RU2021830C1 - Multichannel electric stimulator - Google Patents
Multichannel electric stimulator Download PDFInfo
- Publication number
- RU2021830C1 RU2021830C1 SU4946352A RU2021830C1 RU 2021830 C1 RU2021830 C1 RU 2021830C1 SU 4946352 A SU4946352 A SU 4946352A RU 2021830 C1 RU2021830 C1 RU 2021830C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- channel
- output
- switch
- signal
- generator
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к медицинским электронным приборам, а именно к многоканальным электростимуляторам, используемым для восстановительного лечения и направленной тренировки мышц. The invention relates to medical electronic devices, namely to multi-channel electrical stimulators used for rehabilitation treatment and targeted muscle training.
Известен одноканальный электростимулятор "Стимул-1", использующий для электрического раздражения мышц последовательность прямоугольных импульсов длительностью 10 мс и периодом повторения 20 мс, модулированных гармоническим сигналом частотой 2 кГц. Known single-channel electrical stimulator "Stimulus-1", which uses a sequence of rectangular pulses of 10 ms duration and a repetition period of 20 ms modulated by a harmonic signal with a frequency of 2 kHz for electrical stimulation of muscles.
Использование модуляции импульсов раздражения мышц гармоническим сигналом сравнительно высокой частоты устраняет болевые ощущения при стимуляции, однако ее эффективность остается недостаточно высокой. Недостатком является также одноканальность. The use of modulation of muscle irritation impulses with a harmonic signal of a relatively high frequency eliminates pain during stimulation, but its effectiveness remains insufficiently high. The disadvantage is also single-channel.
Наиболее близким к изобретению является многоканальный электростимулятор, содержащий многоканальный коммутатор, задатчик программы коммутации, регулятор и измеритель тока стимуляции в каждой выходной группе. Известный многоканальный электростимулятор содержит также задающий генератор, регулятор частоты следования импульсов, задатчик и регулятор длительности импульсов в каждом канале, генератор сигнала заполнения и задатчик параметров сигнала заполнения также в каждом канале, переключатель фазы стимулирующего напряжения в каждой выходной группе. Closest to the invention is a multi-channel electrical stimulator containing a multi-channel switch, a commander of the switching program, a regulator and a stimulation current meter in each output group. The well-known multi-channel electro-stimulator also contains a master oscillator, a pulse repetition rate regulator, a pulse width regulator and a pulse width regulator in each channel, a fill signal generator and a fill signal parameter dial in each channel, and a stimulating voltage phase switch in each output group.
Этот многоканальный электростимулятор обеспечивает стимуляцию различных групп мышц с разделением по времени. Какой именно канал работает в данный момент определяется задатчиком программы коммутации. В каждом канале может быть реализовано несколько выходных групп, которые служат для стимуляции мышц, одновременное сокращение которых не является противоестественным. Задающий генератор вырабатывает прямоугольные импульсы, поступающие на сигнальный вход многоканального коммутатора. Многоканальный коммутатор подключает выход задающего генератора на вход задатчика и регулятора длительности импульсов канала, определяемого задатчиком программы коммутации. С выхода задатчика и регулятора длительности импульсов сигнал, определяющий длительность непрерывного раздражения мышц в данном канале, поступает на один из входов генератора сигнала заполнения данного канала, вырабатывающего при наличии этого импульса сигнал раздражения мышц, параметры которого определяются задатчиком параметров сигнала заполнения данного канала. С выхода генератора сигнала заполнения сигнал поступает на входы всех регуляторов и измерителей тока данного канала, с выхода каждого из которых - на вход соответствующего переключателя фазы стимулирующего напряжения, к выходу которого подключаются электроды. This multi-channel electrical stimulator provides stimulation of various muscle groups with time division. Which channel is working at the moment is determined by the master of the switching program. In each channel, several output groups can be realized that serve to stimulate muscles, the simultaneous contraction of which is not unnatural. The master oscillator generates rectangular pulses arriving at the signal input of a multi-channel switch. The multichannel switch connects the output of the master oscillator to the input of the master and the pulse width controller of the channel determined by the master of the switching program. From the output of the master and the pulse duration controller, a signal determining the duration of continuous muscle irritation in a given channel is fed to one of the inputs of the fill signal generator of this channel, which generates a muscle irritation signal, the parameters of which are determined by the fill parameter of the fill signal of this channel. From the output of the fill signal generator, the signal goes to the inputs of all the regulators and current meters of this channel, from the output of each of which to the input of the corresponding phase switch of the stimulating voltage, to the output of which the electrodes are connected.
