DE1539104C

DE1539104C - Stimulation pulse generator for physiological purposes

Info

Publication number: DE1539104C
Authority: DE
Inventors: Walter S. Eastchester; Nickerson William H. Tuckahoe; N.Y. Ide (V.St.A.). H05b 3-60
Original assignee: Wellcome Foundation Ltd
Current assignee: Wellcome Foundation Ltd
Publication date: 1971-09-30

Description

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Die Erfindung betrifft einen Reizimpulsgenerator seinem normalen Zustand befindender motorischer für physiologische Zwecke mit einem durch eine Nerv durch einen kleinen künstlich angelegten elek-Gleichstromquelle gespeisten, transistorierten, durch irischen Impuls gereizt wird, läßt er den entsprecheneinen Schalter von einer ersten auf eine zweite fest vor- den Muskel sich zusammenziehen. Wenn alle Fasern gebbare Impulsfolgefrequenz umschaltbaren Impuls- 5 motorischer Nerven zu einem gegebenen Muskel vollerzeuger, bei dem die Kollektor-Emitter-Strecke eines ständig blockiert sind, dann folgt auf die Nervenersten Transistors im Basiskreis eines zweiten Tran- reizung keine Muskelzusammenziehung. Bei einer sistors liegt, dessen Kollektor über einen ersten Kon- teilweisen neuromuskulären Blockierung treten gedensator an die Gleichstromquelle und dessen Emit- ringe Muskelwirkungen auf. Chirurgen arbeiten ter direkt an die Gleichstromquelle angeschlossen ist, io innerhalb des Bereichs zwischen teilweiser und vollmit einem an den Impulserzeuger angeschlossenen ständiger Blockierung. So ist normales, natürliches Ausgangstransformator, dessen Primärwicklung par- Ansprechen auf ein Maß vermindert, das für den allel zum ersten Kondensator liegt, und mit einem an Patienten nicht gefährlich ist, durch das der Chirurg die Sekundärwicklung des Ausgangstransformators aber an dem entspannten Muskel arbeiten kann, angeschlossenen Spannungsteiler als Ausgang. 15 Dieses Stadium der Entspannung kann durch Beob-The invention relates to a stimulus pulse generator in its normal state motor for physiological purposes with a through a nerve through a small artificially created elek-direct current source fed, transistorized, stimulated by an Irish impulse, he lets the corresponding one Switch from a first to a second firmly in front of the muscles to contract. When all the fibers assignable pulse repetition frequency switchable impulse- 5 motor nerves to a given muscle full generator, in which the collector-emitter path of one is constantly blocked, then follows the nerve first Transistor in the base circle of a second tran- stimulation no muscle contraction. At a sistor, the collector of which is connected via a first con- Partial neuromuscular blockage to the direct current source and its output on muscle effects. Surgeons work ter is connected directly to the DC power source, io within the range between partial and full with a permanent blocking connected to the pulse generator. So is normal, natural Output transformer whose primary winding par response reduced to a level suitable for the allele lying to the first capacitor, and having a patient with it is not dangerous by the surgeon the secondary winding of the output transformer can work on the relaxed muscle, connected voltage divider as output. 15 This stage of relaxation can be

Ein derartiger Reizimpulsgenerator ist aus der achten der Muskelreizbarkeit auf künstliche Reizbritischen Patentschrift 866 375 bekannt. ' impulse überwacht werden.Such a stimulus pulse generator is from the eighth of the muscle irritability on artificial stimulus British Patent specification 866 375 known. 'impulses are monitored.

