RU2054954C1

RU2054954C1 - Electrostimulator

Info

Publication number: RU2054954C1
Authority: RU
Inventors: Б.Н. Буренко; В.С. Пятков
Original assignee: Индивидуальное частное предприятие фирма "Научно-производственный медицинский центр "Кобра"
Priority date: 1992-05-18
Filing date: 1992-05-18
Publication date: 1996-02-27

Abstract

FIELD: medical equipment. SUBSTANCE: electrostimulator is a two-channel unit which has rectangular pulse generator 1, frequency divider 2, CODE-FREQUENCY converters 3 and 4, stimulating pulse shapers 5 and 6, outputs switch 7, mode switch 8, electrode device 9. CODE-FREQUENCY converter 3 together with stimulating pulse shaper 5 form channel A of the electrostimulator, and CODE-FREQUENCY converter 4 and stimulating pulse shaper 6 form channel B. EFFECT: higher efficiency of reflexotherapy and physiotherapy due to attenuation of the organism effect of getting used to electric stimulation, increased safety and comfort of electric stimulation procedures owing to more accurate addressing of stimulation and reduced dose of energy introduced into organism, and extended field of application. 5 dwg

Description

Изобретение относится к медицинской технике, в частности, к устройствам для электрической стимуляции импульсными токами низкой частоты нервно-мышечной системы человека в профилактических и лечебных целях, может быть использовано в стационарах, амбулаториях и домашних условиях. The invention relates to medical equipment, in particular, to devices for electrical stimulation by pulsed currents of low frequency of the human neuromuscular system for preventive and therapeutic purposes, can be used in hospitals, outpatient clinics and at home.

Известно устройство для электрической стимуляции нервно-мышечного аппарата, содержащее блок формирования стимулов, электроды, генератор посылок импульсов и измеритель. A device for electrical stimulation of the neuromuscular apparatus is known, comprising a stimulus formation unit, electrodes, a pulse generator and a meter.

Недостатком известного устройства является низкая эффективность электростимуляции. A disadvantage of the known device is the low efficiency of electrical stimulation.

Известно также устройство для чрескожной стимуляции мышц, содержащее задающий генератор, делитель частоты, формирователь длительности импульсов, электронный коммутатор и усилитель формирователь выходного сигнала. A device for percutaneous muscle stimulation is also known, comprising a master oscillator, a frequency divider, a pulse shaper, an electronic switch and an amplifier output signal shaper.

Недостатком известного устройства является быстрое привыкание организма к электровоздействию, что приводит к необходимости периодического увеличения амплитуды подводимого сигнала, а это, в свою очередь, снижает безопасность воздействия и резко повышает вероятность передозировок организма вводимой в него энергией преформированного фактора. A disadvantage of the known device is the quick adaptation of the body to electrical effects, which leads to the need for a periodic increase in the amplitude of the input signal, and this, in turn, reduces the safety of exposure and dramatically increases the likelihood of overdoses of the body by the energy of the preformed factor.

Наиболее близким к заявленному является многоканальный стимулятор, содержащий последовательно соединенные регулятор частоты, задающий генератор и распределитель импульсов, выходы которого связаны с последовательно соединенными в каждом канале задатчиком параметров сигналов заполнения и усилителем, генераторы сигналов заполнения, регулятор тока и контактное устройство, задатчик параметров сигналов заполнения в каждом канале состоит из последовательно соединенных формирователя закона модуляции и модулятора по амплитуде, при этом выход формирователя закона модуляции связан с генератором сигналов заполнения, выход которого подключен к модулятору по амплитуде, а регулятор тока соединен с усилителями, которые через задатчик программы коммутации соединены с контактным устройством. Closest to the claimed one is a multi-channel stimulator containing a series-connected frequency controller, a master oscillator and a pulse distributor, the outputs of which are connected to a fill signal parameter generator and amplifier connected in series in each channel, fill signal generators, a current controller and a contact device, a fill signal parameter generator in each channel consists of a series-connected shaper of the modulation law and a modulator in amplitude, while Exit shaper modulation law associated with filling a signal generator whose output is connected to the modulator for amplitude, and a current regulator connected to the amplifiers through which the dial switching program coupled with a contact device.

Недостатком известного устройства являются ограниченные возможности применения преимущественно стимуляции мышечного аппарата. A disadvantage of the known device is the limited possibilities of using mainly stimulation of the muscle apparatus.

