RU2325929C2 - Method of electric impact on living organism and related device - Google Patents
Method of electric impact on living organism and related device Download PDFInfo
- Publication number
- RU2325929C2 RU2325929C2 RU2005133535/14A RU2005133535A RU2325929C2 RU 2325929 C2 RU2325929 C2 RU 2325929C2 RU 2005133535/14 A RU2005133535/14 A RU 2005133535/14A RU 2005133535 A RU2005133535 A RU 2005133535A RU 2325929 C2 RU2325929 C2 RU 2325929C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- duration
- unit
- electrodes
- input
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Dc-Dc Converters (AREA)
- Electrotherapy Devices (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к медицине и медицинской технике, в частностик способам и устройствам электровоздействия на живой организм, и может найти применение в диагностических, лечебных, реабилитационных, профилактических целях, а также в области исследований, связанных с изучением влияния на живой организм воздействия различных факторов.The invention relates to medicine and medical equipment, in particular, to methods and devices for electric exposure to a living organism, and can be used for diagnostic, therapeutic, rehabilitation, and preventive purposes, as well as in the field of research related to the study of the effect of various factors on a living organism.
Известны способы и устройства воздействия переменным или прерывистым электрическим током, подводимым через контактные электроды.Known methods and devices for exposure to alternating or intermittent electric current supplied through contact electrodes.
Способ электровоздействия на живой организм, приведенный в описании к патенту Российской Федерации №2155614, МПК 7 A61N 1/36, опубликованном 10.09.2000 г., заключается в приложении электродов к выбранной зоне, выборе режима либо постоянной, либо "плавающей" частоты, задании частоты следования стимулирующих импульсов (в режиме постоянной частоты), длительности между соседними импульсами в "пачке", выборе режима работы либо без обратной связи либо с обратной связью, запуске электростимулятора, установлении времени терапии, осуществлении режима амплитудно-временной модуляции, задании скважности трапецеидальных импульсов, задании уровня энергии воздействия до индивидуального порога чувствительности пациента.The method of electric action on a living organism, described in the description of the patent of the Russian Federation No. 2155614, IPC 7 A61N 1/36, published on 09/10/2000, consists in applying electrodes to the selected area, choosing either a constant or a “floating” frequency mode the repetition rate of stimulating pulses (in constant frequency mode), the duration between adjacent pulses in a "bundle", the choice of the operating mode either without feedback or with feedback, starting the electric stimulator, setting the therapy time, implementing the amplitude mode but-time modulation, setting a duty ratio of trapezoidal pulses, setting the energy level of exposure to the individual patient's sensitivity threshold.
Указанный способ адаптивной электростимуляции предоставляет лечащему врачу контроль результатов терапии по данным обратной связи, исходя из анализа динамики свободных колебаний стимулирующих импульсов.The specified method of adaptive electrical stimulation provides the attending physician control of the results of therapy according to feedback, based on the analysis of the dynamics of free vibrations of stimulating impulses.
Недостатки известного способа заключаются в низкой вероятности воздействия на тонкие С-волокна, отвечающие за выработку пептидов и имеющие высокий порог возбуждения, а также в отсутствие возможности управления процессом электровоздействия на живой организм в зависимости от протекания электрохимических процессов.The disadvantages of this method are the low probability of exposure to thin C-fibers, responsible for the production of peptides and having a high threshold of excitation, as well as the inability to control the process of electrical effects on a living organism, depending on the course of electrochemical processes.
Известен адаптивный электростимулятор по патенту Российской Федерации №2155614, МПК 7 A61N 1/36, опубликованному 10.09.2000 г. Стимулятор содержит блок прямоугольных импульсов, блок управления, блок управления энергетическим воздействием, выходной блок, пассивный и активный электроды, блок формирования пачек импульсов, блок обратной связи, блок памяти индивидуальной нормы и блок записи параметров зондирующего сигнала.Known adaptive pacemaker according to the patent of the Russian Federation No. 2155614, IPC 7 A61N 1/36, published September 10, 2000. The stimulator contains a block of rectangular pulses, a control unit, a control unit for energy exposure, an output unit, passive and active electrodes, a unit for generating bursts of pulses, feedback unit, individual norm memory unit and probe signal recording unit.
Недостатки известного устройства заключаются в отсутствие блоков управления процессом электровоздействия на живой организм в зависимости от протекания электрохимических процессов.The disadvantages of the known device are the lack of control units for the process of electric action on a living organism, depending on the course of electrochemical processes.
Наиболее близкие к заявляемому технические решения защищены патентом Российской Федерации №2161904, МПК 7 А61 В 5/05, А61Н 39/00 на изобретение "Способ оценки электрофизиологического состояния человека и устройство для его осуществления", опубликованным 20.01.2001 г.Closest to the claimed technical solutions are protected by the patent of the Russian Federation No. 2161904, IPC 7 A61 B 5/05, A61H 39/00 for the invention "Method for assessing the electrophysiological state of a person and a device for its implementation", published on January 20, 2001.
Известный способ заключается в установке активного и пассивного электродов на кожный покров, подключении к активному и пассивному электродам насыщенной электромагнитной энергией высокодобротной катушки индуктивности, пропускании через межэлектродную ткань электрических колебаний, возникающих в колебательном контуре, образованном цепью: активный электрод - высокодобротная катушка индуктивности - пассивный электрод - межэлектродная ткань - активный электрод, и оценке воздействия по результатам измерения частоты или амплитуды, или затухания этих колебаний.The known method consists in installing the active and passive electrodes on the skin, connecting high-quality inductance coils to the active and passive electrodes saturated with electromagnetic energy, passing through the interelectrode fabric electrical vibrations arising in the oscillatory circuit formed by the circuit: active electrode - high-quality inductance coil - passive electrode - interelectrode tissue - an active electrode, and impact assessment based on the measurement of frequency or amplitude, or for attenuation of these vibrations.
Недостатки известного способа заключаются в отсутствие возможности управления процессом электровоздействия на живой организм в зависимости от протекания электрохимических процессов.The disadvantages of this method are the lack of ability to control the process of electrical effects on a living organism, depending on the course of electrochemical processes.
Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, заключается в повышении эффективности и оптимизации времени воздействия существующих способов электровоздействия на живой организм.The problem to which the invention is directed, is to increase the efficiency and optimize the time of exposure of existing methods of electrical effects on a living organism.
Технический результат при использовании заявляемого способа электровоздействия на живой организм заключается в повышении вероятности воздействия на тонкие С-волокна, отвечающие за выработку пептидов и имеющие высокий порог возбуждения, обеспечении возможности управлять как длительностью электровоздействия, так и изменением формы электрического сигнала в зависимости от протекания электрохимических процессов. Под формой сигнала подразумевается как собственно форма единичного сигнала, так и параметры серий импульсов (частота пачек импульсов, количество и частота следования импульсов в пачке, характер изменения амплитуды импульсов и т.п.).The technical result when using the proposed method of electric action on a living organism is to increase the likelihood of exposure to thin C-fibers, responsible for the production of peptides and having a high threshold of excitation, providing the ability to control both the duration of the electric effect and the change in the shape of the electric signal depending on the course of electrochemical processes . By a waveform is meant both the actual form of a single signal and the parameters of a series of pulses (frequency of bursts of pulses, the number and frequency of pulses in a packet, the nature of the change in the amplitude of the pulses, etc.).
Технический результат достигается тем, что в способе электровоздействия на живой организм, включающем установку электродов на кожные покровы и пропускание через электроды электрического сигнала с катушки индуктивности, электроды устанавливают и/или на слизистые поверхности. При этом используют высокоамплитудный электрический сигнал, а длительностью электровоздействия и изменением формы электрического сигнала управляют в зависимости от протекания электрохимических процессов, возникающих на кожных покровах и/или слизистых поверхностях в результате взаимодействия электродов и электрического сигнала с кожными покровами и/или слизистыми поверхностями.The technical result is achieved by the fact that in the method of electrical exposure to a living organism, including the installation of electrodes on the skin and passing through the electrodes of an electrical signal from an inductor, the electrodes are installed and / or on mucous surfaces. In this case, a high-amplitude electric signal is used, and the duration of the electric exposure and the change in the shape of the electric signal are controlled depending on the course of electrochemical processes that occur on the skin and / or mucous surfaces as a result of the interaction of the electrodes and the electric signal with the skin and / or mucous surfaces.
Длительность протекания электрохимических процессов определяют по длительности формирования емкости двойного слоя или по длительности изменения активного кожного сопротивления, или по длительности формирования емкости двойного слоя и изменения активного кожного сопротивления.The duration of the electrochemical processes is determined by the duration of the formation of the capacity of the double layer or by the duration of the change in the active skin resistance, or by the duration of the formation of the capacity of the double layer and the change in the active skin resistance.
Изменением формы воздействия управляют в зависимости от изменения емкости двойного слоя или от изменения активного кожного сопротивления, или совместно от изменения емкости двойного слоя и активного кожного сопротивления.The change in the form of exposure is controlled depending on the change in the capacity of the double layer or on the change in the active skin resistance, or together from the change in the capacity of the double layer and the active skin resistance.
Использование высокоамплитудного электрического сигнала обеспечивает более высокую эффективность воздействия, при этом безопасность такого воздействия для живого организма обеспечивается ограничением энергии, накапливаемой в катушке индуктивности.The use of a high-amplitude electric signal provides higher impact efficiency, while the safety of such an impact for a living organism is ensured by limiting the energy accumulated in the inductor.
Известное устройство по патенту Российской Федерации №2161904, МПК 7 А61В 5/05, А61Н 39/00, опубликованному 20.01.2001 г., содержит активный и пассивный электроды, блок индикации, блок задания параметров управляющих импульсов, управляемый электронный ключ, источник питания, микроЭВМ, первый порт ввода которой соединен с блоком задания параметров управляющих импульсов, и преобразователь аналог - код, вход которого соединен с активным электродом, а выход - со вторым портом ввода микроЭВМ, первый выход микроЭВМ соединен с входом управления управляемого электронного ключа, первый выход которого подключен к активному электроду, второй - к первому полюсу источника питания, а коммутируемый вход соединен с первым концом высокодобротной катушки индуктивности, второй конец которой подключен к пассивному электроду и второму полюсу источника питания.The known device according to the patent of the Russian Federation No. 2161904, IPC 7 AB 5/05, AC 39/00, published January 20, 2001, contains active and passive electrodes, an indication unit, a unit for setting parameters of control pulses, a controlled electronic key, a power source, a microcomputer, the first input port of which is connected to the control pulse parameter setting unit, and an analog converter is a code whose input is connected to the active electrode, and the output is connected to the second input port of the microcomputer, the first microcomputer output is connected to the control input of the controlled elec throne key, the first output of which is connected to the active electrode, the second - the first pole of the power source, and the switching input is connected to a first end of the high-Q inductor, the second end of which is connected to the passive electrode, and the second pole of the power source.
Недостатки известного устройства заключаются в отсутствие блоков управления формой электрического сигнала и блоков определения длительности протекания электрохимических процессов.The disadvantages of the known device are the lack of control units for the shape of the electric signal and blocks for determining the duration of the electrochemical processes.
Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, заключается в расширении функциональных возможностей существующих устройств электровоздействия на живой организм путем управления процессом электровоздействия в зависимости от протекания электрохимических процессов.The problem to which the claimed invention is directed, is to expand the functionality of existing devices of electric action on a living organism by controlling the process of electric action, depending on the course of electrochemical processes.
Технический результат, обеспечиваемый при использовании заявляемого устройства электровоздействия на живой организм, заключается в возможности управлять как длительностью электровоздействия, так и изменением формы электрического сигнала в зависимости от протекания электрохимических процессов. Под формой сигнала подразумевается как собственно форма единичного сигнала, так и параметры серий импульсов (частота пачек импульсов, количество и частота следования импульсов в пачке, характер изменения амплитуды импульсов и т.п.).The technical result provided by using the inventive device of electrical effects on a living organism consists in the ability to control both the duration of the electrical effects and the change in the shape of the electric signal depending on the course of electrochemical processes. By a waveform is meant both the actual form of a single signal and the parameters of a series of pulses (frequency of bursts of pulses, the number and frequency of pulses in a packet, the nature of the change in the amplitude of the pulses, etc.)