Bei einer Operation ist es wegen der willkürlichen Es soll angenommen werden, daß ein geeigneter Muskulatur in dem Bereich, in dem der Chirurg Nerv, etwa der Nervus Ulnaris im Handgelenk und arbeitet, oft erforderlich, daß sie entspannt oder ge- 20 Unterarm gereizt wird und daß der entsprechende lähmt wird. Auf diese Weise kann sie sich beim Ar- Muskel, der Adductor Pollicis, beobachtet wird. Beim beiten des Chirurgen nicht zusammenziehen oder Anlegen eines einzelnen, elektrischen Impulses mit bewegen. Diese Wirkung wird durch Verabreichung geringer Dauer verkrampft sich der Muskel, und eines die neuromuskuläre Blockierung verursachen- gerade entspannte Finger werden augenblicklich in den Agens oder Muskelentspannungsmittel, wie diese 25 eine typische Verkrampfung aufwärts gebogen. Für Substanzen oft genannt werden, erreicht. Solche Sub- den Fall, daß keine neuromuskuläre Blockierung vorstanzen sind Succinylcholin, Decamethonium, Hexa- liegt, tritt eine starke Verkrampfung auf, und bei teilbiscarbocholin, u-Tubocurarin oder Gallamin. Diese weiser Blockierung ergibt sich eine geringere VerSubstanzen wirken dadurch, daß sie entlang den krampfung. Ein Fachmann der Anästesie kann den Fasern der motorischen Nerven während normaler 30 Grad der vorliegendene Blockierung durch das AusKörperfunktion laufend elektrische impulse daran maß der Verkrampfung abschätzen,
hindern, die entsprechenden Muskeln zu betätigen. Es soll nun angenommen werden, daß eine konti-Normalerweise wird, wenn entlang den Nervenfasern nuierliche Reihe äußerer Impulse an den Nerv anübertragene Impulse die Synapse zwischen der Ner- gelegt wird. Wenn die Frequenz der Impulse niedrig venfaser und dem Muskel erreichen, eine chemische 3V ist, tritt die Verkrampfung auf, und dann entspannt Überträgersubstanz freigesetzt, die eine Depolarisa- sich der Muskel wieder und die Finger kehren in ihre tion der Muskelendplattenmembran verursacht, die entspannte Stellung zurück, bis ein anderer Impuls wiederum den Muskel betätigt. In dem folgenden sie sich wieder verkrampfen läßt. Wenn jedoch die Prozeß wird die chemische Überträgersubstanz ent- Impulsfrequenz erhöht wird, nimmt die Frequenz der ferrit, und es tritt die Repolarisation auf. Agenzien 40 entsprechenden Verkrampfungen zu. Dies kann bis zur neuromuskulären Blockierung werden gewöhn- zu einem Punkt fortgesetzt werden, an dem die Verlieh als Dcpolarisierungs- oder Nichtdepolarisierungs- krampfungen so rasch auftreten, daß nach einer Veragenzien danach eingestuft, ob sie eine verlängerte krampfung und bevor der Muskel zur Entspannung Depolarisation der Muskelendplattenmembran ver- Zeit hat, wieder eine andere Verkrampfung auftritt. Ursachen oder verhindern, daß Depolarisation auf- 45 Auf diese Weise verbleibt der Muskel in seinem zutritt. . sammengezogenen Zustand. Dieses Phänomen ist alsSurgery is, because of the arbitrary nature of the It should be assumed, that suitable muscles in the area in which the surgeon works and nerves, such as the ulnar nerve in the wrist, are often required to be relaxed or stimulated and forearm that the corresponding one is paralyzed. In this way it can be observed in the ar muscle, the adductor pollicis. Do not contract or apply a single electrical impulse when the surgeon is on the job. This effect is achieved by administering short duration the muscle spasms, and one of the causing neuromuscular blockages - just relaxed fingers are instantly flexed upward in the agent or muscle relaxant like this 25 a typical spasm. For substances are often mentioned, achieved. Such sub- If there is no neuromuscular blockage, there is succinylcholine, decamethonium, hexa- lies, severe spasms occur, and in the case of partial biscarbocholine, u-tubocurarine or gallamine. This wise blocking results in a lower VerSubstanzen act by moving them along the spasm. A specialist in anesthesia can assess the motor nerve fibers during normal 30 degrees of the existing blockage by the out-of-body function, current electrical impulses according to the degree of cramping,
prevent the corresponding muscles from being exercised. It should now be assumed that a continuous normal becomes when a number of external impulses transmitted along the nerve fibers to the nerve are placed along the synapse between the nerve. When the frequency of the impulses is low in fibers and reaches the muscle, a chemical 3V, the spasm occurs, and then relaxed transmitter substance is released which causes a depolarization of the muscle again and the fingers return to their position of the muscular endplate membrane, the relaxed position back until another impulse activates the muscle again. In the following, she lets herself tense up again. However, when the process is carried out, the chemical carrier is removed. Pulse frequency is increased, the frequency of the ferrite decreases and repolarization occurs. Agents 40 to corresponding cramps. This can be continued until the neuromuscular blockage becomes habitual- to a point at which the lending as dcpolarization or non-depolarization spasms occur so rapidly that after a failure it is classified according to whether it is a prolonged spasm and before the muscle is depolarized for relaxation Muscle endplate membrane has time, another spasm occurs. Causes or prevents depolarization from occurring. In this way the muscle remains in its accession. . contracted state. This phenomenon is called

Im Verlaufe einer Operation ist es oft erforderlich, Tetanus bekannt, und die Finger- und HandmuskelnIn the course of an operation it is often required to known tetanus and the muscles of the fingers and hands

die Art der vorliegenden neuromuskulären Blockie- bleiben in einem zusammengezogenen Zustand, wo-the nature of the neuromuscular blocks present - staying in a contracted state, where-

rung und ihr Ausmaß zu wissen. Danach kann im bei die Finger in charakteristischer Weise' gebogention and its extent. Then the fingers can be bent in a characteristic way

Bedarfsfall ein Muskelentspannungsmittel zur Ver- 50 sind.If necessary, a muscle relaxant for relaxation.

