HU214867B - Készülék meghatározott hullámformájú villamos jel előállítására - Google Patents

Abstract

A találmány készülék meghatárőzőtt hűllámfőrmájú villamős jelelőállítására, amely tartalmaz az előre meghatárőzőtt hűllámfőrmaegymás űtáni szegmenseit leképező számsőrőzatőt tárőló eszkö t,órajellel vezérelt digitális számlálót (2) és ezek által vezérelt, avillamős jelet előállító egységet. A találmány szerint a villamősjelet előállító egység kapcsőlóüzemű tápegység (1), amelyneklektrőnikűs kapcsőlóeleme és a kapcsőlóelem zárásakőr tápfeszültségre(Vcc) kapcsőlódó, a kapcsőlóelem nyitásakőr pedig kőndenzátőrba (C1)kisülő indűktivitása (L1) van, ahől a kőndenzátőr ( 1) kivezetéseimeghatárőzőtt hűllámfőrmájú villamős feszültséget szőlgáltatnak,tővábbá a készülék tartalmaz a számlálóba (2) a számsőrőzat számait,mint a számláló (2) által végzett számlálás hat rértékeit egymás űtánbeíró egységet, ahől a kapcsőlóelem a számlálónak (2) a kapcsőlóelemeta számlálási határérték elérésekőr előre meghatárőzőtt időtartamú zártállásba vezérlő kimenetéhez (18) va csatlakőztatva. ŕ

Description

A találmány meghatározott hullámformájú villamos jel létrehozására szolgáló készülékre vonatkozik. A találmány szerinti készüléket előnyösen gyógyhatású termékek bőrön keresztül történő bejuttatására szolgáló berendezésben vagy valamely szerv villamos stimulálására szolgáló berendezésben lehet alkalmazni.

Ismeretesek meghatározott hullámformájú villamos jel előállítására szolgáló készülékek. Ilyen készüléket ismertetnek például a DE 33 34461 Al szabadalmi leírásban. Ez a készülék statikus átalakító villamos terhelés, például többfázisú motor tápfeszültségének vezérlésére. A készülékkel vezérelhető a tápfeszültség frekvenciája, hullámformája és amplitúdója, és így a motor forgása gyorsítható, a motor fékezhető, illetve forgása megfordítható. A tápfeszültség hullámformájára vonatkozó adatok digitális memóriában vannak eltárolva. A memória címzését vezérlőegységgel vezérelt számlálók végzik, s a memória megcímzett adatbájtjának nyolc bitje egy-egy teljesítménytranzisztorhoz van rendelve, amely teljesítménytranzisztorok egy kimeneti egységben vannak elhelyezve.

Ez az ismert készülék kialakítása folytán nagy fogyasztók vezérlésére alkalmas, és robusztus mérete miatt nem lehet a fenti gyógyászati berendezésekben alkalmazni.

Ismeretesek gyógyhatású termékek iontoforézises bejuttatására szolgáló berendezések is. Ilyen berendezést ismertetnek például a WO-A-88/08729 és az FR-A-2656223 szabadalmi leírásban. A WO-A88/08729 szabadalmi leírásban ismertetett berendezés mikroprocesszorral vezérelt programozható feszültségforrást tartalmaz, amellyel a berendezés elektródáira meghatározott feszültségű és frekvenciájú impulzusokat adnak. A leírásban azonban nincs kitanítás a programozható feszültségforrás mikroprocesszoros vezérléséről és a programozható feszültségforrás felépítéséről.

A gyógyhatású termékek iontoforézises bejuttatására szolgáló berendezéseknél a fiziológiailag aktív hatóanyag ionizált molekulái - amelyeket a továbbiakban gyógyhatású termékeknek nevezünk - áthatolnak a páciens bőrén. Az ionizált molekulák áramlását a páciens bőrének két szomszédos területe között fennálló potenciálkülönbség okozza.

A páciens által időegység alatt felvett gyógyhatású termék mennyisége egyértelműen attól a villamos áramtól függ, amelyet a páciens bőrének két területe között alkalmazott potenciálkülönbség hoz létre. A tanulmányok mutatják ezen áram erőssége pontos ellenőrzésének előnyeit. Az áramot előre meghatározott, egymást követő időperiódusokra be és ki lehet kapcsolni, vagy amplitúdómodulálást lehet végezni szinuszos, háromszög, fürészfog vagy négyzetes hullámforma szerint a különféle kezelésekhez, molekulákhoz stb. kialakított, gyógyhatású termékek bejuttatására szolgáló különféle programoknak megfelelően. Hivatkozunk Pikal és Shah „Fluxusnövelés mechanizmusának tanulmányozása csupasz egérbőrön keresztül impulzusos egyenáramú iontoforézis segítségével” című cikkére, amely a Pharmaceutical Research 1991. évi 8. évfolyamának 3. számában, a 365-369. oldalakon jelent meg, valamint Chien és társai „Terápiái peptidek és proteinek bőrön keresztül történő elősegített szállítása iontoforézises átjuttató eszköz segítségével” című, a Journal of Controlled Release 1990. évi 13. számában, a 263-278. oldalakon megjelent cikkére. Ahogy azt a publikációkban ismertetik, az egyenfeszültség bőrre történő hosszabb idejű alkalmazása a bőr elektrokémiai polarizációját okozza, különösen az elszarusodott rétegben észlelt kapacitív hatás következtében. Ez a polarizáció a gyógyhatású terméket alkotó ionizált molekulák iontoforézises szállításával kapcsolatos villamos áram csökkenését okozza, és ily módon csökkenést okoz az időegység alatt bejuttatott gyógyhatású termék mennyiségében a kívánt mennyiséghez viszonyítva. E probléma ismert megoldása az, hogy pulzáló egyenfeszültséget alkalmaznak az elszarusodott réteg depolarizálási idejének megfelelően.