Технический результат достигается тем, что в устройство электровоздействия на живой организм, содержащее активный и пассивный электроды, подключенные к катушке индуктивности, источник питания и последовательно соединенные блок задания параметров управляющих импульсов, микроЭВМ и блок индикации, дополнительно введен ряд блоков.The technical result is achieved by the fact that a device for electromotive action on a living organism containing active and passive electrodes connected to an inductor, a power source and a series-connected unit for setting parameters of control pulses, a microcomputer and an indication unit, additionally a number of units are introduced.
Блок определения длительности протекания электрохимических процессов может быть выполнен в виде преобразователя аналог - код, компаратора, регистра памяти и масштабирующего устройства.The unit for determining the duration of electrochemical processes can be performed in the form of an analog-to-code converter, a comparator, a memory register, and a scaling device.
Блок управления параметрами формы электрического сигнала может быть выполнен в виде демультиплексора и набора RC-цепей или в виде оптрона и конденсатораThe control unit for the shape parameters of the electric signal can be made in the form of a demultiplexer and a set of RC circuits or in the form of an optocoupler and a capacitor
Блок формирования накачки содержит транзистор и диод.The pump forming unit comprises a transistor and a diode.
В качестве катушки индуктивности может быть применена как собственно катушка, так и трансформатор или автотрансформатор.As an inductor, either the coil itself or a transformer or autotransformer can be used.
Изобретение поясняется чертежами.The invention is illustrated by drawings.
На фиг.1 приведена функциональная схема устройства.Figure 1 shows the functional diagram of the device.
На фиг.2 приведен вид сигнала до касания с кожей.Figure 2 shows a view of the signal before touching the skin.
Изменение емкости двойного слоя и активного сопротивления во времени показано на фиг.3.The change in the capacity of the double layer and active resistance in time is shown in Fig.3.
На фиг.4 показана динамика формы сигнала, характерная для изменения преимущественно емкости двойного слоя.Figure 4 shows the dynamics of the waveform characteristic of a change in the predominantly double layer capacitance.
На фиг.5 показана динамика формы сигнала, характерная для совместного изменения емкости двойного слоя и активного сопротивления.Figure 5 shows the dynamics of the waveform characteristic of the joint change in the capacity of the double layer and active resistance.
На фиг.2, 4 и 5 по горизонтали указано время в миллисекундах, а по вертикали - напряжение в вольтах. На фиг.3 по горизонтали указано время, по вертикали - активное сопротивление R и емкость двойного слоя С.Figure 2, 4 and 5 horizontally shows the time in milliseconds, and vertically - the voltage in volts. Figure 3 horizontally shows the time, vertically - the resistance R and the capacity of the double layer C.
На фиг.6 приведена функциональная схема блока определения длительности протекания электрохимических процессов.Figure 6 shows the functional diagram of the unit for determining the duration of the course of electrochemical processes.
На фиг.7 и фиг.8 приведены функциональные схемы вариантов реализации блока управления параметрами формы электрического сигнала.7 and Fig. 8 are functional diagrams of embodiments of a control unit for electric waveform parameters.
Блок формирования накачки приведен на фиг.9.The pump forming unit is shown in Fig.9.
На фиг.10 приведена схема подключения катушки индуктивности.Figure 10 shows the connection diagram of the inductor.
На фиг.11 приведена схема подключения автотрансформатора.Figure 11 shows the connection diagram of the autotransformer.
На фиг.12 приведена схема подключения трансформатора.On Fig shows the connection diagram of the transformer.
Заявленный способ реализуется в устройстве электровоздействия на живой организм, которое содержит блок задания параметров управляющих импульсов (БЗПУИ) 1 (фиг.1), микроЭВМ 2, блок формирования накачки (БФН) 3, источник питания 4, блок определения длительности протекания электрохимических процессов (БОДПЭП) 5, блок индикации 6, блок управления параметрами формы электрического сигнала (БУПФЭС) 7, катушку индуктивности (КИ) 8, электроды 9 и 10.The claimed method is implemented in a device for electric exposure to a living organism, which contains a block for setting the parameters of control pulses (BZPUI) 1 (Fig. 1), a
Выход блока задания параметров управляющих импульсов (БЗПУИ) 1 соединен с первым входом микроЭВМ 2, а ее первый выход соединен с первым входом блока формирования накачки (БФН) 3.The output of the unit for setting the parameters of control pulses (BZPUI) 1 is connected to the first input of the
Источник питания 4 подключен ко второму входу блока формирования накачки (БФН) 3, третьему входу микроЭВМ 2, первому входу блока задания параметров управляющих импульсов (БЗПУИ) 1, ко вторым входам блоков определения длительности протекания электрохимических процессов (БОДПЭП) 5, индикации 6 и управления параметрами формы электрического сигнала (БУПФЭС) 7.The power supply 4 is connected to the second input of the pump formation unit (BFN) 3, the third input of the
Второй выход микроЭВМ 2 соединен с первым входом блока индикации 6.The second output of the
Третий выход микроЭВМ 2 соединен с первым входом блока управления параметрами формы электрического сигнала (БУПФЭС) 7, выходы которого соединены с выходами катушки индуктивности (КИ) 8 и с пассивным и активным электродами 9 и 10 соответственно.The third output of the
Активный электрод 10, кроме этого, соединен с первым входом блока определения длительности протекания электрохимических процессов (БОДПЭП) 5, выход которого соединен со вторым входом микроЭВМ 2.The active electrode 10, in addition, is connected to the first input of the unit for determining the duration of the electrochemical processes (BODEP) 5, the output of which is connected to the second input of the
