CN1019357B - 牙齿电刺激麻醉仪 - Google Patents

Abstract

本仪器包括串联的内含电流脉冲频率定值器2的电流脉冲低频振荡器1、电流脉冲前沿测定电路3、电流脉冲发生器4、电汉放大器5、变压器6和与电极9、10连接的电流脉冲幅度调节器7。电极放在耳轮相应的反射源区和齿根顶端投影区内、颌骨牙槽突起的粘膜上。温度传感器11放在患者面部皮肤上的牙齿组织受脊髓节段神经支配的部位，其输出端与电流脉冲宽度调节器12的输入端相接，而后者的输出端与脉冲发生器4的输入端相接。

Description

本发明涉及电治疗术，确切地说，是一种用于牙齿的电刺激麻醉仪。

本发明可用于口腔科手术治疗时进行麻醉，例如准备镶固定假牙而对牙齿硬组织进行处置时或者手术治疗龋齿补牙时提供麻醉。

脉冲电流产生麻醉效应的机理是使机体中无感受伤痛系统激活，这种激活作用部分地或全部地封锁了感受伤痛的冲动通过。用这种方式麻醉的特点是，它不仅减弱了患者的疼痛感觉，而且改善了心理紧张的状态，使患者机体的生长反应正常化。

众所周知的一种对患者组织进行电刺激的仪器（SUA，1034650），包括一个电流脉冲低频振荡器，一个电流脉冲高频振荡器，两个频率振荡器的输出端与电流脉冲前沿测定电路的输入端相接，测定电路是一个移位寄存器。该麻醉仪还包括一个由第一触发器和逻辑电路“与”门串联在一起组成的脉冲发生器。

低频振荡器的输出端同时还与第一触发器的输入端相接。

逻辑电路“与”门的输出端与电流放大器的输入端相接。电流放大器的输出端与变压器的初级线圈相接。变压器的次级线圈通成寄存器与各电极相接。第二脉冲发生器的输入端接向电阻器，而输出端接向第二触发器的第一输入端。第二触发器的第二输入端与电流脉冲高频振荡器的输出端相接。第二触发器的输出端与逻辑电路“与”门的第二输入端相接。由高频振荡器发生预先调好脉宽和频率的激发脉冲 序列。逻辑电路“与”门输入端的脉冲由第二触发器的输出电压选通。通向逻辑电路“与”门输出端的脉冲，其脉宽不超过由低频振荡器给定的数值。从逻辑电路“与”门输出端出来的激发脉冲送入电流放大器，放大器的负载是变压器。由变压器次级线圈输出的电流脉冲幅度，随着输进变压器初级线圈的电压脉冲宽度的增加而增大。从变压器次级线圈出来的电流脉冲送入各电极。当处置牙齿的硬组织时，为了进行麻醉，将麻醉仪的作用电极安放在反射源区的皮肤上，例如安放在耳轮皮肤上，而将无源电极安放在患者面部皮肤上靠近需作口腔处置的部位。在这种麻醉仪中，由手调可变电阻器来选定脉冲的频率和宽度，同时根据患者对电流通过时电极下面产生的强振动的主观感受，确定对安放作用电极部位的机体组织施加电刺激的强度。在电刺激的过程中，患者的痛觉阈提高了，对振动的感受强度降低了或者完全消失了。当进行手术处置时，为使麻醉作用正好克服患者的痛觉，医生用手调节可变电阻器来增大电流脉冲的幅度，从而提高电刺激的强度，达到对电刺激感觉的初始敏感度。为了达到足够消除患者痛觉的麻醉作用，必须经过25到30分钟用手调节可变电阻器五至六次来校准电刺激的强度。因此，达到麻醉的电刺激强度取决于患者的主观感觉，而患者的主观感觉又与患者精神状态以及口腔科医生的经验的有关。

在电刺激过程中，将用手调的方式加长了达到麻醉效果的时间，同时降低了手术处置时与患者痛觉吻合的电麻醉作用。作用于患者的电流脉冲参量，如脉冲幅度、频率、宽度等与患者痛觉阈提高的个体机制无关。这种麻醉仪不能保证预测电刺激麻醉的效果，而只能在患者口腔科就诊手术处理时靠患者的痛觉来检验麻醉作用是否合适。

