RU2120315C1

RU2120315C1 - Multichannel electric stimulator

Info

Publication number: RU2120315C1
Application number: RU94008837A
Authority: RU
Inventors: Виктор Геннадьевич Баженов
Original assignee: Виктор Геннадьевич Баженов
Priority date: 1994-03-15
Filing date: 1994-03-15
Publication date: 1998-10-20

Abstract

FIELD: medical engineering; electrophysiotherapeutic devices. SUBSTANCE: multichannel electric stimulator has audio information source, number of channels, unit of filters, facilities for rendering the effect on patient (electrodes, cooler, heater, infrared radiator, etc.). Electric stimulator also includes low-frequency amplifier and electro-acoustic transducer connected in series to output of audio information source. Unit of filters is connected to audio information source and made in form of band-pass filters positioned in parallel. Group of filter unit outputs is connected to respective inputs of switch, outputs of which are connected in every channel to inputs of effect rendering facilities through power amplifiers. EFFECT: improved design.

Description

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к электрофизиотерапевтическим устройствам, и может быть использовано в физиотерапевтической практике как в лечебных, так и в профилактических целях. The invention relates to medical equipment, namely to electrophysiotherapeutic devices, and can be used in physiotherapeutic practice for both therapeutic and prophylactic purposes.

Эксплуатируемые в настоящее время электростимуляторы не обеспечивают достижение оптимальной эффективности электростимуляции из-за отсутствия возможности оперативного варьирования индивидуальными программами для пациентов с различными заболеваниями и в зависимости от их состояния, а также имеются ограничения по количеству видов направленного воздействия на пациента. Currently operating electrical stimulators do not provide optimal efficiency of electrical stimulation due to the lack of the ability to quickly vary individual programs for patients with various diseases and depending on their condition, and there are restrictions on the number of types of targeted exposure to the patient.

Известен электростимулятор (см. авт. св. N 914069, кл. A 61 N 1/36, 1982 г.), содержащий регулятор частоты, задающий генератор, распределитель импульсов, задатчик параметров сигнала заполнения, усилитель. Задатчик сигналов заполнения в каждом канале состоит из последовательно соединенных формирователя закона модуляции и модулятора по амплитуде. 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. Known electrical stimulator (see ed. St. N 914069, class A 61 N 1/36, 1982), containing a frequency controller, a master oscillator, a pulse distributor, a preset parameter of the fill signal, an amplifier. The fill signal generator in each channel consists of a series-connected amplitude modulator and amplitude modulator. The output of the modulator of the modulation law is connected to the fill signal generator, the output of which is connected to the modulator in amplitude, and the current regulator is connected to amplifiers, which are connected to the contact device through the commutator of the switching program.

Недостатком известного электростимулятора является сложность конструкции, ограниченность применения и малая эффективность стимуляции. A disadvantage of the known electrical stimulator is the design complexity, limited use and low stimulation efficiency.

Из известных многоканальных электростимуляторов наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является электростимулятор (см. авт. св. N 1653788, кл. A 61 N 1/36, 1991 г.), содержащий кассетный стереомагнитофон, ряд каналов, каждый из которых содержит ключи, фильтры нижних частот, усилители, регуляторы амплитуды, модуляторы амплитуды, модуляторы частоты, генераторы, выходные каскады, усилители низкой частоты, средство воздействия на пациента в виде электродов. Кроме того, в электростимуляторе используется электроакустической преобразователь. Of the known multi-channel electrical stimulators, the closest in technical essence and the achieved result is an electrical stimulator (see ed. St. N 1653788, class A 61 N 1/36, 1991), containing a stereo cassette recorder, a number of channels, each of which contains keys , low-pass filters, amplifiers, amplitude regulators, amplitude modulators, frequency modulators, generators, output stages, low-frequency amplifiers, means for influencing a patient in the form of electrodes. In addition, the electro-stimulator uses an electro-acoustic transducer.

Недостатками этого электростимулятора являются ограниченные эксплуатационные возможности, обусловленные наличием строго определенной программы воздействия (которая, кстати, не всегда может соответствовать состоянию пациента), что снижает эффективность самого процесса электростимуляции. Кроме того, при эксплуатации указанный электростимулятор требует высоких профессиональных навыков, что ограничивает возможность его использования. The disadvantages of this electrical stimulator are limited operational capabilities due to the presence of a strictly defined exposure program (which, incidentally, may not always correspond to the patient's condition), which reduces the effectiveness of the electrical stimulation process itself. In addition, during operation, the specified electrical stimulator requires high professional skills, which limits the possibility of its use.

