RU2325930C2 - 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
- RU2325930C2 RU2325930C2 RU2006126736/14A RU2006126736A RU2325930C2 RU 2325930 C2 RU2325930 C2 RU 2325930C2 RU 2006126736/14 A RU2006126736/14 A RU 2006126736/14A RU 2006126736 A RU2006126736 A RU 2006126736A RU 2325930 C2 RU2325930 C2 RU 2325930C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- input
- output
- skin
- vibration sensor
- electrodes
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Electrotherapy Devices (AREA)
- Measuring And Recording Apparatus For Diagnosis (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к медицине и медицинской технике, в частности к способам и устройствам электровоздействия на живой организм.The invention relates to medicine and medical equipment, in particular to methods and devices for electrical effects on a living organism.
Известны способы и устройства воздействия на живой организм переменным или прерывистым электрическим током, подводимым через контактные электроды.Known methods and devices for influencing a living organism by 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.The method of electric action on a living organism, described in the description of the patent of the Russian Federation No. 21565614, IPC 7 A61N 1/36, published on 09/10/2000, consists in applying electrodes to the selected zone, choosing the mode of either constant or “floating” frequency, task the repetition rate of stimulating pulses (in constant frequency mode), the duration between adjacent pulses in a "pack", the choice of the mode of operation either without feedback or with feedback, starting the electric stimulator, setting the therapy time, implementing the amplitude mode tudo-temporal modulation, setting the duty cycle of trapezoidal pulses, setting the level of exposure energy.
Указанный способ адаптивной электростимуляции предоставляет лечащему врачу возможность контроля 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 the ability to control 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 отсутствии возможности произвольного управления формой воздействующих импульсов и управления моментом окончания воздействия в зависимости от объективных изменений в подэлектродных тканях, а также в отсутствии контроля результатов терапии кроме, как по данным обратной связи, исходя из анализа динамики свободных колебаний стимулирующих импульсов.The disadvantages of this method are the lack of the ability to arbitrarily control the shape of the impacting pulses and control the moment of exposure termination depending on objective changes in the sub-electrode tissues, as well as the lack of monitoring of the therapy results, except according to feedback, based on the analysis of the dynamics of free vibrations of stimulating pulses.
Наиболее близкое к заявляемому способу техническое решение защищено патентом Российской Федерации на изобретение №2161904, МПК 7 А61В 5/05, А61Н 39/00, 2001 г.Closest to the claimed method, the technical solution is protected by the patent of the Russian Federation for invention No. 2161904, IPC 7 АВВ 5/05, А61Н 39/00, 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.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 inductor-passive electrode -Intelectrode tissue-Active electrode.
Данный способ позволяет производить оценку электрофизиологического состояния по результатам измерения частоты или амплитуды или затухания вышеуказанных свободных колебаний.This method allows the assessment of the electrophysiological state according to the results of measuring the frequency or amplitude or attenuation of the above free vibrations.
Однако и этот способ не обеспечивает произвольного управления формой воздействующих импульсов и управления моментом окончания воздействия в зависимости от объективных изменений в подэлектродных тканях и позволяет производить оценку электрофизиологического состояния только по результатам измерения параметров свободных колебаний.However, this method also does not provide arbitrary control of the shape of the acting pulses and control of the moment of exposure termination depending on objective changes in the sub-electrode tissues and allows the assessment of the electrophysiological state only by measuring the parameters of free vibrations.
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 эффективности терапии, обеспечении возможности управлять как длительностью электровоздействия, так и изменением формы электрического сигнала в зависимости от объективных изменений в подэлектродных тканях, о которых можно судить по изменению характеристик звука, возникающего при вибрациях кожи в результате такого электровоздействия, или по изменению импеданса этих тканей или по совокупному изменению характеристик звука и импеданса подэлектродных тканей.The technical result when using the proposed method of electric exposure to a living organism is to increase the effectiveness of therapy, providing the ability to control both the duration of the electrical exposure and the change in the shape of the electric signal depending on objective changes in the sub-electrode tissues, which can be judged by the change in the characteristics of sound arising from vibrations skin as a result of such electrical exposure, or by a change in the impedance of these tissues or by a cumulative change in the character teak sound and impedance of sub-electrode tissues.
