DE2660864C1 - Device for stimulating muscles for the treatment of spinal curvature - Google Patents

Device for stimulating muscles for the treatment of spinal curvature

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DE2660864C1
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Harry G. Plymouth Minn. Friedman
Robert W. Harris Minn. Wickham jr.
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    • A61N1/18Applying electric currents by contact electrodes
    • A61N1/32Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents
    • A61N1/36Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents for stimulation
    • A61N1/3604Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents for stimulation for correcting spinal deformities, e.g. scoliosis

Description

— einem Ausschaltperiodengeber (64, 68), der einen eine Folge von Zählimpulsen mit einer ersten vorbestimmten Frequenz erzeugenden ersten astabilen Multivibrator (64) und einen auf die Zählimpulse ansprechenden ersten Zähler (68) aufweist, der nach Zählen einer ersten vorbestimmten Anzahl von Zählimpulsen ein Ausgangssignal erzeugt;- A switch-off period transmitter (64, 68), which has a sequence of counting pulses with a first A predetermined frequency generating first astable multivibrator (64) and a the counting pulses responsive first counter (68), after counting a first predetermined Number of counting pulses generates an output signal;

— einem Einschaltperiodengeber (70, 72), der einen eine Folge von Zählimpulsen mit einer zweiten vorbestimmten Frequenz erzeugenden zweiten astabilen Multivibrator (70) und einen auf die Zählimpulse ansprechenden zweiten Zähler (72) aufweist, der nach Zählen einer zweiten vorbestimmten Anzahl von Zählimpulsen ein Rückstellsignal erzeugt;- A switch-on period encoder (70, 72), the one a sequence of counting pulses with a second astable multivibrator (70) generating a second predetermined frequency and a on the counting pulses responsive second counter (72) after counting a generating a reset signal for a second predetermined number of counting pulses;

— einer ersten Einrichtung (69), die auf das Ausgangssignal hin den ersten astabilen Multivibrator (64) sperrt und den rweiten astabilen Multivibrator (70) entsperrt;- A first device (69) which, in response to the output signal, the first astable multivibrator (64) locks and unlocks the wide astable multivibrator (70);

— einer zweiten Einrichtung (83 bis 86) die auf das Ausgangssignal hin den Impulsgenerator an eine elektrische Energiequelle (50) anschließt, um während der Zähldauer des Einschaltperiodengebers (70,72) Reizimpulse zu erzeugen; sowie- A second device (83 to 86) which, on the output signal, the pulse generator to a electrical energy source (50) connects to during the counting period of the switch-on period encoder (70,72) generate stimulus pulses; as

— einer auf das Rückstellsignal ansprechenden Einrichtung (76, 77) zum Zurückstellen des ersten Zählers (68) zwecks Beendigung des Ausgangssignals und Unterbrechung der Reizimpulserzeugung während der Zähldauer des Ausschaltperiodengebers (64,68).- means (76, 77) responsive to the reset signal for resetting the first Counter (68) for the purpose of terminating the output signal and interrupting the generation of stimulus pulses during the counting period of the switch-off period transmitter (64,68).

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einschaltperiode zwischen 1 und 5 Sekunden sowie die Ausschaltperiode zwischen 5 und 25 Sekunden einstellbar ist.2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the switch-on period between 1 and 5 seconds and the switch-off period between 5 and 25 seconds can be set.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine an den Ausschaltperiodengeber (64,68) angeschlossene Einrichtung (65,66, 67) zum Einstellen der Ausschaltperiode.3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized by one of the switch-off period generator (64,68) connected device (65,66, 67) for setting the switch-off period.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausschaltperiodenstelleinrichtung (65,66,67) eine mit dem ersten astabilen Multivibrator (64) verbundene Anordnung zum Steuern der Schwingungsfrequenz des ersten astabilen Multivibrators aufweist.4. Apparatus according to claim 3, characterized in that the switch-off period adjusting device (65,66,67) one with the first astable multivibrator (64) associated arrangement for controlling the oscillation frequency of the first astable multivibrator having.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenzsteuereinrichtung des ersten astabilen Multivibrators (64) ein einstellbares5. Apparatus according to claim 4, characterized in that the frequency control device of the first astable multivibrators (64) an adjustable

ÄC-Zeitglied (65,66,67) aufweistÄC timer (65,66,67)

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine an den Einschaltperiodengeber (70. 72) angeschlossene Einrichtung (73,74,75) zum Einstellen der Einschaltperiode. 6. Device according to one of the preceding claims, characterized by one of the switch-on period encoder (70, 72) connected device (73,74,75) for setting the switch-on period.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Einschaltperiodenstelleinrichtung (73, 74, 75) eine mit dem zweiten astabilen Multivibrator (70) verbundene Anordnung zum Steuern der Schwingungsfrequenz des zweiten astabilen Multivibrators aufweist.7. Apparatus according to claim 6, characterized in that the switch-on period adjusting device (73, 74, 75) an arrangement connected to the second astable multivibrator (70) for controlling the Has oscillation frequency of the second astable multivibrator.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenzsteuereinrichtung des zweiten astabilen Multivibrators (70) ein einstellbares ÄC-Zeitglied (73,74,75) aufweist8. Apparatus according to claim 7, characterized in that the frequency control device of the second astable multivibrator (70) has an adjustable ÄC time element (73,74,75)

9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine zwischen der elektrischen Energiequelle (50) und dem zyklischen Taktgeber (53) liegende Schalteinrichtung (51), nach deren Betätigen elektrische Energie von der Energiequelle (50) zu dem Taktgeber gelangt, und eine mit Jen beiden Zählern (68, 72) gekoppelte Rückstelleinrichtung (79 bis 82), die bei Betätigen der Schalteinrichtung (51) die beiden Zähler (68, 72) zurückstellt 9. Device according to one of the preceding claims, characterized by one between the electrical energy source (50) and the cyclic clock generator (53) lying switching device (51), after the actuation of which passes electrical energy from the energy source (50) to the clock generator, and a with the two counters (68, 72) coupled resetting device (79 to 82), which when the Switching device (51) resets the two counters (68, 72)

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Stimulieren von Muskeln zwecks Behandlung von Wirbelsäulenverkrümmungen, mit zur Übermittlung von elektrischen Reizimpulsen an die Muskeln bestimmten Elektroden und einem mit den Elektroden in Verbindung stehenden Impulsgenerator, der während betreffender Einschalt-Ausschalt-Zyklen für eine Muskelkontraktion und -relaxation sorgt.The invention relates to a device for stimulating muscles for the treatment of spinal curvatures, with electrodes designed to transmit electrical stimulation impulses to the muscles and a pulse generator in communication with the electrodes, which is activated during respective switch-on-switch-off cycles provides muscle contraction and relaxation.

Eine Vorrichtung dieser Art ist aus der CA-Zeitschrift »The Medical Post«, Band 11, Nr. 6 (März 1975), Seiten 34 und 35, bekannt. Nähere Einzelheiten bezüglich der Sciialtungsauslegung der Vorrichtung sind dort nicht angegeben.A device of this type is from CA magazine "The Medical Post", Volume 11, No. 6 (March 1975), pages 34 and 35, known. More details regarding the design of the device are given there not specified.

