RU159098U1 - Устройство для электротерапии - Google Patents

Abstract

1. Устройство для электротерапии, содержащее блок питания, блок управления, блок обратной связи, блок ключей управления, блок индикации, активный и пассивный электроды, причем первый и второй входы питания устройства для электротерапии соединены соответственно с первым и вторым входами питания блока питания, первый выход питания которого соединен с первым входом питания блока управления и входом питания блока обратной связи, второй выход питания блока питания соединен со вторым входом питания блока управления, информационный выход блока обратной связи соединен с информационным входом блока управления, выходы группы информационных выходов блока управления соединены со входами группы информационных входов блока индикации, первый, второй, третий и четвертый входы группы управляющих входов блока управления соединены соответственно с первым, вторым, третьим и четвертым выходами группы управляющих выходов блока ключей управления, отличающееся тем, что в него дополнительно введены блок аналогового суммирования сигналов, блок формирования положительных сигналов и блок формирования отрицательных сигналов, причем вход питания блока аналогового суммирования сигналов соединен со вторым выходом питания блока питания, первый сигнальный выход блока управления соединен с сигнальным входом блока формирования положительных сигналов, второй сигнальный выход блока управления соединен с сигнальным входом блока формирования отрицательных сигналов, сигнальные выходы блока формирования положительных сигналов и блока формирования отрицательных сигналов соединены соответственно с первым и вторым сигнальными вх�

Description

Полезная модель относится к области медицинской техники, в частности, к электронным устройствам электротерапии и предназначено для терапевтического неинвазивного индивидуально-дозировочного воздействия по группе выбранных точек на участках кожного покрова человека электрическими импульсами с программной регуляцией мощности воздействия стимулирующих импульсов. Устройство для электротерапии может применяться с целью оказания общерегулирующего влияния на физиологические системы организма, достижения анальгетического эффекта в лечебных и реабилитационных целях. Устройство может быть использовано медицинским персоналом и врачами различных специальностей.

Известно устройство для электротерапии «Мультиэлектродное устройство для электростимуляции» (см. патент РФ №2311207 МПК A61N 1/36, от 27.11.2007, авторов: Надточий А.И., Гримберг Я.З., Муранцев А.И., Финаев В.И., Зенкин М.В., патентообладатель Надточий А.А., www/freepatent.ru), содержащее блок управления, блок питания, блок контроля питания, блок обратной связи, выходной блок, блок управляемых электродов, блок индикации выходного сигнала, блок ключей управления, блок визуальной индикации, блок звуковой индикации, выносной пульт и блок сопряжения с ЭВМ.

Недостатком данного устройства является то, что оно не способно осуществлять электростимуляцию импульсами с чередующейся переменной, начальной фазой по выбранной зоне кожного покрова человека.

Признаками аналога, совпадающими с признаками заявляемого технического решения, являются блок питания, блок управления, блок ключей управления, блок индикации и блок обратной связи.

Причины, препятствующие достижению требуемого результата, состоят в особенностях схемной реализации известного устройства для электротерапии и выполняемых им функций, не позволяющих осуществлять электростимуляцию импульсами с чередующейся переменной, начальной фазой, а только лишь с постоянной начальной, нулевой фазой первого импульса стимулирующего воздействия.

Известно устройство для электротерапии «Адаптивный электростимулятор» (см. патент РФ №2211712 МПК A61N 1/36, от 10.09.2003, авторов: Надточий А.И., Гримберг Я.З., Уворов С.Н., Зенкин М.В., патентообладатель Надточий A.A., www/freepatent.ru), содержащее блок управления, блок питания, блок контроля питания, блок обратной связи, выходной блок, блок индикации выходного сигнала, блок ключей управления, блок световых индикаторов, блок звуковой индикации, блок сопряжения с ЭВМ, активный и пассивный электроды.

Недостатком данного устройства является его сложность в реализации, а также ограниченность в вариантах выбора видов стимулирующих импульсов, задании импульсов только с постоянной начальной, нулевой фазой первого импульса стимулирующего воздействия.

Признаками аналога, совпадающими с признаками заявляемого технического решения, являются блок питания, блок управления, блок индикации, блок ключей управления и блок обратной связи.

Причины, препятствующие достижению требуемого результата, состоят в особенностях схемной реализации известного устройства для электротерапии и выполняемых им функций, не позволяющих выбрать для электростимуляции воздействие в виде импульсов с чередующейся переменной, начальной фазой.