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.).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 при электровоздействии на живой организм, включающем установку электродов на кожные покровы и пропускание через электроды электрического сигнала, используют импульсы, вызывающие вибрации подэлектродных тканей, а управление амплитудой воздействия, формой импульсов, модуляцией сигнала и моментом окончания воздействия производят в зависимости от характеристик звука, возникающего при вибрациях кожи в результате электровоздействия.The technical result is achieved by the fact that when an electric effect is applied to a living organism, including the installation of electrodes on the skin and transmission of an electrical signal through the electrodes, pulses are used that cause vibrations of the sub-electrode tissues, and the amplitude of the action, the shape of the pulses, the signal modulation and the moment the exposure ends are controlled depending from the characteristics of sound arising from skin vibrations as a result of electrical exposure.
Другой особенностью изобретения является то, что изменение амплитуды воздействия, формы импульсов, модуляции сигнала и моментом окончания воздействия производят также в зависимости от изменений импеданса подэлектродных тканей, возникающих вследствие электроимпульсного воздействия на кожный покров.Another feature of the invention is that the change in the amplitude of the impact, the shape of the pulses, the modulation of the signal and the moment the end of the effect is also made depending on the changes in the impedance of the sub-electrode tissues resulting from the electropulse effect on the skin.
Еще одной особенностью изобретения является то, что в качестве закона модулирования воздействующих электрических импульсов используют музыкальные фразы.Another feature of the invention is that musical phrases are used as the law of modulation of the acting electrical impulses.
Известно (например, Голдмен Д. Целительные звуки - М.: Издательский дом «София», 2003. - 224 с.) целительное и гармонизирующее воздействие на человека специально подобранных музыкальных фраз. Применяя их в качестве закона модулирования воздействующих электрических импульсов, можно ожидать повышения эффективности такого сочетанного (электрического, вибрационного и акустического) воздействия.It is known (for example, Goldman D. Healing sounds - M.: Sofia Publishing House, 2003. - 224 p.) The healing and harmonizing effect on a person of specially selected musical phrases. Applying them as the law of modulation of the acting electrical impulses, one can expect an increase in the efficiency of such a combined (electrical, vibrational and acoustic) effect.
Для единичного импульса «минимальная достаточность» его энергии определяется как минимальная энергия, объективно вызывающая ответную реакцию в виде изменения, например, импеданса подэлектродных тканей и/или появления звука, возникающего при вибрациях кожи в результате электровоздействия.For a single impulse, the “minimum sufficiency” of its energy is defined as the minimum energy that objectively provokes a response in the form of a change, for example, the impedance of the sub-electrode tissues and / or the appearance of sound arising from skin vibrations as a result of electrical exposure.
Для установления «минимально достаточного» времени воздействия определяют время, в течение которого, например, на заданную величину от исходного изменится импеданс в месте воздействия или характеристики звука, возникающего при вибрациях кожи в результате электровоздействия.To establish a “minimally sufficient” exposure time, the time is determined during which, for example, the impedance at the site of exposure or the characteristic of sound arising from skin vibrations as a result of electrical exposure changes by a predetermined amount from the source.
Вторым объектом изобретения является устройство электровоздействия на живой организм, реализующее заявляемый способ.The second object of the invention is a device for electrical effects on a living organism that implements the inventive method.
Известное устройство по патенту Российской Федерации №2161904 (МПК 7 А61В 5/05, А61Н 39/00, опубликован 20.01.2001 в бюллетене №2) 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 A61B 5/05, A61H 39/00, published on January 20, 2001 in Bulletin No. 2) contains an active and passive electrodes, an indication unit, a unit for setting parameters of control pulses, a controlled electronic key, a source power supply, microcomputer, the first input port of which is connected to the control pulse parameter setting unit, and an analog-code converter, the input of which is connected to the active electrode, and the output - to the second input port of the microcomputer, the first microcomputer output is connected to the control input second electronic key, whose first output 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.
Недостатком известного устройства является то, что формирователь воздействующих электрических импульсов, выполненный в виде высокодобротной катушки индуктивности, не обеспечивает произвольного управления их формой, а оценка электрофизиологического состояния человека производится на основе анализа только параметров свободных колебаний, возникающих в колебательном контуре, образованном цепью: активный электрод-высокодобротная катушка индуктивности-пассивный электрод-межэлектродная ткань-активный электрод.A disadvantage of the known device is that the driver of the acting electrical pulses, made in the form of a high-quality inductor, does not provide arbitrary control of their shape, and the assessment of the electrophysiological state of a person is based on the analysis of only the parameters of free vibrations arising in the oscillatory circuit formed by the circuit: active electrode -high-quality inductor-passive electrode-interelectrode fabric-active electrode.
Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, заключается в расширении функциональных возможностей существующих устройств электровоздействия путем управления длительностью электровоздействия, изменением формы электрического сигнала в зависимости от объективных изменений в подэлектродных тканях объекта воздействия.The problem to which the invention is directed, is to expand the functionality of existing devices of electric exposure by controlling the duration of electric exposure, changing the shape of the electrical signal depending on objective changes in the sub-electrode tissues of the target.
Технический результат, обеспечиваемый при использовании заявляемого устройства электровоздействия на живой организм, предоставляет возможность управлять длительностью электровоздействия и изменением формы электрического сигнала в зависимости от уровня звучания кожи, спектрального состава звукового сигнала и уровня отдельных гармоник, причем, 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 for electrical effects on a living organism, provides the ability to control the duration of electrical effects and the change in the shape of the electrical signal depending on the sound level of the skin, the spectral composition of the sound signal and the level of individual harmonics, moreover, the waveform is understood as the actual form of a single signal , and the parameters of the series of pulses (frequency of bursts of pulses, the number and frequency of pulses in the packet, ep pulse amplitude change, etc.).
Технический результат достигается тем, что в устройство электровоздействия на организм, содержащее активный и пассивный электроды, источник питания и последовательно соединенные блок задания параметров управляющих импульсов, микроЭВМ и блок индикации, дополнительно введены блок анализа импеданса, датчик колебаний кожи, блок анализа звуковых сигналов и высоковольтный усилитель, вход которого подключен ко второму выходу микроЭВМ, а выход подключен к активному электроду и к входу блока анализа импеданса, выход которого подключен ко второму входу микроЭВМ, смежно с одним из электродов установлен датчик колебаний кожи, подключенный к входу блока анализа звуковых сигналов, а его выход подключен к третьему входу микроЭВМ.The technical result is achieved by the fact that an impedance analysis unit, a skin vibration sensor, an audio signal analysis unit and a high-voltage one are additionally introduced into the device for electrically acting on the body, containing the active and passive electrodes, a power source and a series-connected unit for setting parameters of control pulses, a microcomputer and an indication unit an amplifier whose input is connected to the second output of the microcomputer, and the output is connected to the active electrode and to the input of the impedance analysis unit, the output of which is connected to the second th entry microcomputer, communicating with one of the electrodes of the sensor vibrations of the skin, is connected to an input audio signal analysis unit and its output connected to a third input of the microcomputer.
При этом датчик колебаний кожи может быть выполнен в виде микрофона или датчика вибраций, а при использовании выносного электрода может быть размещен в нем.In this case, the skin vibration sensor can be made in the form of a microphone or a vibration sensor, and when using an external electrode, it can be placed in it.
В другом варианте исполнения устройства - с разнесенными активным и пассивным электродами - устройство дополнительно содержит второй датчик колебаний кожи и второй блок анализа звуковых сигналов, при этом в каждом из разнесенных электродов установлен датчик колебаний кожи, второй датчик колебаний кожи подключен к входу второго блока анализа звуковых сигналов, выход которого подключен к третьему входу микроЭВМ.In another embodiment of the device, with active and passive electrodes spaced apart, the device further comprises a second skin vibration sensor and a second sound analysis unit, while a skin vibration sensor is installed in each of the distributed electrodes, a second skin vibration sensor is connected to the input of the second sound analysis unit signals, the output of which is connected to the third input of the microcomputer.
Еще один вариант исполнения устройства состоит в том, что оно дополнительно содержит усилитель звуковых сигналов и громкоговоритель, при этом датчик колебаний кожи подключен также к усилителю звуковых сигналов, выход которого подключен к громкоговорителю.Another embodiment of the device is that it further comprises an audio signal amplifier and a speaker, while the skin vibration sensor is also connected to an audio signal amplifier, the output of which is connected to the speaker.