Des weiteren ist eine Schaltungsanordnung zum Bereitstellen von für die Muskelstimulierung geeigneten Reizimpulsen bekannt (DE-AS 15 64 329), die zu Impulspaketen mit dazwischenliegenden Erholungspausen geformt sind. Dabei werden die beispielsweise jeweils 750 ms betragenden Ein-Aus-Dauern von /?C-GIiedern bestimmt. Je länger diese Zeitintervalle bemessen werden müssen, desto größere Kondensatoren werden erforderlich. Die Anordnung wird entsprechend sperrig und kostspielig.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine mit relativ geringem Kostenaufwand aufzubauende und verhältnismäßig wenig Platz beanspruchende Vorrichtung anzugeben, mit der Einschalt- und Ausschaltzyklen praktisch beliebiger Dauer auf Langzeitbasis zuverlässig und genau vorgegeben werden können.
Furthermore, a circuit arrangement for providing stimulation pulses suitable for muscle stimulation is known (DE-AS 15 64 329), which are formed into pulse packets with intermediate relaxation pauses. The on-off durations of /? C members, each amounting to 750 ms, for example, are determined. The longer these time intervals have to be dimensioned, the larger capacitors are required. The arrangement becomes accordingly bulky and expensive.
The invention is based on the object of specifying a device which is relatively inexpensive to set up and which takes up relatively little space and with which switch-on and switch-off cycles of practically any duration can be reliably and precisely specified on a long-term basis.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein die Einschalt-Ausschalt-Zyklen bestimmender zyklischer Taktgeber mit einer Einschaltperiode und einer Ausschaltperiode sowie ein Oszillator vorhanden sind, der auf die Einschaltperiode des Taktgebers ansprechend die Reizimpulse erzeugt, unddaßderTaktgeber versehen ist mitThis object is achieved according to the invention in that a switch-on-switch-off cycles determining cyclic clock with a switch-on period and a switch-off period as well as an oscillator available which generates the stimulus pulses in response to the switch-on period of the clock, and that the clock is provided with

— einem Ausschaltperiodengeber, der einen eine FoI-- a switch-off period transmitter, which has a foI

ge von Zählimpulsen mit einer ersten vorbestimmten Frequenz erzeugenden ersten astabilen Multivibrator und einen auf die Zählimpulse ansprechenden ersten Zähler aufweist, der nach Zählen einer ersten vorbestimmten Ajizahl von Zählimpulsen ein Ausgangssigna] erzeugt;ge of counting pulses with a first predetermined frequency generating first astable multivibrator and a first counter responsive to the counting pulses, which after counting a first predetermined number of counting pulses generates an output signal;

— einem Einschaltperiodengeber, de/ einen eine Folge von Zählimpulsen mit einer zweiten vorbestimmten Frequenz erzeugenden zweiten astabilen Multivibrator und einen auf die Zählimpulse ansprechenden zweiten Zähler aufweist, der nach Zählen einer zweiten vorbestimmten Anzahl von Zählimpulsen ein Rückstellsignal erzeugt;- a switch-on period encoder, de / one a sequence of counting pulses with a second predetermined frequency generating second astable Having a multivibrator and a second counter responsive to the counting pulses, which after Counting a second predetermined number of counting pulses generating a reset signal;

— einer ersten Einrichtung, die auf das Ausgangssignal hin den ersten astabilen Multivibrator sperrt und den zweiten astabiien Multivibrator entsperrt;- A first device which blocks the first astable multivibrator in response to the output signal and unlocks the second astable multivibrator;

— einer zweiten Einrichtung, die auf das Ausgangssignal hin den Impulsgenerator an eine elektrische Energiequelle anschließt, um während der Zähldauer des Einschaltperiodengebers Reizimpulse zu erzeugen; sowie- A second device which, in response to the output signal, connects the pulse generator to an electrical Energy source connected to generate stimulus pulses during the counting period of the switch-on period transmitter; as

— einer auf das Rückstellsignal ansprechenden Einrichtung zum Zurückstellen des ersten Zählers zwecks Beendigung des Ausgangssignals und Unterbrechung der Reizimpulserzeugung während der Zähldauer des Ausschaltperiodengebers.A device, responsive to the reset signal, for resetting the first counter for the purpose of terminating the output signal and interrupting the generation of stimulus pulses during the counting time of the switch-off period transmitter.

Bei der Vorrichtung nach der Erfindung lassen sich auch lange Einschalt- und Ausschaltperioden vorsehen, ohne daß voluminöse und aufwendige Kondensatoren erforderlich werden. Multivibratoren und Zähler stehen in gedrängter Bauform kostengünstig zur Verfügung.In the device according to the invention, long switch-on and switch-off periods can also be provided, without the need for voluminous and expensive capacitors. Multivibrators and counters are available available in a compact design at low cost.

Vorteilhafte weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.Advantageous further refinements of the invention emerge from the subclaims.

Die Erfindung ist im folgenden anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert. In den Zeichnungen zeigtThe invention is explained in more detail below on the basis of a preferred exemplary embodiment. In the Drawings shows

F i g. 1 eine schematische Darstellung einer typischen skoliotischen Krümmung der Wirbelsäule und einer elektrospinalen Reizvorrichtung nach der Erfindung, sowie F i g. 1 is a schematic representation of a typical scoliotic curvature of the spine and a electrospinal stimulation device according to the invention, as well as

F i g. 2 und 3 schematische Schaltbilder der elektronischen Sende- und Empfangsteile der elektrospinalen Reizvorrichtung.F i g. 2 and 3 are schematic circuit diagrams of the electronic transmitting and receiving parts of the electrospinal Stimulator.

In F i g. 1 ist schematisch eine Wirbelsäule mit typischer skoliotischer Krümmung dargestellt, die mittels einer elektrospinalen Reizstromvorrichtung behandelt werden soll. Die Krümmung besteht aus einer Thoraxkrümmung 10, die von den Wirbeln U und 12 begrenzt ist, sowie einer von den Wirbeln 12 und 14 begrenzten Lumbaikrümmung 13. Es versteht sich, daß es sich bei den die Krümmungen begrenzenden Wirbeln um jeden beliebigen Wirbel der Wirbelsäule handeln kann. Der Wirbel 11 ist der höchste Wirbel, dessen oberer Rand gegenüber dem Thoraxraum geneigt ist, während der Wirbel 14 der tiefste Wirbel ist, dessen unterer Rand eine Neigung gegenüber dem Lumbairaum hat. Der Wirbel 12 ist der tiefste Wirbel, desen unterer Rand gegenüber dem Thoraxraum schräg liegt uiid der höchste Wirbel, dessen oberer Rand gegenüber dem Lumbalraum geneigt ist. Bei der veranschaulichten Wirbelsäule liegen sowohl die Thoraxkrümmung als auch die Lumbaikrümmung bei ungefähr 65°, wenn die Messung entsprechend dem bekannten Cobb-Verfahren erfolgt.In Fig. 1 is a schematic representation of a spine with a typical scoliotic curvature, which by means of an electrospinal stimulation current device is to be treated. The curve consists of a chest curve 10, which is bounded by vertebrae U and 12, and one bounded by vertebrae 12 and 14 Lumbar curvature 13. It will be understood that the curvature delimiting vertebrae are about everyone any vertebra of the spine can act. The vortex 11 is the highest vortex, its upper edge is inclined with respect to the thoracic space, while the vertebra 14 is the deepest vertebra, its lower edge has an inclination towards the lumbar space. The vertebra 12 is the deepest vertebra, its lower edge The highest is inclined in relation to the thoracic space Vertebra, the upper edge of which is inclined with respect to the lumbar space. At the illustrated spine Both the thoracic curvature and the lumbar curvature are approximately 65 ° when the measurement takes place according to the known Cobb method.