Наиболее близким к предлагаемому устройству для электротерапии по совокупности технических признаков является «Адаптивный электростимулятор (см. патент РФ №2345798 МПК A61N 1/36, от 10.02.2009, бюлл. №33, авторов: Финаев В.И., Надточий А.И., Кравченко А.Б., патентообладатель ФГОУВПО «Южный федеральный университет», www/freepatent.ru), содержащее блок питания, блок управления, блок ключей управления, блок индикации, блок обратной связи, блок суммирования мощности воздействия, блок измерения мощности воздействия, выходной блок, блок обратной связи, активный и пассивный электроды, причем, первый и второй выходы блока питания соединены, соответственно, с первым и вторым входами питания блока управления, второй выход блока питания, третий выход блока питания соединен с третьим входом питания блока управления и входами питания блока ключей управления, блока суммирования мощности воздействия, блока измерения мощности воздействия, выходного блока и блока обратной связи, входы группы управляющих входов блока управления соединены с соответствующими выходами группы управляющих выходов блока ключей управления, выходы группы информационных выходов блока управления соединены с соответствующими входами группы информационных входов блока индикации, сигнальный выход блока управления соединен с сигнальным входом выходного блока, выход которого соединен с информационным входом блока обратной связи, активным электродом и с информационным входом блока измерения мощности воздействия, первый и второй информационные выходы блока обратной связи соединены, соответственно, с первым и вторым информационными входами блока управления, третий информационный вход которого соединен с информационным выходом блока измерения мощности воздействия, выход которого соединен с пассивным электродом, а информационный выход соединен с информационным входом блока суммирования мощности воздействия, управляющий вход которого соединен с управляющим выходом блока управления, четвертый информационный вход которого соединен с информационным выходом блока суммирования мощности воздействия.

К недостаткам известного устройства для электротерапии следует отнести существующие ограничения в возможных изменениях параметров и формы стимулирующих импульсов, т.к. в известном устройстве возможна подача стимулирующих импульсов одной начальной фазы, в то время как при поиске эффективного стимулирующего воздействия следует предоставить возможность варьирования начальной (нулевой) фазы последовательности стимулирующих импульсов.

Признаками аналога, совпадающими с признаками заявляемого технического решения, являются блок питания, блок управления, блок обратной связи, блок ключей управления, блок индикации, активный и пассивный электроды.

Причины, препятствующие достижению требуемого технического результата, состоят в особенностях структурной реализации известного устройства, которые не предоставляют врачу возможность создавать алгоритмы электротерапии, анализируя эффект от стимулирующего воздействия и подбирая последовательности стимулирующих импульсов с разной начальной фазой.

Технической задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является повышение терапевтического эффекта от стимулирующих воздействий.

Технический результат от применения предлагаемой полезной модели заключается в расширении функциональных возможностей устройства с целью повышения терапевтического эффекта за счет алгоритмизации сеанса терапии по выбранной зоне кожного покрова с применением стимулирующих импульсов разных начальных фаз а также применения других видов модуляции при задании последовательности стимулирующих импульсов. Тем самым предоставляются врачу дополнительные возможности поиска такой последовательности стимулирующих импульсов, которая даст наилучший терапевтический эффект.

Для достижения технического результата в устройство для электротерапии, содержащее блок питания, блок управления, блок обратной связи, блок ключей управления, блок индикации, активный и пассивный электроды, причем, первый и второй входы питания устройства для электротерапии соединены, соответственно, с первым и вторым входами питания блока питания, первый выход питания которого соединен с первым входом питания блока управления и входом питания блока обратной связи, второй выход питания блока питания соединен с вторым входом питания блока управления, информационный выход блока обратной связи соединен с информационным входом блока управления, выходы группы информационных выходов блока управления соединены с входами группы информационных входов блока индикаций, первый, второй, третий и четвертый входы группы управляющих входов блока управления соединены соответственно с первым, вторым, третьим и четвертый выходом группы управляющих выходов блока ключей управления, дополнительно введены блок аналогового суммирования сигналов, блок формирования положительных сигналов и блок формирования отрицательных сигналов, причем, вход питания блока аналогового суммирования сигналов соединен со вторым выходом питания блока питания, первый сигнальный выход блока управления соединен с сигнальным входом блока формирования положительных сигналов, второй сигнальный выход блока управления соединен с сигнальным входом блока формирования отрицательных сигналов, сигнальные выходы блока формирования положительных сигналов и блока формирования отрицательных сигналов соединены, соответственно, с первым и вторым сигнальными входами блока аналогового суммирования сигналов, первый выход которого соединен с активным электродом и с входом блока обратной связи, второй выход блока аналогового суммирования сигналов соединен с пассивным электродом, управляющий выход блока управления соединен с управляющим входом блока обратной связи.

Блок аналогового суммирования сигналов содержит импульсный трансформатор, первый и второй диоды, резистор и устройство защиты от перенапряжения, причем, вхбд питания блока аналогового суммирования

сигналов соединен со средним выводом первичной обмотки импульсного трансформатора, первый и второй выводы первичной обмотки импульсного трансформатора соединены, соответственно, с катодами первого и второго диодов, анод первого диода соединен с первым сигнальным входом блока аналогового суммирования сигналов, анод второго диода соединен со вторым сигнальным входом блока аналогового суммирования сигналов, первый вывод вторичной обмотки импульсного трансформатора соединен с первым выходом блока аналогового суммирования сигналов и с первым выводом устройства защиты от перенапряжения, второй вывод вторичной обмотки импульсного трансформатора соединен со вторым выходом блока аналогового суммирования сигналов, со вторым выводом устройства защиты от перенапряжения и через резистор с общей шиной.

Блок формирования положительных сигналов и блок формирования отрицательных сигналов идентичны и содержат каждый первый и второй резисторы, транзистор, причем, сигнальный вход блока соединен через первый резистор с первым выводом второго резистора и с базой транзистора, эмиттер которого соединен со вторым выводом второго резистора и с общей шиной, коллектор транзистора соединен с сигнальным выходом блока.