Решаемая техническая задача повышение эффективности рефлексо- и физиотерапии путем ослабления эффекта привыкания к электровоздействию, увеличение безопасности и комфортности сеансов электростимуляции за счет повышения прецельности воздействия и снижения дозы вводимой в организм энергии, а также расширение областей применения устройства. The technical task to be solved is increasing the effectiveness of reflex and physiotherapy by reducing the effect of getting used to electrical effects, increasing the safety and comfort of electrical stimulation sessions by increasing the accuracy of exposure and lowering the dose of energy introduced into the body, as well as expanding the scope of the device.

На фиг. 1 представлена функциональная схема электростимулятора; на фиг. 2 функциональная схема преобразователя "код-частота"; на фиг. 3 форма стимулирующего импульса (СИ); на фиг. 4 схема коммутатора выходов; на фиг. 5 выходные сигналы электростимулятора в режимах "A ∪ Б", "A ∩ ", "A ∩ Б".In FIG. 1 shows a functional diagram of an electric stimulator; in FIG. 2 functional diagram of the code-frequency converter; in FIG. 3 form of stimulating impulse (SI); in FIG. 4 circuit switch outputs; in FIG. 5 output signals of the electric stimulator in the modes "A ∪ B", "A ∩ "," A ∩ B ".

Электростимулятор является двухканальным и содержит генератор 1 прямоугольных импульсов, делитель 2 частоты, преобразователи 3, 4 "код-частота", формирователи 5, 6 стимулирующих импульсов, коммутатор 7 выходов, переключатель 8 режима, электродное устройство 9. Преобразователи 3, 4 "код-частота", в свою очередь содержат генератор 10 с времязадающей RC-цепью, аналоговый коммутатор 11, набор резисторов 12(R₁, R₂.R)_N, делитель 13 частоты, элементы И 14,15, элемент НЕ 16 и элемент ИЛИ 17.The electrical stimulator is a two-channel and contains a rectangular pulse generator 1, a frequency divider 2, converters 3, 4 "code-frequency", formers 5, 6 stimulating pulses, a switch 7 outputs, a mode switch 8, an electrode device 9. Converters 3, 4 "code - frequency ", in turn, contain a generator 10 with a timing RC circuit, an analog switch 11, a set of resistors 12 (R ₁ , R ₂ .R) _N , a frequency divider 13, elements AND 14.15, element NOT 16 and element OR 17 .

Выход генератора 1 соединен со входом делителя 2 частоты, выходы разрядов которого подключены к информационным входам преобразователей 3 и 4 "код-частота", а выход старшего разряда ко входу переключателя 8 режима, выход которого соединен с управляющими входами переключателей 3 и 4 "код-частота". Выход преобразователей 3 и 4 "код-частота" подключены соответственно ко входам формирователей 5 и 6 стимулирующих импульсов, имеющих трансформаторные выходы, подключенные к соответствующим входам коммутатора 7 выходов, выходы которого подключены к электродному устройству 9, информационными входами преобразователей 3, 4 "код-частота" являются входы аналогового коммутатора 12, управляющий вход преобразователя 3, 4 "код-частота" соединен с входом элемента НЕ 16, выходом подключенного к первому входу элемента И 15, и первым входом элемента И 14, второй вход которого подключен к выходу старшего разряда делителя 13 частоты, выход младшего разряда которого соединен со вторым входом элемента И 15, выход элемента ИЛИ 17 является выходом преобразователя 3, 4 "код-частота". The output of the generator 1 is connected to the input of the frequency divider 2, the outputs of the bits of which are connected to the information inputs of the converters 3 and 4 "code-frequency", and the output of the senior bit to the input of the switch 8 mode, the output of which is connected to the control inputs of the switches 3 and 4 "code frequency". The output of the code-frequency converters 3 and 4 are connected respectively to the inputs of the stimulating pulse generators 5 and 6 having transformer outputs connected to the corresponding inputs of the output switch 7, the outputs of which are connected to the electrode device 9, the information inputs of the code frequency "are the inputs of the analog switch 12, the control input of the converter 3, 4" code-frequency "is connected to the input of the element NOT 16, the output connected to the first input of the element And 15, and the first input of the element And 14, the second whose input is connected to the output MSB divider 13 frequency LSB output of which is connected to the second input of AND gate 15, an output of OR 17 is the output of the converter 3, 4 "frequency-code".

Электростимулятор работает следующим образом. The stimulator works as follows.