Eine typische Skoliosekrümmung besteht aus einer Hauptkrümmung und einer oder mehreren Nebenkrümmungen, die einen Kompensationsmechanismus darstellen, um den Kopf unmittelbar über dem Becken zu halten. Bei der Behandlung erfolgt eine Streckung der Hauptkrümmung durch eine elektrisch ausgelöste Kontraktion der paraspinalen Muskeln in der Nähe der konvexen Seiten der Hauptkrümmung, ohne daß es zu einer Kontraktion derjenigen paraspinalen Muskeln kommt, die so weit über die Hauptkrümmung hinausreichen, daß ihre Kontraktion die Kompensationskrümmung verschlechtern würde. Bei der in F i g. 1 veranschaulichten Krümmung geschieht dies, indem wendelförmige Reizelektroden 40 innerhalb der tiefer liegenden paraspinalen Muskeln an der konvexen Seite der Krümmung (bei der Krümmung 10 an der rechten Seite) angeordnet werden.A typical scoliosis curve consists of a main curve and one or more secondary curves, which represent a compensation mechanism to the head immediately above the pelvis to keep. During the treatment, the main curve is stretched by an electrically triggered one Contraction of the paraspinal muscles near the convex sides of the main curvature without causing it to a contraction of the paraspinal muscles that extend so far beyond the main curvature that their contraction would worsen the compensatory curvature. In the case of the in FIG. 1 illustrated Curvature does this by placing helical stimulus electrodes 40 within the deeper ones paraspinal muscles on the convex side of the curve (at curve 10 on the right side) to be ordered.

Mittels der Reizstromvorrichtung nach F i g. 1 werden die paraspinalen Muskeln trainiert, indem sie durch Anlegen von elektrischen Reizimpulsen B an drei Reizelektroden 40 gestärkt werden. Mindestens zwei der Reizelektroden 40 sind aktive Elektroden, während es sich bei einer der Reizelektroden um eine indifferente Elektrode handelt. Die Reizelektroden 40 werden in unterschiedlichen Tiefen in die paraspinalen Muskeln benachbart der Hauptkrümmung 10 der Wirbelsäule eingebracht. Es wird angenommen, daß diese Muskeln durch Zufuhr von elektrischen Reizen hypertrophieren und es dadurch zu einem leichten Ungleichgewicht im Vergleich zu den Muskeln auf der konkaven Seite der Krümmung *0 kommt, während das Kind in den folgenden Jahren wächst. Dieses Muskelungleichgewicht bringt die Konvexität der Wirbelsäule 10 zum Stehen oder sorgt für deren Korrektur.By means of the stimulation current device according to FIG. 1, the paraspinal muscles are trained in that they are strengthened by applying electrical stimulation pulses B to three stimulation electrodes 40. At least two of the stimulation electrodes 40 are active electrodes, while one of the stimulation electrodes is an indifferent electrode. The stimulation electrodes 40 are introduced into the paraspinal muscles adjacent to the main curve 10 of the spine at different depths. It is believed that the application of electrical stimuli will hypertrophy these muscles, causing a slight imbalance compared to the muscles on the concave side of the curve * 0 as the child grows in the following years. This muscle imbalance brings the convexity of the spine 10 to a standstill or corrects it.

Die Reizelektroden 40 sind an Leitungen 48 angeschlossen, die mit einem biokompatiblen, unter der Haupt implantierten, elektronischen HF-Signalempfänger 17 in Verbindung stehen. Der Empfänger 17 wird im Anschluß an das Einbringen der Reizelektroden 40 durch einen chirurgischen Eingriff subkutan angeordnet. Bei Anwendung der Reizstromvorrichtung legt der Patient eine Sendeantenne 18 über die Stelle, an welcher der Empfänger 17 implantiert ist. Die Antenne 18 ist über eine Leitung 19 an den Ausgang eines Impulses A erzeugenden HF-Senders 24 angeschlossen.The stimulation electrodes 40 are connected to lines 48 which are connected to a biocompatible, electronic RF signal receiver 17 which is implanted under the main body. Following the introduction of the stimulation electrodes 40, the receiver 17 is arranged subcutaneously by a surgical procedure. When using the electrical stimulation device, the patient places a transmitting antenna 18 over the point at which the receiver 17 is implanted. The antenna 18 is connected via a line 19 to the output of an RF transmitter 24 which generates a pulse A.

Im Betrieb wird der HF-Sender 24 in die Nähe des Körpers des ruhenden Patienten gebracht. Die Antenne 18 wird mittels eines Heftpflasters über der Antenne des Empfängers 1/ gehalten. Der Patient schaltet dann den Sender ein. Der Sender 24 erzeugt zyklisch eine Folge der Reizimpulse A. Die Impulse werden vom Empfänger 17 aufgenommen und in Form der Reizimpulse B den Reizelektroden 40 zugeführt. Jeder der Impulse A und B hat eine voreingestellte Breite und Amplitude. Die Impulse wiederholen sich mit einer vorgewählten Frequenz. Während der Ausschaltperiode können sich die Muskeln erholen. Die Einschalt- und Ausschaltperioden können 1 bis 5 s bzw. 5 bis 25 s lang sein, so daß die stimulierten Muskeln kontrahieren und sich entspannen können, ohne daß es zu Ermüdungserscheinungen kommt. Die Impulsfolgefrequenz kann 30 bis 50 Impulse pro Sekunde betragen. Die Amplitude der Impulse läßt sich an den Reizelektroden zwischen 0 und 10 V einstellen. Die Impulsbreite beträgt zweckmäßigerweise ungefähr 220 μ$. Die Parameter lassen sich postoperativ ändern, während die bei dem Patienten erzielten Fortschritte überwacht werden.In operation, the RF transmitter 24 is brought into close proximity to the body of the patient at rest. The antenna 18 is held above the antenna of the receiver 1 / by means of an adhesive plaster. The patient then turns on the transmitter. The transmitter 24 generates a series of stimulus pulses A cyclically. The pulses are picked up by the receiver 17 and fed to the stimulus electrodes 40 in the form of the stimulus pulses B. Each of the pulses A and B has a preset width and amplitude. The impulses repeat themselves with a preselected frequency. The muscles can recover during the switch-off period. The on and off periods can be 1 to 5 s and 5 to 25 s, respectively, so that the stimulated muscles can contract and relax without causing fatigue. The pulse repetition rate can be 30 to 50 pulses per second. The amplitude of the impulses can be set between 0 and 10 V on the stimulation electrodes. The pulse width is expediently about 220 μ $. The parameters can be changed postoperatively while the patient's progress is monitored.