Электростимуляция зон кожного покрова является сложно-формализуемым процессом, не имеющим математической модели, поэтому предсказать окончательный результат электротерапии таким способом не предоставляется возможным. Знание эффекта аккомодации, состоящего в том, что реакция возбудимых тканей определяется не только силой воздействия, но и скоростью его изменения оказывается недостаточным. Следовательно, правильный выбор зон стимуляции на кожном покрове, параметров стимулирующих импульсов должен соответствовать индивидуальным особенностям организма, а сам выбор зависит от опыта и знаний врача.

При электротерапии достигается лечебный эффект, исходя из анализа реакции организма на стимулирующие воздействия. Врачу должна быть предоставлена возможность самого разного подбора форм и параметров стимулирующих импульсов. Предлагаемое устройство для электротерапии позволяет выбрать для электростимуляции воздействие в виде импульсов с чередующейся начальной фазой, разным числом импульсов в одной последовательности, разные частоты и амплитуды стимулирующих импульсов, а также и менять другие параметры.

Предлагаемое устройство для электротерапии позволяет в автоматизированном режиме находить такие последовательности электростимулирующих импульсов, которые окажут наилучший терапевтический эффект при лечении больного, предоставляет удобный интерфейс медицинскому персоналу при проведении терапии.

Сущность предлагаемой полезной модели поясняется чертежами.

На фиг. 1 приведена структурная схема устройства для электротерапии. На фиг. 2 приведена функциональная схема блока питания. На фиг. 3 приведена функциональная схема блока управления. На фиг. 4 приведена функциональная схема блока обратной связи 4. На фиг. 5 приведена функциональная схема блока аналогового суммирования сигналов 5. На фиг. 6 приведена функциональная схема блока формирования положительных сигналов. На фиг. 7 приведена функциональная схема блока формирования отрицательных сигналов. На фиг. 8 приведена функциональная схема блока индикации. На фиг. 9 приведена функциональная схема блока ключей управления. На фиг. 10 и фиг. 11 приведена схема алгоритма работы процессора блока управления 3. На фиг. 12 приведены временные диаграммы, поясняющие формирование стимулирующих импульсов. На фиг. 13 приведена схема алгоритма расчета длительности интервала между стимулирующими импульсами.

Структурная схема устройства для электротерапии (см. фиг. 1) содержит 1, 2 - первый и второй входы питания устройства для электротерапии; 3 - блок питания; 4 - блок управления; 5 - блок обратной связи; 6 - блок аналогового суммирования сигнала; 7 - блок формирования положительных сигнала; 8 - блок формирования отрицательных сигналов; 9₁ - активный электрод; 9₂ - пассивный электрод; 10 - блок индикации; 11 блок ключей управления.

Функциональная схема блока питания 3 (см. фиг. 2) содержит: 1 - первый вход питания; 2 - второй вход питания; 12 - переключатель; 13₁, 13₂, 13₃, 13₄ - первый, второй, третий и четвертый конденсаторы, соответственно; 14 - диод; 15₁ - первый выход блока питания 3; 15₂ - второй выход блока питания 3; 16 - стабилизатор (например, микросхема SCI7810YBA); 17 - резистор.

Функциональная схема блока управления 4 (см. фиг. 3) содержит: 15₁ 15₂ - соответственно, первый и второй входы питания блока управления 4; 18₁, 18₂, 18₃ - первый, второй и третий резисторы соответственно; 19₁, 19₂, 19₃, 19₄, 19₅ - первый, второй, третий, четвертый и пятый конденсатор, соответственно; 20 - процессор (например, микросхема ATMEGA48); 21 - кварцевый резонатор; 22 - информационный вход блока управления 4; 23 - управляющий выход блока управления 4; 24₁, 24₂ - соответственно, первый и второй сигнальные выходы блока управления 4; 25₁, 25₂, 25₃, 25₄ - - соответственно, первый, второй, третий и четвертый входы группы управляющих входов блока управления 4; 26_1, 26₂, 26₃, 26₄, 26₅, 26₆, 26₇, 26₈, 26₉, 26₁₀ - соответственно, первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой, восьмой, девятый и десятый информационные выходы группы информационных выходов блока управления 4.

Функциональная схема блока обратной связи 5 (см. фиг. 4) содержит: 15₂ - вход питания блока обратной связи 5; 22 - информационный выход блока обратной связи 4; 23 - управляющий вход 23 блока обратной связи 4; 27 - дискретный пороговый элемент (например, микросхема HEF4011B); 28₁, 28₂, 28₃ - соответственно, первый, второй и третий резисторы; 29 - конденсатор; 30 - вход блока обратной связи 4; 31 - звуковой индикатор (например, PKLCS1212).

Функциональная схема блока аналогового суммирования сигналов 6 (см. фиг. 5) содержит: 15₁ - вход питания блока аналогового суммирования сигналов 6; 32 - трансформатор; 33₁, 33₂ - первый и второй диоды, соответственно; 34₁ - первый сигнальный вход блока аналогового суммирования сигналов 5; 34₂ - второй сигнальный вход блока аналогового суммирования сигналов 6; 35₁ - первый выход блока аналогового суммирования сигналов 6; 35₂ - второй выход блока аналогового суммирования сигналов 6; 36 - устройство защиты от перенапряжения (например, ограничитель напряжения P4SMAJ100 фирмы Diotec или PTVS10VS1UP фирмы NXP).