Для предъявления пациенту сигналов биологической обратной связи устройство может содержать цветомузыкальную установку, к которой подключен блок анализа звуковых сигналов.To present biofeedback signals to a patient, the device may include a color-music installation to which an audio signal analysis unit is connected.
Изобретение поясняется чертежами.The invention is illustrated by drawings.
На Фиг.1 приведена эквивалентная электрическая схема подэлектродных тканей (Rдс и Сдс - сопротивление и емкость двойного слоя, Rтк - сопротивление нижележащих тканей).Figure 1 shows the equivalent electrical circuit of the sub-electrode tissues (R ds and C ds - resistance and double layer capacitance, R tk - resistance of underlying tissues).
На Фиг.2 показано изменение емкости двойного слоя и активного сопротивления во времени (по горизонтали указано время, по вертикали - активное сопротивление R и емкость двойного слоя С).Figure 2 shows the change in the capacity of the double layer and the active resistance in time (horizontally shows the time, vertically - the resistance R and the capacity of the double layer C).
На Фиг.3 показан пример изменения спектрального состава вибраций кожи: 3а - спектр на первой секунде воздействия, 3б - на 20-й секунде.Figure 3 shows an example of changes in the spectral composition of skin vibrations: 3a - spectrum at the first second of exposure, 3b - at the 20th second.
На Фиг.4 приведена функциональная схема устройства.Figure 4 shows the functional diagram of the device.
На Фиг.5, Фиг.6 и Фиг.7 показаны варианты исполнения высоковольтного усилителя на базе усилителя постоянного тока, импульсного усилителя с выходным повышающим трансформатором и импульсного усилителя с выходным повышающим автотрансформатором, соответственно.Figure 5, Figure 6 and Figure 7 show embodiments of a high-voltage amplifier based on a DC amplifier, a pulse amplifier with an output step-up transformer and a pulse amplifier with an output step-up autotransformer, respectively.
На Фиг.8 показана схема блока анализа импеданса.On Fig shows a block diagram of the impedance analysis.
На Фиг.9 показана схема дополнительных соединений при использовании выносных монополярных электродов.Figure 9 shows a diagram of additional connections when using remote monopolar electrodes.
На Фиг.10 и Фиг.11 приведены схемы, обеспечивающие предъявление пациенту сигналов биологической обратной связи звуковой и цветовой модальности соответственно.Figure 10 and Figure 11 shows the diagrams ensuring the presentation of the patient biological feedback signals of sound and color modality, respectively.
Заявленный способ осуществляется следующим образом.The claimed method is as follows.
Электроды прикладывают к кожному покрову или слизистой поверхности человека или животного в области, находящейся вблизи зоны воздействия.Electrodes are applied to the skin or mucous surface of a person or animal in an area near the exposure zone.
Определяют максимальную амплитуду электровоздействия по индивидуальным ощущениям: подпороговым, комфортным, субкомфортным, в зависимости от методики, при этом остальные параметры электровоздействия (количество импульсов в пачке, частота следования импульсов и т.д.) устанавливают вручную или автоматически.The maximum amplitude of the electric effect is determined according to individual sensations: subthreshold, comfortable, subcomfortable, depending on the technique, while the remaining parameters of the electric effect (the number of pulses in a packet, pulse repetition rate, etc.) are set manually or automatically.
Определенная таким образом амплитуда является максимальной в том смысле, что дальнейшее автоматическое управление ее величиной может происходить в пределах от минимально возможной до установленной величины, не превышая ее.The amplitude thus determined is maximum in the sense that further automatic control of its value can occur in the range from the minimum possible to the set value, without exceeding it.
Затем электроды устанавливают непосредственно на область воздействия, определяемую известными методами, например, на зоны Захарьина-Гедда или на проекции органов.Then, the electrodes are mounted directly on the area of influence determined by known methods, for example, on the Zakharyin-Gedda zone or on the projection of organs.
Неповреждающее (подпороговое, комфортное, субкомфортное) воздействие приводит к целому ряду положительных эффектов, повышающих защитные и восстановительные возможности организма.Non-damaging (subthreshold, comfortable, subcomfort) exposure leads to a number of positive effects that increase the protective and regenerative capabilities of the body.