In den F i g. 2 und 3 ist im einzelnen eine Schaltungsanordnung des Senders und des Empfängers der elektrospinalen Reizvorrichtung veranschaulicht. Der Sender 24 gibt über seine Antenne 18 zyklisch eine Folge von HF-Reizimpulsen mit vorbestimmter Folgefre-In the F i g. 2 and 3, a circuit arrangement of the transmitter and the receiver of the electrospinal stimulation device is illustrated in detail. Via its antenna 18, the transmitter 24 cyclically emits a sequence of RF stimulus pulses with a predetermined repetition rate.

quenz, Impulsbreite und Amplitude ab. Diese Großen lassen sich einstellen. Im übrigen ist durch weitere Stellglieder der Schaltungsanordnung auch die Dauer der Impulszüge einstellbar. Der Sender weist eine Stromquelle, beispielsweise in Form einer 9 V-Batterie 50, auf. Bei der Batterie 50 kann es sich um eine herkömmliche Trockenzelle handeln, die den Sender speist und die erforderlichenfalls durch den Patienten ausgetauscht werden kann. Ein Ein-Aus-Schalter 51 liegt in Reihe mit der Batterie und dem Eingang 52 eines Taktgebers 53, dessen Aufbau im einzelnen anhand der F i g. 2 erläutert wird. Der Taktgeber 53 weist eine zyklische Takteinheit zur Vorgabe von Einschalt- und Ausschaltperioden auf, die sich während der Fertigung individuell zwischen einer Millisekunde und einer Stunde einstellen lassen. Der Taktgeber kann so ausgelegt sein, daß die Einschaltdauer zwischen einer und fünf Sekunden sowie die Ausschaltdauer zwischen fünf und 25 Sekunden einstellbar ist. Während der Einschaltdauer des Taktgebers 53 wird eine Speisespannung vom Ausgang 54 an einen die Impulsfolgefrequenz bestimmenden Oszillator 55 gelegt. Immer wenn der Schalter 51 geschlossen ist, geht Speisespannung über eine Leitung 56 an eine Impulsbreitensteuerschaltung 58 und einen HF-Oszillator 60. Keine dieser Baugruppen arbeitet jedoch, solange dem Oszillator 55 keine Spannung zugeführt wird. Ein Siebkondensator 61 liegt zwischen dem Eingang 52 und Masse.frequency, pulse width and amplitude. These big ones can be adjusted. The rest is through further actuators the circuit arrangement also allows the duration of the pulse trains to be set. The transmitter has a power source for example in the form of a 9 V battery 50. The battery 50 can be conventional Acting dry cell that feeds the transmitter and, if necessary, exchanged by the patient can be. An on-off switch 51 is in series with the battery and the input 52 of a clock 53, its structure in detail with reference to FIGS. 2 is explained. The clock generator 53 has a cyclic clock unit for specifying switch-on and switch-off periods, which are individually between a Set the millisecond and one hour. The clock generator can be designed so that the duty cycle between one and five seconds and the switch-off time between five and 25 seconds is. While the clock generator 53 is switched on, a supply voltage is applied from the output 54 to the pulse repetition frequency determining oscillator 55 placed. Whenever the switch 51 is closed, the supply voltage is applied via line 56 to pulse width control circuit 58 and RF oscillator 60. None However, this assembly works as long as the oscillator 55 is not supplied with voltage. A filter capacitor 61 lies between input 52 and ground.

Der Oszillator 55 erzeugt eine Folge von Impulsen, die sich mit vorbestimmter Folgefrequenz wiederholen, solange die Speisespannung am Ausgang 54 des Taktgebers 53 anliegt. Diese Impulsfolge wird der Impulsbreitensteuerschaltung 58 zugeführt Die Impulsbreitensteuerschaltung 58 kann einen monostabilen Multivibrator aufweisen, der durch jeden vom Oszillator 55 abgegebenen Impuls getriggert wird, um einen weiteren Impuls zu erzeugen. Zur Einstellung der Breite des abgegebenen Impulses ist der Multivibrator mit einem Stell widerstand versehen. Der HF-Oszillator 60 schwingt mit einer vorbestimmten Frequenz, beispielsweise 460 kHz, wenn ein Ausgangsimpuls von der Impulsbreitensteuerscha'tung 58 eingeht Dies führt zu einer Folge von Impulsen, von denen jeder eine vorbestimmte Impulsbreite hat und die sich während der Einschaltdauer des Taktgebers 53 mit voreingestellter Folgefrequenz wiederholen. Jeder Impuls besteht dementsprechend aus einem H F-Energiestoß, wie dies in F i g. 1 bei A angedeutet ist Der HF-Oszillator 60 weist eine Amplitudensteuerschaltung auf, um die Spannungsamplitude der HF-Impulse einstellen zu können.The oscillator 55 generates a sequence of pulses which are repeated at a predetermined repetition frequency as long as the supply voltage is applied to the output 54 of the clock generator 53. This pulse train is fed to the pulse width control circuit 58. The pulse width control circuit 58 can comprise a monostable multivibrator which is triggered by each pulse emitted by the oscillator 55 in order to generate a further pulse. The multivibrator is equipped with a control resistor to adjust the width of the emitted pulse. The RF oscillator 60 oscillates at a predetermined frequency, for example 460 kHz, when an output pulse from the pulse width control circuit 58 is received repeat the preset repetition rate. Each pulse accordingly consists of an H F burst of energy, as shown in FIG. 1 is indicated at A. The RF oscillator 60 has an amplitude control circuit in order to be able to set the voltage amplitude of the RF pulses.

Die Antenne 18 ist an den Ausgang des HF-Oszillators 60 angeschlossen. Ihre Aufgabe ist es. die HF-Impulse durch die Haut des Patienten hindurch zur Empfängerschaltung gelangen zu lassen. Die Energie gelangt von der Sendeantenne zu einer im Empfänger 17 befindlichen Antenne 62, wo sie aufgenommen und über die Leitungen 48 und die Elektroden 40 dem Muskel zugeführt wird.The antenna 18 is connected to the output of the RF oscillator 60. Your job is. the RF pulses to get through the skin of the patient to the receiver circuit. The energy arrives from the transmitting antenna to an antenna 62 located in the receiver 17, where it is received and via the Leads 48 and the electrodes 40 is fed to the muscle.