Функциональная схема блока формирования положительных сигналов 7 (см. фиг. 6) содержит: 24₁ - сигнальный вход блока формирования положительных сигналов 7; 35₁ - сигнальный выход блока формирования положительных сигналов 7; 38₁, 38₂ - первый и второй резисторы, соответственно, 39 - транзистор.

Функциональная схема блока формирования отрицательных сигналов 8 (см. фиг. 7) содержит: 24₂ - сигнальный вход блока формирования отрицательных сигналов 8; 35₂ - сигнальный выход блока формирования отрицательных сигналов 8; 40₁, 40₂ - первый и второй резисторы, соответственно, 41 - транзистор.

Функциональная схема блока индикации 10 (см. фиг. 8) содержит: 26₁, 26₂, 26₃, 26₄, 26₅, 26₆, 26₇, 26₈, 26₉, 26₁₀ - соответственно, первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой, восьмой, девятый и десятый входы группы информационных входов блока индикации 10; 42₁, 42₂, 42₃, 42₄, 42₅, 52₆, 42₇, 42₈, 42₉, 42₁₀ - соответственно, первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой, восьмой, девятый и десятый резисторы; 43₁, 43₂, 43₃, 43₄, 43₅, 43₆, 43₇, 43₈, 43₉, 43₁₀ - соответственно, первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой, восьмой, девятый и десятый светодиоды (любые индикаторы ЖК, OLED или др.)

Функциональная схема блока ключей управления 11 (см. фиг. 9) содержит: 25₁, 25₂, 25₃, 25₄ - первый, второй, третий и четвертый выходы группы управляющих выходов блока ключей управления 11; 44_1, 44₂, 44₃, 44₄ - первый, второй, третий и четвертый ключи, соответственно.

Элементы устройства для электротерапии взаимосвязаны следующим образом.

Первый 1 и второй 2 входы питания устройства для электротерапии соединены, соответственно, с первым и вторым входами питания блока питания 3, первый выход питания которого соединен с первым входом питания блока управления 4 и входом питания блока обратной связи 5, второй выход питания блока питания 3 соединен со входом питания блока аналогового суммирования сигналов 6 и со вторым входом питания блока управления 4, первый сигнальный выход которого соединен с сигнальным входом блока формирования положительных сигналов 7, второй сигнальный выход блока управления 3 соединен с сигнальным входом блока формирования отрицательных сигналов 8, сигнальные выходы блока формирования положительных сигналов 7 и блока формирования отрицательных сигналов 8 соединены, соответственно, с первым и вторым сигнальными входами блока аналогового суммирования сигналов 6, первый выход которого соединен с активным электродом 9₁ и со входом блока обратной связи 5, второй выход блока аналогового суммирования сигналов 6 соединен с пассивным электродом 9₂, информационный выход блока обратной связи 5 соединен с информационным входом блока управления 4, управляющий выход которого соединен с управляющим входом блока обратной связи 5, выходы группы информационных выходов блока управления 4 соединены со входами группы информационных входов блока индикации 10, первый, второй, третий и четвертый входы группы управляющих входов блока управления 4 соединены, соответственно, с первым, вторым, третьим и четвертым выходом группы управляющих выходов блока ключей управления 11.

В блоке питания 3 (см. фиг. 2) первый 1 вход питания соединен с первым входом переключателя 12, а второй 2 вход питания соединен с общей шиной, первый выход переключателя 12 соединен через первый 13₁ и второй 13₂ конденсаторы с общей шиной, с анодом диода 14, с первым выходом 15₁ блока питания 3 и со входом стабилизатора 16, выход которого соединен с вторым выходом 15₂ блока питания 2, с катодом диода 14 и через третий 13₃ и четвертый 13₄ конденсаторы с общей шиной, выход переключателя 12 соединен через второй резистор 17 с общей шиной.