Вариант исполнения блока определения длительности протекания электрохимических процессов (БОДПЭП) 5, приведенный на Фиг.6, содержит преобразователь аналог - код 11, соединенный выходами со входами регистра памяти 12 и масштабирующего устройства 13. Их выходы соединены со входами компаратора 14. Вход преобразователя 11 является первым входом блока определения длительности протекания электрохимических процессов (БОДПЭП) 5, а выход компаратора 14 является выходом блока определения длительности протекания электрохимических процессов (БОДПЭП) 5. Подключение к источнику питания на чертеже не показано.An embodiment of the unit for determining the duration of the course of electrochemical processes (BODEP) 5, shown in Fig.6, contains an analog converter -
Вариант исполнения блока управления параметрами формы электрического сигнала (БУПФЭС) 7, приведенный на фиг.7, содержит демультиплексор, который, в свою очередь, содержит дешифратор (ДШ) 15, N выходов которого подключены к N реле (Р) 16, 17, 18. Нормально разомкнутые контактные группы К 19, 20, 21 реле соединены с первыми выводами RC-цепей, состоящих из последовательно соединенных конденсаторов (С) 22, 23, 24 и резисторов (R) 25, 26 и 27. Другие выводы RC-цепей объединены и являются первым выходом блока управления параметрами формы электрического сигнала (БУПФЭС) 7. Вход дешифратора (ДШ) 15 демультиплексора является первым входом блока управления параметрами формы электрического сигнала (БУПФЭС) 7. Объединенные выводы нормально разомкнутых контактных групп К 19, 20,...,21 являются вторым выходом блока управления параметрами формы электрического сигнала (БУПФЭС) 7. Подключение к источнику питания на чертеже не показано.An embodiment of the electric signal waveform control unit (BUPFES) 7 shown in Fig. 7 contains a demultiplexer, which, in turn, contains a decoder (DS) 15, N outputs of which are connected to N relays (P) 16, 17, 18 Normally open
Другой вариант возможного исполнения блока управления параметрами формы электрического сигнала (БУПФЭС) 7, приведенный на фиг.8, содержит последовательно соединенные оптрон 28 и конденсатор С 29, причем первый вход оптрона 28 является первым входом блока управления параметрами формы электрического сигнала (БУПФЭС) 7, а второй вход оптрона 28 заземлен. Первый выход оптрона 28 является первым выходом блока управления параметрами формы электрического сигнала (БУПФЭС) 7, второй выход соединен со вторым выводом конденсатора С 29, первый вывод которого является вторым выходом блока управления параметрами формы электрического сигнала (БУПФЭС) 7. Подключение к источнику питания на чертеже не показано.Another embodiment of a possible embodiment of an electric signal waveform control unit (BUPFES) 7 shown in FIG. 8 comprises serially connected
Вариант исполнения блока формирования накачки (БФН) 3, приведенный на фиг.9, содержит ключевой транзистор 30, база которого является первым входом блока формирования накачки (БФН) 3, эмиттер - вторым входом блока формирования накачки (БФН) 3, коллектор соединен с анодом диода 31, катод которого является выходом блока формирования накачки (БФН) 3.The embodiment of the pump forming unit (BFN) 3 shown in Fig. 9 contains a
Концы обмотки катушки индуктивности (КИ) 8 являются ее первым и вторым выходами (фиг.10), соединенными с пассивным и активным электродами соответственно. Вход катушки индуктивности (КИ) 8 объединен с концом обмотки, соединенным с ее вторым выходом.The ends of the winding of the inductor (KI) 8 are its first and second outputs (figure 10) connected to the passive and active electrodes, respectively. The input of the inductor (KI) 8 is combined with the end of the winding connected to its second output.
В случае выполнения катушки индуктивности (КИ) 8 в виде автотрансформатора (фиг.11) концы обмотки автотрансформатора являются его первым и вторым выходами, соединенными с пассивным и активным электродами соответственно. Вход автотрансформатора подсоединен к средней точке его обмотки.In the case of the inductance coil (KI) 8 in the form of an autotransformer (Fig. 11), the ends of the autotransformer winding are its first and second outputs connected to the passive and active electrodes, respectively. The input of the autotransformer is connected to the midpoint of its winding.
В случае выполнения катушки индуктивности (КИ) 8 в виде трансформатора (фиг.12) вход трансформатора подсоединен к первому выводу первичной обмотки трансформатора, а второй вывод этой обмотки соединен с общим проводом устройства. Выходами трансформатора являются выводы вторичной обмотки.In the case of the inductance coil (KI) 8 in the form of a transformer (Fig. 12), the input of the transformer is connected to the first output of the primary winding of the transformer, and the second output of this winding is connected to the common wire of the device. The outputs of the transformer are the terminals of the secondary winding.
Блок индикации 6 может быть выполнен в виде алфавитно-цифрового, графического, жидкокристаллического, люминесцентного, светодиодного индикатора или любым другим способом.The display unit 6 may be made in the form of an alphanumeric, graphic, liquid crystal, luminescent, LED indicator or in any other way.
МикроЭВМ 2 может быть семейства 51, PIC-процессором и т.п.
Блок задания параметров управляющих импульсов (БЗПУИ) 1 как схемно, так и конструктивно может быть реализован в зависимости от выбранных моделей микроЭВМ 2 и блока индикации 6, например на кнопках или переключателях.The unit for setting the parameters of control pulses (BZPUI) 1 both schematically and constructively can be implemented depending on the selected models of
Устройство электровоздействия на живой организм работает следующим образом.The device of electrical effects on a living organism works as follows.
Устройство подключается к источнику питания 4 (фиг.1).The device is connected to a power source 4 (figure 1).
С микроЭВМ 2 (фиг.1) подается запускающий импульс на вход блока формирования накачки (БФН) 3. Его выход подключает катушку индуктивности (КИ) 8 к источнику питания 4.From the microcomputer 2 (Fig. 1), a triggering pulse is supplied to the input of the pump forming unit (BFN) 3. Its output connects the inductor (KI) 8 to the power source 4.