В основу изобретения положена задача создания такого устройства, которое позволило бы повысить эффективность стимуляции за счет расширения видов воздействия и изменения его в зависимости от состояния пациента. The basis of the invention is the creation of such a device that would improve the efficiency of stimulation by expanding the types of exposure and changing it depending on the condition of the patient.

Предлагаемый многоканальный электростимулятор содержит источник звуковой информации, ряд каналов, блок фильтров, последовательно соединенные усилитель низкой частоты (УНЧ) и электроакустический преобразователь, а также содержит средство воздействия на пациента в виде электродов. The proposed multichannel electrostimulator contains a source of sound information, a number of channels, a filter block, a series-connected low-frequency amplifier (ULF) and an electro-acoustic transducer, and also contains a means of influencing the patient in the form of electrodes.

Электростимулятор снабжен коммутатором, усилителями мощности и дополнительными средствами воздействия на пациента в соответствующих каналах, а блок фильтров выполнен в виде параллельно установленных полосовых фильтров, при этом выход источника звуковой информации соединен с входом УНЧ и входом упомянутого блока фильтров, группа выходов которого соединена с соответствующими входами коммутатора, выходы которого соединены в каждом канале через усилителя мощности с входами соответствующих средств воздействия. В качестве дополнительных средств воздействия введены охладитель в виде вентилятора, нагреватель и ИК-излучатель. The pacemaker is equipped with a switch, power amplifiers and additional means of influencing the patient in the respective channels, and the filter unit is made in the form of parallel-mounted bandpass filters, while the output of the sound information source is connected to the VLF input and the input of the mentioned filter unit, the group of outputs of which is connected to the corresponding inputs a switch, the outputs of which are connected in each channel through a power amplifier with the inputs of the corresponding means of influence. As additional means of exposure, a cooler in the form of a fan, a heater, and an infrared emitter are introduced.

Сопоставительный анализ заявляемого технического решения с прототипом показывает, что заявляемый многоканальный электростимулятор отличается наличием новых узлов и новых связей между узлами, т.е. устройство соответствует критерию "новизна". A comparative analysis of the proposed technical solution with the prototype shows that the claimed multi-channel electrical stimulator is characterized by the presence of new nodes and new connections between nodes, i.e. the device meets the criterion of "novelty."

Введение в конструкцию электростимулятора полосовых фильтров, коммутатора, усилителей мощности и дополнительных средств воздействия позволяет организовать гибкое варьирование средствами воздействия на пациента, что повышает эффективность процесса электростимуляции, создает условия для активной роли любого средства воздействия или их комбинации. Признаки, касающиеся наличия в устройстве для электростимуляции коммутатора и генератора импульсов, известны и выявлены в ряде технических решений (см. авт. св. N 1309988, кл. A 61 N 1/36, 1985 г.; N 914069, кл. A 61 N 1/36, 1982 г.). The introduction of band-pass filters, a switch, power amplifiers, and additional means of influence into the design of the electrostimulator allows flexible variation by means of influence on the patient, which increases the efficiency of the electrical stimulation process and creates the conditions for the active role of any means of influence or their combination. Signs regarding the presence in the device for electrical stimulation of the switch and the pulse generator are known and identified in a number of technical solutions (see ed. St. N 1309988, class A 61 N 1/36, 1985; N 914069, class A 61 N 1/36, 1982).

Однако сравнительный анализ сходных признаков по свойствам, проявляемым ими в известных технических решениях, показал, что ни одно из них не обладает свойствами заявляемого, т.е. обеспечением одновременно лечебных и стимулирующих свойств, а также высокой гибкости процесса варьирования различными средствами воздействия или их комбинацией. However, a comparative analysis of similar features in terms of the properties shown by them in the well-known technical solutions showed that none of them has the properties of the claimed, i.e. providing both healing and stimulating properties, as well as high flexibility of the process of varying various means of influence or their combination.

Признаки, касающиеся связей узлов и блоков многоканального электростимулятора, представляет собой часть объекта, не являющейся самостоятельной и не обладающей какой-либо самостоятельной функцией, в силу чего поиск этих признаков осуществляется без отрыва от функциональных частей устройства, т. е. по всей совокупности признаков. В процессе поиска не выявлены технические решения, содержащие аналогичные связи между узлами, следовательно, эти связи являются новыми. Signs relating to the connections of nodes and blocks of a multi-channel electrical stimulator, is a part of an object that is not independent and does not have any independent function, as a result of which the search for these signs is carried out without interruption from the functional parts of the device, i.e., over the entire set of signs. The search did not reveal technical solutions containing similar connections between nodes, therefore, these connections are new.

