RU2285549C2

RU2285549C2 - Electric neuro-adaptive stimulator and output cascade for it

Info

Publication number: RU2285549C2
Application number: RU2004134007/14A
Authority: RU
Inventors: Александр Александрович Карасев (RU); Александр Александрович Карасев; Николай Александрович Карасев (RU); Николай Александрович Карасев; Дмитрий Александрович Карасев (RU); Дмитрий Александрович Карасев
Original assignee: Александр Александрович Карасев
Priority date: 2004-11-22
Filing date: 2004-11-22
Publication date: 2006-10-20
Also published as: RU2004134007A

Abstract

FIELD: medical equipment; electric stimulators.

SUBSTANCE: electric neuro-adaptive stimulator can be used for general sanitary effect onto physiological systems of human organism. Electric neuro-adaptive stimulator has dc source, starting pulses control and forming unit. Outputs of the latter are connected with code and signal inputs of de-multiplexer, which corresponding outputs connected with inputs of switch amplifiers. Stimulator also has two electrodes and high Q-factor inductance coil, which has sections connected in aiding. High Q-factor inductance coil has three sections connected in series. End of first section and beginning of the second one are connected with first pole of dc source. Beginning of first section is connected with first electrode and with second pole of dc source through first switch amplifier. End of second section and beginning of third section are connected with second pole of dc source through second switch amplifier. End of third section is connected with second electrode and with feedback signal input of starting pulses control and forming unit. Output cascade of electric neuro-adaptive stimulator has switch amplifier and high Q-factor inductance coil. It is additionally equipped with second switch amplifier. High Q-factor inductance coil has three sections connected in series which have aiding connection. End of first section and beginning of second section are connected with terminal intended for connecting first pole of dc source. Beginning of first section is connected with first electrode and with terminal through first switch amplifier. The terminal intends for connecting second pole of dc source. The terminal is also connected with end of second section and with beginning of third section through second switch amplifier. End of third section is connected with second electrode. Change in phase of electric oscillations of stimulating influence is provided.

EFFECT: improved efficiency of electric neuro-adaptive stimulation.

6 cl, 3 dwg

Description

Изобретения относятся к медицинской технике, а именно к электростимуляторам, и могут использоваться для общерегулирующего оздоровительного влияния на физиологические системы организма человека.The invention relates to medical equipment, namely to electrical stimulants, and can be used for general regulatory healing effect on the physiological systems of the human body.

Из описания к патенту Российской Федерации №2017508, МПК 5 A 61 N 1/36, опубл. 1994 г., известен электростимулятор, который содержит N пар электродов, подключенных к соответствующим входам блока коммутации, блок синхронизации, первый вход которого подключен к внешнему источнику синусоидального модулированного тока, второй вход - к первому выходу блока управления, первый выход - к первому входу таймера, второй выход - к первому входу блока управления, второй выход которого соединен со вторым входом таймера, третий выход - с первым входом блока задания программ, а четвертый выход - с управляющим входом блока коммутации, выход которого подключен ко второму входу блока задания программ, выход таймера соединен со вторым входом блока управления, третий вход которого подключен к выходу блока задания программ, отличающийся тем, что в него введены генератор псевдослучайной двоичной последовательности и переключатель полярности, третий выход блока синхронизации соединен с входом генератора псевдослучайной двоичной последовательности сигналов. выход которого соединен с первым входом переключателя полярности, второй вход которого соединен с первым входом переключателя блока синхронизации, а выход соединен с входом блока коммутации. Недостаток такого электростимулятора - отсутствие возможности оперативного изменения полярности электростимулирующего импульса, что снижает эффективность терапевтического воздействия. Кроме того, фиксация электродов эластичными бинтами из-за не комфортности отрицательно влияет на психологическое состояние больного, что также снижает эффективность лечения.From the description of the patent of the Russian Federation No. 2017508, IPC 5 A 61 N 1/36, publ. 1994, an electric stimulator is known that contains N pairs of electrodes connected to the corresponding inputs of the switching unit, a synchronization unit, the first input of which is connected to an external source of sinusoidal modulated current, the second input to the first output of the control unit, the first output to the first input of the timer , the second output is to the first input of the control unit, the second output of which is connected to the second input of the timer, the third output is to the first input of the program setting unit, and the fourth output is to the control input of the switching unit, you One of which is connected to the second input of the program unit, the timer output is connected to the second input of the control unit, the third input of which is connected to the output of the program unit, characterized in that a pseudo-random binary sequence generator and a polarity switch are inserted into it, the third output of the synchronization unit is connected to the input of the pseudo-random binary sequence of signals. the output of which is connected to the first input of the polarity switch, the second input of which is connected to the first input of the switch of the synchronization unit, and the output is connected to the input of the switching unit. The disadvantage of such an electrical stimulator is the inability to quickly change the polarity of the electrical stimulation pulse, which reduces the effectiveness of the therapeutic effect. In addition, the fixation of the electrodes with elastic bandages due to non-comfort negatively affects the psychological state of the patient, which also reduces the effectiveness of the treatment.

Из описания к патенту Российской Федерации №2135226, МПК 6 A 61 N 1/36, опубл. 1999 г., известен электростимулятор нейроадаптивный, содержащий блок генерации воздействующих импульсов, блок формирования сигналов управления модуляцией блок анализа адаптационных процессов, управляемый генератор, N пар электродов, блок коммутации каналов стимуляции, генератор частоты воздействия электродов и формирователь кода каналов. В сравнении с описанным ранее, такой электростимулятор обеспечивает возможность индивидуально дозированного, детерминированного по группе выбранных зон и циклического о времени воздействия электрическими импульсами на участки кожного покрова человека. Недостаток такого электростимулятора - невозможность оперативного изменения полярности электростимулирующего импульса.From the description of the patent of the Russian Federation No. 2135226, IPC 6 A 61 N 1/36, publ. 1999, a neuro-adaptive electrical stimulator is known, which contains a block for generating active pulses, a block for generating control signals for modulation, a block for analyzing adaptation processes, a controlled generator, N pairs of electrodes, a block for switching stimulation channels, a generator for the frequency of exposure to electrodes, and a channel code generator. In comparison with the previously described, such an electrical stimulator provides the possibility of individually dosed, determined by the group of selected zones and cyclic about the time of exposure to electric pulses on parts of the skin of a person. The disadvantage of such an electrical stimulator is the impossibility of promptly changing the polarity of the electrical stimulating pulse.