本发明的任务是制造一种用于牙齿的电刺激麻醉仪，它能自动调节电流脉冲的参量，以保证当对患者进行手术处置时，麻醉作用正好能使痛觉消失。

为此，用于牙齿的电刺激麻醉仪装有串联在一起的带有电流脉冲频率定值器的电流脉冲低频振荡器，电流脉冲前沿测定电路，电流脉冲发生器，电流放大器，变压器，电流脉冲幅度调节器，该调节器至少与两个电极相接。按照本发明，电流脉冲频率定值器的输出端与电流脉冲低频振荡器的第一控制输入端相接，此外，麻醉仪还附加一个温度传感器，它放在患者面部皮肤上、患者被处置组织的脊髓节段神经支配区内;麻醉仪还有一个电流脉冲宽度调节器，它的输入端与温度传感器的输出端相接，而输出端与电流脉冲发生器的输入端相接。而且，一个电极安放在对应的耳轮神经反射源区，另一个电极放在患者被处置的牙根顶端投影区内的一侧颌骨齿槽突起的粘膜上。

为了在患者痛觉阈改变时提高电刺激麻醉的效率，麻醉仪最好增加一个电流脉冲频率调制器，调制器的输入端与温度传感器的输出端相接，而输出端与电流脉冲低频振荡器的第二控制输入端相接。

应用本发明的麻醉仪可以自动地调节脉冲的各个参量，如电流脉冲的频率和宽度。脉冲频率和脉宽的选择取决于患者皮肤组织的温度，患者皮肤组织的温度由温度传感器记录下来，並作为降低患者痛觉的客观指标和对患者需作手术的组织所必须保持临床麻醉效果的标准。在麻醉过程中，当电流通过时，保持患者对电极部位的组织振动的初始感觉的同时，加大电流脉冲的宽度，降低脉冲频率。这样才能使牙齿的电刺激麻醉的程度正好与消除手术处置过程中痛觉强度符合。

下面通过详细描述用于牙齿的电刺激麻醉仪的具体实施方案和以下附图来解释本发明。

图1表示按本发明仪器的第一实施方案的作用原理方框图;

图2表示按本发明的第一实施方案的主要电路图;

图3表示按本发明的麻醉仪第二实施方案的作用原理方框图;

图4表示按本发明的麻醉仪第二种实施方案的主要电路图。

牙齿电刺激麻醉仪包括串联在一起的带电流脉冲频率定值器2的电流脉冲低频振荡器1（图1），用微分电路组成的电流脉冲前沿测定电路3，电流脉冲发生器4，电流放大器5，升压变压器6，电流脉冲幅度调制器7，以及与作用电极9和无源电极10相接的电流计8。作用电极9放在患者耳轮上受三叉神经相应的一支神经支配的反射作用区内，无源电极10安放在患者被处置的牙根顶端投影区内的一侧颌骨齿槽突起的前庭表面粘膜上。麻醉仪包括一个由热敏电阻组成的温度传感器11，它放在患者面部皮肤上，且在患者的牙组织受脊髓节段神经支配的区域内。温度传感器11的输出端与电流脉冲调制器12的输入端相接，该调制器为一晶体三极管放大器。

麻醉仪还有一种实施方案，即电流脉冲宽度调制器12可采用一种具有可变参量的电子元件，例如，一个具有可变电容的电容器。

电流脉冲宽度调制器12的输出端与电流脉冲发生器4的输入端相接。温度传感器11的输入端和电流脉冲宽度调制器12的输入端一同接向电压稳压器13的输出端。

在麻醉仪的具体实施方案中，电流脉冲低频振荡器1（图2）由第一变换器14充当，与变换器並联在一起的是由可变电阻器组成的电流频率定值器2。变换器14的输出端与变换器15的输入端相接。 变换器15的输出端和变换器14的输入端同时与电容器16相接。电流脉冲前沿测定电路3是一种微分电路，在本发明中，是以电容器为主的微分电路。用单稳振荡器作为电流脉冲发生器4，它包括一个逻辑单元“与”门17，该逻辑单元的第一输入端与电流脉冲前沿测定电路3的输出端相接，而逻辑单元“与”门17的输出端通过电容器18与变换器19的输入端相接。变换器19的输出端与逻辑电路“与”门17的第二输入端相接。电流放大器5采用由晶体三极管组成的电路，它包括第一晶体三极管20，三极管的基极通过电阻器21与变换器19的输出端相接，而发射极通过电阻器22与第二晶体三极管23的基极相接。第一三极管20的集电极与第二三极管23的集电极相接。第二三极管23的发射极与电压电源（图中未示出）相接。升压变压器6的初级线圈24与第二晶体三极管23的集电极相接。升压变压器6的次级线圈25与由电位器组成的电流脉冲幅度调制器7的引出线相接。电流计8接在用半导体晶体二极管27组成的桥式电路26的对角线上。桥式电路26的一个输出端与调制器7的控制输入端相接，而用另一个输出端与电极9和10相接。