Die Stromquelle 50 liegt über den Schalter 51 in Reihe mit dem Eingang 52. Wie aus Fig.2 hervorgeht, weist der Taktgeber 53 einen ersten astabilen Multivibrator 64 auf, der mit einer Frequenz schwingt, die durch das externe /?C-Zeitglied 65,66 und 67 bestimmt wird. Ein erster binärer Zähler 68 nimmt die Impulse von dem ersten astabilen Multivibrator 64 auf, bis ein vorbestimmter Zählwert erreicht ist Daraufhin gibt der Zähler 68 ein hochliegendes Ausgangssignal auf eine Leitung 69. Dieses Signal wird dem Α-Eingang des Multivibrators 64 zugeführt um diesen anzuhalten. Ferner gelangt das Signal zu dem /t-Eingang eines zweiten astabilen Multivibrators 70. Aufgrund des hochliegenden Signals am Eingang A des Multivibrators 70 gibt dieser Impulse an einen zweiten binären Zähler 72, der die Anzahl der von dem zweiten astabilen Multivibrator 70 angelieferten Impulse zählt, bis ein vorbestimmter Zählwert erreicht ist. Die Frequenz der von dem zweiten astabilen Multivibrator 70 erzeugten Impulse wird durch ein ÄC-Zeitglied 73,74 und 75 bestimmt.The current source 50 is connected in series with the input 52 via the switch 51. As can be seen from FIG. 66 and 67 is determined. A first binary counter 68 receives the pulses from the first astable multivibrator 64 until a predetermined count is reached. The counter 68 then gives a high output signal on a line 69. This signal is fed to the Α input of the multivibrator 64 to stop it. Furthermore, the signal arrives at the / t input of a second astable multivibrator 70. Due to the high level signal at input A of the multivibrator 70, it sends pulses to a second binary counter 72, which counts the number of pulses delivered by the second astable multivibrator 70, until a predetermined count is reached. The frequency of the pulses generated by the second astable multivibrator 70 is determined by an λC time element 73, 74 and 75.

Wenn der zweite Zähler 72 den vollen Zählwert erreicht hat, geht auf eine Leitung 76 ein hochliegendes Ausgangssignal, das über eine Diode 77 dem Rückstelleingang des ersten Zählers 68 zugeführt wird; dadurch verschwindet das hochliegende Ausgangssignal auf der Leitung 69. In diesem Augenblick bewirkt das niedrigliegende Ausgangssignal, das dem /4-Eingang des ersten astabilen Multivibrators 64 zugeht, daß dieser Multivibrator zu schwingen beginnt. Das niedrigliegende Ausgangssignal, das am /4-Eingang des zweiten astabilen Multivibrators 70 erscheint, hat zur Folge, daß dieser Multivibrator zu schwingen aufhört. Das von dem ersten astabilen Multivibrator 64 erzeugte Ausgangssignal wird über eine Leitung 78 dem Rückstelleingang des Zählers 72 zugeführt; das hochliegende Ausgangssignal auf der Leitung 76 verschwindet; der Zähler 68 wird nicht mehr länger zurückgestellt und kann zu zählen beginnen.When the second counter 72 has reached the full count, a line 76 is high Output signal which is fed to the reset input of the first counter 68 via a diode 77; through this the high output on line 69 disappears. At this point, the low output causes the / 4 input of the first astable multivibrator 64 approaches that this multivibrator begins to oscillate. The low-lying output signal, that appears at the / 4 input of the second astable multivibrator 70, has the consequence that this Multivibrator stops vibrating. The output signal generated by the first astable multivibrator 64 is fed via a line 78 to the reset input of the counter 72; the high output signal disappears on line 76; the counter 68 is no longer reset and can count kick off.

Die Schwingfrequenzen der astabilen Multivibratoren 64 und 70 werden durch die Ladedauer der Kondensatoren 67 bzw. 75 bestimmt; sie lassen sich durch Verstellen der Stellwiderstände 66 bzw. 74 ändern.The oscillation frequencies of the astable multivibrators 64 and 70 are determined by the charging time of the capacitors 67 and 75 determined; they can be changed by adjusting the variable resistors 66 and 74, respectively.

Um eine einwandfreie Funktion des Taktgebers 53 sicherzustellen, sorgt eine von einem Kondensator 79. einem Widerstand 80 sowie Dioden 81 und 82 gebildete und zwischen dem Spannungsversorgungseingang 52 sowie den Rückstelleingängen der Zähler 68 und 72 liegende Rückstellschaltung dafür, daß beim Anlegen von Spannung aufgrund eines Schließens des Schalters 51 (F i g. 3) durch den Patienten die Zählerstände in beiden Zählern auf Null zurückgestellt werden, indem Speisespannung über den Kondensator 79 und die Dioden 81, 82 geführt wird. Da die Speisespannung am Kondensator 79 rasch ansteigt verschwindet das Rückstellsignal schnell; die Zähler werden in der erläuterten Weise funktionsfähig gemacht; der Taktgeber 53 steht am Anfang seiner Einschaltperiode.In order to ensure that the clock generator 53 functions properly, one of a capacitor 79 is used. a resistor 80 and diodes 81 and 82 and formed between the voltage supply input 52 as well as the reset inputs of the counters 68 and 72 lying reset circuit for the fact that when applying Voltage due to the patient closing switch 51 (Fig. 3) shows the counters in both Counters can be reset to zero by supplying voltage across the capacitor 79 and the diodes 81, 82 is performed. Since the supply voltage on the capacitor 79 rises rapidly, the reset signal disappears fast; the counters are made functional in the manner explained; the clock 53 is at the beginning its switch-on period.

Speisespannung wird dem Oszillator 55 während der Einschaltdauer des Taktgebers 53 zugeführt, d. h. für die Zeitspanne, die an das Erreichen des vollen Zählwerts im ersten Zähler 68 anschließt und während deren der zweite Zähler 72 zählt Das hochliegende oder relativ positive Ausgangssignal des ersten Zählers 68 wird über die Leitung 69 der Basis eines Schalttransistors 83 zugeführt, dessen Emitter-Kollektor-Strecke zwischen Masse und dem Verbindungspunkt von Widerständen 84 und 85 liegt Der Widerstand 84 ist an die Speisespannungsquelle angeschlossen, während der Widerstand 85 mit der Basis eines Leistungsschalttransistors 86 verbunden ist Die der Basis des Transistors 83 zugeführte positive Spannung steuert den Transistor 83 auf; die Spannung an der Basis des Transistors 86 sinkt so daß auch der Transistor 86 stromführend wird und Batteriestrom vom Eingang 52 zum Ausgang 54 fließen läßt Auf diese Weise wird Batteriespannung über den Transistor 86 an den Oszillator 55 angelegtSupply voltage is fed to the oscillator 55 during the switch-on period of the clock generator 53, i. H. for the Period of time following the reaching of the full count value in the first counter 68 and during which the second counter 72 counts The high or relatively positive output signal of the first counter 68 is over the line 69 is fed to the base of a switching transistor 83, the emitter-collector path of which is between ground and the connection point of resistors 84 and 85 is. Resistor 84 is connected to the supply voltage source connected, while the resistor 85 is connected to the base of a power switching transistor 86 The positive voltage applied to the base of transistor 83 turns transistor 83 on; the The voltage at the base of the transistor 86 drops so that the transistor 86 is also energized and battery current from input 52 to output 54 allows battery voltage to flow across the transistor 86 is applied to the oscillator 55

Bei den astabilen Multivibratoren und den Zählern kann es sich zweckmäßig um integrierte C-MOS-Schaltungen vom Typ RCA-4047 und RCA-4040 handeln, dieThe astable multivibrators and the counters can expediently be integrated C-MOS circuits of the type RCA-4047 and RCA-4040, the

von der RCA Corporation auf den Markt gebracht werden. marketed by RCA Corporation.