Из описания к патенту Российской Федерации №2198695, МПК 7 A 61 N 1/36, опубл. 2003 г. известен адаптивный электростимулятор с виртуальным электродом, содержащий блок прямоугольных импульсов, блок формирования пачек импульсов, блок управления, блок управления энергетическим воздействием, выходной блок, блок анализа импульсов обратной связи, блок памяти индивидуальной нормы, блок памяти зондирующего сигнала, причем первый управляющий вход адаптивного электростимулятора с виртуальным электродом соединен с управляющим входом блока прямоугольных импульсов, установочный вход которого соединен с первым установочным входом адаптивного электростимулятора с виртуальным электродом, сигнальный выход блока прямоугольных импульсов соединен с сигнальным входом блока формирования пачек импульсов и с первым сигнальным входом блока управления, второй, третий и четвертый установочные входы адаптивного электростимулятора с виртуальным электродом соединены соответственно с первым, вторым и третьим установочными входами блока формирования пачек импульсов, сигнальный выход которого соединен со вторым сигнальным входом блока управления, второй и третий управляющие входы адаптивного электростимулятора с виртуальным электродом соединены соответственно с первым и вторым управляющими входами блока управления, пятый и шестой установочные входы адаптивного электростимулятора с виртуальным электродом соединены соответственно с первым и вторым установочными входами блока управления, первый сигнальный выход которого соединен с сигнальным входом блока управления энергетическим воздействием, первый и второй управляющий входы которого соединены соответственно с четвертым и пятым управляющими входами адаптивного электростимулятора с виртуальным электродом, седьмой и восьмой установочные входы которого соединены соответственно с первым и вторым установочными входами блока управления энергетическим воздействием, сигнальный выход которого соединен с сигнальным входом выходного блока, первый управляющий вход которого соединен с шестым управляющим входом адаптивного электростимулятора с виртуальным электродом, девятый и десятый установочные входы которого соединены соответственно с первым и вторым установочными входами выходного блока, первый сигнальный выход которого соединен с третьим сигнальным входом блока управления, первый управляющий выход которого соединен с управляющим входом блока анализа импульсов обратной связи, первый и второй установочные входы которого соединены соответственно с одиннадцатым и двенадцатым установочными входами адаптивного электростимулятора с виртуальным электродом, 2N входов группы установочных входов которого соединены с 2N входами группы установочных входов блока анализа импульсов обратной связи, сигнальный выход которого соединен с четвертым сигнальным входом блока управления, (N+1) групп первых информационных входов блока анализа импульсов обратной связи соединены соответственно с выходами (N+1) групп информационных выходов блока памяти индивидуальной нормы, входы (N+1) групп вторых информационных входов блока анализа импульсов обратной связи соединены соответственно с выходами (N+1) групп информационных выходов блока записи параметров зондирующего сигнала, тактовые входы блока памяти индивидуальной нормы и блока анализа импульсов обратной связи объединены с тактовым выходом блока управления, второй управляющий выход которого соединен с управляющим входом блока памяти индивидуальной нормы, третий управляющий выход соединен с управляющим входом блока записи параметров зондирующего сигнала, второй сигнальный выход выходного блока соединен с сигнальными входами блока памяти индивидуальной нормы и блока записи параметров зондирующего сигнала, отличающийся тем, что в него дополнительно введены блок управляемых электродов и блок задания виртуального электрода, первый сигнальный вход блока управляемых электродов соединен со вторым сигнальным выходом блока управления, а второй сигнальный вход блока управляемых электродов соединен со вторым сигнальным выходом выходного блока и сигнальными входами блока памяти зондирующего сигнала и блока памяти индивидуальной нормы, входы первой и второй групп управляющих входов блока управляемых электродов соединены соответственно с выходами первой и второй групп управляющих выходов блока задания виртуального электрода. Недостаток адаптивного электростимулятора с виртуальным электродом - невозможность оперативного изменения полярности электростимулирующего импульса, что снижает эффективность электростимуляции.From the description of the patent of the Russian Federation No. 2198695, IPC 7 A 61 N 1/36, publ. 2003, an adaptive stimulator with a virtual electrode is known, which contains a block of rectangular pulses, a block of pulse train generation, a control block, an energy control unit, an output block, a feedback pulse analysis block, an individual norm memory block, a probe signal memory block, the first control the input of the adaptive electric stimulator with a virtual electrode is connected to the control input of the block of rectangular pulses, the installation input of which is connected to the first installation the input of the adaptive pacemaker with a virtual electrode, the signal output of the block of rectangular pulses is connected to the signal input of the block of formation of bursts of pulses and the first signal input of the control unit, the second, third and fourth installation inputs of the adaptive pacemaker with a virtual electrode are connected respectively to the first, second and third installation inputs unit of formation of bursts of pulses, the signal output of which is connected to the second signal input of the control unit, the second and third control The corresponding inputs of the adaptive electrical stimulator with a virtual electrode are connected respectively to the first and second control inputs of the control unit, the fifth and sixth installation inputs of the adaptive electrical stimulator with a virtual electrode are connected respectively to the first and second installation inputs of the control unit, the first signal output of which is connected to the signal input of the energy control unit action, the first and second control inputs of which are connected respectively to the fourth and fifth control the inputs of an adaptive pacemaker with a virtual electrode, the seventh and eighth installation inputs of which are connected respectively to the first and second installation inputs of the energy impact control unit, the signal output of which is connected to the signal input of the output unit, the first control input of which is connected to the sixth control input of the adaptive electric stimulator with a virtual an electrode, the ninth and tenth installation inputs of which are connected respectively to the first and second installation inputs and an output unit, the first signal output of which is connected to the third signal input of the control unit, the first control output of which is connected to the control input of the feedback pulse analysis unit, the first and second installation inputs of which are connected respectively to the eleventh and twelfth installation inputs of an adaptive electric stimulator with a virtual electrode, 2N inputs of the group of installation inputs of which are connected to 2N inputs of the group of installation inputs of the feedback pulse analysis unit, the signal the path of which is connected to the fourth signal input of the control unit, (N + 1) groups of the first information inputs of the feedback pulse analysis unit are connected respectively to the outputs (N + 1) of the groups of information outputs of the individual norm memory block, the inputs (N + 1) of the groups of second information the inputs of the feedback pulse analysis block are connected respectively to the outputs (N + 1) of the information output groups of the probe signal parameter recording block, the clock inputs of the individual norm memory block and the feedback pulse analysis block with monitors are combined with the clock output of the control unit, the second control output of which is connected to the control input of the individual norm memory block, the third control output is connected to the control input of the probe signal recording unit, the second signal output of the output block is connected to the signal inputs of the individual norm memory block and recording block parameters of the probe signal, characterized in that it is additionally introduced a unit of controlled electrodes and a unit for setting a virtual electrode, the first signal the lane input of the block of controlled electrodes is connected to the second signal output of the block of control, and the second signal input of the block of controlled electrodes is connected to the second signal output of the block and signal inputs of the memory block of the probe signal and the memory block of the individual norm, the inputs of the first and second groups of control inputs of the block of controlled electrodes connected respectively to the outputs of the first and second groups of control outputs of the virtual electrode job unit. The disadvantage of an adaptive electrical stimulator with a virtual electrode is the inability to quickly change the polarity of the electrical stimulation pulse, which reduces the effectiveness of electrical stimulation.