Прямоугольные импульсы с выхода генератора 1 поступают на делитель 2 частоты, коды с выходов которого подаются на информационные входы преобразователей 3 и 4 "код-частота", с выходов которых последовательности импульсов, частота которых изменяется в зависимости от входных кодов, поступают на входы формирователей 5 и 6 стимулирующих импульсов, с выходов которых сформированные стимулирующие импульсы через коммутатор 7 выходов поступают на электродное устройство. Rectangular pulses from the output of the generator 1 are fed to a frequency divider 2, the codes from the outputs of which are fed to the information inputs of the code-frequency converters 3 and 4, from the outputs of which sequences of pulses, the frequency of which varies depending on the input codes, are fed to the inputs of the drivers 5 and 6 stimulating pulses, from the outputs of which the generated stimulating pulses through the switch 7 outputs go to the electrode device.

Преобразователь 3, 4 "код-частота" работает следующим образом. Converter 3, 4 "code-frequency" works as follows.

Двоичный код на информационных входах преобразователя 3, 4 "код-частота" поступает на управляющие входы аналогового коммутатора 11, вследствие чего происходит подключение резисторов R₁, R₂.R_N набора резисторов 12 параллельно резистору R, что приводит к уменьшению постоянной времени RC-цепи и увеличению частоты следования импульсов, при этом резистор R и конденсатор С задают минимальную частоту следования импульсов, а резисторы R₁, R₂.R_N шаг, закон и диапазон изменения частоты следования импульсов.The binary code at the information inputs of the code-frequency converter 3, 4 is fed to the control inputs of the analog switch 11, as a result of which the resistors R ₁ , R ₂ .R _{N of the} set of resistors 12 are connected in parallel with the resistor R, which reduces the RC- time constant circuit and increase the pulse repetition rate, while the resistor R and capacitor C set the minimum pulse repetition rate, and the resistors R ₁ , R ₂ .R _N step, the law and the range of variation of the pulse repetition rate.

Импульсы с выхода генератора 10 поступают на делитель 13 частоты, сигналы с выходов которого (низкой частоты (Нч) с выхода старшего разряда, а высокой частоты (ВЧ) c выхода младшего разряда) коммутируются на выход преобразователя 3, 4 "код-частота" в зависимости от сигнала на его управляющем входе, поступающем с трехпозиционного переключателя 8 режима. The pulses from the output of the generator 10 are fed to a frequency divider 13, the signals from the outputs of which (low frequency (LF) from the output of the high order, and high frequency (HF) from the output of the low order) are switched to the output of the converter 3, 4 "code-frequency" in depending on the signal at its control input coming from the three-position mode switch 8.

Указанный переключатель 8 режима управляется вручную и обеспечивает работу электростимулятора в трех частотных режимах воздействия режим Нч, режим Вч и режим Нч/Вч попеременной генерации режимов Нч и Вч со скважностью 2. The specified mode switch 8 is manually controlled and ensures the operation of the electric stimulator in three frequency exposure modes: LF mode, HF mode and LF / HF mode for alternating generation of LF and HF modes with duty cycle 2.

В режиме Нч с переключателя 8 на управляющий вход преобразователя 3, 4 "код-частота" поступает сигнал "0", в режиме Вч "1", а в режиме Нч/Вч сигнал с выхода старшего разряда делителя 2 частоты, обеспечивая переключение режимов с Вч на Нч и обратно с периодом 4 сек. In the LF mode, a signal “0” is supplied from the switch 8 to the control input of the code-frequency converter 3, 4, in the HF mode “1”, and in the LF / HF mode, the signal from the output of the high-order bit of the frequency divider 2 provides switching of modes with HF on LF and back with a period of 4 seconds.

Преобразователи 3, 4 "код-частота" имеют отличающиеся друг от друга характеристики преобразования, при этом диапазоны частот стимулирующих импульсов согласованы с ритмами электрической активности головного мозга, что обеспечивает повышение прицельности воздействия. Code-to-frequency converters 3, 4 have conversion characteristics that are different from each other, while the frequency ranges of stimulating pulses are consistent with the rhythms of the electrical activity of the brain, which increases the impact impact.

Формирователи 5 и 6 стимулирующих импульсов имеют трансформаторные выходы, на которых формируются асимметричные биполярные энергетические уравновешенные стимулирующие импульсы (см. фиг. 3), причем амплитуда активной части стимулирующих импульсов достигает 45В (при стимуляции точек акупунктуры) и 130 В (при стимуляции нервно-мышечных структур), в то время как амплитуда пассивной части стимулирующих импульсов в 3-7 раз меньше, но во столько же раз больше ее длительность. Указанные параметры стимулирующих импульсов обеспечивают достаточно высокие пороги болевой и тактильной чувствительности при высоком динамическом диапазоне. Shapers 5 and 6 of stimulating pulses have transformer outputs on which asymmetric bipolar energy balanced stimulating pulses are formed (see Fig. 3), and the amplitude of the active part of the stimulating pulses reaches 45V (when stimulating acupuncture points) and 130 V (when stimulating neuromuscular muscle structures), while the amplitude of the passive part of stimulating impulses is 3-7 times less, but its duration is the same time. The indicated parameters of stimulating impulses provide rather high thresholds of pain and tactile sensitivity with a high dynamic range.