Stärkung der Blockierung verabreicht werden, oder Die Frequenz der Impulse zur Verursachung von der Patient kann durch Verabreichen einer Droge Tetanus ändert sich etwas von Patient zu Patient. Sie entgegengesetzter Wirkung dazu stimuliert werden, liegt jedoch gewöhnlich bei etwa 20 Impusen pro um der Muskelentspannungsdroge entgegenzuwirken. Sunkunde. Wenn die Frequenz der Tetanus verur-Dies erfolgt entweder während der eigentlichen Ope- 55 sachenden Impulse erhöht wird, bleibt die Wirkung ration oder zur Erleichterung der Genesung in dem nocTi Tetanus. Dieser Zustand bleibt erhalten, wenn postoperativen Zeitraum. Als Gegenmittel werden die Impulse nicht so schnell werden, daß nicht nur gewöhnlich Physostigmin, Eserin und Edrophonium der nächste Impuls vor der Entspannung des Muskels verwendet. Die Wahl und Verwendung von Gegen- ankommt, sondern er eintrifft, bevor die Nervenmitteln hängt jedoch von der Art und dem Grad der 60 Muskel-Synapse sich erholt hat und den Impuls von vorliegenden Blockierung ab. In einigen Fällen, von dem Nerv zur Reizung des Muskels übertragen kann, denen berichtet wurde, hatte die Anwendung von Damit kommt der nächste Impuls in der refraktären Gegenmitteln die entgegengesetzte Wirkung und ver- Erholzeitdauer an. Die Erholzeit beträgt etwa 2MiIIilängerte oder erhöhte die neuromuskuläre Blockie- Sekunden, so daß die Tetanusfrequenz nicht größer rung. Dies kann schwerwiegende Folgen haben. 65 als 500 Impulse pro Sekunde sein sollte. Jeder Im-Strengthening the blockage to be administered, or The frequency of the impulses causing it By administering a tetanus drug the patient can change something from patient to patient. she opposite effect are stimulated, but is usually about 20 impulses per to counteract the muscle relaxation drug. Sunkunde. When the frequency of tetanus causes this if either the actual operational impulses are increased, the effect remains ration or to facilitate recovery in the nocTi tetanus. This state is retained if postoperative period. As an antidote, the impulses will not become so fast, not only that usually physostigmine, eserin and edrophonium the next impulse before the muscle relaxes used. The choice and use of counter- matters matters, but rather it comes before the nerve agents however, depends on the type and degree of 60 muscle synapse has recovered and the momentum of present blockage. In some cases, from which nerve can transmit irritation to the muscle, those who have been reported to have had the use of So comes the next impulse in the refractory Antidotes have the opposite effect and provide recovery time. The recovery time is about 2mil longer or increased the neuromuscular blockade seconds so that the tetanus rate does not increase tion. This can have serious consequences. 65 should be than 500 pulses per second. Every im-

Im nachstehenden wird das Prinzip der Über- puls entspricht einer gewissen elektrischen Eingangs-In the following the principle of the over- pulse corresponds to a certain electrical input

wachung der neuromuskulären Blockierung mit Hilfe energie, und je höher die Frequenz ist, desto größermonitoring of neuromuscular blockage with the help of energy, and the higher the frequency, the greater

elektrischer Impulse erläutert. Wenn ein sich in ist die Möglichkeit von Gewebereaktionen wie etwaelectrical impulses explained. When one is in there is the possibility of tissue reactions such as

Rötung oder Verbrennung. Es wurden nur geringe Fortschritte bei der Verwendung der höheren Frequenz, die Tetanus verursachen, erzielt, und obgleich der Frequenzbereich von 20 bis 500 Impulsen zur Erzeugung von Tetanus verwendet werden könnte, liegt der bevorzugte Bereich tiefer. Er wird geringfügig höher als der Minimalwert gewählt, der Tetanus an Stelle von schnellem Verkrampfen garantiert. Ein bevorzugter Frequenzbereich für Tetanus liegt bei 25 bis 250 Impulsen pro Sekunde, und der Bereich von 25 bis 50 Impulsen pro Sekunde wird bevorzugt. Dabei wird wieder insbesondere ein Frequenzwert in der Nähe von 30 Impulsen pro Sekunde bevorzugt.Redness or burn. Little progress has been made in using the higher frequency, that cause tetanus, and although the frequency range from 20 to 500 pulses to generate of tetanus, the preferred range is lower. It gets slightly higher chosen as the minimum value that guarantees tetanus rather than rapid cramping. A preferred one Frequency range for tetanus is 25 to 250 pulses per second, and the range of 25 up to 50 pulses per second is preferred. In particular, a frequency value in the Close to 30 pulses per second preferred.

Die Frequenz von Impulsen zur Erzeugung von Verkrampfungen, die im nachfolgenden als Verkrampfungsfrequenz bezeichnet wird, beträgt weniger als 20 Impulse pro Sekunde, aber eine Impulsfrequenz von einem Impuls pro Stunde oder weniger würde noch Verkrampfungen erzeugen. Zur fortwährenden Überwachung während einer Operation sollte ein Impuls so häufig angelegt werden, daß Veränderungen bei dem Patienten so schnell entdeckt werden, wie sie aufzutreten beginnen. Demgemäß wird die Verkramfungsfrequenz zum Teil dadurch bestimmt, wie oft der Anästesiearzt oder Chirurg die Blockierung zu überwachen wünscht. Ohne die Verwendung einer besonderen Überwachungseinrichtung in Verbindung mit einer Impulsabgabevorrichtung können schnelle Verkrampfungen nicht sehr genau interpretiert werden, und so werden Verkrampfungsfrequenzen von gewöhnlich weniger als einer Verkrampfung pro Sekunde angewendet.The frequency of pulses to generate cramps, hereinafter referred to as the cramp frequency is less than 20 pulses per second, but one pulse rate one pulse per hour or less would still cause cramping. To the ongoing Monitoring during an operation, a pulse should be applied so frequently that changes in which the patient will be discovered as soon as they begin to occur. Accordingly, the Tension frequency is determined in part by how often the anesthesiologist or surgeon clears the block wish to monitor. Without the use of a special monitoring device in connection with a pulse delivery device, rapid cramping cannot be interpreted very accurately and so will cramping frequencies usually less than one cramp applied per second.