В блоке управления 4 (см. фиг. 3) первый вход питания 15₁ блока 4 соединен через первый резистор 18₁ с первыми выводами второго резистора 18₂, первого конденсатора 19₁ и с первым входом подключения питания процессора 20, вторые выводы второго резистора 18₂ и первого конденсатора 19₁ соединены с общей шиной, второй вход питания 15₂ блока управления 4 соединен со вторым и третьим входами подключения питания процессора 20 и через третий резистор 18 с четвертым входом подключения питания процессора и с первым выводом второго конденсатора 19₂, первый вывод кварцевого резонатора 21 и первый вывод третьего конденсатора 19₃ объединены и соединены с первым тактовым входом процессора 20, второй вывод кварцевого резонатора 21 и первый вывод четвертого конденсатора 19₄ объединены и соединены со вторым тактовым входом процессора 20, вторые выводы третьего 19₃ и четвертого 19₄ конденсаторов соединены с общей шиной, первый выход «земля» процессора 20 соединен с общей шиной, второй выход «земля» процессора 20 соединен с общей шиной и с первым выводом пятого конденсатора 19₅, второй вывод которого соединен со входом фильтрации опорного напряжения процессора 20, информационный вход 22 блока управления 4 соединен с первым информационным входом процессора 20, управляющий выход которого соединен с управляющий выходом 23 блока управления 4, первый сигнальный выход 24₁ которого соединен с сигнальным выходом процессора 20, второй сигнальный выход которого соединен со вторым сигнальным выходом 24₂ блока управления 4, первый 25₁, второй 25₂, третий 25₃ и четвертый 25₄ входы группы управляющих входов блока управления 4 соединены, соответственно, с первым, вторым, третьим и четвертым входами группы управляющих входов процессора 20, первый 26₁, второй 26₂, третий 26₃, четвертый 26₄, пятый 26₅, шестой 26₆, седьмой 26₇, восьмой 26₈, девятый 26₉ и десятый 26₁₀ информационные выходы группы информационных выходов блока управления 4 соединены, соответственно, с первым, вторым, третьим, четвертым, пятым, шестым, седьмым, восьмым, девятым и десятым информационными выходами процессора 20.

В блоке обратной связи 5 (см. фиг. 4) управляющий вход 23 блока обратной связи 5 соединен с первым и вторым входами управления дискретного порогового элемента 27, вход питания 15₂ блока обратной связи 5 соединен с первым выводом первого резистора 28₁, с входом питания дискретного порогового элемента 27 и с третьим входом управления дискретного порогового элемента 27, второй вывод первого резистора 28₁ соединен с первым выводом второго резистора 28₂ и через третий резистор 28₃ с общей шиной, четвертый вход управления дискретного порогового элемента 27 соединен со вторым выводом второго резистора 28₂ и с первым выводом конденсатора 29, второй вывод которого через четвертый резистор 28₄ соединен с входом 30 блока обратной связи 5, выход «земля» дискретного порогового элемента 27 соединен с общей шиной, первый выход дискретного порогового элемента 27 соединен с первым выводом звукового индикатора 31, с пятым, шестым, седьмым и восьмым входами управления дискретного порогового элемента 27, второй вход дискретного порогового элемента 27 соединен с информационным выходом 22 блока обратной связи 5, второй вывод звукового индикатора 31 соединен с третьим и четвертым выходами дискретного порогового элемента 27.

В блоке аналогового суммирования сигналов 6 (см. фиг. 5) вход питания 15₁ блока 6 соединен со средним выводом первичной обмотки импульсного трансформатора 32, первый и второй выводы первичной обмотки импульсного трансформатора 32 соединены, соответственно, с катодами первого 33₁ и второго 33₂ диодов, анод первого диода 33₁ соединен с первым сигнальным входом 34₁ блока аналогового суммирования сигналов 6, анод второго диода 33₂ соединен со вторым сигнальным входом 34₂ блока аналогового суммирования сигналов 6, первый вывод вторичной обмотки импульсного трансформатора 32 соединен с первым выходом 35₁ блока аналогового суммирования сигналов бис первым выводом устройства защиты от перенапряжения 36, второй вывод вторичной обмотки импульсного трансформатора 32 соединен со вторым выходом 35₂ блока аналогового суммирования сигналов 6, со вторым выводом устройства защиты от перенапряжения 36 и через резистор 37 с общей шиной.

В блоке формирования положительных сигналов 7 (см. фиг. 6) сигнальный вход 24₁ соединен через первый резистор 38₁ с первым выводом второго резистора 38₂ и с базой транзистора 39, эмиттер которого соединен со вторым выводом второго резистора 38₂ и с общей шиной, коллектор транзистора 39 соединен с сигнальным выходом 34₁ блока формирования положительных сигналов 7.

В блоке формирования отрицательных сигналов 8 (см. фиг. 7) сигнальный вход 24₂ соединен через первый резистор 40₁ с первым выводом второго резистора 40₂ и с базой транзистора 41, эмиттер которого соединен со вторым выводом второго резистора 40₂ и с общей шиной, коллектор транзистора 41 соединен с сигнальным выходом 34₂ блока формирования отрицательных сигналов 8.

В блоке индикации 10 (см. фиг. 8) первый 26₁, второй 26₂, третий 26₃, четвертый 26₄, пятый 26₅, шестой 26₆, седьмой 26₇, восьмой 26₈, девятый 26₉ и десятый 26₁₀ входы группы информационных входов блока индикации 9 соединены с первыми выводами соответствующих первого 42₁, второго 42₂, третьего 42₃, четвертого 42₄, пятого 42₅, шестого 42₆, седьмого 42₇, восьмого 42₈, девятого 42₉ и десятого 42₁₀ резисторов, вторые выводы i-го 42_i резистора (i=1, 3, 5, 7, 9) соединены с анодом i-го 43_i светодиода и с катодом i+1-го 43_i светодиода, вторые выводы i-го 42_i резистора (i=2, 4, 6, 8, 10) соединены с катодом i-1-го 43_i светодиода и с анодом i-го 43_i светодиода.