Во время первой фазы формирования воздействующего импульса поданное на катушку индуктивности (КИ) 8 напряжение вызывает протекание через нее линейно увеличивающегося тока и тем самым накопление катушкой индуктивности (КИ) 8 электромагнитной энергии. Т.е. в этот момент происходит "накачивание" энергии в катушку индуктивности (КИ) 8, отсюда - "накачка".During the first phase of the formation of the acting pulse, the voltage applied to the inductor (CI) 8 causes a linearly increasing current to flow through it and thereby the electromagnetic inductor (CI) 8 accumulates. Those. at this moment, the energy is "pumped" into the inductor (CI) 8, hence the "pump".
По окончании запускающего импульса начинается вторая фаза формирования воздействующего импульса. Блок формирования накачки (БФН) 3 отключает катушку индуктивности (КИ) 8 от источника питания 4, а запасенная в ней энергия возбуждает свободные колебания в контуре ударного возбуждения, состоящем из катушки индуктивности (КИ) 8, ее паразитной емкости, емкости утечек, схемы и т.д. (После подключения электродов к коже/слизистой поверхности их емкость и активное сопротивление также оказываются подключенными к контуру ударного возбуждения и участвуют в формировании импульсов электровоздействия.)At the end of the triggering pulse, the second phase of the formation of the acting pulse begins. The pump forming unit (BFN) 3 disconnects the inductor (KI) 8 from the power source 4, and the energy stored in it excites free oscillations in the shock excitation circuit, consisting of an inductor (KI) 8, its stray capacitance, leakage capacitance, circuitry and etc. (After connecting the electrodes to the skin / mucous surface, their capacitance and active resistance also turn out to be connected to the shock excitation circuit and participate in the formation of electrical impulses.)
Затем повторяется первая фаза и т.д.Then the first phase is repeated, etc.
Пример импульсов, возникающих в контуре ударного возбуждения до касания электродов с кожей, представлен на фиг.2.An example of pulses that occur in the shock excitation circuit before the electrodes touch the skin is shown in FIG. 2.
Электроды, подключенные к катушке индуктивности, устанавливают на некотором расстоянии друг от друга на кожную поверхность или слизистую человека или животного.The electrodes connected to the inductor are installed at some distance from each other on the skin surface or mucous membrane of a person or animal.
Управляющие сигналы из микроЭВМ 2 поступают также в блок управления параметрами формы электрического сигнала (БУПФЭС) 7, который подключен параллельно выходам катушки индуктивности (КИ) 8 и электродам Э 9 и Э 10. Блок определения длительности протекания электрохимических процессов (БОДПЭП) 5 выдает сигналы о динамике электрохимических процессов в микроЭВМ 2. В соответствии с методикой (алгоритмом) воздействия микроЭВМ 2 управляет формой электрических сигналов, причем форма единичного импульса регулируется блоком управления параметрами формы электрического сигнала (БУПФЭС) 7, а параметры серии импульсов, которые поступают на блок формирования накачки (БФН) 3 и далее на катушку индуктивности (КИ) 8, регулируются непосредственно микроЭВМ 2.The control signals from the
Блок определения длительности протекания электрохимических процессов (БОДПЭП) 5, реализованный по схеме, представленной на фиг.6, работает следующим образом.The unit for determining the duration of the electrochemical processes (BODEP) 5, implemented according to the scheme shown in Fig.6, works as follows.
Сигналы, поступающие с активного электрода Э 10, преобразуются в цифровую форму посредством преобразователя аналог - код 11, откуда параллельно поступают в регистр памяти 12 для запоминания начального или предыдущего значения и в масштабирующее устройство 13, которое задает желаемый порог изменения, после чего сравниваются в компараторе 14 между собой. Результат сравнения поступает на вход микроЭВМ 2.The signals coming from the active electrode E 10 are converted to digital form by means of an analog-to-
Блок управления параметрами формы электрического сигнала (БУПФЭС) 7, реализованный по схеме, представленной на фиг.7, работает следующим образом.The control unit of the parameters of the shape of the electric signal (BUPFES) 7, implemented according to the scheme shown in Fig.7, operates as follows.
Управляющие сигналы, поступающие из микроЭВМ 2, преобразуются дешифратором (ДШ) 15 в сигналы управления реле, позволяющие подключить между первым и вторым выходами, т.е. фактически параллельно катушке индуктивности (КИ) 8 (фиг.1) и двум электродам одну из комбинаций из N RC-цепей от "все отключены" до "все подключены". Изменение параметров результирующего RC-эквивалента, подключаемого параллельно катушке индуктивности (КИ) 8, позволяет изменять форму электрического сигнала.The control signals coming from the
Блок управления параметрами формы электрического сигнала (БУПФЭС) 7, реализованный по схеме, представленной на фиг.8, работает следующим образом.The control unit of the parameters of the shape of the electric signal (BUPFES) 7, implemented according to the circuit shown in Fig.8, operates as follows.
Управляющий сигнал, поступающий из микроЭВМ 2 (фиг.1) на вход оптрона 28, изменяет сопротивление выходного резистора оптрона 28 и тем самым постоянную времени RC-цепи, состоящей из выходного резистора оптрона 28 и конденсатора С 29. Выводы RC-цепи, как и в предыдущем случае, подключены параллельно катушке индуктивности (КИ) 8 и двум электродам (фиг.1).The control signal from the microcomputer 2 (Fig. 1) to the input of the
Преимуществом первого варианта является бульшая гибкость в выборе диапазона варьирования RC-цепи.An advantage of the first option is greater flexibility in choosing the range of variation of the RC circuit.
Преимуществом второго варианта является бульшая простота и компактность реализации, но при этом невозможно изменение в RC-цепи компонента С.The advantage of the second option is greater simplicity and compactness of implementation, but it is not possible to change component C in the RC circuit.
Блок формирования накачки (БФН) 3, реализованный по схеме, приведенной на фиг.9, работает следующим образом.The pump forming unit (BFN) 3, implemented according to the circuit shown in Fig.9, operates as follows.
