulation | |
CN100402109C (en) | Channel-cranium electro-stimulating device and method | |
JP4279621B2 (en) | Transcranial electrical stimulation device | |
CA3189795A1 (en) | Transcranial alternating current dynamic frequency stimulation (tacs) system and method for alzheimers and dementia | |
JP2002263200A (en) | Multiple stimulation type interference low frequency treatment instrument | |
AU2003208147B2 (en) | Transcranial electrostimulation apparatus and method | |
RU4480U1 (en) | REFLEXOTHERAPY DEVICE | |
US20230191125A9 (en) | Transcranial alternating current dynamic frequency stimulation (tacs) system and method for alzheimers and dementia | |
MXPA03006924A (en) | Transcranial electrostimulation apparatus and method. | |
CA2707351C (en) | Improved cranial-electro stimulator | |
JP3051121U (en) | Treatment equipment | |
WO2022020258A1 (en) | Alternating current dynamic frequency stimulation system and method for opioid use disorder (oud) and substance use disorder (sud) |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20110731 |