В блоке ключей управления 11 (см. фиг. 9) первые выводы первого 44₁, второго 44₂, третьего 44₃ и четвертого 44₄ ключей объединены и соединены с общей шиной, вторые выводы первого 44₁, второго 44₂, третьего 44₃ и четвертого 44₄ ключей соединены, соответственно, с первым 25₁, вторым 25₂, третьим 25₃ и четвертым 25₄ выходами группы управляющих выходов блока ключей управления 11.

Устройство для электротерапии работает следующим образом.

Функционирование устройства для электротерапии начинается после подключения батареи или аккумулятора к первому 1 и второму 2 входам питания блока питания 3 (см. фиг. 1 и фиг. 2) и предварительного размещения на теле пациента активного 9₁ и пассивного 9₂ электродов. Напряжение внешнего источника меняется во времени, поэтому блок питания 3 выполняет преобразование напряжения внешнего источника в напряжение +5 В и +9 В со стабильными параметрами.

Общая схема работы устройства для электротерапии состоит в следующем.

Перед началом работ выполняется программирование процессора 20 блока управления 4. В процессор 20 блока управления 3 заносится программа управления работой устройства и измерения меняющихся параметров стимулирующих импульсов. Таким образом, процессор предварительно программируется и устанавливается на плату устройства для электротерапии.

Начало работы обусловлено включением ключа 11 блока питания 3 (см. фиг. 2). От первого выхода питания 15₁ блока питания 3 напряжение величиной +9 В подается на первый вход питания блока управления 4 и вход питания блока обратной связи 5. От второго выхода питания 15₂ блока питания 3 напряжение величиной +5 В подается на второй вход питания блока управления 4 и блока обратной связи 5.

В блоке питания 3 (см. фиг. 2) напряжение внешнего источника +9 В через переключатель 12 подается на первый выход 15₁ блока питания 3 и на вход стабилизатора напряжения 16. Стабилизатор преобразует напряжение аккумулятора, подключенного ко входам 1 и 2, в напряжение +5 В. На первом 13₁ и втором 13₂ конденсаторах реализована схема фильтрации входного напряжения, причем, второй конденсатор 13₂ предназначен для фильтрации высокочастотных помех. На третьем 13₃ и четвертом 13₄ конденсаторах реализована схема фильтрации, но для напряжения в +5 В, которое снимается со второго входа 15₂ блока питания 3. При установке переключателя 12 в положение «выключено» заряженный первый конденсатор 13₁ разряжается через резистор 17, а заряженный третий конденсатор 13₃ разряжается через диод 14.

После подачи питания на первый 15₁ и второй 15₂ входы питания блока управления 4 (см. фиг. 4) происходит инициализация процессора 20. От второго входа питания 15₂ посредством третьего резистора 18₃ и второго конденсатора 19₂ происходит сброс процессора 20 и становится возможной настройка портов ввода/вывода, как показано на фиг. 10 алгоритма работы процессора 20 блока управления 3 (см. блок 1).

Подпрограмма настройки канала управления (см. блок 2 алгоритма на фиг. 10), подпрограмма разрешения прерывания при формировании импульса накачки (см. блок 3 алгоритма на фиг. 10) и подпрограмма сканирования клавиатуры блока ключей управления (см. блок 4 алгоритма на фиг. 10) позволяют выбрать режимы работы устройства для электротерапии и параметры импульсов электростимуляции.

Для работы с ключами блока ключей управления 11 задается время (см. блок 5 алгоритма на фиг. 10).

В блоке ключей управления 11 с применением первого ключа 44₁ происходит выбор пункта меню. В этом случае в блоке индикации 10 последовательно, в течении 3-х секунд светятся светодиоды 43₁,43₂; 43₃,43₄; 43₅,43₆; 43₇,43₈; 43₉,43₁₀. С применением второго ключа 44₂ происходит выбор режима работы:

- режим работы только с положительным сигналом накачки (сигнал с первого сигнального выхода процессора 20, который подается с первого сигнального выхода 24₁ блока управления 4 на сигнальный вход блока формирования положительных сигналов 7);

- режим работы только с отрицательным сигналом накачки (сигнал со второго сигнального выхода процессора 20, который подается со второго сигнального выхода 24₂ блока управления 4 на сигнальный вход блока формирования отрицательных сигналов 8);

- режим работы и с положительным, и с отрицательным сигналами накачки (сигналы как с первого, так и с второго сигнальных выходов процессора 20, которые подаются с первого сигнального выхода 24₁ блока управления 4 на сигнальный вход блока формирования положительных сигналов 7 и со второго сигнального выхода 24₂ блока управления 4 на сигнальный вход блока формирования отрицательных сигналов 8).

С применением третьего 44₃ (больше) и четвертого 44₄ (меньше) ключей устанавливается длительность импульса накачки по методу «больше-меньше». Этим самым устанавливается мощность стимулирующего воздействия, что выражается в амплитуде и длительности первого импульса свободного колебания. Четвертый ключ 44₄ позволяет запускать или останавливать устройство.

Затем срабатывает подпрограмма остановки таймера при сканировании ключей (см. блок 6 алгоритма на фиг. 10).