电流脉冲宽度调制器12采用晶体三极管28，三极管的集电极与电流脉冲发生器4的变换器19的输入端相接，发射极与电阻器29相接，基极与温度传感器11相接。电压稳压器13包括一个稳压管30，它通过电阻器31与电压电源（图中未示出）相接，同时通过电阻器32与温度传感器11相接。

麻醉仪有一条总线33，它与电源（图中未示出）的负极相接。与总线33相接的有无源电极10，稳压管30的阳极，温度传感器11的一条引出线，电阻器29的引出线，变压器6的初级线圈24 和次级线圈25的引出线，以及电流脉冲幅度调制器7的一条引出线。

为了调节电流脉冲的频率，麻醉仪还附加一个电流脉冲频率调制器34（图3），它由晶体三极管35（图4）组成，三极管的集电极与电流脉冲低频振荡器1的变换器14的输入端相接，而发射极与电阻器36相接。三极管35的基极通过电阻器37与电流脉冲宽度调制器12的电阻器32相接。三极管35的基极还与二极管38的阴极相接，二极管的阳极与温度传感器11相接。

同时，电流脉冲宽度调制器12有一个二极管39，该二极管的阴极与三极管28的基极相接，而它的阳极与温度传感器11相接。

牙齿电刺激麻醉仪的工作程序如下。

将作用电极9（图1）放在耳轮上相应的反射源区，而无源电极10放在需处置的齿根顶端投影区内的上颌或下颌齿槽突起的前庭表面粘膜上。温度传感器11安放在面部皮肤上、且在患者被处置的组织的脊髓节段神经支配区内，例如，在眶下孔或幻觉孔投影部位。

用电流脉冲频率定值器2将低频振荡器1的脉冲频率定在14至16赫兹的范围内，然后，根据患者主观感受到的在电极9、10部位的中等强度的振动情况，用电流脉冲幅度调制器7选定脉冲的幅度。

当电流脉冲频率定值器2的电阻器阻值变化时，电流脉冲低频振荡器1的电容器16（图2）的放电时间常数随之变化，振荡器1的电流脉冲频率也因而改变。由振荡器1的输出端发出的电流脉冲前沿通过电流脉冲前沿测定电路3送到电流脉冲发生器4的输入端，並由电流输出脉冲的前沿触发发生器4的单稳振荡器。由发生器4输出的 电流脉冲，其脉宽决定于电流脉冲宽度调节器12的阻值。调节器12的电阻由患者面部皮肤组织的温度决定，而温度是由温度传感器记录的。温度传感器11的阻值与患者面部皮肤组织的温度有着近似线性的关系，所以，在作用电极9和无源电极10之间通过患者面部皮肤组织的电流脉冲宽度也与温度成线性关系。

当电源电压（图中未示出）变化时，电压稳压器13保证了对电流脉冲宽度和频率进行调节的稳定性。

发生器4的单稳振荡器是由电流脉冲前沿测定电路3输出的正脉冲触发的。此时，逻辑单元“与”门17打开，发生器4的电容器18放电。发生器4的变换器19在电容器18放电时关闭。随着患者皮肤组织温度的增高，温度传感器11的电阻减小，因此调节器12的三极管28截止，它的内阻增大，同时发生器4输出的电流脉冲宽度增加。在发生器4的单稳振荡器的工作期间，变换器19闭锁，触发了由三极管20和23组成的电流放大器5中的一个三极管。当三极管23触发时，电流流经变压器6的初级线圈24和麻醉仪的总线33。

在变压器6的次级线圈25上感应产生的脉冲电压值，借助电流脉冲幅度调节器7进行调节。

输出的脉冲电流的平均值由接在桥式电路26对角线上的电流计8测量。电流脉冲通过桥式电路26和电流计8到达作用电极9。电流流经的电路是：自作用电极9，经患者的机体组织，无源电极10到麻醉仪总线33。