A gyógyhatású termékek iontoforézissel támogatott, bőrön keresztül történő bejuttatásával kapcsolatban felmerült, hogy könnyű, kompakt, karkötő formájú átjuttató készüléket hozzanak létre, amelyet kényelmetlenség okozása nélkül lehet több óráig a páciens karjához rögzíteni. Ezeknek a karkötőknek a bejuttatandó gyógyhatású termékekből tartalékkészletet kell tartalmazniuk, és megfelelő eszközt olyan villamos jel létrehozására, amely a gyógyhatású terméket tartalmazó ionizált molekulák páciens bőrén keresztül történő vándorlását iontoforézissel segíti. A gyógyhatású termék tartalékkészlete tartalmazhat hidrogélt, amely a gyógyhatású tennék ionizált formáját tartalmazza, és amely a páciens bőre és legalább az egyik elektróda - amelyre az előre meghatározott hullámformájú feszültséget adjuk - közé helyezendő. Ennek a feszültséget létrehozó készüléknek - ahogy azt fenn említettük - alkalmasnak kell lennie arra, hogy nagyon különböző frekvenciájú, hullámformájú és amplitúdójú feszültséget tudjon szolgáltatni programozható módon, hogy a készüléket rugalmasan lehessen használni. A készülék tápegységét leginkább elemeknek kell alkotniuk annak érdekében, hogy biztosítsák a páciens autonómiáját. Ez szükségessé teszi az elemek korlátozott élettartamának számításba vételét, és olyan készülék kialakítását, amely az elemek által szolgáltatott feszültséget a gyógyhatású termék bőrön keresztül történő iontoforézises bejuttatásához 10 V-ra vagy ennél nagyobb pillanatértékűre növeli. Ezek a feltételek, kis súllyal és kompaktsággal kombinálva, nagyon megnehezítik az ilyenfajta készülék kialakítását.

Olyan feszültséggeneráló eszköz létrehozásához, amelynél a feszültség hullámformája programozható, alkalmazhatunk digitális-analóg átalakítót, amelynek digitális bemenetén vezérlőeszköz, például mikroprocesszor van. Ez utóbbi a kívánt hullámformájú feszültség amplitúdójának megfelelően digitális jelekkel látja el a digitális-analóg átalakítót. Figyelembe véve azonban a fent említett nagy kimeneti feszültség szükségességét, ez a megoldás különálló házba épített digitálisanalóg átalakító használatához vezet, ami a berendezés költségét és terjedelmét növeli. Ezen túlmenően a digitális-analóg átalakító B osztályú erősítőhöz hasonlítható, amely erősítő csak a hullámforma fél periódusában

HU 214 867 Β működik, és ily módon 100%-nál lényegesen kisebb a hatásfoka.

A találmány célja olyan előre meghatározott hullámformájú jelet generáló készülék létrehozása, amelyet előnyösen gyógyhatású termékek bőrön keresztül történő bejuttatására való berendezésben lehet alkalmazni, és a fent említett megoldásoknál előnyösebb, különösen könnyű, kompakt és elemek táplálják a páciens autonómiája érdekében, továbbá a páciens kényelmetlenség nélkül hosszú ideig viselheti.

Célunk ezen túlmenően olyan készülék létrehozása, amely az alkalmazott jel hullámformájának teljes programozását és a gyógyhatású termék bejuttatásának programozását teszi lehetővé, ezáltal a berendezés használata nagyon rugalmassá válik.

Találmányunk további célja olyan készülék létrehozása, amely lehetővé teszi váltakozó feszültségű és különféle hullámformájú impulzusok létrehozását, amivel biztosítani tudjuk a gyógyhatású termék vándorlását az így kialakított áram folyásának megfelelően két egymás utáni irányba.

Találmányunk célja továbbá olyan készülék létrehozása, amely biztosítja az alkalmazott áram vagy feszültség szabályozását, hogy kompenzáljuk a páciens ellenállásának időbeli változását, amely ellenállást a készülék az általa létrehozott feszültséget ráadó két elektródjával érzékel.

A találmány tehát készülék meghatározott hullámformájú villamos jel előállítására, amely tartalmaz az előre meghatározott hullámforma egymás utáni szegmenseit leképező számsorozatot tároló eszközt, órajellel vezérelt digitális számlálót és ezek által vezérelt, a villamos jelet előállító egységet. A készüléket a találmány szerint az jellemzi, hogy a villamos jelet előállító egység kapcsolóüzemű tápegység, amelynek elektronikus kapcsolóeleme és a kapcsolóelem zárásakor tápfeszültségre kapcsolódó, a kapcsolóelem nyitásakor pedig kondenzátorba kisülő induktivitása van, ahol a kondenzátor kivezetései meghatározott hullámformájú villamos feszültséget szolgáltatnak, továbbá tartalmaz a számlálóba a számsorozat számait, mint a számláló által végzett számlálás határértékeit egymás után beíró egységet, ahol a kapcsolóelem a számlálónak a kapcsolóelemet a számlálási határérték elérésekor előre meghatározott időtartamú zárt állásba vezérlő kimenetéhez van csatlakoztatva.