Данный многоканальный электростимулятор использует в каждом канале собственный сигнал раздражения мышц, что позволяет учитывать особенности различных мышц, однако сила сокращения мышц во многих случаях, особенно для спортивных целей, остается недостаточной. Из-за того, что всему диапазону изменения силы сокращения мышц соответствует небольшой интервал изменения тока стимуляции затруднена регулировка силы сокращения мышц. Недостатком описанного устройства является и то, что при использовании некоторых сигналов возникают болевые ощущения на участках кожи под электродами. This multichannel pacemaker uses in each channel its own signal of muscle irritation, which allows you to take into account the characteristics of various muscles, however, the force of muscle contraction in many cases, especially for sports purposes, remains insufficient. Due to the fact that the entire range of changes in muscle contraction force corresponds to a small interval of change in stimulation current, it is difficult to adjust the force of muscle contraction. A disadvantage of the described device is that when using certain signals, pain occurs in the skin under the electrodes.
Целью изобретения является увеличение эффективности стимуляции и устранение болевых ощущений путем автоматического переключения фазы стимулирующего напряжения. The aim of the invention is to increase the effectiveness of stimulation and the elimination of pain by automatically switching the phase of the stimulating voltage.
Поставленная цель достигается тем, что в многоканальный электростимулятор, содержащий первый многоканальный коммутатор, задатчик программы коммутации, регулятор и измеритель тока стимуляции в каждой выходной группе, причем выход задатчика программы коммутации является адресным входом первого многоканального коммутатора, с целью увеличения эффективности стимуляции и устранения болевых ощущений путем автоматического переключения фазы стимулирующего напряжения, введены программируемый генератор сигнала переключения фазы стимулирующего напряжения, задатчик программы работы генератора сигнала переключения фазы стимулирующего напряжения, генератор сигнала раздражения мышц, электронный переключатель, второй многоканальный коммутатор, по два электронных ключа в каждом канале, по два генератора тока и по четыре диода в каждой выходной группе, и следующие связи: выход задатчика программы работы генератора сигнала переключения фазы стимулирующего напряжения соединен со входом программируемого генератора сигнала переключения фазы стимулирующего напряжения, выход которого соединен с управляющим входом электронного переключения, с сигнальным входом которого соединен выход генератора сигнала раздражения мышц, а первый и второй выходы переключателя соединены соответственно с сигнальными входами первого и второго многоканальных коммутаторов, адресный вход второго многоканального коммутатора соединен с адресным входом первого многоканального коммутатора, i-й выход первого многоканального коммутатора, где i = 1, 2,.. . ,n, а n - количество каналов многоканального электростимулятора, соединен с управляющим входом первого электронного ключа i-го канала и с первыми входами первых генераторов тока каждой выходной группы i-го канала, i-й выход второго многоканального коммутатора соединен с управляющим входом второго электронного ключа i-го канала и с первыми входами вторых генераторов тока каждой выходной группы i-го канала, сигнальные входы обоих электронных ключей каждого канала подключены к шине нулевого потенциала, к вторым входам обоих генераторов тока j-й выходной группы i-го канала, где j = 1,2, ...,m, а m - количество выходных групп в i-м канале многоканального электростимулятора, подключен выход регулятора и измерителя тока j-й выходной группы i-го канала, выход первого генератора тока каждой выходной группы i-го канала соединен с анодом первого и катодом второго диодов данной выходной группы, вторые выводы которых подключены к выходу второго электронного ключа i-го канала, а выход второго генератора тока каждой выходной группы i-го канала соединен с анодом третьего и катодом четвертого диодов данной выходной группы, вторые выводы которых подключены к выходу первого электронного ключа i-го канала, выход первого и второго генераторов тока j-й выходной группы представляют собой выходы данной выходной группы. This goal is achieved by the fact that in a multi-channel electrical stimulator containing a first multi-channel switch, a switching program master, a regulator and a stimulation current meter in each output group, the output of the switching program master is an address input of the first multi-channel switch, in order to increase stimulation efficiency and eliminate pain by automatically