Der Oszillator 55 nach F i g. 3 weist eine Bezugsspannungsquelle auf, zu der ein Transistor 88, Widerstände 90,91,92 und 93, ein Kondensator 94 und eine Diode 95 gehören und die eine Bezugsspannung an den Oszillatorteil der Baustufe 55 anlegt, die von einem programmierbaren Unijunktionstransistor (PUT) 96, einem Fequenzstellwiderstand 97, einem Widerstand 98 und einem Kondensator 99 gebildet wird. Die Speisespannung erscheint an einem von den Widerständen 90 und 91 gebildeten Bezugsspannungsteiler; die Verbindungsstelle der beiden Widerstände 90,91 ist an die Basis des Transistors 88 angeschlossen. Der Transistor 88 wird dadurch normalerweise so vorgespannt, daß er an der Verbindungsstelle des Widerstandes 92 wnd des Kondensators 94 die Speisespannung abzüglich des Durchlaßspannungsabfalls des Transistors 88 erscheinen läßt. Die auf diese Weise über die Widerstände 92,93 und die Diode 95 angelegte Speisespannung wird dem G-PoI des Unijunktiontransistor 96 zugeführt, um dort als Bezugsspannungspegel zu dienen. Die Widerstände 92 und 93 haben einen verhältnismäßig niedrigen bzw. einen verhältnismäßig hohen Widerstandswert. Infolgedessen bilden der Kondensator 94, der Widerstand 92 und die Diode 95 in der Durchlaßrichtung eine niederohmige Spannungsquelle für den G-PoI des Unijunctionstransistors 96. Um andererseits zu verhindern, daß der Unijunctionstransistor % durch den Sperrstromfluß in den eingeschalteten Zustand gekippt wird, stellt der Widerstand 93 am G-PoI eine hohe Impedanz dar. Die Frequenz der Impulserzeugung wird durch das RC-Zehglied bestimmt das den Frequenzstellwiderstand 97, den Widerstand 98, den Kondensator 99 und den Unijunctionstransistor 96 umfaßt. Wenn Speisespannung an das ÄC-Zeitglied angelegt wird, steigt die Spannung am Kondensator 99 an, bis die an der Anode des Unijunctionstransistors 96 auftretende Spannung die Bezugsspannung am G-PoI übertrifft, worauf der Unijunctionstransistor 96 leitend gemacht wird, um an seiner Kathode einen Ausgangsimpuls abzugeben. Wenn der Unijunktionstransistor leitet, wird die am Kondensator 99 anstehende Spannung über Widerstände 100 und 102 nur auf das Bezugspotential am G-PoI entladen. Der Unijunctionstransistor % wird leitend gemacht, solange die seiner Anode zugeführte positive Spannung die an den G-PoI angelegte Spannung übertrifft. Die Werte des Kondensators 99 und der Widerstände 100 und 102 sind so gewählt, daß ein positives nadeiförmiges Ausgangssignal entsteht, das über eine Leitung 103 an die Impulsbreitensteuerschaltung 58 geht Die Schwin-The oscillator 55 of FIG. 3 has a reference voltage source, to which a transistor 88, resistors 90, 91, 92 and 93, a capacitor 94 and a diode 95 belong and which applies a reference voltage to the oscillator part of component 55, which is provided by a programmable uni-function transistor (PUT) 96 , a frequency variable resistor 97, a resistor 98 and a capacitor 99 is formed. The supply voltage appears at a reference voltage divider formed by resistors 90 and 91; the junction of the two resistors 90, 91 is connected to the base of transistor 88. The transistor 88 is thereby normally biased so that it allows the supply voltage minus the forward voltage drop of the transistor 88 to appear at the junction of the resistor 92 and the capacitor 94. The supply voltage applied in this way via the resistors 92, 93 and the diode 95 is fed to the G-PoI of the unijunction transistor 96 in order to serve there as a reference voltage level. The resistors 92 and 93 have a relatively low and a relatively high resistance value, respectively. As a result, the capacitor 94, the resistor 92 and the diode 95 form a low-resistance voltage source for the G-PoI of the unijunction transistor 96 in the forward direction 93 at the G-PoI represents a high impedance. The frequency of the pulse generation is determined by the RC toe member which includes the frequency variable resistor 97, the resistor 98, the capacitor 99 and the unijunction transistor 96. When the supply voltage is applied to the λC timer, the voltage on the capacitor 99 rises until the voltage appearing at the anode of the unijunction transistor 96 exceeds the reference voltage at the G-PoI, whereupon the unijunction transistor 96 is made conductive to produce an output pulse at its cathode submit. When the unijunction transistor conducts, the voltage present at the capacitor 99 is only discharged via resistors 100 and 102 to the reference potential at the G-PoI. The unijunction transistor% is made conductive as long as the positive voltage applied to its anode exceeds the voltage applied to the G-PoI. The values of the capacitor 99 and the resistors 100 and 102 are selected in such a way that a positive needle-shaped output signal is produced which is sent via a line 103 to the pulse width control circuit 58.

f λ r\ :ιι_· i__u cc ι j :* j:~ f λ r \ : ιι_ i__u cc ι j: * j: ~

guiigau cijucui. uci v*r:>£.iimiui summing jj uiiu uatini uic Frequenz, mit der Reizimpulse erzeugt werden, läßt sich durch Ändern des Frequenzstellwiderstandes 97 vorwählen. guiigau cijucui. uci v * r:> £ .iimiui summing jj uiiu uatini uic The frequency with which stimulus pulses are generated can be preselected by changing the frequency variable resistor 97.

Die Impulsbreitensteuerschaltung 58 arbeitet als monostabiler Multivibrator, der auf das positive nadeiförmige Ausgangssignal der Oszillatorschaltung 55 hin einen Ausgangsimpuls mit gleichförmiger Impulsbreite erzeugt, der dem Eingang des HF-Oszillators 60 zugeführt wird.The pulse width control circuit 58 operates as a monostable multivibrator which, in response to the positive needle-shaped output signal of the oscillator circuit 55, generates an output pulse with a uniform pulse width which is fed to the input of the RF oscillator 60.