A számláló által vezérelt kapcsolóüzemű tápegység e találmány szerinti használata folytán kompakt, könnyű és autonóm eszközt kapunk, amelynek használata nagyon rugalmas a rendelkezésre álló hullámformák tekintetében.

A találmány szerinti készülék egy előnyös kiviteli alakjában a számláló a beírt határértéktől kezdődően visszafelé számoló visszaszámláló, amely a kapcsolóelem előre meghatározott időtartamú zárását vezérlő nulla érzékelési kimenettel van ellátva. A kapcsolóelemet előnyösen egy tranzisztor alkotja, és a számláló nulla érzékelési kimenete a beírt határértéktől kezdődő új visszaszámlálás indítására a számláló engedélyező bemenetére van visszacsatolva.

A találmány szerinti készülék egy további előnyös kiviteli alakjának a kondenzátor kivezetései és a készülék által megtáplált külső terhelés közé kapcsolt áramstabilizátora van. Ez a kialakítás lehetővé teszi, hogy az áram lényegében a páciens ellenállásától függetlenül folyjon a páciensen keresztül, ami az időegységenként bejuttatott gyógyhatású termék mennyiségének szabályozása szempontjából fontos.

Előnyös módon a készülék rendelkezik a kívánt hullámforma nulla átmenetét leképező számnak a számlálóba történő beírásakor vezérelt, a terhelésbe folyó kimeneti áram irányát megfordító egységgel. Ebben az esetben két szimmetrikus félhullámot tartalmazó váltakozó hullámformánál csak az egyik félhullámot leképező számsorozatot kell a tárolóeszközben tárolni.

A találmány szerinti készülék további előnyös kiviteli alakja tartalmaz még a készülék kimeneti áramát vagy feszültségét zárt hurok formájában szabályozó eszközt is.

A találmány szerinti készülék villamos jelet szolgáltató kimenete előnyösen gyógyhatású termék bőrön keresztül történő bejuttatására szolgáló berendezés elektródáira van csatlakoztatva, amely berendezés rendelkezik a páciens bőrének két egymás melletti területével érintkezésbe lépő legalább két elektródával és legalább az egyik elektróda mentén elhelyezett, a páciens bőrével érintkezésbe lépő, villamos úton szállítható molekulákkal rendelkező gyógyhatású terméket tartalmazó tartalékkészlettel. Előnyös módon a gyógyhatású terméket tartalmazó tartalékkészlet mindkét elektróda mentén el van rendezve, hogy lehetővé tegyük a gyógyhatású termék szállítását az áramnak az elektródák közötti mindkét irányú áramlásának megfelelően.

A találmányt a továbbiakban rajzokon szemléltetett példaképpeni előnyös kiviteli alak alapján ismertetjük, ahol az

1. ábra a találmány szerinti készülék egyszerűsített kapcsolási vázlata, a

2. ábra a találmány szerinti készülék részét képező számláló és mikroprocesszor közötti csatlakozás kialakításának egyik kiviteli alakja, a

3. ábra részletesebben ábrázolja a találmány szerinti készüléknek azon részét, amelyet a 2. ábrán látható számláló nulla érzékelési kimenete vezérel egy iontoforézises berendezés elektródái táplálására, és a

4. ábra a találmány szerinti készülék által létrehozott szinuszos feszültséget szemléltető diagram.

Az 1. ábrán látható, találmány szerinti készülék tartalmaz 1 kapcsolóüzemű tápegységet, amelyet 2 számláló vezérel, amely utóbbi számok tárolására és betöltésére szolgáló egységhez csatlakozik. Ezt az egységet például 3 mikroprocesszor alkotja. Az 1 kapcsolóüzemű tápegység szokásos módon tartalmaz L, induktivitást, amely sorba van kapcsolva egy kapcsolóelemmel, példaképpen p-csatomás MOS típusú T! tranzisztorral V_cc tápfeszültség és 4 földvezeték között. Egy Di dióda anódja az Lj induktivitás és a Tj tranzisztor kollektora közötti közös pontra, katódja Cj kondenzátor egyik kivezetéséhez van csatlakoztatva, amelynek másik kive3

HU 214 867 Β zetése 4 földvezetékhez csatlakozik. Az 1 kapcsolóüzemű tápegység önmagában ismert működésű. Az L_t induktivitásban az áram növekszik, amikor a T! tranzisztor vezet, olyan meredekséggel, amit az L, induktivitás nagysága és a V_cc tápfeszültség értéke határoz meg. Amikor a T, tranzisztor vezetése leáll, akkor az L, induktivitásban tárolt energia a D, diódán keresztül a C_f kondenzátornak adódik át. Minden átadáskor a C, kondenzátor 5 és 6 kivezetései közötti feszültség inkrementálisan növekszik, és e feszültség az 5 és 6 kivezetések közé kapcsolt terhelés hiánya esetén nagyon nagy értéket érhet el.

A találmány szerint az 1 kapcsolóüzemű tápegységet a 2 számláló nulla érzékelési 18 kimenete vezérli, amely 2 számláló lehet például nyolcfokozatú szinkron visszaszámláló. Minden esetben, amikor a 2 számláló tartalma nulla értéket vesz fel, egy meghatározott időtartamú impulzus jelenik meg ezen a 18 kimeneten, ami a T[ tranzisztor vezető állapotát és így az L, induktivitáson áram átfolyását eredményezi.