За счет достаточно высокой амплитуды воздействующего напряжения возникает дополнительный или существенно усиленный (по сравнению с другими методами электровоздействия на живой организм) эффект вибрации [Я.З Гринберг. СКЭНАР-терапия и СКЭНАР-экспертиза. Некоторые аспекты. Журнал «Рефлексология, №3 (7), 2005, с.5-10].Due to the sufficiently high amplitude of the acting voltage, an additional or substantially enhanced (compared with other methods of electric action on a living organism) vibration effect arises [Ya. Z Greenberg. SCENAR-therapy and SCENAR-examination. Some aspects. The journal "Reflexology, No. 3 (7), 2005, pp. 5-10].
При этом происходит «высокочастотный массаж» подлежащих тканей (высокочастотный в пределах частоты воздействия импульсов и ее гармоник). Воздействие на интерстициальную (межклеточную) жидкость, а, возможно, и на цитоплазму (внутриклеточную жидкость) стимулирует транспорт жидкости и ее компонентов (продуктов клеточного обмена, нейротрансмиттеров, нейромодуляторов и т.д.). Происходит ускорение рассасывания отеков, устранение застойных явлений, существенное улучшение трофики тканей, лимфодренажа, восстановление эластичности отдельных волокон и их слоев.In this case, a “high-frequency massage” of the underlying tissues occurs (high-frequency massage within the limits of the frequency of exposure to pulses and its harmonics). The impact on the interstitial (intercellular) fluid, and, possibly, on the cytoplasm (intracellular fluid) stimulates the transport of fluid and its components (cell metabolism products, neurotransmitters, neuromodulators, etc.). There is an acceleration of the resorption of edema, the elimination of congestion, a significant improvement in tissue trophism, lymphatic drainage, restoration of elasticity of individual fibers and their layers.
В предлагаемом способе амплитуда напряжения при воздействии, в зависимости от места приложения электродов, влажности кожи и индивидуальной чувствительности пациентов, составляет 20-200 вольт. При этом безопасность воздействия обеспечивается ограничением энергии единичного импульса (длительность которого составляет, как правило, порядка десятков микросекунд).In the proposed method, the voltage amplitude when exposed, depending on the place of application of the electrodes, skin moisture and individual sensitivity of the patients, is 20-200 volts. At the same time, exposure safety is ensured by limiting the energy of a single pulse (the duration of which is, as a rule, of the order of tens of microseconds).
Плотность тока в зависимости от площади электрода и индивидуальной чувствительности составляет 5-50 мА/см2.The current density depending on the electrode area and individual sensitivity is 5-50 mA / cm 2 .
Т.о., обеспечивается одновременное воздействие двух физических факторов: импульсов тока высокой плотности и электрического пульсирующего поля, что приводит к повышению защитных и восстановительных возможностей организма.Thus, the simultaneous effect of two physical factors is ensured: high-density current pulses and an electric pulsating field, which leads to an increase in the protective and regenerative capabilities of the body.
При соприкосновении электродов с поверхностью кожи, 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, which is, in general, 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. С учетом наличия между электродами еще и нижележащих тканей, результирующая эквивалентная схема подэлектродного сопротивления представлена на Фиг.1.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, p. 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. Given the presence of underlying tissues between the electrodes, the resulting equivalent circuit of the sub-electrode resistance is presented in Figure 1.
Пропускание через электроды электрического сигнала приводит к изменению микроциркуляции крови и ряду других процессов, при этом активное кожное сопротивление изменяется (как правило, уменьшается).Passing an electric signal through the electrodes 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 сопротивления во времени показано на Фиг.2, время формирования емкости двойного слоя обозначено t1.The change in the double layer capacitance and active resistance in time is shown in FIG. 2, the formation time of the double layer capacitance is indicated by t1.
Изменение емкости двойного слоя и активного кожного сопротивления отражает изменения метаболических процессов, возникающих на кожных покровах в результате взаимодействия электродов и электрического сигнала с кожными покровами.The change in the capacity of the double layer and active skin resistance reflects changes in the metabolic processes that occur on the skin as a result of the interaction of the electrodes and the electrical signal with the skin.