После установки с применением ключей блока ключей управления 11 начинается работа устройства для электротерапии. Формируются процессором 20 блока управления 4 импульсы накачки для блока формирования положительных сигналов 7 и импульсы накачки для блока формирования отрицательных сигналов 8 (см. блок 16 алгоритма на фиг. 11). Запускается в процессоре 20 блока управления 4 подпрограмма процесса стимуляции (см. блок 17 алгоритма на фиг. 11), при работе которой анализируется изменение формы стимулирующих импульсов посредством блока обратной связи 5. Если динамика изменения параметров перестала иметь существенные изменения, то процессор 20 блока управления 4 формирует звуковой сигнал «Доза» (см. блок 18 алгоритма на фиг. 11). Затем выполняется переход к подпрограмме контроля времени стимулирования (см. блок 19 алгоритма на фиг. 11). Возможно окончание процесса электротерапии, либо электростимуляция другой зоны кожного покрова по усмотрению лечащего врача.

В блок индикации 10 со второй группы информационных выходов 29₁-26₁₀ блока управления 4 (см. фиг. 3) в процессе задания режима работы устройства для электротерапии и параметров импульсов электростимуляции на светодиодах отображается следующая информация. Светодиоды 43₁,43₂ показывают выбор инверсной модуляции, т.е. чередование последовательностей стимулирующих импульсов от положительных и отрицательных импульсов накачки с первого сигнального выхода 24₁ и второго сигнального выхода 24₂ блока управления 4. Светодиоды 43₃,43₄ отображают частоту колебания импульсов электростимуляции (см. рис. 12 - частотная модуляция). Светодиоды 43₅,43₆ отображают амплитуду импульсов стимуляции (см. фиг. 12 - амплитудная модуляция). Светодиоды 43₇,43₈ отображают частоту следования импульсов накачки (частотная модуляция), показанную на фиг. 12 на шкале «Выход 35₁ блока обратной связи». Светодиоды 43₉,43₁₀ отображают дозированный режим работы устройства для электротерапии, т.е. они светятся до тех пор, пока существует динамика в изменении кожного импеданса при электростимуляции. Когда динамика изменения реактивной составляющей перестала существовать (отсутствует изменение в импульсах электростимуляции), то светодиоды 43₉,43₁₀ перестают светиться.

Светодиоды 43_i,43_i+1 представляют собой конструкцию, позволяющую применять два цвета, например, зеленый и желтый. Это удобно для индикации разных параметров.

При работе подпрограммы формирования импульсов накачки (см. блок 16 на фиг. 11) с первого сигнального выхода 24₁ и второго сигнального выхода 24₂ блока управления 4 (см. фиг. 3 и фиг. 12) подаются импульсы накачки на сигнальный 24₁ вход блока формирования положительных сигналов 7 (см. фиг. 6) и на сигнальный вход 24₂ блока формирования отрицательных сигналов 8 (см. фиг. 7). Импульсами накачки открываются транзистор 39 блока формирования положительных сигналов 7 и транзистор 41 блока формирования отрицательных сигналов 8.

При положительном импульсе накачки сигнал с сигнального выхода 34₁ блока формирования положительных сигналов 7 подается на первый сигнальный вход 34₁ блока аналогового суммирования сигналов 6 (см. фиг. 5), а при отрицательном импульсе накачки сигнал с сигнального выхода 34₂ блока формирования отрицательных сигналов 8 подается на второй сигнальный вход 34₂ блока аналогового суммирования сигналов 6. Энергия импульса накачки накапливается в импульсном трансформаторе 32, а после окончания импульса накачки энергия импульсного трансформатора «передается» на первый 35₁ и второй 35₂ выходы блока аналогового суммирования сигналов 6 и на активный 9₁ и пассивный 9₂ электроды. В результате сформированы импульсы электростимуляции.

Устройство защиты от перегрузок 36 осуществляет защиту выхода блока аналогового суммирования сигналов 5 от превышения допустимого напряжения. Устройство защиты от перегрузок 36 ограничивает в режиме холостого хода от перенапряжения в 300 В. Устройство 36 реализовано на TVS-диодах (ограничитель напряжения P4SMAJ100 фирмы Diotec или PTVS10VS1UP фирмы NXP).

Затем выполняется процесс электростимулирования (см. блок 17 алгоритма на фиг. 11).

Формируемые на активном 9₁ и пассивном 9₂ электродах стимулирующие импульсы в процессе электротерапии под воздействием изменения кожного импеданса претерпевают изменения. Так как эти импульсы подаются также на вход блока обратной связи 5 и после преобразования в нем поступают в процессор 20 блока управления 4, то в блок управления имеет возможность оценивать эти изменения и формировать дозу стимулирующего воздействия.

Алгоритм расчета интервала времени между импульсами накачки показан на фиг. 13. С помощью блока обратной связи 5 измеряется длительность τ первого полупериода стимулирующих импульсов, определяется целое значение от величины τ/2 (см. блок 4 алгоритма на фиг. 13), выбирается первый 24₁ или второй 24₂ сигнальный выход блока управления 4 (см. блоки 5 и 6 алгоритма на фиг. 13) и определяется значение Т₀, через которое будет подан следующий импульс накачки (см. блок 7 алгоритма на фиг. 13). Блок управления 4 подает импульсы накачки с первого 24₁ или второго 24₂ сигнальных выходов на блоки формирования положительных сигналов 7 или блок формирования отрицательных сигналов 8 до тех пор, пока не появится необходимость в расчете очередной дозы воздействия (см. блок 8 алгоритма на фиг. 13).