switching the phase of the stimulating voltage, introduced a programmable signal generator of the phase switching stimulus voltage switch, program generator of the stimulating voltage phase switching signal generator program generator, muscle irritation signal generator, electronic switch, second multichannel switch, two electronic keys in each channel, two current generators and four diodes in each output group, and the following connections: the output of the master program of the generator of the signal for switching the phase of the stimulating voltage is connected to the input of the programmable generator of the signal for switching the phase of the stimulating voltage, output connected to the control input of the electronic switch, the signal input of which is connected to the output of the muscle irritation signal generator, and the first and second outputs of the switch are connected respectively to the signal inputs of the first and second multi-channel switches, the address input of the second multi-channel switch is connected to the address input of the first multi-channel switch, i -th output of the first multichannel switch, where i = 1, 2, ... , n, and n is the number of channels of a multi-channel electrical stimulator, connected to the control input of the first electronic key of the i-th channel and to the first inputs of the first current generators of each output group of the i-th channel, the i-th output of the second multi-channel switch is connected to the control input of the second electronic key of the i-th channel and with the first inputs of the second current generators of each output group of the i-th channel, the signal inputs of both electronic keys of each channel are connected to the bus of zero potential, to the second inputs of both current generators of the j-th output group of the i-th channel, where j = 1,2, ..., m, and m is the number of output groups in the i-th channel of a multi-channel electrical stimulator, the output of the controller and current meter of the j-th output group of the i-th channel is connected, the output of the first current generator of each output group of the i-th channel is connected to the anode of the first and cathode of the second diodes of this output group, the second conclusions of which are connected to the output of the second electronic key of the i-channel, and the output of the second current generator of each output group of the i-channel with the anode of the third and the cathode of the fourth diode data ith output group, the second terminals of which are connected to the output of the first electronic key of the i-th channel, the output of the first and second current generators of the j-th output group are the outputs of this output group.
Совокупность существенных признаков предложенного устройства обуславливает соответствие предложенного решения критерию "новизна". The set of essential features of the proposed device determines the compliance of the proposed solution with the criterion of "novelty."
Не обнаружены решения, имеющие признаки, сходные с признаками, отличающими заявляемое устройство от прототипа. Это позволяет сделать вывод, что предложенное решение обладает существенными отличиями. No solutions were found having features similar to those distinguishing the claimed device from the prototype. This allows us to conclude that the proposed solution has significant differences.
Достижение положительного эффекта при реализации данного многоканального электростимулятора подтверждается увеличением силы сокращения мышц благодаря автоматическому переключению фазы стимулирующего напряжения, наличием удобной регулировки силы сокращения мышц путем регулировки параметров сигнала переключения фазы стимулирующего напряжения, устранением болевых ощущений, а также расширением функциональных возможностей электростимуляции, так как изменяя параметры сигнала переключения полярности электродов можно задавать силу сокращения мышц отдельно для каждого канала, а также переменную силу сокращения мышц в отдельно взятом канале. The achievement of a positive effect during the implementation of this multichannel electric stimulator is confirmed by an increase in muscle contraction force due to automatic switching of the stimulating voltage phase, the presence of convenient adjustment of muscle contraction force by adjusting the parameters of the signal of switching the stimulating voltage phase, eliminating pain, and also expanding the functionality of electrical stimulation, as changing parameters Electrode polarity switching signal can be set muscle contractions separately for each channel, as well as the variable strength of muscle contractions in a single channel.