Из описания к патенту Российской Федерации №2068277, МПК 6 A 61 N 1/36, А 61 Н 39/00, опубл. 1996 г. известен биоэлектрический регулятор психосоматического гомеостаза (электронейроадаптивный стимулятор), содержащий последовательно соединенные генератор прямоугольных импульсов, блок формирования стимулирующих сигналов, ключевой усилитель с трансформаторным выходом, к которому подключены активный и пассивный электроды, а также блок задания параметров стимулирующих сигналов, соединенный с блоком формирования стимулирующих сигналов и подключенные к активному электроду последовательно соединенные однополупериодный выпрямитель, блок измерения длительности первой полуволны вынужденных колебаний и блок индикации и управления. Недостаток этого электронейроадаптивного стимулятора - отсутствие возможности изменения частотных характеристик электрических колебаний стимулирующих сигналов.From the description of the patent of the Russian Federation No. 2068277, IPC 6 A 61 N 1/36, A 61 H 39/00, publ. 1996, the bioelectric regulator of psychosomatic homeostasis (electron-neuroadaptive stimulator) is known, containing a rectangular pulse generator, a block for generating stimulating signals, a key amplifier with a transformer output, to which active and passive electrodes are connected, and also a block for setting parameters of stimulating signals connected to the block the formation of stimulating signals and connected to the active electrode in series connected half-wave straighten l, the duration of the measurement unit the first half wave of forced oscillations, and the display and control unit. The disadvantage of this electron-adaptive stimulator is the inability to change the frequency characteristics of the electrical oscillations of stimulating signals.

Известен электронейроадаптивный стимулятор "Космодик" (см. патент Российской Федерации на полезную модель №33006, МПК 7 А 61 Н 39/00, A 61 N 1/36, опубл. 2003 г.; содержащий источник постоянного тока, блок управления и формирования запускающих импульсов и электродное устройство, включающее пассивный и несколько (два и более) активных электродов, двухсекционную высокодобротную катушку индуктивности, секции которой включены согласно, и дешифратор, один из полюсов источника постоянного тока соединен с точкой соединения секций двухсекционной высокодобротной катушки индуктивности и пассивным электродом электродного устройства, второй конец секции с меньшим количеством витков через ключевой усилитель соединен со вторым полюсом источника постоянного тока, второй конец секции с большим количеством витков соединен с входом сигнала обратной связи блока управления и формирования запускающих импульсов и через управляемые электронные ключи с каждым активным электродом, импульсный выход блока управления и формирования запускающих импульсов соединен с входом ключевого усилителя, кодовый выход блока управления и формирования запускающих импульсов соединен с входом дешифратора, выходы которого соединены каждый с входом управления соответствующего управляемого электронного ключа. Этот электронейроадаптивный стимулятор как совпадающий по большинству существенных признаков выбран в качестве прототипа. Недостаток прототипа - недостаточная эффективность косметического лечения вследствие того, что отсутствует смена фазы электрических колебаний стимулирующего воздействия.Known electro-adaptive stimulator "Cosmodic" (see the patent of the Russian Federation for utility model No. 33006, IPC 7 A 61 H 39/00, A 61 N 1/36, publ. 2003; containing a direct current source, control unit and the formation of triggering pulses and an electrode device, including a passive and several (two or more) active electrodes, a two-section high-quality inductance coil, sections of which are included according to, and a decoder, one of the poles of a DC source is connected to the connection point of the sections of a two-section high-quality of the inductance coil and the passive electrode of the electrode device, the second end of the section with fewer turns through the key amplifier is connected to the second pole of the DC source, the second end of the section with more turns is connected to the input of the feedback signal of the control unit and the formation of triggering pulses and through controlled electronic keys with each active electrode, the pulse output of the control unit and the formation of triggering pulses is connected to the input of the key amplifier, code the stroke of the control unit and the formation of triggering pulses is connected to the input of the decoder, the outputs of which are each connected to the control input of the corresponding controlled electronic key. This electroneuroadaptive stimulator, as coinciding in most essential features, was selected as a prototype. The disadvantage of the prototype is the lack of effectiveness of cosmetic treatment due to the fact that there is no phase change in the electrical vibrations of the stimulating effect.