Da die Kathode des Unijunktionstransistors 96 über die Widerstände 100 und 102 normalerweise auf Massepotential gehalten ist, führt ein nachgeschalteter Transistor 104 normalerweise keinen Strom. Zu den die Impulsbreite bestimmenden Elementen der Impulsbreitensteuerschaltung 58 gehören ein Impulsbreitenstellwiderstand 106, ein Widerstand 108, ein Kondensator 110 und ein Widerstand 112. Die Verbindungsstelle von Widerstand 112 und Kondensator 110 ist mit dem Kollektor des normalerweise gesperrten Transistors 104 verbunden, während sich der Kondensator 110 norma- !erweise auf eine vorbestimmte Spannung von positiver Polarität an der genannten Verbindungsstelle auflädt. Die Basis eines zweiten Transistors 114 ist an die Verbindungsstelle von Widerstand 108 und Kondensator 110 angeschlossen. Die Kollektor-Emitter-Strecke desSince the cathode of the unijunction transistor 96 is normally held at ground potential via the resistors 100 and 102 , a transistor 104 connected downstream normally does not carry any current. The pulse width determining elements of the pulse width control circuit 58 include a pulse width variable resistor 106, a resistor 108, a capacitor 110 and a resistor 112. The junction of resistor 112 and capacitor 110 is connected to the collector of the normally off transistor 104 , while capacitor 1 10 normally charges to a predetermined voltage of positive polarity at the connection point mentioned. The base of a second transistor 114 is connected to the junction of resistor 108 and capacitor 110 . The collector-emitter path of the

ίο Transistors 114 liegt in Reihe mit einem Widerstand 116 parallel zur Speisespannungsquelle. Die Verbindungsstelle des Widerstandes 116 und des Kollektors des Transistors 114 ist über eine Leitung 118 an die Verbindungsstelle der Widerstände 100 und 102 angeschlossen.ίο transistor 114 is in series with a resistor 116 parallel to the supply voltage source. The junction of the resistor 116 and the collector of the transistor 114 is connected to the junction of the resistors 100 and 102 via a line 118 .

Normalerweise führt der Transistor 114 bei gesperrtemNormally, transistor 114 conducts when it is off

τ* :_a *ι\λ Ct _ -.-. j.n «... j.... ι A:«..H_ 4 4 ο &i.«.τ *: _a * ι \ λ Ct _ -.-. jn «... j .... ι A :« .. H _ 4 4 ο & i. «.

iiauaiaivii iv* juuiu, au uau an uct i-ictLuiig ι io maascpotential liegt iiauaiaivii iv * juuiu, au uau an uct i-ictLuiig ι io maascpotential lies

Wenn an der Kathode des Unijunctionstransistors 96 ein nadeiförmiges Signal erzeugt und über die Leitung 103 an die Basis des Transistors 104 angelegt wird, wird der Transistor 104 stromführend. Der Kondensator 110 entlädt sich über den Transistor 104 und die Widerstände 106 und 108. Gleichzeitig wird der Transistor 114 gesperrt, so daß das Potential an der Leitung 118 ansteigt. Das erhöhte Potential an der Leitung 118 gelangt über den Widerstand 100 und die Leitung 103 zurück zur Basis des Transistors 104, wodurch dieser durch Mitkopplung stromführend gehalten wird, solange sich der Kondensator 110 weiter entlädt Diese Zeitspanne bildet die Impulsbreite der übermittelten Reizimpulse. Bei den Ausgangsimpulsen der Impulsbreitensteuerschaltung 58 handelt es sich um eine Rechteckwelle, die auf einer Leitung 119 erscheint.
Die Leitung 119 ist an den Eingang des HF-Oszillators 60 angeschlossen. Der über die Leitung 119 laufende Ausgangsimpuls triggert den Oszillator 60, so daß dieser ein HF-Sendesignal mit einer durch die Schaltung 58 bestimmbaren Impulsbreite und einer von der Schaltung 55 vorgegebenen Folgefrequenz während der Einschaltdauer des Taktgebers 53 erzeugt. Die Amplitude des gesendeten HF-Reizsignals kann mittels eines Amplitudensteuerelements des Oszillators 60 eingestellt werden.
When a needle-shaped signal generated at the cathode of the Unijunctionstransistors 96 is applied via line 103 to the base of the transistor 104, the transistor 104 is energized. The capacitor 110 discharges via the transistor 104 and the resistors 106 and 108. At the same time, the transistor 114 is blocked, so that the potential on the line 118 rises. The increased potential on line 118 passes through resistor 100 and line 103 back to the base of transistor 104, which means that it is kept live by positive feedback as long as capacitor 110 continues to discharge. This period of time forms the pulse width of the transmitted stimulus pulses. The output pulses from the pulse width control circuit 58 are a square wave that appears on a line 119.
The line 119 is connected to the input of the RF oscillator 60 . The output pulse running over the line 119 triggers the oscillator 60 so that it generates an RF transmission signal with a pulse width that can be determined by the circuit 58 and a repetition frequency predetermined by the circuit 55 while the clock generator 53 is switched on. The amplitude of the transmitted RF stimulus signal can be adjusted by means of an amplitude control element of the oscillator 60 .

Der H F-Oszillator 60 umfaßt:The RF oscillator 60 includes:

1. einen Colpitts-Oszillator mit Transistoren 120 und 122, einer einstellbaren Induktivität 124, Kondensatoren 126 und 128 sowie einem Widerstand 130, der ein Oszillatorsignal von vorbestimmten Frequenz, beispielsweise 46OkHz, während der Dauer des Ausgangsimpulses der Schaltungsstufe 55 erzeugt; einen auf das HF-Signal ansprechenden Eir.ittcrfolgeverstärker mit einem Transistor 131, Widerständen 132,134 und 136 sowie einem Kondensator 138 zum Ankoppeln des HF-Signals an;1. a Colpitts oscillator with transistors 120 and 122, an adjustable inductance 124, capacitors 126 and 128 and a resistor 130 which generates an oscillator signal of a predetermined frequency, for example 46OkHz, during the duration of the output pulse of the circuit stage 55; a relay amplifier responsive to the RF signal and having a transistor 131, resistors 132, 134 and 136 and a capacitor 138 for coupling the RF signal to;

3. einen C-Verstärker mit einem Transistor 140, einer Induktivität 142, einem Ampiitudenstellwiderstand 144 und einem Widerstand 146 zum weiteren Verstärken und Trennen des HF-Signals von der Speisegleichspannung, sowie;3. a C amplifier with a transistor 140, an inductance 142, an amplitude variable resistor 144 and a resistor 146 for further amplifying and separating the HF signal from the DC supply voltage, and;

4. eine Oszillatorantennenschaltung mit Kondensatoren 148 und 150, die in Verbindung mit der Induktivität der Antenne 18 mit der gleichen HF-Frequenz, beispielsweise 460 kHz, mitschwingt.4. An oscillator antenna circuit with capacitors 148 and 150 which, in conjunction with the inductance of the antenna 18 , resonates with the same RF frequency, for example 460 kHz.