Техническая сущность и принцип действия предлагаемого устройства поясняются чертежом, на котором представлена блок-схема двухканального электростимулятора с автоматическим переключением фазы стимулирующего напряжения, в каждом из каналов которого реализовано по две выходных группы. The technical essence and principle of operation of the proposed device are illustrated in the drawing, which shows a block diagram of a two-channel electrical stimulator with automatic switching of the phase of the stimulating voltage, in each channel of which two output groups are implemented.
Многоканальный электростимулятор содержит: задатчик 1 программы работы генератора сигнала переключения фазы стимулирующего напряжения, программируемый генератор 2 сигнала переключения фазы стимулирующего напряжения, генератор 3 сигналов раздражения мышц, электронный переключатель 4, два многоканальных коммутатора 5 и 7, задатчик 6 программы коммутации, два электронных ключа 11 и 12 в каждом канале, по одному регулятору и измерителю тока 8, по два генератора тока 9 и 10 и по четыре диода 13, 14, 15, 16 в каждой выходной группе. Выход задатчика 1 подключен к входу программируемого генератора 2, выход которого соединен с управляющим входом электронного переключателя 4, к сигнальному входу которого подключен выход генератора 3. Первый и второй выходы электронного переключателя 4 подключены соответственно к сигнальным входам многоканальных коммутаторов 5 и 7, адресные входы обоих многоканальных коммутаторов соединены с выходом одного задатчика 6. 1-й выход многоканального коммутатора 5, где i = 1, 2,...,n, а n - количество каналов многоканального электростимулятора, подключен к управляющему входу электронного ключа 11 i-го канала и к первым входам генераторов тока 9 каждой выходной группы i-го канала. 1-й выход многоканального коммутатора 7 подключен к управляющему входу электронного ключа 12 i-го канала и к первым входам генераторов тока 10 каждой выходной группы i-го канала. Сигнальные входы обоих электронных ключей 11 и 12 каждого канала подключены к корпусу. К второму входу обоих генераторов тока 9 и 10 j-й выходной группы, где j = 1, 2, ...,m, а m - количество выходных групп в i-м канале, подключен выход регулятора и измерителя тока 8 j-й выходной группы i-го канала. Выход генератора тока 9 каждой выходной группы i-го канала соединен с анодом диода 13 и катодом диода 14 выходной группы, вторые выводы которых (соответственно катод и анод) подключены к выходу электронного ключа 12 i-го канала, а выход генератора тока 10 каждой выходной группы i-го канала соединен с анодом диода 15 и катодом диода 16 выходной группы, вторые выводы которых подключены к выходу электронного ключа 11 i-го канала. Выходы генераторов тока 9 и 10 выходной группы являются выходами данной выходной группы, к которым подключают электроды. A multi-channel electrical stimulator contains: a
Многоканальный электростимулятор работает следующим образом. Каждую пару электродов, укрепленную на какой-либо мышце, подключают к выходам соответствующей выходной группы, после чего включают электростимулятор. С выхода генератора 2 последовательность прямоугольных импульсов, параметры которых определяются в соответствии с особенностями каждой группы мышц задатчиком 1, поступает на управляющий вход электронного переключателя 4, на сигнальный вход которого поступает сигнал с выхода генератора 3. При наличии импульса на управляющем входе электронного переключателя 4 его сигнальный вход подключается к первому выходу и сигнал раздражения мышц поступает на сигнальный вход многоканального коммутатора 5, при отсутствии импульса на управляющем входе переключателя его сигнальный вход подключается ко второму выходу и сигнал раздражения мышц поступает на сигнальный вход многоканального коммутатора 7. A multi-channel electrical stimulator operates as follows. Each pair of electrodes, mounted on a muscle, is connected to the outputs of the corresponding output group, after which an electrical stimulator is turned on. From the output of the