Технический результат от использования изобретения - повышение эффективности электронейроадаптивной стимуляции за счет обеспечения возможности изменения фазы электрических колебаний стимулирующего воздействия.The technical result from the use of the invention is to increase the efficiency of electroneuroadaptive stimulation by providing the ability to change the phase of the electrical vibrations of the stimulating effect.

Указанный технический результат достигается тем, что в электронейроадаптивном стимуляторе, содержащем источник постоянного тока, блок управления и формирования запускающих импульсов, демультиплексор, два электрода и высокодобротную катушку индуктивности, высокодобротная катушка индуктивности содержит три последовательно соединенные секции, включенные согласно, конец первой секции и начало второй секции соединены с первым полюсом источника постоянного тока, начало первой секции соединено с первым электродом и через первый ключевой усилитель со вторым полюсом источника постоянного тока, конец второй секции и начало третьей секции через второй ключевой усилитель соединены со вторым полюсом источника постоянного тока, конец третьей секции соединен со вторым электродом и входом сигнала обратной связи блока управления и формирования запускающих импульсов, входы ключевых усилителей соединены с соответствующими выходами демультиплексора, кодовый и сигнальный входы которого соединены с соответствующими выходами блока управления и формирования запускающих импульсов.The specified technical result is achieved by the fact that in the electro-neuroadaptive stimulator containing a direct current source, a control unit and generating start pulses, a demultiplexer, two electrodes and a high-quality inductor, a high-quality inductor contains three sections connected in series, connected according to the end of the first section and the beginning of the second sections are connected to the first pole of the DC source, the beginning of the first section is connected to the first electrode and through the first key an amplifier with a second pole of the DC source, the end of the second section and the beginning of the third section through the second key amplifier are connected to the second pole of the DC source, the end of the third section is connected to the second electrode and the input signal feedback of the control unit and the formation of triggering pulses, the inputs of the key amplifiers are connected with the corresponding outputs of the demultiplexer, the code and signal inputs of which are connected to the corresponding outputs of the control unit and the formation of triggering pulses in.

Высокодобротная трехсекционная катушка индуктивности имеет индуктивность 0,1...2,0 Гн, отношение количества витков первой и второй секций к количеству витков третьей секции равно 0,05...0,3, а добротность катушки индуктивности превышает 100.A high-quality three-section inductor has an inductance of 0.1 ... 2.0 H, the ratio of the number of turns of the first and second sections to the number of turns of the third section is 0.05 ... 0.3, and the quality factor of the inductor exceeds 100.

Блок формирования запускающих импульсов содержит узел задания режимов работы, включающий как минимум элементы управления уровнем энергии стимула и элемент включения питания, узел индикации и узел анализа, управления и формирования импульсов, выполненный в виде сверхбольшой интегральной схемы (СБИС), при этом установочные входы СБИС соединены с выходами узла задания режимов работы, входы узла индикации соединены с информационными выходами СБИС, сигнальный выход СБИС является сигнальным выходом блока формирования запускающих импульсов, кодовый выход СБИС является кодовым выходом блока формирования запускающих импульсов, сигнальный вход СБИС является входом сигнала обратной связи блока формирования запускающих импульсов.The triggering pulse generation unit contains an operation mode setting unit, including at least stimulus energy level control elements and a power-on element, an indication unit, and pulse analysis, control and generation unit made in the form of an extra-large integrated circuit (VLSI), while the VLSI installation inputs are connected with the outputs of the unit for setting operating modes, the inputs of the display unit are connected to the information outputs of the VLSI, the signal output of the VLSI is the signal output of the block generating the pulse , Coded output VLSI is a code output unit for generating firing pulses, VLSI signal input is the input of the feedback signal generation unit probing pulse.

Узел анализа, управления и формирования импульсов, выполненный в виде сверхбольшой интегральной схемы (СБИС), содержит последовательно соединенные генератор тактирующих импульсов, схему формирования запускающих импульсов, схему формирования сигналов управления и последовательно соединенные аналого-цифровой преобразователь, схему измерения параметров сигнала обратной связи, схему измерения скорости изменения параметров сигнала обратной связи и схему фиксации отсутствия изменения параметров сигнала обратной связи, при этом вход аналого-цифрового преобразователя является входом сигнала обратной связи, выход схемы формирования запускающих импульсов является сигнальным выходом СБИС и соединен со вторым входом схемы измерения скорости изменения параметров сигнала обратной связи, выход схемы формирования сигналов управления является кодовым выходом СБИС, второй вход схемы формирования сигналов управления соединен с первым выходом схемы фиксации отсутствия изменения параметров сигнала обратной связи, второй выход схемы фиксации отсутствия изменения параметров сигнала обратной связи и второй выход схемы измерения скорости изменения параметров сигнала обратной связи являются информационными выходами СБИС.The node analysis, control and pulse shaping, made in the form of an ultra-large integrated circuit (VLSI), contains a serially connected clock pulse generator, a trigger pulse generation circuit, a control signal generation circuit and an analog-to-digital converter connected in series, a feedback signal parameter measurement circuit, a circuit measuring the rate of change of the parameters of the feedback signal and the fixation circuit for the absence of changes in the parameters of the feedback signal, while the input logo-digital converter is a feedback signal input, the output of the triggering pulse generation circuit is a VLSI signal output and is connected to the second input of the feedback signal change rate measuring circuit, the control signal generation circuit output is a VLSI code output, the second input of the control signal generation circuit is connected with the first output of the fixation circuit of the absence of changes in the parameters of the feedback signal, the second output of the fixation circuit of the absence of changes in the parameters Igna feedback and a second output speed measuring circuit parameters change of the feedback information outputs are VLSI.