Наличие новых признаков и сходных, сообщающих устройству другое свойство, позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию "изобретательский уровень". The presence of new features and similar, telling the device another property, allows us to conclude that the claimed technical solution meets the criterion of "inventive step".

Выбор в качестве фильтров именно полосовых фильтров обусловлен необходимостью разделения единой звуковой информации на несколько электрически управляемых средств воздействия (электростимуляции) путем деления полосы звукового канала (например, 20 Гц - 20 кГц) на несколько полос, что позволяет осуществлять плавное электростимулирование без появления дискомфортных состояний, т.е. повышает эффективность электростимуляции. The choice of filters as bandpass filters is due to the need to separate a single sound information into several electrically controlled means of influence (electrical stimulation) by dividing the band of the sound channel (for example, 20 Hz - 20 kHz) into several bands, which allows smooth electrical stimulation without the appearance of uncomfortable states, those. increases the effectiveness of electrical stimulation.

Введение коммутатора в конструкцию многоканального электростимулятора вызвано необходимостью реализации различных программ комплексного воздействия электрически управляемых средств электростимуляции, что позволило обеспечить многовариантность и гибкость процесса электростимуляции в зависимости от состояния пациента, т. е. повышает эффективность лечения и электростимуляции. The introduction of the switch into the design of a multi-channel electrical stimulator is caused by the need to implement various programs of the complex effects of electrically controlled electrical stimulation tools, which made it possible to ensure multivariance and flexibility of the electrical stimulation process depending on the patient's condition, i.e., increases the effectiveness of treatment and electrical stimulation.

Введение дополнительных средств воздействия на пациента обусловлено необходимостью повышения эффективности устройства. Кроме того, в едином процессе возможно осуществление как контактного, так и бесконтактного воздействия. The introduction of additional means of exposure to the patient is due to the need to increase the efficiency of the device. In addition, in a single process, it is possible to carry out both contact and non-contact effects.

Таким образом, предложенное техническое решение ново и соответствует критериям изобретательский уровень, промышленная применимость. Thus, the proposed technical solution is new and meets the criteria of inventive step, industrial applicability.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлена блок-схема многоканального электростимулятора, на фиг. 2 - один из вариантов реализации коммутатора. The invention is illustrated by drawings, where in FIG. 1 is a block diagram of a multi-channel electrical stimulator; FIG. 2 - one of the options for implementing the switch.

Электростимулятор содержит источник 1 звуковой информации, в качестве которого может быть использован микрофон, магнитофон, телевизор и т.д., который выходом соединен с блоком 2 фильтров, состоящим из n-полосовых фильтров 3, и с входом усилителя 4 низкой частоты (УНЧ), последовательно соединенным с электроакустическим преобразователем 5. Группа выходов блока 2 фильтров соединена с входами коммутатора 6, выходы которого подключены к входам соответствующих каналов 7. Каждый канал 7 содержит последовательно соединенные усилитель 8 мощности и средства воздействия 9 на пациента. В качестве средств воздействия могут быть использованы охладитель, нагреватель, ИК-излучатель, электроды и т.д. The pacemaker contains a source of sound information 1, which can be used as a microphone, tape recorder, TV, etc., which is connected to the filter unit 2, consisting of n-band filters 3, and to the input of the low-frequency amplifier 4 (VLF) connected in series with the electro-acoustic transducer 5. The group of outputs of the filter unit 2 is connected to the inputs of the switch 6, the outputs of which are connected to the inputs of the corresponding channels 7. Each channel 7 contains a series-connected power amplifier 8 and medium 9 ARISING impact on the patient. As means of exposure, a cooler, heater, infrared emitter, electrodes, etc. can be used.

Блок 2 фильтров состоит из ряда полосовых фильтров 3, установленных каждый в своем канале 7 и обеспечивающих разделение информационных сигналов по частоте, что позволяет комбинировать средства 9 воздействия на пациента в зависимости от характера частотного спектра звукового сигнала. Filter block 2 consists of a series of band-pass filters 3, each installed in its own channel 7 and providing separation of information signals by frequency, which makes it possible to combine means 9 of influencing the patient, depending on the nature of the frequency spectrum of the sound signal.

Коммутатор 6 предназначен для обеспечения различных вариаций комплексного воздействия электрически управляемых средств 9 воздействия порознь или в какой-либо комбинации. The switch 6 is designed to provide various variations of the complex effects of electrically controlled means 9 of exposure separately or in any combination.