A 2 számláló például egy számmal vagy 8 bittel meghatározott vektorral töltődik fel. A vektor a 2 számláló párhuzamos 7 adatbemenetén érkezik abból a célból, hogy betöltse a 2 számláló felső korlátját. A nulla érzékelési 18 kimenetnél két egymás utáni impulzus megjelenését elválasztó időintervallum ennek a számnak vagy vektornak az értékétől függ. Ha ezeket az impulzusokat időközben közelebb visszük egymáshoz, akkor a C, kondenzátor töltési sebessége felgyorsul, míg ha az impulzusokat ritkítjuk, akkor a töltési sebesség csökken. Látható, hogy ily módon az 5 és 6 kivezetések között rendelkezésre álló, az ábrán nem feltüntetett rögzített külső terhelésre kerülő feszültség alakját a vektor értékei határozzák meg, amely értékek egymás után kerülnek a 2 számlálóba két egymás után következő impulzust elválasztó időintervallum, és így a T, tranzisztor vezetési időintervallumainak változtatására.

A vektor értékeinek sorrendje egy adott, például szinuszos, háromszög, négyszög vagy fürészfog alakú, szimmetrikus vagy aszimmetrikus hullámformának felel meg. Az értékek számsorozatot alkotnak, amelynek tagjai a hullámforma feldarabolásával kapott egymás utáni szegmensek egy-egy leképezése. Ez a számsorozat tárolóeszközben van tárolva, amely lehet a 3 mikroprocesszor belső tárolója. A 3 mikroprocesszor megfelelő programozásával a 2 számlálóhoz történő adatszállítás sebességét beállíthatjuk. A 2 számláló folyamatosan kering a betöltött maximális érték és a nulla érték között. A számlálás azonnal folytatódik, amikor a 2 számláló eléri a nullát, mert a nullaérzékelési 18 kimenet vissza van csatolva a 7 adatbemenetet engedélyező 19 bemenetre. Szokásos módon a 2 számláló órajel 20 bemenete egy 8 órajel-generátorhoz van csatlakoztatva, és a V_cc tápfeszültség táplálja a 4 földvonalhoz képest.

Példának okáért a 4. ábrán annak a vektornak egymás utáni értékei láthatók, amelyet szinuszos hullámforma előállításához használhatunk, azzal a feltételezéssel, hogy a tápegységet rögzített külső terheléshez alkalmazzuk. Nagy értékű vektor (például 110) hatására hosszú számlálási időtartam állítódik be, és ennek következtében kicsi lesz az 1 kapcsolóüzemű tápegység gerjesztési frekvenciája, ami kis kimeneti feszültséget eredményez. Kisebb értékű vektor rövidebb számlálási időtartamot biztosít, amivel az 1 kapcsolóüzemű tápegységnek nagyobb gerjesztési frekvenciája, és így megnövekedett kimeneti feszültsége lesz. A vektor ciklikus gyors változtatásával bármilyen hullámforma létrehozható, beleértve az állandó szintet, a háromszög vagy négyszög impulzust, a fürészfogat és a szinuszhullámot. Szinuszos vagy szimmetrikus váltakozó feszültségű hullámforma generálása esetén, amint az a 4. ábrán látható, a hullámforma második félhullámának létrehozása oly módon lehetséges, hogy a külső terhelésen folyó áram útjának irányát megfordítjuk. Ezt a megfordítást az alább ismertetett módon érhetjük el, és ekkor csak fél hullám vektorainak egymás utáni értékeit (110, 060,044 stb.) kell tárolni.

A találmány szerinti készülék különösen egyszerű eszközt tartalmaz a beállított hullámforma frekvenciájának megváltoztatására; csak azt a sebességet kell szabályozni, amellyel a 3 mikroprocesszor a vektor egymás utáni értékeivel feltölti a 2 számlálót.

Megjegyezzük, hogy a T, tranzisztor vezetését eredményező impulzusok időtartama egyenlő a 8 órajel-generátor által szolgáltatott órajel periódusidejével, ami meghatározza a 2 számláló sebességét, így ez az időtartam nagyon pontosan beállítható. Az impulzusok ismétlési időtartama változtatható; ez az időtartam az alapimpulzus időtartamának és a vektor értékének szorzatával egyenlő, eggyel megnövelve. Az 1 kapcsolóüzemű tápegység olyan típusú, amely lehetővé teszi a bemeneti feszültségnél nagyobb kimeneti feszültség szolgáltatását. Erre a találmány alábbiakban ismertetett alkalmazásában van szükség ahhoz az iontoforézises készülékhez, amely a bőrön keresztül juttatja be a gyógyhatású termékeket. A berendezést kisméretű elemek táplálják abból a célból, hogy azt a beteg kényelmetlenség nélkül viselhesse. Ebben az alkalmazásban el kell érnünk, hogy például két 3 V-os elem segítségével az elektródákra adott feszültség 10 V-nál nagyobb legyen, és ezért feszültségnövelő 1 kapcsolóüzemű tápegység használata szükséges.

A 2. ábrán részletesebben látható az a kapcsolási elrendezés, amellyel a vektorértékeket a 3 mikroprocesszorból a 2 számlálóba töltjük. Nem korlátozó példaként említjük, hogy a 2 számlálót 8 fokozatú szinkron visszaszámláló alkothatja, amely SGS Thomson Company gyártmányú és 74HC40103 típusszámú, míg a 3 mikroprocesszor a Mitsubishi Company M50927E típusszámú gyártmánya lehet.