在牙齿电刺激麻醉过程中，以患者面部作用电极9和无源电极10之间的皮肤组织为负载的负载电流的自动增大，保证了在痛觉阈 值不断增长的情况下，保持对耳轮反射源区的电刺激的有效作用。但是，用于电刺激的平均电流的增长也可能引起痛觉，患者耳轮上反射源区的“击穿”，以及鸦片制剂对患者机体止痛效果不足引起痛觉，在牙齿电麻醉过程中，脉冲电流平均值的自动调节是由电流脉冲频率调制器34（图3）完成的。

电流脉冲频率调节器34由温度传感器11控制。当患者面部放置温度传感器11的皮肤组织的温度增高时，温度传感器11的电阻减小，调节器34的三极管35（图4）截止，它的内阻增加，从而由于振荡器1的电容器16的放电电路电阻的增长，导致电流脉冲频率下降。

二极管38和39使温度传感器11的输出端、电流脉冲宽度调节器12、以及电流脉冲频率调节器34之间实现电隔离。

电流脉冲频率的大小与患者皮肤组织的温度有一定的近似线性的关系。因此，同时增加电流刺激脉冲的宽度，降低电流脉冲频率，可以保持稳定的用于电刺激的脉冲电流的平均值，从而提高鸦片制剂对患者机体的止痛效果。

所推荐的麻醉仪已在临床治疗口腔矫形中受到检验。应用麻醉仪进行手术治疗龋齿时，可以在98%的情况下无痛苦地处置牙齿的硬组织，而在处置牙齿准备安装固定假牙时，可在95%的情况下没有疼痛。

下面是牙齿电刺激麻醉仪的工作实例。

对患者的诊断：肯尼迪（KeHHegu）三级上颌牙系缺陷。适宜在牙冠上装齿套。

将作用电极涂上电极膏並安放在耳轮反射源区内，且位于耳屏下 面的耳垂中间，並用夹子固定住。无源电极安放在需处置的牙根顶端的投影区域内、且位于上颌齿槽突起的前庭表面的粘膜上。

温度传感器安放在患者面部皮肤上、且位于眶下孔自右方投影的部位，並用胶布固定。受通麻醉仪。用频率定值器将电流脉冲频率调在15赫兹，用调节器根据反射源区对强振动的主观感受，将电流脉冲幅度调到1.0毫安。经过15分钟，右眶下孔区内的皮肤温度从33.5°升至37.0°。在电刺激麻醉的过程中，电流脉冲频率降到2赫兹，脉冲宽度从101微秒增至400微秒。脉冲电流的平均值基本稳定在1.7到1.8毫安。在处置牙齿的全部时间内连续进行电刺激麻醉。在牙齿处置时间内，显示出血液循环的各种指数是稳定不变的，患者没有疼痛感觉。

临床上采用麻醉仪，可使每位患者的治疗费用缩减五分之三到三分之二，而口腔科患者诊治的数量可增加14到15倍。采用麻醉仪可以预测电刺激麻醉的临床效果，提高麻醉刺激作用的适应程度达二至三倍，可以提高电刺激麻醉的效率，还可缩短达到麻醉效果的时间达20-40%。

Claims (2)

1、牙齿电刺激麻醉仪，包括串联在一起的含有电脉冲频率定值器(2)的电流脉冲低频振荡器(1)、电流脉冲前沿测定电路(3)、电流脉冲发生器(4)、电流放大器(5)、变压器(6)、以及一个至少与两个电极(9、10)相接的电流脉冲幅度调节器(7)，其特征是，电流脉冲频率定值器(2)的输出端与电流脉冲低频振荡器(1)的第一控制输入端相接，该麻醉仪附带一个放在患者面部皮肤上的温度传感器(11)，它位于患者被处置的牙齿组织的脊髓节段神经支配区，该麻醉仪还包括一个电流脉冲宽度调节器(12)，该调节器的输入端与温度传感器的输出端相接，而其输出端与电流脉冲发生器(4)的输入端相接。

2、根据权利要求1所述的麻醉仪，其特征是，还附带一个电流脉冲频率调节器（34），该调节器的输入端与温度传感器（11）的输出端相接，而其输出端则与电流脉冲低频振荡器（1）的第二控制输入端相接。

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