Управляющие сигналы от микроЭВМ 2 открывают транзистор 30 на некоторое время t. По цепи "источник питания - вход 2 - транзистор 30 - диод 31 - выход - катушка индуктивности (КИ) 8" протекает нарастающий ток, максимальное значение которого определяется по известной формулеThe control signals from the
It=U·t/L,I t = U · t / L,
где t - длительность открывающего транзистор 30 импульса,where t is the duration of the pulse opening the
U - напряжение источника питания,U is the voltage of the power source,
L - индуктивность катушки индуктивности (КИ) 8,L is the inductance of the inductor (KI) 8,
It - величина тока к концу импульса длительностью t.I t is the magnitude of the current to the end of the pulse of duration t.
По окончании времени t транзистор 30 закрывается, а в контуре, образованном катушкой индуктивности (КИ) 8, ее собственной паразитной емкостью, импедансом кожных покровов или слизистых поверхностей (если электроды подключены к пациенту), а также RC-цепями блока управления параметрами формы электрического сигнала (БУПФЭС) 7, возникают свободные колебания, параметры которых зависят от всех указанных составляющих контура. Диод 31 предотвращает попадание на коллекторный переход транзистора 30 открывающего напряжения с контура.At the end of time t, the
Заявленный способ осуществляется следующим образом.The claimed method is as follows.
Электроды Э9 и Э10 прикладывают к кожному покрову или слизистой поверхности человека, или животного в области, находящейся вблизи зоны воздействия.Electrodes E9 and E10 are applied to the skin or mucous surface of a person or animal in an area located near the exposure zone.
Устанавливают амплитуду электровоздействия с помощью блока задания параметров управляющих импульсов (БЗПУИ) 1 по индивидуальным ощущениям исследуемого:Set the amplitude of the electric effect using the block setting the parameters of the control pulses (BZPUI) 1 according to the individual sensations of the subject:
подпороговым, комфортным, субкомфортным, в зависимости от методики, при этом устанавливаемые параметры электровоздействия (количество импульсов в пачке, частота следования импульсов и т.д.) отображает блок индикации 6.subthreshold, comfortable, subcomfortable, depending on the technique, while the set parameters of the electric effect (the number of pulses in a packet, the pulse repetition rate, etc.) are displayed by the display unit 6.
Электроды Э9 и Э10 устанавливают непосредственно на область воздействия, определяемую известными методами, например на зоны Захарьина-Гедда или проекции органов.Electrodes E9 and E10 are installed directly on the area of influence determined by known methods, for example, on Zakharyin-Gedda zones or projections of organs.
При соприкосновении электродов с поверхностью кожи (слизистой), представляющей собой, в общем случае, сложный комплекс водных растворов, на границе металл - раствор возникает целый ряд процессов.When the electrodes come into contact with the skin surface (mucous membrane), which, in the general case, is a complex complex of aqueous solutions, a number of processes occur at the metal-solution interface.
Это, прежде всего, формирование разности потенциалов (двойного электрического слоя), называемой электродным потенциалом [Методы клинической нейрофизиологии. Под ред. В.Б.Гречина. Л., Наука, 1977, с.7-8]. Эквивалентной схемой двойного электрического слоя является параллельное соединение емкости (так называемой емкости двойного слоя) и сопротивления, изменяющихся во времени в процессе формирования указанного слоя. На фиг.3 время формирования емкости двойного слоя обозначено t1.This is, first of all, the formation of a potential difference (double electric layer), called the electrode potential [Methods of clinical neurophysiology. Ed. V.B. Grechina. L., Science, 1977, pp. 7-8]. An equivalent circuit of a double electric layer is the parallel connection of the capacitance (the so-called capacitance of the double layer) and resistance, which change in time during the formation of the specified layer. In Fig. 3, the formation time of the double layer capacitance is indicated by t1.
Пропускание через электроды электрического сигнала с катушки индуктивности приводит к изменению микроциркуляции крови и ряду других процессов, при этом активное кожное сопротивление изменяется (как правило, уменьшается).Passing an electric signal from an inductor through an electrode leads to a change in blood microcirculation and a number of other processes, while the active skin resistance changes (usually decreases).
Изменение емкости двойного слоя и активного кожного сопротивления отражает изменения метаболических процессов, возникающих на кожных покровах (слизистых поверхностях) в результате взаимодействия электродов и электрического сигнала с кожными покровами (слизистыми поверхностями).A change in the capacity of the double layer and active skin resistance reflects changes in metabolic processes that occur on the skin (mucous surfaces) as a result of the interaction of the electrodes and the electrical signal with the skin (mucous surfaces).
Это, в свою очередь, предоставляет возможность управлять длительностью электровоздействия и изменением формы электрического сигнала в зависимости от протекания электрохимических процессов, причем управление длительностью воздействия производят, например, до стабилизации электрохимических процессов, выраженных, например, в прекращении существенных изменений емкости двойного слоя и/или активного сопротивления, а формой электрического сигнала управляют, например, параметрически, за счет изменения емкости двойного слоя и/или активного сопротивления, включенных в контур ударного возбуждения.This, in turn, makes it possible to control the duration of electric exposure and the change in the shape of the electric signal depending on the course of electrochemical processes, and the duration of exposure is controlled, for example, until the stabilization of electrochemical processes, expressed, for example, in the termination of significant changes in the capacity of the double layer and / or active resistance, and the shape of the electrical signal is controlled, for example, parametrically, by changing the capacitance of the double layer and / or active o resistance included in the shock excitation circuit.
По истечении времени t1 (фиг.3) изменение емкости и активного сопротивления определяется преимущественно электрохимическими реакциями под электродами, связанными с местным метаболизмом. [Методы клинической нейрофизиологии. Под ред. В.Б.Гречина. Л., Наука. 1977, с.72].After time t1 (Fig. 3), the change in capacitance and active resistance is determined mainly by electrochemical reactions under the electrodes associated with local metabolism. [Methods of clinical neurophysiology. Ed. V.B. Grechina. L., Science. 1977, p. 72].