A 2 számláló párhuzamos 7 adatbemenetének mind a nyolc vonalát önmagában ismert módon egy R₂-Rg ellenállás terheli. A 3 mikroprocesszor S₀-S₃ és P0-P3 kimenetei táplálják ezeket a vonalakat, amelyek a 2 számláló C₄—C₇, C₁₀-C₁₃ bemenetelhez csatlakoznak. A kvarcvezérlésű 8 órajel-generátor órajelet ad a 2 számláló órajel 20 bemenetére, és csatlakoztatva van a 3 mikroprocesszor X_IN és X_0UT kivezetéseihez. A 3 mikroprocesszor nullázása és a 2 számláló 21 be4

HU 214 867 Β menetén keresztül történő nullázása részét 22 vonalon keresztül vezérelhető. A 3 mikroprocesszort referencia 10 feszültségforrás táplálja. A 2 számláló nulla érzékelési 18 kimenete vissza van csatolva az engedélyező 19 bemenetre, ahogy az az 1. ábrán is látható.

A 2. ábrán látható továbbá két BRIA és BRIB vonal, amelyek a 3 mikroprocesszor D₃ és D₄ kimeneteihez csatlakoznak, továbbá két ADC1 és ADC2 vonal, amelyek a 3 mikroprocesszor KO és KI bemenetelhez csatlakoznak, amely utóbbiak a 3 mikroprocesszorba beépített analóg-digitális átalakítókhoz csatlakoznak. E négy BRIA, BRIB, ADC1 és ADC2 vonal szerepét a 3. ábrával kapcsolatban ismertetjük.

A 3. ábrán három egység van szaggatott vonallal körülvéve, a fent ismertetett 1 kapcsolóüzemű tápegység, egy 11 áramstabilizátor és egy áramirány-megfordító 12 egység. Az 1 kapcsolóüzemű tápegység T] tranzisztorának bázisa 17 inverteren keresztül a 2 számláló nulla érzékelési 18 kimenetéhez kapcsolódik.

A két fent említett ADC1 és ADC2 vonal a 13 és 14 elektródák közé csatlakozó külső terhelésre adott feszültség vagy áram zárt hurkú szabályozására szolgáló egység részét alkotja, és részét képezi a találmány szerinti készüléknek, melyet gyógyhatású termékek bőrön keresztül történő bejuttatására szolgáló iontoforézises berendezéshez használhatunk.

Az iontoforézises berendezés olyan tokban van elhelyezve, amelyet a páciens egyik végtagján lévő karkötőn lehet elhelyezni. Ez a karkötőn lévő berendezés a találmány szerinti villamos feszültséget generál, és egy vagy több kis méretű, például lítiumelem adja a táplálását. A 13 és 14 elektródák lehetőleg leválasztható módon a 3. ábra áramkörének kivezetésére csatlakoznak. A két 13, 14 elektróda közül legalább az egyiknek a felülete a bejuttatandó gyógyhatású termékkel van bevonva, például a gyógyhatású termék ionizált formáját tartalmazza. Ezt a hidrogélt a kezelendő beteg bőrére helyezzük. A két 13, 14 elektróda ezután a páciens bőrének két közeli felületére kerül, és a találmány szerinti készülék által létrehozott feszültség helyes beállítás esetén a gyógyhatású termék ionizált molekuláinak vándorlását okozza a beteg bőrén keresztül. Ezt a vándorlást a két 13, 14 elektróda között fennálló villamos tér okozza, és a beteg bőre alá is kiterjed.

Eddig a találmány olyan alkalmazását ismertettük, amely gyógyhatású termékek iontoforézises adagolására vonatkozik. A találmány azonban gyógyhatású termékek bőrön keresztül villamos úton történő bármilyen bejuttatására alkalmazható, akár iontoforézis, akár elektroozmózis, vagy e két hatás kombinációjának segítségével.

A 3. ábra áramköre van hivatva több olyan funkció ellátására, amelyek különösen hasznosak a fent ismertetett alkalmazásban.

Az áramkörnek a pácienshez menő áramot stabilizáló 11 áramstabilizátora van, amely tartalmaz T₂ tranzisztort. Ennek bázisa az R₁₀, Rn ellenállások alkotta feszültségosztó osztáspontjához csatlakozik, amely feszültségosztó a Cj kondenzátor 5 és 6 kivezetéseivel van összekötve. Az R₁₂ ellenállás a T₂ tranzisztor emitterén korlátozza a T₂ tranzisztor által a külső terhelésnek szállított áramot. A T₂ tranzisztor bázisa az R₁₀, R_tl ellenállások leosztása folytán olyan feszültségen van, amely arányos a C_t kondenzátor 5 kivezetésének feszültségével. Az R₁₂ ellenállás kivezetésein megjelenő feszültség így arányos az 5 kivezetésen megjelenő feszültséggel, egy állandó értékkel csökkentve, amelyet a T₂ tranzisztor emitterbázis feszültsége határoz meg. Az R_]2 ellenállás kivezetésein megjelenő feszültség pedig meghatározza az emitteráramot és ezáltal a T₂ tranzisztor kollektorában folyó áramot. Ez az áram lényegében független a kollektorellenállástól, amelyet részben a páciens 13 és 14 elektródák közötti ellenállása határoz meg. Az ismertetett stabilizáló eszköz szabja meg a páciensbe folyó áram erősségét (és ily módon a gyógyhatású termék áramlási sebességét), lényegében függetlenül a páciens ellenállásától, amely egyénenként más és más lehet. Meg kell említeni azt is, hogy egy C₂ kondenzátor párhuzamosan van kapcsolva az R₁₀ ellenállással, és azzal olyan szűrőt alkot, amely simítja az 1 kapcsolóüzemű tápegység kimeneti feszültségét.