Aus den folgenden Gründen ergibt sich eine weitere Beschränkung auf die bevorzugte Verkrampfungsfjequenz. Eines der Symptome einer Nicht-Depolarisierungsblockierung besteht dann, wenn eine Verkrampfungsfrequenz angelegt wird, dieser eine Tetanusfrequenz für einige Sekunden folgt und dann wieder eine Verkrampfungsfrequenz angelegt wird. Dann ist das Ausmaß der Verkrampfungswirkungen unmittelbar nach dem Tetanus größer als die Verkrampfungsauswirkungen unmittelbar vor dem Tetanus. Dieses Phänomen ist als Nachtetanuserleichterung (P. T. F.) bekannt. Die Zeitdauer nach dem Tetanus, für die P. T. F. beobachtet werden kann, beträgt etwa 20 Sekunden. Deshalb sollten wenigstens zwei Verkrampfungsimpulse in der 20 Sekunden umfassenden Zeitdauer nach dem Tetanus angewendet werden, und zwar einer zum Beobachten des P. T. F. und einer zu seiner Bestätigung. Vorzugsweise sollten wenigstens drei bis sieben Impulse angelegt werden, so daß P. T. F. zweifelsfrei beobachtet und bestätigt werden kann. Deshalb sollte die Verkrampfungsfrequenz größer als ein Impuls pro 10 Sekunden sein und vorzugsweise zwischen einem Impuls pro Sekünde und einem Impuls pro 7 Sekunden betragen.There is a further restriction on the preferred cramping sequence for the following reasons. One of the symptoms of non-depolarization block is when a Convulsive frequency is applied, this is followed by a tetanus frequency for a few seconds and then a cramping frequency is applied again. Then is the extent of the cramping effects immediately after tetanus greater than the cramping effects immediately before tetanus. This phenomenon is known as night tanus relief (P. T. F.). The length of time after Tetanus for which P.T.F. can be observed is about 20 seconds. So at least should applied two convulsive pulses in the 20 second post-tetanus period one to observe the P. T. F. and one to confirm it. Preferably should at least three to seven pulses are applied so that P. T. F. observed and confirmed beyond doubt can be. Therefore, the cramping rate should be greater than one pulse per 10 seconds and preferably between one pulse per second and one pulse per 7 seconds.

Ein anderes Merkmal für Nicht-Depolarisierungsblockierung besteht darin, daß ursprünglich Tetanus in unbedeutendem Maße aufrechterhalten wird, so daß eine geringfügige Erholung vom Tetanuszustand sogar dann auftritt, wenn eine Tetanusfrequenz noch angelegt ist. Dies ist als Wedenzky-Hemmung bekannt, und zu ihrer Beobachtung sollte eine Tetanusfrequenz für wenigstens 2 Sekunden angewendet werden. Bei Depolarisierungsblockierung wird Tetanus gut aufrechterhalten, und dieNadhtetanuserleichterung wird nicht beobachtet.Another feature for non-depolarization blocking is that initially tetanus is sustained to an insignificant extent, so that a slight recovery from the tetanus state occurs even when a tetanus frequency is still is applied. This is known as Wedenzky inhibition and a tetanus frequency should be observed applied for at least 2 seconds. With depolarization blockage it becomes tetanus well maintained, and the nadhtetanus relief is not observed.

Aus der obigen Erörterung kann ersehen werden, daß zur leichten Interpretation und ständigen Überwachung einer neuromuskulären Blockierung eine elektrische Reizvorrichtung in der Lage sein sollte, fortwährend einige Impulse mit einer Frequenz von einem Impuls pro Sekunde und einem Impuls pro 7 Sekunden (Verkrampfungsfrequenz) zu liefern. Weiterhin sollte eine Schaltvorrichtung vorhanden sein, durch die Wechselstromfrequenz zwischen 25 und 250 Impulsen pro Sekunde und vorzugsweiseFrom the above discussion it can be seen that for ease of interpretation and constant monitoring neuromuscular obstruction, an electrical stimulus device should be able to continuously a few pulses with a frequency of one pulse per second and one pulse per 7 seconds (cramping frequency) to deliver. Furthermore, a switching device should be available be, due to the alternating current frequency, between 25 and 250 pulses per second and preferably

ίο zwischen 25 und 50 Impulsen pro Sekunde und wiederum vorzugsweise eine Frequenz von etwa 30 Impulsen pro Sekunde (Tetanusfrequenz) erzeugen kann, die für eine Dauer von 2 bis 10 Sekunden angelegt werden kann.ίο between 25 and 50 pulses per second and in turn preferably generate a frequency of about 30 pulses per second (tetanus frequency) that can be applied for a period of 2 to 10 seconds.