Коммутатор 7 выходов выполнен в виде управляемого вручную шестиполюсного 3-позиционного переключателя (см. фиг. 4), который обеспечивает коммутацию стимулирующих импульсов на входы электродного устройства 9. The switch 7 outputs is made in the form of a manually controlled six-pole 3-position switch (see Fig. 4), which provides switching stimulating pulses to the inputs of the electrode device 9.

Положение I коммутатора 7 выходов соответствует режиму электростимулятора "A ∪ Б" при котором с обоих формирователей 5 и 6 стимулирующие импульсы подаются на два независимых входа электродного устройства 9, положение II режиму "A ∩

", а положение III режиму "A ∩ Б" (см. фиг. 5).Position I of the switch 7 outputs corresponds to the mode of the electric stimulator "A ∪ B" in which stimulating pulses are fed from both formers 5 and 6 to two independent inputs of the electrode device 9, position II to the mode "A ∩

", and position III mode" A ∩ B "(see Fig. 5).

Использование режима "A ∪

" положения I коммутатора 7/ c применением чаcтотномодулированных поcледователь-ноcтей аcимметричных биполярных энергетичеcки уравновешенных СИ оcлабляет эффект привыкания организма к электровоздейcтвиям и позволяет воздейcтвовать краниально на рефлекторные зоны в более "низкочаcтотной" чаcти диапазона ритмов головного мозга.Using "A ∪

"position I of switch 7 / c, using frequency-modulated sequence of asymmetric bipolar energetically balanced SRs, weakens the body’s habit of getting used to electric influences and makes it possible to affect the reflex zones cranially in the more“ low frequency ”part of the rhythm range.

Использование режимов A ∩

и "A ∩ Б" (положения II и III коммутатора), во-первых, исключает эффект привыкания организма к электровоздействию, что вместе с прицельностью электровоздействия по частоте и локализации повышает безопасность терапии и позволяет резко снизить дозу вводимой в организм энергии при более высоком терапевтическом эффекте, получаемом за время стандартной по длительности лечебной процедуры; во-вторых, позволяет воздействовать на краниальные рефлекторные зоны в "высокочастотной" части диапазона ритмов головного мозга; в-третьих, значительно расширяет области применения электростимулятора за счет обогащения стимулирующих импульсных последовательностей новыми биотропными качествами (стохастичность, модальность, многопараметричность функции модуляции), что обеспечивает специалисту большую свободу выбора режимов электровоздействия при построении индивидуализированных тактик лечения, исходя из амплитудно-частотных характеристик сигналов и характера той или иной нозологической формы применительно к конкретному больному.Using A ∩ Modes

and “A ∩ B” (positions II and III of the switch), firstly, eliminates the effect of the organism getting used to electrical effects, which, together with the targetedness of electrical effects in frequency and localization, increases the safety of therapy and can dramatically reduce the dose of energy introduced into the body at a higher therapeutic the effect obtained during the standard duration of the treatment procedure; secondly, it allows you to act on the cranial reflex zones in the "high-frequency" part of the range of brain rhythms; thirdly, it significantly expands the scope of the electric stimulator due to the enrichment of stimulating pulse sequences with new biotropic qualities (stochasticity, modality, multi-parameter modulation function), which provides the specialist with greater freedom in choosing modes of electric exposure when constructing individual treatment tactics based on the amplitude-frequency characteristics of signals and the nature of a particular nosological form as applied to a particular patient.

Claims

An electrical stimulator containing a rectangular pulse generator, a switch whose outputs are connected to the inputs of an electrode device, characterized in that two code converters are introduced into it - a frequency, two stimulating pulse shapers, a mode switch and a frequency divider, and the output of the rectangular pulse generator is connected to the input of the divider frequency, the outputs of the bits of which are connected to the information inputs of the code - frequency converters, and the output of the highest level - to the input of the mode switch, the output of which connected to the control inputs of the code-frequency converters, the outputs of which are connected respectively to the inputs of the stimulating pulse shapers, the outputs of which are connected to the corresponding inputs of the output switches.