Выходной каскад электронейроадаптивного стимулятора является самостоятельным объектом охраны.The output stage of the electro-neuroadaptive stimulator is an independent object of protection.

Выходной каскад в электронейроадаптивных стимуляторах, защищенных патентами Российской Федерации №2198695, МПК 7 A 61 N 1/36, опубл. 2003 г., №2135226, МПК 6 A 61 N 1/36, опубл. 1999 г., №2017508, МПК 5 А 61 М 1/36, опубл. 1994 г., №2068277, МПК 6 A 61 N 1/36 А 61 Н 39/00, опубл. 1996 г. и патентом Российской Федерации на полезную модель №33006, МПК 7 А 61 Н 39/00, A 61 N 1/36, опубл. 2003 г., содержит ключевой усилитель (усилитель мощности), нагрузкой которого является двухсекционная высокодобротная катушка индуктивности, при этом конец первой секции и начало второй секции подключаются к пассивному электроду и первому полюсу источника постоянного тока, начало первой секции через ключевой усилитель - со вторым полюсом источника постоянного тока, а конец второй секции подключается к активному электроду. Недостаток такого выходного каскада - невозможность оперативного изменения фазы электрических колебаний, возникающих в колебательном контуре, образованном индуктивностью высокодобротной катушки индуктивности и реактивным сопротивлением межэлектродной ткани, что не позволяет повысить эффективность электростимулирующего воздействия.The output cascade in electron-adaptive stimulators protected by patents of the Russian Federation No. 2198695, IPC 7 A 61 N 1/36, publ. 2003, No. 2135226, IPC 6 A 61 N 1/36, publ. 1999, No. 2017508, IPC 5 A 61 M 1/36, publ. 1994, No. 2068277, IPC 6 A 61 N 1/36 A 61 H 39/00, publ. 1996 and the patent of the Russian Federation for utility model No. 33006, IPC 7 A 61 N 39/00, A 61 N 1/36, publ. 2003, contains a key amplifier (power amplifier), the load of which is a two-section high-quality inductor, while the end of the first section and the beginning of the second section are connected to the passive electrode and the first pole of the DC source, the beginning of the first section through the key amplifier with the second pole DC source, and the end of the second section is connected to the active electrode. The disadvantage of this output stage is the inability to quickly change the phase of electrical oscillations arising in the oscillating circuit formed by the inductance of a high-quality inductor and reactance of the interelectrode tissue, which does not allow to increase the efficiency of the electrostimulating effect.

Технический результат от использования изобретения - обеспечение возможности оперативного изменения фазы электрических колебаний стимулирующего воздействия.The technical result from the use of the invention is the ability to quickly change the phase of the electrical vibrations of the stimulating effect.

Указанный технический результат достигается тем, что выходной каскад электронейроадаптивного стимулятора, содержащий ключевой усилитель и высокодобротную катушку индуктивности, дополнительно содержит второй ключевой усилитель, а высокодобротная катушка индуктивности в нем содержит три последовательно соединенные секции, включенные согласно, конец первой секции и начало второй секции соединены с клеммой для подключения первого полюса источника постоянного тока, начало первой секции соединено с первым электродом и через первый ключевой усилитель с клеммой для подключения второго полюса источника постоянного тока, с которой через второй ключевой усилитель так же соединены конец второй секции и начало третьей секции, конец третьей секции соединен со вторым электродом.The specified technical result is achieved in that the output stage of the electro-adaptive stimulator, containing a key amplifier and a high-quality inductor, additionally contains a second key amplifier, and a high-quality inductor contains three series-connected sections connected in accordance with the end of the first section and the beginning of the second section connected to terminal for connecting the first pole of the DC source, the beginning of the first section is connected to the first electrode and through the first key Eve amplifier to a terminal for connecting a second pole of the DC power source, through which the second key amplifier also connected end of the second section and beginning of the third section, the end of the third section coupled to the second electrode.

Изобретение поясняется чертежами. На фиг.1 изображена функциональная схема электронейроадаптивного стимулятора, на фиг.2 - структурная схема блока управления формирования запускающих импульсов, на фиг.3 - структурная схема узла анализа, управления и формирования запускающих импульсов.The invention is illustrated by drawings. In Fig.1 shows a functional diagram of an electron-adaptive stimulator, Fig.2 is a structural diagram of a control unit for generating triggering pulses, Fig.3 is a structural diagram of a unit for analysis, control and generation of triggering pulses.

На фиг.1-3 цифрами обозначены:1-3, the numbers indicate:

1 - источник постоянного тока;1 - direct current source;

2 - блок управления и формирования запускающих импульсов:2 - control unit and the formation of triggering pulses:

3 - демультиплексор;3 - demultiplexer;

4₁, 4₂ - ключевые усилители;4 ₁ , 4 ₂ - key amplifiers;

5 - высокодобротная трехсекционная катушка индуктивности;5 - high-quality three-section inductor;

6 - полупроводниковый триод;6 - semiconductor triode;

7 - демпфирующий диод;7 - damping diode;

8 - выходной каскад электронейроадаптивного стимулятора:8 - output stage of the electro-adaptive stimulator:

9 - кодовый выход блока 2;9 - code output of block 2;

10 - сигнальный выход блока 2;10 - signal output of block 2;

11 - первый выход демультиплексора;11 - the first output of the demultiplexer;

12 - второй выход демультиплексора;12 - the second output of the demultiplexer;

13 - вход сигнала обратной связи блока 2;13 - input signal feedback unit 2;

14 - узел задания режимов работы;14 - node setting the operating modes;

15 - узел анализа, управления и формирования запускающих импульсов:15 - node analysis, control and formation of triggering pulses:

16 - узел индикации;16 - display unit;

17 - установочный вход узла 15;17 - installation input node 15;

18 - информационные выходы узла 15;18 - information outputs of the node 15;

19 - генератор тактовых импульсов (ГТИ);19 - clock generator (GTI);

20 - схема формирования запускающих импульсов (ФЗИ);20 is a diagram of the formation of triggering pulses (FZI);

21 - схема формирования сигналов управления (ФСУ);21 is a diagram of the formation of control signals (FSU);

22 - аналого-цифровой преобразователь (АЦП);22 - analog-to-digital Converter (ADC);

23 - схема измерения параметров сигнала обратной связи (СИП);23 is a diagram for measuring parameters of a feedback signal (SIP);

24 - схема измерения скорости изменения параметров сигнала обратной связи (СИС);24 is a diagram of measuring a rate of change of parameters of a feedback signal (SIS);

25 - схема фиксации отсутствия изменения параметров сигнала обратной связи (СФ);25 is a diagram of fixing the absence of changes in the parameters of the feedback signal (SF);

26 - второй вход ФСУ 21;26 - the second entrance of the FSU 21;

27 - информационный выход СИС 24;27 - information output SIS 24;

28 - информационный выход СФ 25.28 - information output SF 25.

Электронейроадаптивный стимулятор (фиг.1) содержит источник 1 постоянного тока, блок 2 управления и формирования запускающих импульсов, демультиплексор 3, кодовый вход которого соединен с кодовым выходом 9 блока 2, а сигнальный вход с сигнальным выходом 10 блока 2, первый ключевой усилитель 4₁, вход 1 которого соединен с первым выходом 11 демультиплексора 3, второй ключевой усилитель 4₂, вход 2 которого соединен со вторым выходом 12 демультиплексора 3, высокодобротную трехсекционную катушку индуктивности 5, конец первой секции и начало второй секции (точка «в») подключены к первому полюсу +Е источника 1, начало первой секции (точка «а») соединено с первым электродом 31 и через первый ключевой усилитель 4 со вторым полюсом -Е источника 1, конец второй секции и начало третьей секции (точка «с») через второй ключевой усилитель 4₂ подключены со вторым полюсом -Е источника 1, конец третьей секции (точка «d») соединен со вторым электродом Э2 и входом 13 сигнала обратной связи блока 2. Высокодобротная трехсекционная катушка индуктивности 5 имеет индуктивность 0,1...2,0 Гн, отношение количества витков первой и второй секций к количеству витков третьей секции равно 0,05...0,3, а добротность катушки индуктивности 5 превышает 100.The electron-adaptive stimulator (Fig. 1) contains a direct current source 1, a control and generating pulses block 2, a demultiplexer 3, the code input of which is connected to the code output 9 of block 2, and the signal input with signal output 10 of block 2, the first key amplifier 4 ₁ the input 1 of which is connected to the first output 11 of the demultiplexer 3, the second key amplifier 4 ₂ , the input 2 of which is connected to the second output 12 of the demultiplexer 3, a high-quality three-section inductor 5, the end of the first section and the beginning of the second section AI (point “B”) are connected to the first pole + E of source 1, the beginning of the first section (point “a”) is connected to the first electrode 31 and through the first key amplifier 4 with the second pole -E of source 1, the end of the second section and the beginning of the third sections (point "c") through the second key amplifier 4 _{2 are} connected to the second pole -E of source 1, the end of the third section (point "d") is connected to the second electrode E2 and input 13 of the feedback signal of unit 2. High-quality three-section inductor 5 has an inductance of 0.1 ... 2.0 H, the ratio of the number of turns of ne howl and second sections to the number of turns of the third section is 0.05 ... 0.3, and the Q of the inductor is greater than 5 100.

Блок 2 (фиг.2), предназначенный для выбора режимов работы, управления уровнем энергии стимула и анализа сигналов обратной связи, содержит узел 14 задания режимов работы, узел 15 анализа, управления и формирования запускающих импульсов и узел 16 индикации. Узел 14 включает как минимум элементы управления уровнем энергии стимула и элемент включения питания. Выход узла 14, по командам от которого устанавливаются непрерывный или периодический режимы работы электронейроадаптивного стимулятора и задается длительность запускающих импульсов и их количество в серии, соединен с установочным выходом 17 узла 15. Кодовый выход узла 15 является кодовым выходом 9 блока 2, сигнальный выход - сигнальным выходом 10 блока 2, а сигнальный вход - входом 13 сигнала обратной связи блока 2. Информационные выходы 18 узла 15 соединены с входом узла 16, предназначенного для отображения на индикаторах режима работы электронейроадаптивного стимулятора и параметров стимулирующего воздействия.Block 2 (figure 2), designed to select operating modes, control the energy level of the stimulus and analyze feedback signals, contains a node 14 for specifying operating modes, a node 15 for analyzing, controlling and generating triggering pulses and a node 16 for indicating. The node 14 includes at least controls for stimulus energy level and a power-on element. The output of the node 14, by commands from which the continuous or periodic modes of operation of the electron-adaptive stimulator are set and the duration of the triggering pulses and their number in the series is set, is connected to the setting output 17 of the node 15. The code output of the node 15 is the code output 9 of block 2, the signal output is the signal the output 10 of block 2, and the signal input - the input 13 of the feedback signal of block 2. Information outputs 18 of the node 15 are connected to the input of the node 16, intended for display on the indicators of the operating mode of the electroneur adaptive stimulator and stimulus parameters.