Так как на адресные входы обоих многоканальных коммутаторов 5 и 7 поступает сигнал с выхода одного задатчика 6, то сигнальные входы разных многоканальных коммутаторов одновременно коммутируются к одноименным выходам. Since the address inputs of both
При наличии импульса на управляющем входе электронного переключателя 4 его сигнальный вход подключается к первому выходу и сигнал раздражения мышц присутствует на одном из выходов первого многоканального коммутатора 5, а при отсутствии импульса на управляющем входе переключателя 4 его сигнальный вход подключается ко второму выходу и сигнал раздражения мышц поступает на соответствующий выход второго многоканального коммутатора 5. If there is a pulse at the control input of
Когда на каком-либо выходе одного из многоканальных коммутаторов 5 или 7 присутствует сигнал раздражения мышц, все m генераторов тока, к которым подключен этот выход, вырабатывают ток, форма которого повторяет форму сигнала на выходе генератора сигнала раздражения мышц, а сила его определяется регулятором и измерителем тока 8, к выходу которого подключен второй вход данного генератора тока, электронный ключ, к управляющему входу которого подключен тот же выход того же многоканального коммутатора открывается и замыкает на корпус цепь протекания тока m указанных генераторов тока. When a muscle irritation signal is present at any output of one of the
Если сигнал раздражения мышц присутствует на i-м выходе многоканального коммутатора 5, то ток в каждой выходной группе i-го канала протекает от генератора тока 9, через первый выход выходной группы, мышцы, подключенные к данной выходной группе, второй выход выходной группы, диод 15 или 16 выходной группы, открытый электронный ключ 11 данного канала на корпус; а если сигнал раздражения мышц присутствует на i-м выходе многоканального коммутатора 7, то ток протекает от генератора тока 10 через второй выход выходной группы, мышцы, первый выход выходной группы, один из двух диодов 13 или 14 выходной группы, открытый электронный ключ 12 данного канала на корпус. Диоды 13-16 выходной группы обеспечивают протекание в нагрузке выходной группы тока стимуляции, вырабатываемого генераторами тока данной выходной группы. If a muscle irritation signal is present at the i-th output of the
Таким образом, сила тока стимуляции в каждой выходной группе определяется регулятором и измерителем тока стимуляции данной выходной группы, а частота переключения фазы стимулирующего напряжения относительно фазы сигнала раздражения мышц определяется сигналом переключения фазы стимулирующего напряжения. В качестве сигнала переключения фазы стимулирующего напряжения можно использовать последовательность прямоугольных импульсов со скважностью, равной 2 и частотой от десятков Гц до десятков кГц. Уменьшение частоты сигнала переключения фазы стимулирующего напряжения вызывает увеличение силы сокращения мышц. Регулировку силы сокращения мышц выполняют следующим образом: сначала увеличивают силу тока стимуляции, добиваясь максимального сокращения мышц при максимальной частоте сигнала переключения фазы стимулирующего напряжения, а затем уменьшают частоту этого сигнала, увеличивая силу сокращения мышц до необходимого уровня. Thus, the strength of the stimulation current in each output group is determined by the regulator and meter of the stimulation current of this output group, and the frequency of switching the phase of the stimulating voltage relative to the phase of the muscle irritation signal is determined by the signal of switching the phase of the stimulating voltage. As a signal for switching the phase of the stimulating voltage, one can use a sequence of rectangular pulses with a duty cycle of 2 and a frequency from tens of Hz to tens of kHz. A decrease in the frequency of the signal for switching the phase of the stimulating voltage causes an increase in muscle contraction force. The adjustment of the muscle contraction force is performed as follows: first, increase the strength of the stimulation current, achieving maximum muscle contraction at the maximum frequency of the signal for switching the phase of the stimulating voltage, and then reduce the frequency of this signal, increasing the force of muscle contraction to the required level.