Die induktiven und kapazitiven Werte der Colpitts-Oszillatorschaltung sind derart bemessen, daß bei Ankopplung an die Speisespannung durch StromführungThe inductive and capacitive values of the Colpitts oscillator circuit are dimensioned in such a way that when coupled to the supply voltage by current conduction

99

der Transistoren 120 und 122 aufgrund des positiven Ausgangsimpulses auf der Leitung 119 an der Basis des Transistors 131 eine HF-Schwingung auftritt. DieTransistoren 131 und 140 verstärken die Schwingungen undof transistors 120 and 122 due to the positive output pulse on line 119 at the base of transistor 131, an HF oscillation occurs. The transistors 131 and 140 amplify the oscillations and

koppeln sie an die Resonanzantennenschaltung an. Die Induktivität 142 bildet eine Strecke niedriger Impedanzcouple it to the resonance antenna circuit. The inductor 142 forms a low impedance path

für Hochfrequenzsignale sowie eine Strecke hoher Impedanz für das Speisegleichspannungspotential, so daßfor high-frequency signals and a high-impedance path for the DC supply voltage potential, so that

der Transistor 140 als C-Verstärker arbeiten kann. Derthe transistor 140 can operate as a C amplifier. Of the

Stromverstärkungsfaktor des Transistors 140 ist mittelsCurrent amplification factor of transistor 140 is by means of

des Stellwiderstandes 144 einstellbar. Diese Einstellung erfolgt normalerweise durch den Chirurgen zum Zeitpunkt der Implantation und während einer postoperativen Behandlung.of the variable resistor 144 adjustable. This adjustment is usually made by the surgeon at the time of implantation and during postoperative treatment.

Die HF-Signale werden von dem auf Resonanz abgestimmten Empfänger 17 aufgenommen. Der EmpfängerThe RF signals are picked up by the receiver 17, which is tuned to resonance. The recipient

17 umfaßt die Induktivität 62 der Empfangsantenne, Kondensatoren 154, 156 und 158, eine Diode 160 und einen Widerstand 162, die alle in bekannter Weise als Empfänger geschaltet sind, um 460 kHz-Signale zu erfassen, die erfaßten Signale gleichzurichten sowie die Signale auszufiltern, um eine Impulsfolge der in F i g. 1 bei B veranschaulichten Art zu erhalten. Die I eitungen 48, die die empfangenen HF-Reizsignale an die entfernten Stimulationsstellen weitergeben, sind in der veranschaulichten Weise mit dem Empfänger 17 verbunden.17 comprises the inductance 62 of the receiving antenna, capacitors 154, 156 and 158, a diode 160 and a resistor 162, all of which are connected in a known manner as receivers in order to acquire 460 kHz signals, rectify the acquired signals and filter out the signals, a pulse train of the in F i g. 1 type illustrated at B. The lines 48, which forward the received RF stimulus signals to the remote stimulation sites, are connected to the receiver 17 in the manner illustrated.

Die Vorrichtung nach der Erfindung kann in vorteilhafter Weise mit drei Elektroden arbeiten, und zwar zwei negativen Reizelektrcden und einer positiven indifferenten Elektrode. Bei den Reizsignalen kann es sich um intermittierende Stöße von zweiphasigen Rechteckwellenimpulsen handeln, wobei die Reizung für eine Zeitdauer von jeweils 1 bis 5 Sekunden mit dazwischenliegenden Intervallen von 5 bis 25 Sekunden erfolgt. Durch eine derartige intermittierende Reizung wird ein Ermüden der Muskeln verhindert. Ein Tastverhältnis (Verhältnis von Einschaltdauer zu Ausschaltdauer) von 1 bis 5 erwies sich als vorteilhaft, um die Muskelermüdung weiter herunterzusetzen. Vorteilhafterweise wirdThe device according to the invention can operate in an advantageous manner with three electrodes, namely two negative stimulus electrodes and one positive indifferent electrode. With the stimulus signals it can be are intermittent bursts of two-phase square wave pulses, with the stimulation for a Duration of 1 to 5 seconds each with intervals of 5 to 25 seconds in between. Such intermittent stimulation prevents muscle fatigue. A duty cycle (Ratio of on-time to off-time) of 1 to 5 proved to be beneficial to muscle fatigue further decrease. Advantageously, will

J mit einer Impulsfolgefrequenz von 30 bis 60 Impulsen jeJ with a pulse repetition rate of 30 to 60 pulses each

, a Sekunde und mit einer Impulsamplitude von ungefähr, a second and with a pulse amplitude of approximately

3 V gearbeitet. Während der Behandlung erfolgt eine Stimulation zweckmäßig innerhalb einer Zeitspanne von 8 bis 10 Stunden während des Schlafs; die Behandlung wird fortgesetzt, bis der Patient mindestens die Reife erlangt hat, im allgemeinen bis der Patient 16 bis3 V worked. Stimulation expediently takes place within a period of time during the treatment from 8 to 10 hours during sleep; treatment continues until the patient has at least the Achieved maturity, generally until the patient is 16 to

18 Jahre alt ist Wenn jedoch eine Annäherung an die gewünschte Korrektur erreicht ist, kann die Behandlung auf intermittierender (nicht täglicher) Basis weiterge-18 years of age However, when the desired correction is approached, treatment can be on an intermittent (not daily) basis

führt werden, um die Gefahr einer Überkorrektur zuleads to the risk of overcorrection too

vermindern.Reduce.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

S5S5

•0• 0

CSCS

Claims (1)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Vorrichtung zum Stimulieren von Muskeln zwecks Behandlung von Wirbelsäulenverkrümmungen, mit zur Übermittlung von elektrischen Reizimpulsen an die Muskeln bestimmten Elektroden und einem mit den Elektroden in Verbindung stehenden Impulsgenerator, der während betreffender Einschalt-Ausschalt-Zyklen für eine Muskelkontraktion und -relaxation sorgt, dadurch gekenzeichn e t, daß ein die Einschalt-Ausschalt-Zyklen bestimmender zyklischer Taktgeber (53) mit einer Einschaltperiode und einer Ausschaltperiode sowie ein Oszillator (55) vorhanden sind, der auf die Einschaltperiode des Taktgebers (53) ansprechend die Reizimpulse erzeugt, und daß der Taktgeber (S3) versehen ist mit1. Device for stimulating muscles for the treatment of spinal curvatures, with electrodes designed to transmit electrical stimulation impulses to the muscles and a pulse generator connected to the electrodes, which during the relevant switch-on-switch-off cycles ensures muscle contraction and relaxation, thereby marked e t that a switch-on-switch-off cycles determining cyclic clock (53) with a switch-on period and a switch-off period as well as an oscillator (55) are present, which is based on the switch-on period of the clock (53) responsively generated the stimulus pulses, and that the clock (S3) provided is with
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1564329B2 (en) * 1965-05-26 1973-03-29 Medical And Biological Instrumentation Ltd., Ashford, Kent (Grossbritannien) CIRCUIT ARRANGEMENT FOR GENERATING ELECTRIC PULSES FOR MUSCLE IRRITATION

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