Узел 15 анализа, управления и формирования запускающих импульсов (фиг.3) выполнен в виде сверхбольшой интегральной схемы - СБИС, которая содержит последовательно соединенные генератор тактовых импульсов - ГТИ 19, схему формирования запускающих импульсов - ФЗИ 20, схему формирования сигналов управления. - ФСУ 21 и последовательно соединенные аналого-цифровой преобразователь - АЦП 22, схему измерения параметров сигнала обратной связи - СИП 23, схему измерения скорости изменения параметров сигнала обратной связи - СИС 24 и схему фиксации отсутствия изменения параметров сигнала обратной связи - СФ 25. Второй вход ФЗИ 20 является установочным входом 17 узла 15, второй выход - сигнальным выходом 10 узла 15 и соединен со вторым входом СИС 24. Первый выход ФСУ 21 является кодовым выходом 9 узла 15. Вход АЦП 22 является сигнальным входом 13 узла 15. Второй вход 26 ФСУ 21 соединен с первым выходом СФ 25. Второй выход СИС 24 и второй выход СФ 25 являются информационными выходами 27 и 28, объединенными в информационный выход 19 узла 15.The node 15 analysis, control and formation of triggering pulses (figure 3) is made in the form of an extra-large integrated circuit - VLSI, which contains a serially connected clock pulse generator - GTI 19, a circuit for generating triggering pulses - FZI 20, a circuit for generating control signals. - FSU 21 and a series-connected analog-to-digital converter - ADC 22, a feedback signal parameter measurement circuit - SIP 23, a feedback signal velocity measurement circuit - SIS 24, and a circuit for detecting no change in feedback signal parameters - SF 25. Second input FZI 20 is the installation input 17 of the node 15, the second output is the signal output 10 of the node 15 and is connected to the second input of the SIS 24. The first output of the FSU 21 is the code output 9 of the node 15. The input of the ADC 22 is the signal input 13 of the node 15. The second input 26 of the FSU 21 oedinen to a first output 25. The second output SF ASIC 24 and a second output SF 25 are data outputs 27 and 28, combined into 19 information output unit 15.

Выходной каскад электронейроадаптивного стимулятора 8 (фиг.1) содержит два ключевых усилителя 4₁, 4₂ и высокодобротную трехсекционную катушку индуктивности 5. Соединение элементов описано раньше.The output stage of the electron-adaptive stimulator 8 (Fig. 1) contains two key amplifiers 4 ₁ , 4 ₂ and a high-quality three-section inductor 5. The connection of the elements has been described previously.

Работа заявленного электронейроадаптивного стимулятора.The work of the claimed electroneuroadaptive stimulator.

Электроды Э1 и Э2 устанавливаются на выбранную зону иннервации. После включения питания устанавливается непрерывный режим работы и минимальная длительность запускающих импульсов на выходе 10 блока 2 и команда подачи запускающих импульсов на вход 1 первого ключевого усилителя 4₁. При подаче запускающего импульса на вход 1 усилителя 4₁ по первой секции («а»-«в») катушки индуктивности 5 протекает ток насыщения. По окончании действия запускающего импульса ключевой усилитель запирается и в колебательном контуре, образованном индуктивностью второй и третьей секций катушки 5 и реактивным сопротивлением межэлектродной ткани под электродами Э1, Э2, возникают электрические колебания, которые и являются стимулирующим сигналом. Энергетическая мощность стимулирующего сигнала тем больше, чем больше длительность запускающего импульса. Характерной особенностью электронейроадаптивного стимулятора является то, что параметры стимулирующего сигнала, например амплитуда первой полуволны затухание, частота, зависят от реактивного и активного сопротивлений межэлектродной ткани. Поэтому в качестве критерия степени влияния стимулирующего воздействия может быть принят фактор изменения параметра (параметров) стимулирующего сигнала и признаком окончания стимуляции - отсутствие изменения параметров стимулирующего сигнала.Electrodes E1 and E2 are installed on the selected innervation zone. After turning on the power, a continuous operation mode and a minimum duration of triggering pulses at the output 10 of block 2 and a command for supplying triggering pulses to input 1 of the first key amplifier 4 _{1 are established} . When a trigger pulse is applied to input 1 of amplifier 4 ₁ , a saturation current flows through the first section (“a” - “c”) of the inductor 5. At the end of the triggering pulse, the key amplifier is locked in the oscillatory circuit formed by the inductance of the second and third sections of the coil 5 and the reactance of the interelectrode tissue under the electrodes E1, E2, electrical vibrations occur, which are a stimulating signal. The energy power of the stimulating signal is greater, the longer the duration of the triggering pulse. A characteristic feature of the electron-adaptive stimulator is that the parameters of the stimulating signal, for example, the amplitude of the first half-wave attenuation, frequency, depend on the reactive and active resistances of the interelectrode tissue. Therefore, as a criterion of the degree of influence of the stimulating effect, a factor of changing the parameter (s) of the stimulating signal and a sign of the end of stimulation, the absence of a change in the parameters of the stimulating signal, can be taken.

Сигнал обратной связи поступает на вход 13 узла 15, преобразуется в цифровую форму АЦП 22 и в СИП 23 производится измерение параметров (параметра) сигнала обратной связи. Далее в СИС 24 определяется скорость изменения параметров сигнала обратной связи очередного запускающего импульса по отношению к предыдущему. При отсутствии изменения параметров сигнала обратной связи (скорость изменения параметров сигнала обратной связи меньше единицы отсчета) в СФ 25 фиксируется этот факт и запускающие импульсы подаются на вход 2 ключевого усилителя 4₂. При подаче запускающего импульса на вход 2 ключевого усилителя 4₂ ток насыщения катушки индуктивности 5 протекает по второй секции («в»-«с») и полярность первой полуволны на электроде Э1 относительно электрода Э2 меняется на противоположную, т.е. фаза электрических колебаний в колебательном контуре, образованном индуктивностью второй и третьей секций катушки 5 и реактивным сопротивлением межэлектродной ткани под электродами Э1, Э2, изменяется на 180°. Как и ранее, измеряется скорость изменения параметров сигнала обратной связи и устанавливается факт отсутствия такого изменения, после чего стимулирующее воздействие на выбранную зону иннервации прекращается.The feedback signal is fed to the input 13 of the node 15, is converted to digital form by the ADC 22, and in the SIP 23, the parameters (parameter) of the feedback signal are measured. Further, in SIS 24, the rate of change of the feedback signal parameters of the next triggering pulse relative to the previous one is determined. If there is no change in the parameters of the feedback signal (the rate of change of the parameters of the feedback signal is less than a unit of reference), this fact is recorded in SF 25 and trigger pulses are fed to input 2 of the key amplifier 4 ₂ . When a triggering pulse is applied to the input 2 of the key amplifier 4 ₂ , the saturation current of the inductor 5 flows through the second section (“c” - “c”) and the polarity of the first half-wave on electrode E1 relative to electrode E2 is reversed, i.e. the phase of electrical vibrations in the oscillatory circuit formed by the inductance of the second and third sections of the coil 5 and the reactance of the interelectrode tissue under the electrodes E1, E2, changes by 180 °. As before, the rate of change of the parameters of the feedback signal is measured and the fact of the absence of such a change is established, after which the stimulating effect on the selected innervation zone ceases.