Многоканальный электростимулятор может иметь любое количество каналов, в каждом из которых может быть реализовано любое количество выходных групп. A multi-channel electrical stimulator can have any number of channels, in each of which any number of output groups can be realized.
Использование автоматического переключения фазы стимулирующего напряжения позволяет значительно увеличить силу сокращения мышц, полностью устранить болевые ощущения на участках кожи под электродами, делает возможной и удобной регулировку силы сокращения мышц. The use of automatic phase switching of stimulating tension allows you to significantly increase the force of muscle contraction, completely eliminate pain in the skin under the electrodes, makes it possible and convenient to adjust the force of muscle contraction.
Предлагаемое устройство вырабатывает один сигнал раздражения мышц, а особенности каждой группы мышц учитывают путем задания параметров сигнала переключения фазы стимулирующего напряжения. The proposed device generates one signal of muscle irritation, and the characteristics of each muscle group are taken into account by setting the parameters of the signal switching phase of the stimulating voltage.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4946352 RU2021830C1 (en) | 1991-06-17 | 1991-06-17 | Multichannel electric stimulator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4946352 RU2021830C1 (en) | 1991-06-17 | 1991-06-17 | Multichannel electric stimulator |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2021830C1 true RU2021830C1 (en) | 1994-10-30 |
Family
ID=21579737
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU4946352 RU2021830C1 (en) | 1991-06-17 | 1991-06-17 | Multichannel electric stimulator |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2021830C1 (en) |
-
1991
- 1991-06-17 RU SU4946352 patent/RU2021830C1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Авторское свидетельство СССР N 302127, кл. A 61N 1/36, 1970. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5447526A (en) | Transcutaneous electric muscle/nerve controller/feedback unit | |
US6564103B2 (en) | Electrical stimulator and method of use | |
US4431002A (en) | Modulated deep afferent stimulator | |
EP1009478A4 (en) | Multi-channel, interferential wave, micro current device and methods for treatment using micro current | |
AU7470796A (en) | Method for treating dysphagia with electrical stimulation | |
EP0432240A1 (en) | Electrical apparatus for medical treatment | |
KR950014481B1 (en) | Electrostimulating device | |
US4453548A (en) | Method of improving sensory tolerance with modulated nerve stimulator | |
RU2178319C2 (en) | Electric stimulator | |
US4909255A (en) | Apparatus for electric stimulation therapy equipment | |
US6512955B1 (en) | Electrical apparatus for therapeutic treatment | |
CN106377839B (en) | A kind of electrical stimulation device and method based on multichannel three-dimensional space manual massage | |
US4442839A (en) | Method of modulating energy in train of electrical pulses | |
JP2015163145A (en) | Bioelectric stimulator | |
US3797500A (en) | Mandible stimulator | |
CN211513132U (en) | Low-frequency wave eye physiotherapy instrument | |
RU2021830C1 (en) | Multichannel electric stimulator | |
CN107800406B (en) | High-frequency pulse stimulation signal generation method, pulse stimulation method and equipment | |
CN115671549B (en) | Low-power consumption electric stimulation method and device | |
RU2056118C1 (en) | Multichannel device for stimulation of man face muscles and locomotor system (versions) | |
Eftekhar et al. | Towards a reconfigurable sense-and-stimulate neural interface generating biphasic interleaved stimulus | |
KR200244823Y1 (en) | multi-channel low frequency wave beauty apparatus | |
KR200328964Y1 (en) | A electrical acupunctures-apparatus with phase difference | |
SU302127A1 (en) | MULTICHANNEL STIMULATOR | |
SU1567212A1 (en) | Electrostimulator |