Ahogy azt fent láttuk, a találmány szerinti készülék tartalmazza a 12 egységet a 13 és 14 elektródák között a külső terhelésen folyó áram irányának megfordítására, amely 12 egység két szimmetrikus félhullámból álló váltakozó hullámformák létrehozását teszi lehetővé csupán egy félhullámnak megfelelő vektorértékek tárolásával. Amint a 3. ábrán látható, a 12 egység a T₂ tranzisztor és a 13, 14 elektródák között található. A 12 egységet négy T₃, T₄, T₅ és T₆ tranzisztorból álló híd alkotja oly módon elrendezve, hogy a külső terhelést a híd átlója táplálja, és két első típusú (p-n-p) T₃, T₅ tranzisztor bázisa a két második típusú (n-p-n) T₆, T₄ tranzisztor kollektorára van csatolva, amely utóbbiak vezetési állapota megfordul olyan szám betöltésekor, amely a hullámforma nulla átmenetének felel meg.

Természetesen a tranzisztorhidat aszimmetrikus félciklusú hullámformák létrehozására is fel lehet használni, ekkor a teljes hullámformát tárolni kell.

A T₃, T₅ tranzisztorok bázisa a T₆, T₄ tranzisztorok kollektorához R_l4 és R₁₅ ellenállásokon keresztül van csatlakoztatva. A T₄, T₆ tranzisztorok bázisát a BRIA és BRIB vonalakon lévő jelek vezérlik, amelyeket a 3 mikroprocesszor szolgáltat (lásd a 2. ábrát). A 13, 14 elektródák a T₃ és T₅ tranzisztorok kollektoraihoz csatlakoznak a híd átlója mentén. Az ábrázolt kialakítás szerint a 3 mikroprocesszor valósítja meg a vektor értékeit betöltő és tároló egységet, és a 3 mikroprocesszor tartalmaz továbbá egy olyan eszközt, amely a hullámforma nulla átmenetének megfelelő vektor értékét érzékeli, és elindítja a BRIA és BRIB vonalakon lévő jelek átvitelét. Amikor a T₄ tranzisztor vezet a BRIA vonalon lévő jel következtében, akkor a T₄ tranzisztor vezetése folytán vezet a T₅ tranzisztor is, és a T₂ tranzisztor kollektorából az áram a 14 elektródán keresztül a páciensbe jut, majd onnan a 13 elektródán és a T₄ tranzisztoron keresztül a fold felé halad. Az áram a másik irányban folyik át a 13 és 14 elektródákon, ha a 3 mikroprocesszor a T₃ és T₆ tranzisztorokat állítja a vezető állapotba.

HU 214 867 Β

Olyan berendezés alkalmazásánál, amely gyógyhatású termékek iontoforézises adagolását teszi lehetővé, az ily módon lehetővé váló kétirányú ionvándorlás két 13, 14 elektróda használata esetén előnyös. Mindkét 13, elektróda kapcsolatban áll a gyógyhatású termékkel, és az olyan berendezéshez viszonyítva, amelynek csak egyik elektródája áll kapcsolatban a gyógyhatású termékkel, lehetővé válik a gyógyhatású termék adagolási sebességének megkétszerezése. Ugyanolyan adagolási sebességnél az utóbbi esetben a páciens bőrének két különálló területén történik az adagolás, ezért ezzel a megoldással csökkenthetjük a bőr adott esetben fellépő irritációját, amely a bőrön keresztül történő adagolás következtében állhat elő.

A találmány szerinti készülék egy további előnyös tulajdonsága, hogy ellátható olyan eszközzel, amely lehetővé teszi a 13 és 14 elektródák között a páciensre adott feszültség vagy áram zárt hurkú szabályozását. A páciens ellenállása valójában a kezelés során időben változik, különösen a bőr elszarusodott rétegének polarizációja következtében, a polarizációt korlátozó impulzus feszültség alkalmazása során fellépő depolarizáló hatás ellenére. Ez az ellenállás-változás a páciensre adott áram vagy feszültség olyan változásához vezethet, amelynél a kezelés nem az előre meghatározott módon megy végbe.

A találmány szerint az ilyen ellenállás-változás érzékelhető V_b V₂ feszültségek segítségével, amelyek a T₃, T₄, T₅, T₆ tranzisztorokból álló hídnál a 15 és 16 pontokon csatlakozó ADC1 és ADC2 vezetékeken lépnek fel.

A T₂ tranzisztor kollektora és a föld közé csatlakoztatott R₁₆, R₁₇ ellenállásokból álló feszültségosztó pontjánál fellépő V| feszültség a 3 mikroprocesszor KO bemenetére kerül, míg a T₄, T₆ tranzisztorok közösített emitterén, a 16 ponton fellépő V₂ feszültség a 3 mikroprocesszor KI bemenetére jut (2. ábra). A 3 mikroprocesszor ezeket a feszültségjeleket digitális jelekké alakítja át.