Это, в свою очередь, предоставляет возможность управлять длительностью электровоздействия и изменением формы электрического сигнала в зависимости от изменений импеданса подэлектродных тканей, 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, так, чтобы получить максимальную или минимальную скорость изменения емкости двойного слоя и/или активного сопротивления.This, in turn, makes it possible to control the duration of the electric exposure and the change in the shape of the electrical signal depending on changes in the impedance of the sub-electrode tissues, and the duration of the exposure is controlled, for example, before stabilization of the electrochemical processes, expressed, for example, in the cessation of significant changes in the double layer capacity and / or active resistance, and the shape of the electrical signal is controlled, for example, so as to obtain the maximum or minimum rate of change double layer capacitance and / or resistance.
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.
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, амплитудой, формой сигнала 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, amplitude, waveform or only by changing the double layer capacitance, or only by changing the active resistance, or in their totality.
Кроме всего вышесказанного, при электровоздействии на живой организм высокоамплитудные импульсы вызывают вибрации кожи, которые обычно хорошо слышны при контакте электродов с кожей и при перемещении электродов по коже.In addition to the foregoing, when electro-acting on a living organism, high-amplitude pulses cause skin vibrations, which are usually well heard when the electrodes come in contact with the skin and when the electrodes move over the skin.
Характеристики этих вибраций (уровень, спектр) зависят от локальных характеристик подэлектродных тканей и могут существенно изменяться как во времени, так и при перемещении электродов по коже. Например, на Фиг.3а, 3б показаны спектральные составы вибраций кожи на первой и 20-й секундах воздействия.The characteristics of these vibrations (level, spectrum) depend on the local characteristics of the sub-electrode tissues and can significantly change both in time and when the electrodes move over the skin. For example, FIGS. 3a, 3b show the spectral compositions of skin vibrations in the first and 20th seconds of exposure.
Это предоставляет возможность управлять длительностью электровоздействия и изменением амплитуды, формы электрического сигнала в зависимости от указанных изменений, например, прекращать воздействие на одно и то же место после прекращения изменений характеристики вибраций или по достижении параметрами вибраций некоторых пределов, а амплитудой и формой воздействующих импульсов управлять так, чтобы получить, например, максимальную или минимальную скорость изменения параметров вибраций.This makes it possible to control the duration of the electric effect and the change in the amplitude, shape of the electric signal depending on the indicated changes, for example, to stop the impact on the same place after the cessation of changes in the vibration characteristics or when the vibration parameters reach certain limits, and to control the amplitude and shape of the acting pulses as to obtain, for example, the maximum or minimum rate of change of vibration parameters.
Заявленный способ реализуется в устройстве электровоздействия на живой организм (Фиг.4), которое содержит блок задания параметров управляющих импульсов (БЗПУИ) 1, микроЭВМ (МЭВМ) 2, блок индикации (БИ) 3, источник питания (ИП) 4, высоковольтный усилитель (ВВУ) 5, блок анализа импеданса (БАИ) 6, пассивный (ПЭ) 7 и активный (АЭ) 8 электроды, датчик колебаний кожи (ДКК) 9 и блок анализа звуковых сигналов (БАЗС) 10.The claimed method is implemented in a device for electric exposure to a living organism (Figure 4), which contains a block for setting the parameters of control pulses (BZPUI) 1, a microcomputer (MEM) 2, a display unit (BI) 3, a power supply (PI) 4, a high-voltage amplifier ( VVU) 5, impedance analysis unit (BAI) 6, passive (PE) 7 and active (AE) 8 electrodes, skin vibration sensor (DCC) 9, and sound signal analysis unit (BAS) 10.
Выход блока задания параметров управляющих импульсов 1 соединен с первым входом микроЭВМ 2, а ее первый выход соединен с входом блока индикации 6.The output of the unit for setting the parameters of the
Второй выход микроЭВМ 2 соединен с входом высоковольтного усилителя 5, выход которого соединен с входом блока анализа импеданса 6, первый выход которого соединен с активным электродом 8, а второй выход соединен со вторым входом микроЭВМ 2.The second output of the microcomputer 2 is connected to the input of the high-voltage amplifier 5, the output of which is connected to the input of the impedance analysis unit 6, the first output of which is connected to the
Пассивный электрод 7 соединен с «общим проводом» устройства.The
Датчик колебаний кожи 9, установленный в непосредственной близости (смежно) с активным 8 или пассивным 7 электродами, подключен к входу блока анализа звуковых сигналов 10, выход которого подключен к третьему входу микроЭВМ 2.The
Источник питания 4 обеспечивает питающими напряжениями все блоки устройства, подключения к источнику питания на чертеже не показано.The power source 4 provides power supply to all units of the device, the connection to the power source is not shown in the drawing.