Известно, что в механизмах регуляции организма большую роль играют пептидные гормоны [В.А.Ткачук. Физиология эндокринной системы. УФН - 1994 - Т25, №2 - с.47-54], которые определяют физиологическое состояние и участвуют в процессах саногенеза. За формирование указанных веществ отвечают преимущественно тонкие С-волокна, которые имеют высокий порог возбуждения. Большая амплитуда воздействия повышает вероятность высвобождения пептидных гормонов, и, следовательно, активизации метаболических процессов [Я.З.Гринберг. Чрескожная электрическая стимуляция: подход с позиции функционального континуума регуляторных пептидов. Ж. "Рефлексотерапия", 2002, №1, с.29-32].It is known that peptide hormones play an important role in the mechanisms of regulation of the organism [V.A. Tkachuk. Physiology of the endocrine system. UFN - 1994 - T25, No. 2 - p. 47-54], which determine the physiological state and participate in the processes of sanogenesis. Thin C fibers, which have a high excitation threshold, are responsible for the formation of these substances. A large amplitude of exposure increases the likelihood of the release of peptide hormones, and, consequently, the activation of metabolic processes [Y.Z. Greenberg. Percutaneous electrical stimulation: an approach from the perspective of a functional continuum of regulatory peptides. J. "Reflexotherapy", 2002, No. 1, p.29-32].
В предлагаемом способе в короткий момент прикосновения амплитуда сигнала на коже может достигать 500 В (фиг.2). При этом безопасность воздействия обеспечивается ограничением энергии, запасенной в катушке индуктивности (длительность единичного воздействия составляет, как правило, порядка десятков микросекунд).In the proposed method, at a short moment of touch, the amplitude of the signal on the skin can reach 500 V (figure 2). In this case, the safety of exposure is ensured by limiting the energy stored in the inductor (the duration of a single exposure is, as a rule, of the order of tens of microseconds).
Течение электрохимических процессов может проявляться, например, преимущественно формированием емкости двойного слоя.The course of electrochemical processes can be manifested, for example, mainly by the formation of a double layer capacity.
Пример изменения сигнала, связанного с формированием емкости двойного слоя, приведен на фиг.4. Как видно, форма сигнала на всех графиках отличается лишь периодом затухающих колебаний, что связано с увеличением эквивалентной емкости контура ударного возбуждения. По истечении определенного времени изменение формы импульсов практически прекращается (графики 4в и 4г). Соответственно за длительность электрохимических процессов можно принять время от момента установки электродов до момента прекращения изменения формы импульсов.An example of a signal change associated with the formation of a double layer capacitance is shown in FIG. As can be seen, the waveform on all graphs differs only in the period of damped oscillations, which is associated with an increase in the equivalent capacitance of the shock excitation circuit. After a certain time, the change in the shape of the pulses practically stops (graphs 4c and 4d). Accordingly, for the duration of electrochemical processes, one can take the time from the moment the electrodes were installed until the moment the change in the shape of the pulses ceases.
При совместном изменении емкости двойного слоя и активного сопротивления одновременно происходит как расширение периода затухающих импульсов, так и одновременное увеличение затухания (фиг.5).With a joint change in the double layer capacitance and active resistance, both the extension of the period of the damped pulses and the simultaneous increase in the attenuation occur simultaneously (Fig. 5).
Так же, как и ранее, длительность электрохимических процессов можно определить в момент прекращения этих изменений.As before, the duration of electrochemical processes can be determined at the time of termination of these changes.
С помощью моделирования (аналитически, на ЭВМ и т.п.) можно разделить изменение емкости двойного слоя и активного сопротивления, и в этом случае возможно управление длительностью воздействия или только по изменению емкости двойного слоя или только по изменению активного сопротивления, или по их совокупности.Using simulation (analytically, on a computer, etc.), it is possible to separate the change in double layer capacitance and active resistance, and in this case, it is possible to control the exposure duration either only by changing the double layer capacitance or only by changing the active resistance, or by their combination .
По истечении времени t1 (фиг.3) изменение емкости и активного сопротивления определяется преимущественно электрохимическими реакциями под электродами, связанными с местным метаболизмом, который также проявляется в изменении емкости и активного сопротивления.After time t1 (Fig. 3), the change in capacitance and active resistance is determined mainly by electrochemical reactions under the electrodes associated with local metabolism, which also manifests itself in a change in capacitance and active resistance.
Как и в предыдущих случаях, путем моделирования можно разделить влияние емкости и активного кожного сопротивления и управлять длительностью электровоздействия на живой организм по длительности течения электрохимических реакций, возникающих на кожных покровах и/или слизистых поверхностях в результате взаимодействия электродов и электрического сигнала с кожными покровами и/или слизистыми поверхностями.As in previous cases, by modeling it is possible to separate the effect of capacitance and active skin resistance and to control the duration of electrical exposure to a living organism according to the duration of the course of electrochemical reactions that occur on the skin and / or mucous surfaces as a result of the interaction of the electrodes and the electrical signal with the skin and / or mucous surfaces.
Процессы, описанные выше (изменение емкости двойного слоя и активного сопротивления, электрохимические реакции), в совокупности с техническими средствами (параметрами катушки индуктивности, площадью и материалом электродов) позволяют управлять формой единичных импульсов.The processes described above (changing the double layer capacitance and active resistance, electrochemical reactions), in combination with technical means (parameters of the inductor, area and material of the electrodes) allow you to control the shape of single pulses.
Здесь имеет место параметрическое управление контуром ударного возбуждения. Подчеркнем, что этот процесс происходит непрерывно (на каждом импульсе) в зависимости от емкости двойного слоя, активного сопротивления или от их совместного изменения, без дальнейшего вмешательства в процесс управления электровоздействием.Here, the parametric control of the shock excitation circuit takes place. We emphasize that this process occurs continuously (at each pulse), depending on the double layer capacitance, active resistance, or on their joint change, without further intervention in the process of controlling electrical effects.
Второй уровень управления формой сигнала обеспечивается подключением к катушке демпфирующих (RC) цепей. При этом на форму сигнала влияют одновременно изменения как емкости двойного слоя и активного сопротивления, так и параметров демпфирующих цепей.The second level of waveform control is provided by connecting damping (RC) circuits to the coil. In this case, both the double layer capacitance and the active resistance, as well as the parameters of the damping circuits, influence the waveform simultaneously.