Es sind bereits Schaltungsanordnungen zur Erzeugung von elektrischen Signalen zur Stimulierung von Muskeln bekannt, beispielsweise aus den USA.-Patentschriften 2 321 659 und 3 108 597. Die letztgenannte Patentschrift beschreibt einen Impulsgenerator, bei welchem zur Umformung einer Speisegleichspannung Impulsspannungen einer Frequenz, die zwischen 50 und 150 Hz einstellbar ist, ein transistorbestückter Multivibrator verwendet wird, mit dem im Ausgangskreis ein Aufwärtstransformator mit nachgeschaltetem Spannungsteiler gekoppelt ist. Der bekannte Impulsgenerator dient für Behandlungszwecke und ist zur Überwachung der neuromuskulären Blockierung in einem Operationssaal ungeeignet. Dies gilt auch für die aus der erstgenannten Patentschrift bekannte Schaltungsanordnung, mit der Impulse mit einer Frequenz erzeugt werden, die zwischen einem Impuls pro 6 Sekunden und 10 000 Impulsen pro Sekunde verstellbar ist.There are already circuit arrangements for generating electrical signals for stimulating Muscles known, for example from U.S. Patents 2,321,659 and 3,108,597. The latter Patent describes a pulse generator in which to convert a DC supply voltage Pulse voltages of a frequency that can be set between 50 and 150 Hz, a transistor-equipped Multivibrator is used with a step-up transformer in the output circuit downstream voltage divider is coupled. The well-known pulse generator is used for treatment purposes and is used to monitor the neuromuscular Blocking in an operating room unsuitable. This also applies to those from the former Patent known circuit arrangement with the pulses are generated at a frequency between one pulse per 6 seconds and 10 000 pulses per second is adjustable.

Aus der bereits eingangs zitierten britischen Patentschrift 866 375 ist auch schon ein Reizimpulsgenerator für die Elektrotherapie zum Üben der Muskeln durch Stimulierung der Nerven bekannt, derFrom the British patent specification 866 375 already cited at the beginning, a stimulus pulse generator is also already available Known for electrotherapy to exercise the muscles by stimulating the nerves, the

' von einer Gleichspannungsquelle von nur etwa 3 V gespeist wird. 'is fed by a DC voltage source of only about 3 V.

Die Aufgabe der Erfindung besteht nun darin, einen Reizimpulsgenerator zu schaffen, der mit möglichst geringem Aufwand Ausgangssignale der erläuterten Art liefert, welche die Feststellung einer neuromuskulären Blockierung durch einen Anästhesisten gestattet, und der explosionssicher in einem Operationssal verwendbar ist.The object of the invention is to create a stimulus pulse generator that with as possible With little effort it supplies output signals of the type explained, which indicate a neuromuscular Blocking permitted by an anesthetist, and explosion-proof in an operating room is usable.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei einem Reizimpulsgenerator der eingangs angegebenen Art der Impulserzeuger aus zwei Schalttransistoren besteht, daß der Emitter des ersten Transistors direkt an einen Pol und der Emitter des zweiten Transistors an den anderen Pol der Gleichstromquelle angeschlossen ist und daß die Basis des ersten Transistors über eine Reihenschaltung eines zweiten Kondensators und eines Widerstandes mit dem Kollektor des zweiten Transistors verbunden und über je einen von zwei wahlweise zur Umschaltung der Impulsfolgefrequenz einschaltbaren Widerständen mit verschiedenen Widerstandswerten an den Pol der Gleichstromquelle anschaltbar ist, an dem der Emitter des zweiten Transistors liegt.According to the invention, this object is achieved in that, in the case of a stimulus pulse generator, the initially specified type of pulse generator consists of two switching transistors that the emitter of the first transistor directly to one pole and the emitter of the second transistor to the other pole of the direct current source is connected and that the base of the first transistor via a series connection of a second Capacitor and a resistor connected to the collector of the second transistor and across one of two resistors that can be optionally switched on to switch the pulse repetition frequency can be connected with different resistance values to the pole of the direct current source at which the emitter of the second transistor is located.

Vorteilhafte Weiterbildungen des oben beschriebenen Reizimpulsgenerators sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.Advantageous further developments of the stimulus pulse generator described above are set out in the subclaims marked.

Der oben beschriebene Reizimpulsgenerator ist tragbar und klein und hat den Vorteil, daß er sich besser zur Überwachung der neuromuskulären Blockierung während einer Operation eignet als die bekanntenThe stimulus pulse generator described above is portable and small, and has the advantage that it is more convenient more suitable than the known ones for monitoring neuromuscular blockage during an operation

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Geräte und daß die Schaltungsanordnung weniger Fluß in T aufhört sich zu verändern, wird eine umaufwendig ist. gekehrte EMK nach dem Lenzschen Gesetz induziert.Devices and the fact that the circuit arrangement less flux in T ceases to change becomes a costly one. inverted EMF induced according to Lenz's law.