Вариант исполнения высоковольтного усилителя на базе усилителя постоянного тока (УПТ), приведенный на Фиг.5, содержит собственно высоковольтный УПТ 11 и двуполярный высоковольтный источник питания (ВИП) 12. Вход и выход высоковольтного УПТ являются, соответственно, входом и выходом высоковольтного усилителя.An embodiment of a high-voltage amplifier based on a direct current amplifier (UPT), shown in FIG. 5, contains the high-voltage UPT 11 itself and a bipolar high-voltage power supply (VIP) 12. The input and output of the high-voltage amplifier are, respectively, the input and output of the high-voltage amplifier.
Вариант исполнения высоковольтного усилителя как импульсного усилителя с выходным повышающим трансформатором, приведенный на Фиг.6, содержит широкополосный усилитель 13, способный работать на низкоимпедансную нагрузку, выход которого соединен с первичной обмоткой повышающего трансформатора 14, обеспечивающего требуемую величину амплитуды воздействующего сигнала. Вход широкополосного усилителя 13 является входом высоковольтного усилителя, а выход вторичной обмотки повышающего трансформатора 14 - выходом высоковольтного усилителя.The embodiment of the high-voltage amplifier as a pulse amplifier with an output step-up transformer, shown in Fig.6, contains a
Исполнение высоковольтного усилителя как импульсного усилителя с выходным повышающим автотрансформатором, приведено на Фиг.7. Выход повышающего автотрансформатора 15 является выходом высоковольтного усилителя.The design of the high-voltage amplifier as a pulse amplifier with an output step-up autotransformer is shown in Fig.7. The output of the
Блок анализа импеданса, приведенный на Фиг.8, содержит включенный между своими входом и первым выходом резистор-датчик тока 16, к концам которого подключены входы дифференциального усилителя 17, процессор цифровой обработки сигналов 18 (принятое название - DSP (digital signal processor)), первый вход которого соединен с выходом дифференциального усилителя 17, второй вход подключен к первому выходу блока анализа импеданса, а вторым выходом блока анализа импеданса является выход DSP.The impedance analysis block shown in Fig. 8 contains a resistor-
На основе, например, спектрального анализа, а именно, по соотношению амплитуд и фаз напряжения на АЭ 8 и тока через живой организм, DSP рассчитывает текущий подэлектродный импеданс или отдельно его резистивную или емкостную составляющие.Based on, for example, spectral analysis, namely, by the ratio of the amplitudes and phases of the voltage on the
В качестве датчика колебаний кожи применяется, например, микрофон или датчик вибраций (вибродатчик), который устанавливают в непосредственной близости от электродов.As a skin vibration sensor, for example, a microphone or a vibration sensor (vibration sensor) is used, which is installed in the immediate vicinity of the electrodes.
При использовании выносного биполярного электрода (содержащего и активный и пассивный электроды) датчик колебаний кожи устанавливают в этом электроде.When using a remote bipolar electrode (containing both active and passive electrodes), a skin vibration sensor is installed in this electrode.
При использовании выносных монополярных электродов (активный и пассивный электроды выполнены раздельно), датчик колебаний кожи устанавливают в каждый из них (на Фиг.9-20 и 21), второй датчик колебаний кожи 19 подключают к входу второго блока анализа звуковых сигналов 22, выход которого подключают к четвертому входу микроЭВМ 2.When using remote monopolar electrodes (active and passive electrodes are made separately), a skin vibration sensor is installed in each of them (Figs. 9-20 and 21), a second skin vibration sensor 19 is connected to the input of the second sound signal analysis unit 22, the output of which connected to the fourth input of the microcomputer 2.
Блок анализа звуковых сигналов может быть выполнен, например, на процессоре цифровой обработки сигналов DSP.The audio signal analysis unit may be performed, for example, on a DSP digital signal processor.