В блоке обратной связи 5 на основе дискретного порогового элемента 27 фактически реализованы две схемы: усилитель звукового сигнала и усилитель ограничитель (см. фиг. 4), который преобразует аналоговые сигналы, поступающие на вход 30 в прямоугольные импульсы, которые затем поступают на информационный вход 22 блока управления 4.

Стимулирующие импульсы от активного электрода 9₁ поступают на вход 30 блока обратной связи 5. На четвертом резисторе 28₄ и конденсаторе 29 выполнен фильтр, «отсеивающий» постоянную составляющую стимулирующего сигнала. В результате в дискретного порогового элемента 27 ограничивается амплитуда стимулирующих импульсов и с выхода 22 блока обратной связи 5 на информационный вход 22 блока управления 4 подается последовательность прямоугольных импульсов для измерения их длины и оценки результата электростимуляции. Если данный участок кожного покрова «получил» свою дозу воздействия, то на управляющем выходе 23 блока управления 4 появится сигнал, который поступает на управляющий вход блока обратной связи 5. В результате усилитель звукового сигнала позволяет сработать звуковому индикатору 31, который сигнализирует о необходимости смены положения электродов или выбора другого режима электротерапии.

Технико-экономическая эффективность предлагаемого устройства для электротерапии по отношению к известному электростимулятору (см. патент РФ №2345798 МПК A61N 1/36, от 10.02.2009, бюлл. №33) оценивается по результатам эффективного лечения заболеваний и обеспечивается путем предоставления лечащему врачу удобного и достаточно простого в понимании интерфейса пользователя, возможности осуществления электростимуляции при алгоритмизации сеанса терапии по выбранной зоне кожного покрова с применением стимулирующих импульсов разных начальных фаз, а также применения других видов модуляции при задании последовательности стимулирующих импульсов.

Устройство для электротерапии может быть реализовано с применением процессоров и элементной базы любых отечественных или зарубежных производителей.

Claims (3)

1. Устройство для электротерапии, содержащее блок питания, блок управления, блок обратной связи, блок ключей управления, блок индикации, активный и пассивный электроды, причем первый и второй входы питания устройства для электротерапии соединены соответственно с первым и вторым входами питания блока питания, первый выход питания которого соединен с первым входом питания блока управления и входом питания блока обратной связи, второй выход питания блока питания соединен со вторым входом питания блока управления, информационный выход блока обратной связи соединен с информационным входом блока управления, выходы группы информационных выходов блока управления соединены со входами группы информационных входов блока индикации, первый, второй, третий и четвертый входы группы управляющих входов блока управления соединены соответственно с первым, вторым, третьим и четвертым выходами группы управляющих выходов блока ключей управления, отличающееся тем, что в него дополнительно введены блок аналогового суммирования сигналов, блок формирования положительных сигналов и блок формирования отрицательных сигналов, причем вход питания блока аналогового суммирования сигналов соединен со вторым выходом питания блока питания, первый сигнальный выход блока управления соединен с сигнальным входом блока формирования положительных сигналов, второй сигнальный выход блока управления соединен с сигнальным входом блока формирования отрицательных сигналов, сигнальные выходы блока формирования положительных сигналов и блока формирования отрицательных сигналов соединены соответственно с первым и вторым сигнальными входами блока аналогового суммирования сигналов, первый выход которого соединен с активным электродом и со входом блока обратной связи, второй выход блока аналогового суммирования сигналов соединен с пассивным электродом, управляющий выход блока управления соединен с управляющим входом блока обратной связи.

2. Устройство для электротерапии по п. 1, отличающееся тем, что блок аналогового суммирования сигналов содержит импульсный трансформатор, первый и второй диоды, резистор и устройство защиты от перенапряжения, причем вход питания блока аналогового суммирования сигналов соединен со средним выводом первичной обмотки импульсного трансформатора, первый и второй выводы первичной обмотки импульсного трансформатора соединены соответственно с катодами первого и второго диодов, анод первого диода соединен с первым сигнальным входом блока аналогового суммирования сигналов, анод второго диода соединен с вторым сигнальным входом блока аналогового суммирования сигналов, первый вывод вторичной обмотки импульсного трансформатора соединен с первым выходом блока аналогового суммирования сигналов и с первым выводом устройства защиты от перенапряжения, второй вывод вторичной обмотки импульсного трансформатора соединен со вторым выходом блока аналогового суммирования сигналов, со вторым выводом устройства защиты от перенапряжения и через резистор - с общей шиной.

3. Устройство для электротерапии по п. 1, отличающееся тем, что блок формирования положительных сигналов и блок формирования отрицательных сигналов идентичны и содержат каждый первый и второй резисторы, транзистор, причем сигнальный вход блока соединен через первый резистор с первым выводом второго резистора и с базой транзистора, эмиттер которого соединен со вторым выводом второго резистора и с общей шиной, коллектор транзистора соединен с сигнальным выходом блока.

Images