Например, с помощью демпфирующих цепей можно уменьшить амплитуду свободных колебаний контура ударного возбуждения и таким образом управлять течением метаболических процессов.For example, with the help of damping chains it is possible to reduce the amplitude of free oscillations of the shock excitation circuit and thus control the flow of metabolic processes.
Третий уровень управления формой сигнала состоит в изменении параметров пачек импульсов в зависимости от длительности формирования емкости двойного слоя, изменения активного сопротивления и (или) от их совместного изменения.The third level of waveform control consists in changing the parameters of the bursts of pulses depending on the duration of the formation of the double layer capacitance, changes in the active resistance and (or) on their joint change.
Например, при медленном изменении емкости двойного слоя можно увеличивать количество импульсов в пачке или частоту их следования с целью увеличения скорости течения метаболических процессов.For example, with a slow change in the capacity of the double layer, one can increase the number of pulses in a packet or the frequency of their repetition in order to increase the rate of flow of metabolic processes.
Таким образом, заявленные способ и устройство электровоздействия на живой организм позволяют оптимизировать электровоздействие и его продолжительность, используя достаточно простые в эксплуатации устройства и методы при осуществлении электровоздействия на кожные покровы и слизистые поверхности.Thus, the claimed method and device of electrical action on a living organism allows to optimize electrical action and its duration, using fairly simple to use devices and methods when performing electrical action on the skin and mucous surfaces.
Заявленные способ и устройство электровоздействия на живой организм могут найти широкое применение в медицине, для лечения, реабилитации и профилактики различных заболеваний, снижения болевых ощущений, уменьшения воспаления и отеков.The claimed method and device of electric action on a living organism can be widely used in medicine, for the treatment, rehabilitation and prevention of various diseases, reduce pain, reduce inflammation and edema.
Claims (8)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005133535/14A RU2325929C2 (en) | 2005-10-31 | 2005-10-31 | Method of electric impact on living organism and related device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005133535/14A RU2325929C2 (en) | 2005-10-31 | 2005-10-31 | Method of electric impact on living organism and related device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2005133535A RU2005133535A (en) | 2007-05-10 |
RU2325929C2 true RU2325929C2 (en) | 2008-06-10 |
Family
ID=38107619
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2005133535/14A RU2325929C2 (en) | 2005-10-31 | 2005-10-31 | Method of electric impact on living organism and related device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2325929C2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2645923C2 (en) * | 2015-12-01 | 2018-02-28 | Закрытое акционерное общество "ОКБ "РИТМ" | Method of adaptive impact on a living organism (versions) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2009082252A1 (en) * | 2007-12-24 | 2009-07-02 | Zakrytoye Aktsionernoye Obshestvo Osoboye Konstruktorskoye Byuro 'ritm' | Method for producing electrical action on a living organism |
-
2005
- 2005-10-31 RU RU2005133535/14A patent/RU2325929C2/en active
Non-Patent Citations (4)
Title |
---|
весь документ. * |
реферат, фиг.1. Методы контроля. Биологические и микробиологические факторы. Использование метода измерения электрического сопротивления (импеданса) для санитарно-микробиологического исследования питьевой воды. Методические указания, 26 февраля 2002, N МУК 4.2.1111-02. ГУБИН Н.Г. БРТ - ломка сложившихся стереотипов. Анализ методик и реализации БРТ, предлагаемых к использованию в государственных и коммерческих медицинских структурах, 7-17 сентября 2000, [он-лайн] [Найдено 2007.04.19] найдено из Интернет http://health2000.agava.ru/pole/arts/lomkastereo.htm. * |
реферат. * |
формула. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2645923C2 (en) * | 2015-12-01 | 2018-02-28 | Закрытое акционерное общество "ОКБ "РИТМ" | Method of adaptive impact on a living organism (versions) |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2005133535A (en) | 2007-05-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2645923C2 (en) | Method of adaptive impact on a living organism (versions) | |
US7054686B2 (en) | Pulsewidth electrical stimulation | |
US6731979B2 (en) | Pulse width cardiac pacing apparatus | |
EP2106274B1 (en) | Electro-stimulation device to pump blood from legs | |
JPH03505051A (en) | Method and device for generating electrical pulses for biological stimulation | |
WO2001000275A1 (en) | Electromagnetic-field therapy method and device | |
EA004166B1 (en) | Augmentation of muscle contractility by biphasic stimulation | |
JP2002113115A (en) | Electrotherapeutical device utilizing variant system | |
EP3706135A1 (en) | System for generating stimulations in relation to medicines, and meridians, organs and tissues of a human body | |
JPH0392179A (en) | Medical apparatus | |
CN107789733A (en) | Electric pulse stimulation system and control method, the control method of electric pulse stimulation signal | |
Huerta et al. | A universal functional electrical stimulator based on merged flyback-SC circuit | |
CN112839704A (en) | Living body stimulating apparatus | |
RU2325929C2 (en) | Method of electric impact on living organism and related device | |
RU2553185C1 (en) | Device for correction of sleep characteristics | |
RU2722812C1 (en) | Method of neural-like dynamic electric stimulation and device for implementation thereof | |
CN108744281A (en) | A kind of equipment of prevention hypertension | |
RU2325930C2 (en) | Method of electric impact on living organism and related device | |
CN107800406A (en) | High-frequency impulse stimulus signal generation method, impulse stimulation method and apparatus | |
RU2155614C2 (en) | Adaptive electrostimulator | |
WO2019070144A1 (en) | Wideband electromagnetic resonator for therapeutic treatment of pathological foci in tissues of an organism, medical device for therapeutic treatment and method of therapeutic treatment | |
RU57606U1 (en) | ELECTRON NEUROSTIMULATOR (OPTIONS) | |
RU2113249C1 (en) | Electrostimulator | |
JP3225562U (en) | Low frequency current application device | |
RU2735757C1 (en) | Percutaneous electroexposure method |