Основной особенностью электронейроадаптивной стимуляции является формирование электростимулирующего сигнала, приближающегося по фазовой структуре к току действия мембраны нервно-мышечных клеток здорового человека, которые наилучшим образом воспринимаются возбудимыми структурами и вызывают наиболее адекватные ответные реакции организма. Электростимулирующий сигнал - электрические колебания в резонансном контуре, образованном индуктивностью высокодобротной катушки индуктивности и импедансом межэлектродной ткани, изменяет концентрацию тканевых ионов у клеточной оболочки и, изменяя ее проницаемость, действует по типу естественных биотоков. Эффективность электростимулирующего воздействия с возможностью изменения фазы электрических колебаний повышается вследствие того, при этом обеспечивается нейтрализации колебаний полярности поврежденных клеток, обеспечивается разнополярный ионный транспорт и тем самым повышается проницаемость клеточных мембран и питание клеток.The main feature of electroneuroadaptive stimulation is the formation of an electrostimulating signal, approaching in phase structure to the current of action of the membrane of neuromuscular cells of a healthy person, which are best perceived by excitable structures and cause the most adequate response of the body. An electro-stimulating signal - electrical vibrations in a resonant circuit formed by the inductance of a high-quality inductor and the impedance of the interelectrode tissue, changes the concentration of tissue ions in the cell membrane and, changing its permeability, acts like natural biocurrents. The effectiveness of the electrostimulating effect with the possibility of changing the phase of electrical vibrations is increased due to the fact that this ensures the neutralization of the polarity fluctuations of damaged cells, provides a multipolar ion transport and thereby increases the permeability of cell membranes and cell nutrition.

Claims

1. An electro-adaptive stimulator containing a direct current source, a control unit and generating start pulses, the corresponding outputs of which are connected to the code and signal inputs of a demultiplexer, connected by respective outputs to the inputs of key amplifiers, two electrodes and a high-quality inductor, sections of which are included according to, characterized in that high-quality inductor contains three series-connected sections, with the end of the first section and the beginning of the second with the sections are connected to the first pole of the DC source, the beginning of the first section is connected to the first electrode and through the first key amplifier to the second pole of the DC source, the end of the second section and the beginning of the third section through the second key amplifier are connected to the second pole of the DC source, the end of the third section connected to the second electrode and the input of the feedback signal of the control unit and the formation of trigger pulses.

2. The electron-adaptive stimulator according to claim 1, characterized in that the high-quality three-section inductor has an inductance of 0.1 - 2.0 H, the ratio of the number of turns of the first and second sections to the number of turns of the third section is 0.05 - 0.3, and the quality factor of the inductor exceeds 100.

3. The electron-adaptive stimulator according to claim 1, characterized in that the control unit and the formation of trigger pulses contains a node for setting operating modes, including at least control elements of the stimulus energy level and a power-on element, an indication node and an analysis, control and formation of trigger pulses node made in the form of an ultra-large integrated circuit (VLSI), while the VLSI installation inputs are connected to the outputs of the operation mode setting node, the indications of the indication node are connected to the information outputs of the SBI C, the VLSI signal output is the signal output of the triggering pulse generation unit, the VLSI code output is the code output of the control and triggering pulse generation unit, the VLSI signal input is the feedback signal input of the control unit and triggering pulse generation.

4. The electron-adaptive stimulator according to claim 3, characterized in that the node for analyzing, controlling and generating triggering pulses contains a serially connected clock pulse generator, a triggering pulse generating circuit, a control signal generating circuit and an analog-to-digital converter serially connected, a circuit for measuring the parameters of the feedback signal connection, a circuit for measuring the rate of change of the parameters of the feedback signal and a circuit for fixing no change in the parameters of the feedback signal In this case, the input of the analog-to-digital converter is a feedback signal input, the output of the triggering pulse generation circuit is a VLSI signal output and is connected to the second input of the feedback signal change rate measuring circuit, the output of the control signal generation circuit is a VLSI code output, the second input the control signal generation circuit is connected to the first output of the fixation circuit of the absence of changes in the parameters of the feedback signal, the second output of the absence fixation circuit of changes in the parameters of the feedback signal and the second output of the circuit for measuring the rate of change in the parameters of the feedback signal are information outputs of the VLSI.

5. The output stage of the electro-adaptive stimulator, containing a key amplifier and a high-Q inductor, characterized in that it further comprises a second key amplifier, and a high-Q inductor contains three series-connected sections connected in accordance with the end of the first section and the beginning of the second section connected to a terminal for connecting the first pole of the DC source, the beginning of the first section is connected to the first electrode and through the first key amplifier Tel with terminals for connecting a second pole of a DC source, to which are also connected through the second amplifier end key of the second section and beginning of the third section, the end of the third section coupled to the second electrode.