Die Vorrichtung kann dazu verwendet werden, Durch diese umgekehrte elektromotorische Kraft entgenau die Zeit zur Verabreichung von mehr Muskel- steht ein Potential an der Basis des npn-Transistors entspannungsdroge oder weiterhin den Zeitpunkt zur 5 Tr₁ einer solchen Polarität, daß er aufgemacht wird Verabreichung eines Gegenmittels zu bestimmen. und deshalb der Transistor Tr, aufgemacht wird. Die Ebenso kann die Vorrichtung als ein Hilfsmittel bei Kondensatoren C₁ und C₀ werden ebenso entladen, der Entscheidung verwendet werden, wieviel Muskel- bis an der Basis des Transistors Tr₁ eine solche PoIaentspannungsmittel oder Gegenmittel zu verab- rität anliegt, daß der Transistor wieder in den Einreichen ist. ίο Zustand schaltet und sich der ganze Kreislauf wieder-By this reverse electromotive force, the device can be used to precisely measure the time to administer more muscle - there is a potential at the base of the npn transistor relaxation drug or continue the time to 5 Tr ₁ of such a polarity that it is administered a To determine antidote. and therefore the transistor Tr, is opened. Likewise, the device can be used as an aid when capacitors C ₁ and C ₀ are also discharged, the decision how much muscle to the base of the transistor Tr ₁ such a pole relaxation agent or antidote is applied that the transistor again is in the submission. ίο the state switches and the whole cycle starts again

Zur Erläuterung des oben beschriebenen Reiz- holt. So beginnt der Schaltkreis zu schwingen, undTo explain the above-described Stimulus Holt. So the circuit begins to oscillate, and

impulsgenerators ist eine bevorzugte Ausführungs- es ergibt sich als Ausgangssignal an E₁ und E₂ einepulse generator is a preferred embodiment - there is an output signal at E ₁ and E ₂

form in der Zeichnung dargestellt. Reihe von Impulsen.shape shown in the drawing. Series of pulses.

Der Reizimpulsgenerator umfaßt einen Kipposzil- Als Gasröhre ist eine derartige Bauart gewählt, latorkreis, der einen npn-Transistor Tr₁ und einen 15 daß sie beim Spitzenwert jedes Impulses zündet und pnp-Transistor Tr₉ umfaßt. Der npn-Transistor Tr₁ dadurch anzeigt, daß die Vorrichtung ein Signal von ist mit seinem Kollektor an die Basis von Tr₁, über einem vorbestimmten Wert liefert. Der oberste Beeinen Widerstand R₁ angeschaltet. Die Basis von Tr₁ reich des »An«-Bereiches wird geringfügig infolge ist über einen Kondensator C₁ und einen Widerstand des Vorhandenseins der Gasröhre abgeschnitten. Das R₃ an einen Kollektor von Tr₁, angeschaltet. Zwischen 20 Flackern zeigt aber dem Beobachter an, daß die Vordem Emitter von Tr₁ und dem Kollektor von Tr·., ist richtung arbeitet.The stimulation pulse generator comprises a Kipposzil- As a gas tube, such a design is selected, a latorkreis, which includes an npn transistor Tr ₁ and a 15 that it ignites at the peak of each pulse and includes pnp transistor Tr _9. The npn transistor Tr ₁ thereby indicates that the device supplies a signal from ist with its collector to the base of Tr ₁ , above a predetermined value. The top leg resistor R _{1 switched} on. The base of Tr _{1 region of} the "On" region is slightly cut off due to the presence of the gas tube _{across a capacitor C 1 and a resistor.} The R _{3 is connected} to a collector of Tr ₁ . Between 20 flickering shows the observer that the front emitter of Tr ₁ and the collector of Tr ·. Is working direction.

die Primärwicklung eines Aufwärtstransformators T Nachstehend sind zwei Gruppen von Bauteilen ge-the primary winding of a step-up transformer T Below are two groups of components

gesc'haltet. Die Basis Tr₁ ist ebenso über einen geben, die zur Herstellung einer solchen Vorrichtunglocked. The base Tr ₁ is also about a type used to manufacture such a device

der Widerstände R₁ und R₁, an die positive Klemme verwendet werden können.of resistors R ₁ and R ₁ , can be used to the positive terminal.

einer schwachen Gleichspannungsquelle B ange- 25 Die bevorzugte Schaltung enthält folgende Bauschlossen. In der Schaltung befindet sich ein Zwei- teile:
Stellungsschalter Sw,. Durch diesen können die bei- Widerstand R . 3 3 kOhm ± 5¹Voa weak DC voltage source B. 25 The preferred circuit contains the following building blocks. There is a two part in the circuit:
Position switch Sw ,. Through this, the resistance R. 3 3 kOhm ± 5 ¹ Vo

den Widerstände R₁ und R₁, wahlweise in die Schal- ¹ V¹/4 Watt")the resistors R ₁ and R _1, optionally in the formwork ¹ V ^1/4 Watt ")

tung geschaltet werden. Der Emitter des pnp-Tran- Widerstand R., 0,5 MOhm (V₄ Watt)device can be switched. The emitter of the pnp-Tran resistor R., 0.5 MOhm (V ₄ watt)

sistors Tr, ist direkt an die positive Klemme von B 30 Widerstand R. 100 Ohm Oh Watt)sistors Tr, is directly connected to the positive terminal of B 30 resistor R. 100 Ohm Oh Watt)

angeschaltet. Der negative Anschluß von B ist über Kondensator C₁ 20 Mikrofarad,turned on. The negative connection of B is via capacitor C ₁ 20 microfarads,

einen Ein- und Aus-Schalter Sw₁ an den Emitter ge- 15 Volt (Elko)an on and off switch Sw ₁ to the emitter 15 volts (electrolytic capacitor)

schaltet, wobei der Schalter die Stromquelle in den Kondensator C 3 Mikrofaradswitches, whereby the switch puts the current source in the capacitor C 3 microfarads