Коммутатор 6, в частности, может быть выполнен в виде набора ключей 10, с помощью которых оператор осуществляет произвольную (или по заданной программе) коммутацию входных 11 и выходных 12 цепей, т.е. обеспечивает необходимое переключение каналов 7. The switch 6, in particular, can be made in the form of a set of keys 10, with which the operator carries out arbitrary (or according to a given program) switching of input 11 and output 12 circuits, i.e. provides necessary channel switching 7.

Регулируемые усилители 8 мощности предназначены для согласования средств 9 воздействия с сигналом и для задания выходной мощности самого средства 9 воздействия. Усилитель 8 мощности может быть выполнен по любой классической схеме (например: см. Р. Фелпс "750 Практических электронных схем", рис. на стр. 304, 1986 г.). Adjustable power amplifiers 8 are designed to coordinate the means 9 of the impact with the signal and to set the output power of the means 9 of the impact. Power amplifier 8 can be performed according to any classical scheme (for example: see R. Phelps "750 Practical Electronic Circuits", Fig. On page 304, 1986).

Предлагаемое устройство работает следующим образом. Сигнал с выхода источника 1 звуковой информации поступает одновременно на вход блокf 2 фильтров и вход УНЧ 4. В блоке 2 фильтров звуковой сигнал делится на несколько частотных диапазонов. Каждому диапазону соответствует свой выход блока 2 фильтров, каждый из которых подключен к соответствующему входу коммутатора 6. С выхода УНЧ 4 сигнал поступает на электроакустический преобразователь 5 (например, динамик) и в виде музыкального (или какого-либо другого) сопровождения воздействует на пациента через органы слуха. С помощью коммутатора 6 оператор (врач) в соответствии с методикой лечения (программой) подключает сигнал одного из звуковых диапазонов к одному или нескольким средствам 9 воздействия на пациента путем замыкания соответствующих ключей 10. Коммутатор 6 позволяет оперативно изменять подачу сигнала с одного средства 9 воздействия на другое, комбинировать воздействие. Сигнал поступает на средство 9 воздействия через усилители 8 мощности, которые выполняют дополнительную функцию согласующих устройств в каждом канале 7. The proposed device operates as follows. The signal from the output of the source 1 of audio information is fed simultaneously to the input of filter block 2 and the input of VLF 4. In block 2 of the filters, the audio signal is divided into several frequency ranges. Each range has its own output of block 2 filters, each of which is connected to the corresponding input of switch 6. From the output of VLF 4, the signal is transmitted to the electro-acoustic transducer 5 (for example, a speaker) and acts as a musical (or some other) accompaniment on the patient through hearing organs. Using switch 6, the operator (doctor) in accordance with the treatment methodology (program) connects the signal of one of the sound ranges to one or more means 9 of influencing the patient by closing the corresponding keys 10. Switch 6 allows you to quickly change the signal from one means 9 of influence another, combine exposure. The signal is supplied to the means 9 of the impact through the power amplifiers 8, which perform the additional function of matching devices in each channel 7.

Такая конструкция устройства позволяет комплексно воздействовать на пациента, изменять средства воздействия и силу воздействия по ходу сеанса лечения, оперативно вмешиваться в этот процесс в зависимости от состояния пациента, т. е. повышается эффективность стимуляции, учитывается состояние пациента, оперативно корректируется программа воздействия. This design of the device allows you to comprehensively influence the patient, change the means of influence and the strength of the influence during the treatment session, quickly intervene in this process depending on the patient’s condition, i.e., the stimulation efficiency is increased, the patient’s condition is taken into account, and the exposure program is quickly adjusted.

Проведены технические и клинические испытания предлагаемого многоканального электростимулятора. Получены положительные результаты. Акты испытаний прилагаются. Technical and clinical trials of the proposed multichannel electrical stimulator have been carried out. Received positive results. Test reports are attached.

Claims

1. A multi-channel electrical stimulator containing a sound information source, a number of channels, a filter unit, means for influencing a patient in the form of electrodes, a low-frequency amplifier and an electro-acoustic transducer connected in series, characterized in that it is equipped with a switch, power amplifiers and additional means for influencing the patient, and the filter unit is made in the form of parallel-mounted bandpass filters, while the output of the sound information source is connected to the input of the low-frequency amplifier and the input of said filter unit, the band outputs are coupled to respective inputs of the switch, the outputs of which are connected in each channel via the power amplifiers respective inputs of the means.

2. The electrical stimulator according to claim 1, characterized in that, as additional means of exposure, a cooler in the form of a fan, a heater and an IR emitter are introduced.