A V) feszültség mérése lehetővé teszi, hogy a 3 mikroprocesszor kiszámítása a páciensre helyezett 13, 14 elektródokon lévő feszültséget, míg a T₄, T₆ tranzisztorok emittere és a föld közé bekötött R₁₃ ellenálláson fellépő V₂ feszültség mérése lehetővé teszi a páciensbe belépő i=V₂/Ri₃ áram kiszámítását. A 3 mikroprocesszor ezután kiszámítja a páciens R ellenállását, amely közelítőleg

R=(kV,-V₂)/i, ahol k az R₁₆ és R₁₇ ellenállások által meghatározott állandó.

A páciens R ellenállásából, amelyet ily módon megkaphatunk, a 3 mikroprocesszor a páciensre ráadandó áram vagy feszültség zárt hurkú szabályozását végzi el annak a vektorértéknek növelésével vagy csökkentésével, amely a 2 számlálóhoz kerül annak érdekében, hogy a kívánt feszültséget vagy áramot fenntartsa. Ez a visszacsatolás lehetővé teszi a páciensre adott feszültség megszüntetését vagy módosítását a páciensen mért túlzott vagy elégtelen feszültség, áramerősség vagy ellenállás esetén.

A találmány szerinti készülék tehát előnyösen alkalmazható gyógyhatású termékek bőrön keresztül történő bejuttatására szolgáló iontoforézises berendezésnél. A berendezést két 2430 típusú lítiumelemmel táplálva a páciensbe olyan áramot juttathatunk, amely nulla és 1 mA között folytonosan szabályozható. Az áram lehet folyamatos vagy bármilyen hullámformájú impulzusoknak megfelelő, adott esetben bipoláris, és maximum 80 Hz frekvenciájú szinuszos vagy háromszög hullámformájú és maximum 2 kHz frekvenciájú négyszög hullámformájú. Az áram 0,05 mA-nél kisebb eltéréssel beállítható, a bőr ellenállása pedig 20 kohm-ig terjedhet. Ezek az eredmények elérhetők a találmány fent ismertetett jellemzői és előnyei folytán, és különösen annak a módszernek a következtében, ahogy a vektorértékek sorozata a 2 számlálóba töltődik, ami rugalmasan lehetővé teszi bármilyen hullámforma létrehozását. A 3 mikroprocesszorban tárolt szoftvert alkalmazó zárt hurkú szabályozás és a páciens ellenállásának pontos mérése a páciensbe jutó áram nagyon pontos szabályozását teszi lehetővé, ami kiegyenlíti az áramkör lehetséges veszteségeit. A 2 számláló által vezérelt feszültségnövelő 1 kapcsolóüzemű tápegység használata pontos, kisméretű feszültségforrás használatát teszi lehetővé. A bipoláris hullámforma e találmány szerinti alkalmazása a két 13, 14 elektródával kombinálva, amelyek mindegyike a páciensbe juttatandó gyógyhatású termékkel feltöltött hidrogéllel van bevonva, lehetővé teszi, hogy a bejuttatást az áram mindkét folyási irányának megfelelően biztosítsuk a páciens bőrének két eltérő területén keresztül, és ezzel növeljük a páciens toleranciáját az iontoforézises árammal szemben.

Természetesen a találmány nem korlátozódik a leírt és bemutatott kialakításokra, melyeket csak példaként említettünk. Például a visszaszámláló helyett felfelé számlálót is lehet alkalmazni, amint ez a szakmában járatos személy számára nyilvánvaló.

A találmány szerinti készülék minden olyan berendezéshez alkalmazható, amely az iontoforézistől eltérő módon a páciens bőrén keresztül villamos úton juttat be gyógyhatású termékeket, például elektroozmózis alapján. Továbbá, a találmány szerinti villamos jel létrehozására szolgáló készülék része lehet olyan berendezésnek, amely elektromosan ingerli a bőrt, vagy egyéb szerveket, például idegeket vagy izmokat terápiás célból, például fájdalom kezelésére transzkután neurostimuláció segítségével, vagy a gyógyító folyamat kiváltására a sérült bőr serkentésével, illetve izomtréningre, vagy átnevelésre transzkután elektrostimuláció segítségével.

Claims (18)

1. Készülék meghatározott hullámformájú villamos jel előállítására, amely tartalmaz az előre meghatározott hullámforma egymás utáni szegmenseit leképező számsorozatot tároló eszközt, órajellel vezérelt digitális

HU 214 867 Β számlálót és ezek által vezérelt, a villamos jelet előállító egységet, azzal jellemezve, hogy a villamos jelet előállító egység kapcsolóüzemű tápegység (1), amelynek elektronikus kapcsolóeleme és a kapcsolóelem zárásakor tápfeszültségre (V_cc) kapcsolódó, a kapcsolóelem nyitásakor pedig kondenzátorba (C j kisülő induktivitása (L j van, ahol a kondenzátor (Cj kivezetései meghatározott hullámformájú villamos feszültséget szolgáltatnak, továbbá tartalmaz a számlálóba (2) a számsorozat számait, mint a számláló (2) által végzett számlálás határértékeit egymás után beíró egységet, ahol a kapcsolóelem a számlálónak (2) a kapcsolóelemet a számlálási határérték elérésekor előre meghatározott időtartamú zárt állásba vezérlő kimenetéhez (18) van csatlakoztatva.