Schaltkreis legt. , ₂ ........ ₂0 Volt (Elko)Circuit lays. , ₂ ........ ₂ 0 volts (electrolytic capacitor)

Der in Reihe zwischen dem Kondensator C₁ und 35 Batterie B 3 VoltThe series between the capacitor C ₁ and 35 battery B 3 volts

dem Kollektor von Tr₁, geschaltete Widerstand und Widerstand R''...''.'.. 47 kOhm (¹A Watt)the collector of Tr ₁ , switched resistor and resistor R '' ... ''. '.. 47 kOhm ( ¹ A watt)

ebenso ein parallel zur Primärwicklung von T und Widerstand/? 10 kOhm + 5⁰Ailikewise a parallel to the primary winding of T and resistor /? 10 kOhm + 5 ⁰ Ai

parallel zur TVj.-Emitter-rjvKollektor-Verbindung ^fi λ/₄ Watt)parallel to the TVj.-emitter-rjvcollector connection ^fi λ / ₄ watt)

geschalteter Kondensator C₁, sind in den Schaltkreis Gasröhre G Neon-Lampeswitched capacitor C ₁ , are in the circuit gas tube G neon lamp

eingefügt, um Fremdspannungen herabzusetzen. Der 40 Übersetzun^s-inserted to reduce external voltages. The 40 translation

Widerstand R. zwischen dem Kollektor von Tr₁ und verhältnis = X 30Resistance R. between the collector of Tr ₁ and ratio = X 30

der Basis von Tr, ist in die Schaltung eingefügt, da- Widerstand R. 20 kOhm + 5°/othe base of Tr, is inserted into the circuit, so that resistance R. 20 kOhm + 5 ° / o

mit die Schaltungsmerkmale verändert werden, er ist ' λ /, Watt)with the circuit characteristics are changed, it is' λ /, watt)

aber kein wesentliches Bauteil. Potentiometer RV₁ .... 50 kOhmbut not an essential component. Potentiometer RV ₁ .... 50 kOhm

Parallel zur Sekundärwicklung von T sind ein 45In parallel with the secondary winding of T are a 45

Widerstand #₄ und eine Gasröhre G in Reihe ge- Diese Wahl der Bauteile ergibt folgenden AusgangResistor # ₄ and a gas tube G in series. This choice of components gives the following output

schaltet. Ebenso ist parallel zur Sekundärwicklung an E₁ und E₂ bei Annahme eines Hauptwiderstandesswitches. It is also parallel to the secondary winding at E ₁ and E ₂ , assuming a main resistance

von T und parallel zu R_i und G ein Spannungsteiler von 1 kOhm zwischen E₁ und E₂:from T and parallel to R _i and G a voltage divider of 1 kOhm between E ₁ and E ₂ :

oder veränderlicher Widerstand R V₁ geschaltet. Der Ausgangsspannung 0 bis 30 Voltor variable resistor RV ₁ switched. The output voltage is 0 to 30 volts

endgültige Ausgangsimpuls wird über R₆ über den 50 Ausgangsstrom . °. 1 mAfinal output pulse is via R ₆ over the 50 output current . °. 1 mA

Spannungsteiler abgenommen und zwei Klemmen Verkrampfungsfrequenz eine pro 4 SekundenVoltage divider removed and two clamps cramping frequency one every 4 seconds

oder Elektroden E₁ und E₁, zugeführt. + 0,5 Sekundenor electrodes E ₁ and E ₁ , supplied. + 0.5 seconds

Im folgenden wird die Wirkungsweise der Schal- (wenni?,indenSchalt-In the following, the mode of operation of the switching (Wenni?, IndenSchalt-

tung dargestellt. Wenn SW₁ in die »Ein«-Stellung ge- kreis ges'chaltet ist)shown. If SW _{1 is switched} to the "on" position)

bracht wird, wird eine Potentialdifferenz über der 55 Tetanusfrequenz 29 Impulse prois brought, a potential difference above the 55 tetanus frequency is 29 pulses per

Basis-Emitter-Verbindung des Transistors Tr₁ und Sekunde (Bereich
über der Primärwicklung von T angelegt. Es beginnt zwischen 25 und 40)
ein Strom in der Primärwicklung von T zu fließen, [wenni? indenSchaltdie Kondensatoren C₁ und C, beginnen sich aufzu- kreis geschaltet ist]
laden, und das Einschalten von Tr₁ schaltet Tr, ein, 60 Dauer der Impulse .... etwa 2 Millisekunden
der wiederum die Primärwicklung T speist. Der Aufbau eines Stromes in der Primärwicklung von T indu- ^Es können folgende anderen Bauteile verwendet ziert eine Spannung in der Sekundärwicklung, und werden:Base-emitter connection of transistor Tr ₁ and second (area
applied across the primary winding of T. It starts between 25 and 40)
a current to flow in the primary winding of T [ifi? in the switching the capacitors C ₁ and C, begin to open circuit is switched]
load, and switching on Tr ₁ switches Tr, on , 60 duration of the pulses .... about 2 milliseconds
which in turn feeds the primary winding T. The build-up of a current in the primary winding of T indu- ^The following other components can be used to decorate a voltage in the secondary winding, and are:

über E₁ und E, erscheint eine Potentialdirferenz. Bis Kondensator C₁ 20 Mikrofaradabove E ₁ and E, a direct potential appears. Up to capacitor C ₁ 20 microfarads

der Transformator T in die Sättigung gerät oder der 65 Widerstand ^₁ 5,1 kOhmthe transformer T saturates or the resistor ^ ₁ 5.1 kOhm

Strom in der Primärwicklung ein Gleichgewicht er- Widerstand R₂ 330 kOhmCurrent in the primary winding equilibrium- Resistance R ₂ 330 kOhm

reicht, wird weiterhin ein Strom in der Sekundär- Widerstand R₇ fehltis enough, there is still no current in the secondary resistor R ₇

wicklung induziert. Sobald jedoch der magnetische Kondensator C, 15 Mikrofaradwinding induced. However, once the magnetic capacitor C, 15 microfarads

Die übrigen Bauteile bleiben die gleichen wie vorher. The other components remain the same as before.

Dieser Schaltkreis liefert eine höhere Frequenz sowohl für die Verkrampfung als auch für Tetanus und ebenso eine höhere Ausgangsspannung. Dies ist weniger befriedigend, aber dieser Schaltkreis soll zeigen, wie der Schaltkreis durch Veränderung der Bauteile abgewandelt werden kann.This circuit provides a higher frequency for both the spasm and tetanus and also a higher output voltage. This is less than satisfactory, but this circuit is intended show how the circuit can be modified by changing the components.

Es können flächenartige Elektroden verwendet werden, geeigneter sind jedoch nadelartige Elektroden. Sheet-like electrodes can be used, but needle-like electrodes are more suitable.

Die Gleichspannungsquelle B soll eine Spannung von unterhalb 12 V abgeben, und dadurch sind Zerstörungen der Hauptvorrichtungen und hohe Spannungen und Ströme ausgeschlossen. Dies ist besonders wichtig bei Verwendung in Operationssälen, in denen leicht entzündbare Gase vorhanden sind. Durch die Verwendung von Transistoren kann eine gedrängt gebaute Vorrichtung hergestellt werden, und es kann eine kleine Trockenbatterie in gedrängter Bauweise verwendet werden.The DC voltage source B should deliver a voltage of below 12 V, and thus destruction of the main devices and high voltages and currents are excluded. This is particularly important when used in operating rooms where flammable gases are present. By using transistors, a compactly built device can be made, and a small dry cell battery can be used compactly.

Auf diese Weise liefert der oben beschriebene Reizimpulsgenerator eine tragbare neuromuskuläre Blockierungs-Überwachungsvorrichtung in gedrängter Bauweise.In this way, the stimulus pulse generator described above provides a portable neuromuscular device Blockage monitoring device in a compact design.

Claims

Patent claims:

1. Stimulus pulse generator for physiological purposes with a transistorized pulse generator fed by a direct current source, switchable by a switch from a first to a second fixed pulse repetition frequency, in which the collector-emitter path of a first transistor is in the base circuit of a second transistor, whose collector is connected via a first capacitor to the DC source and · the emitter directly connected to the DC power source, and characterized having an input connected to the pulse generator output transformer, whose primary winding is connected in parallel with the first capacitor having an input connected to the secondary winding of the output transformer voltage divider as an output, characterized that the pulse generator consists of two switching transistors (Tr ₁ , Tr.,) That the emitter of the first transistor (Tr ₁ ) directly to one pole and the emitter of the second transistor (Tr ₀ ) to the other pole of the direct current source (B ) specified is closed and that the base of the first transistor (Tr ₁ ) is connected to the collector of the second transistor (Tr ₂ ) via a series circuit of a second capacitor (C ₁ ) and a resistor (R _s ) and via one of two optionally for switching the pulse repetition frequency switchable resistors with different resistance values can be connected to the pole of the direct current source (B) at which the emitter of the second transistor (Tr ₂ ) is connected.

2. Stimulus pulse generator according to claim 1, characterized in that the direct current source (B) is a 3-volt dry battery.

3. Stimulus pulse generator according to claim 1 or 2, characterized in that the output transformer (T) and the voltage divider (RV ₁ ) are chosen so that the voltage of the output pulse is adjustable between 0 and 30 volts.

4. Stimulus pulse generator according to one of claims 1 to 3, characterized in that a gas tube (G) is provided to indicate the operation of the stimulus pulse generator.

5. Stimulus pulse generator according to one of claims 1 to 4, characterized in that the first transistor (Tr ₁ ) is an npn transistor and the second transistor (Tr ₂ ) is a pnp transistor.

6. Stimulus pulse generator according to one of claims 1 to 5, characterized in that the first fixed pulse repetition rate in the range from one pulse per second to one Pulse per 10 seconds and the second fixed pulse repetition rate in the range between 25 and 250 pulses.

7. Stimulus pulse generator according to claim 6, characterized in that the first fixed Frequency ranges from one pulse per second to one pulse per 7 seconds and the second frequency is in the range of 25 to 50 pulses per second.

8. Stimulus pulse generator according to claim 7, characterized in that the first frequency about one pulse per 4 seconds and the second frequency is about 30 pulses per second.

1 sheet of drawings 109 509/154