2. Az 1. igénypont szerinti készülék, azzal jellemezve, hogy a számláló (2) a beírt határértéktől kezdődően visszafelé számoló visszaszámláló, amely a kapcsolóelem előre meghatározott időtartamú zárását vezérlő nulla érzékelési kimenettel (18) van ellátva, és a kapcsolóelemet tranzisztor (Tj) alkotja.

3. A 2. igénypont szerinti készülék, azzal jellemezve, hogy a számláló (2) nulla érzékelési kimenete (18) a beírt határértéktől kezdődő új visszaszámlálás indítására a számláló (2) engedélyező bemenetére (19) van visszacsatolva.

4. Az 1-3. igénypontok bármelyike szerinti készülék, azzal jellemezve, hogy a számlálóba (2) a számsorozat számait egymás után beíró egység mikroprocesszor (3).

5. A 4. igénypont szerinti készülék, azzal jellemezve, hogy több egymástól különböző számsorozatnak, és így különböző, előre meghatározott hullámformának megfelelően programozható tárolóeszköze van.

6. A 4. igénypont szerinti készülék, azzal jellemezve, hogy a tárolóeszközt a mikroprocesszor (3) tartalmazza.

7. Az 1-6. igénypontok bármelyike szerinti készülék, azzal jellemezve, hogy a kondenzátor (Cj kivezetései (5, 6) és a készülék által megtáplált külső terhelés közé kapcsolt áramstabilizátora (11) van.

8. A 7. igénypont szerinti készülék, azzal jellemezve, hogy az áramstabilizátor (11) tartalmaz tranzisztort (T₂), amelynek bázisa a kondenzátor (Cj kivezetéseihez (5, 6) csatlakoztatott, ellenállásokból (R₁₀, R| j álló feszültségosztó osztáspontjához van kapcsolva, valamint a tranzisztor (T₂) által a külső terhelésre adott áramot korlátozó ellenállást (R_l2).

9. A 7. vagy 8. igénypont szerinti készülék, azzal jellemezve, hogy a kívánt hullámforma nulla átmenetét leképező számnak a számlálóba (2) történő beírásakor vezérelt, a terhelésbe folyó kimeneti áram irányát megfordító egysége (12) van.

10. A 9. igénypont szerinti készülék, azzal jellemezve, hogy két szimmetrikus félhullámot tartalmazó váltakozó hullámforma esetén csak az egyik félhullámot leképező számsorozatot tároló eszköze van.

11. A 9. vagy 10. igénypont szerinti készülék, azzal jellemezve, hogy az áramirányt megfordító egység (12) négy tranzisztorból (T₃, T₄, T₅, T₆) álló híd, amely tranzisztorok (T₃, T₄, T₅, T₆) úgy vannak elrendezve, hogy a külső terhelést a híd átlója táplálja, két első típusú tranzisztor (T₃, T₅) bázisai a másik két, második típusú tranzisztor (T₆, T₄) kollektoraihoz vannak csatlakoztatva, és a két második típusú tranzisztor (T₆, T₄) vezetési állapota a hullámforma nulla átmenetének megfelelő szám beíró egység által történő érzékelésekor van megfordítva.

12. Az 1-11. igénypontok bármelyike szerinti készülék, azzal jellemezve, hogy a beíró egységnek a számsorozat számai beírási frekvenciájának, és ezáltal a készülék kimeneti feszültsége frekvenciájának változtatására szolgáló eszköze van.

13. A 4-12. igénypontok bármelyike szerinti készülék, azzal jellemezve, hogy a készülék kimeneti áramának vagy feszültségének zárt hurkú szabályozására szolgáló eszköze van.

14. Az 1-13. igénypontok bármelyike szerinti készülék, azzal jellemezve, hogy a villamos jelet szolgáltató kimenet gyógyhatású termékek bőrön keresztül történő bejuttatására szolgáló berendezés elektródáira (13, 14) van csatlakoztatva, amely berendezés rendelkezik a páciens bőrének két egymás melletti területével érintkezésbe lépő legalább két elektródával (13, 14) és legalább az egyik elektróda mentén elhelyezett, a páciens bőrével érintkezésbe lépő, villamos úton szállítható molekulákkal rendelkező gyógyhatású terméket tartalmazó tartalékkészlettel.

15. A 14. igénypont szerinti készülék, azzal jellemezve, hogy a gyógyhatású terméket tartalmazó tartalékkészlet mindkét elektróda (13, 14) mentén el van helyezve.

16. A 14. vagy 15. igénypont szerinti készülék, azzal jellemezve, hogy a két elektróda (13, 14) között a páciensen átfolyó áramot és a rajta eső feszültséget mérő és a páciens két elektróda (13,14) közötti ellenállását kiszámító eszköze, valamint eme ellenállás változásának a páciensen átfolyó áramra vagy a rajta eső feszültségre gyakorolt hatását a számlálóba (2) egymás után beírt számok korrekciójával kompenzáló eszköze van.

17. A 16. igénypont szerinti készülék, azzal jellemezve, hogy a páciens ellenállását kiszámító és a számok korrekcióját végző eszközt a mikroprocesszor (3) tartalmazza.

18. Az 1-13. igénypontok bármelyike szerinti készülék, azzal jellemezve, hogy a villamos jelet szolgáltató kimenet valamely szerv villamos stimulálására szolgáló berendezés elektródáira van csatlakoztatva, amely berendezésnek a szervvel érintkezésbe lépő legalább két elektródája van.