Для предъявления пациенту сигнала биологической обратной связи (БОС) звуковой модальности в устройство дополнительно вводят (Фиг.10) усилитель звуковых сигналов (УЗС) 23 и громкоговоритель (Г) 24, при этом датчик колебаний кожи 9 подключают также к входу усилителя звуковых сигналов 23, выход которого подключен к громкоговорителю 24.To present the patient with a biofeedback signal (BOS) of sound modality, the device additionally introduces (Figure 10) an audio signal amplifier (USS) 23 and a loudspeaker (G) 24, while the
Для предъявления пациенту сигнала БОС цветовой модальности в устройство дополнительно вводят (Фиг.11) цветомузыкальную установку (ЦМУ) 25, подключенную к датчику колебаний кожи 9.To present a color modality biofeedback signal to a patient, a color-music unit (CMU) 25 connected to a
Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.
Устройство подключают к источнику питания 4 (Фиг.4). Посредством блока задания параметров управляющих импульсов 1 устанавливают согласно методике параметры воздействующего сигнала (форму единичного импульса, закон ее изменения, количество импульсов в пачке, задержку между ними, период следования, наличие амплитудной и частотной модуляции, законы модуляции и т.д.), а также требуемую амплитуду импульсов, при этом устанавливаемые параметры электровоздействия отображает блок индикации 3.The device is connected to a power source 4 (Figure 4). Using the parameter setting block of the
В соответствии с заданными параметрами электровоздействия микроЭВМ 2 формирует на выходе сигнал, который усиливается высоковольтным усилителем 5 и через блок анализа импеданса 6 поступает на активный электрод 8.In accordance with the specified parameters of the electric action, the microcomputer 2 generates a signal at the output, which is amplified by the high-voltage amplifier 5 and through the impedance analysis unit 6 is supplied to the
Устройство устанавливают на кожу человека или животного. По цепи: высоковольтный усилитель 5 - блок анализа импеданса 6 - активный электрод 8 - подэлектродные ткани - пассивный электрод 7 - «общий провод» устройства протекает ток. На основании анализа соотношений амплитуды и фазы указанного тока и выходного напряжения устройства, блок анализа импеданса 6 рассчитывает текущий импеданс подэлектродных тканей и передает результат в микроЭВМ 2. В соответствии с методикой либо в зависимости от желательного закона изменения импеданса подэлектродных тканей микроЭВМ 2 изменяет параметры управляющих импульсов. По достижении заданного критерия (например, при стабилизации импеданса или при увеличении емкостной составляющей вдвое от начального значения) микроЭВМ 2 выдает через блок индикации 3 сигнал «доза», свидетельствующий о том, что дальнейшее воздействие на данное место будет неэффективно и что необходимо перейти к обработке следующей зоны. Кроме этого, для предотвращения излишнего воздействия (передозировки) микроЭВМ 2 может снизить амплитуду воздействующих импульсов до минимума. В этом случае восстановление амплитуды воздействия до прежнего уровня микроЭВМ 2 производит либо сразу после отрыва электродов 7, 8 от кожи, либо после их установки на новое место, что выявляется блоком анализа импеданса 6.The device is installed on the skin of a person or animal. According to the circuit: high-voltage amplifier 5 - impedance analysis unit 6 - active electrode 8 - sub-electrode tissue - passive electrode 7 - “common wire” of the device current flows. Based on the analysis of the relationships between the amplitude and phase of the indicated current and the output voltage of the device, the impedance analysis unit 6 calculates the current impedance of the sub-electrode tissues and transfers the result to the microcomputer 2. In accordance with the methodology or depending on the desired law of the change in the impedance of the sub-electrode tissues, the microcomputer 2 changes the parameters of the control pulses . Upon reaching the specified criterion (for example, when the impedance is stabilized or when the capacitive component doubles from the initial value), the microcomputer 2 issues a “dose” signal through the indicating unit 3, indicating that further exposure to this place will be ineffective and that it is necessary to proceed to processing next zone. In addition, to prevent unnecessary exposure (overdose), the microcomputer 2 can reduce the amplitude of the impact pulses to a minimum. In this case, the amplitude of the impact is restored to the previous level of the microcomputer 2 either immediately after the
Одновременно с вышеописанными процессами датчик колебаний кожи 9 улавливает колебания кожи, возникающие при электровоздействии, а сигнал с его выхода поступает на блок анализа звуковых сигналов 10, который рассчитывает текущие характеристики (например, количество и интенсивность гармоник или общий уровень) колебаний кожи и передает результат в микроЭВМ 2. В соответствии с методикой, либо в зависимости от желательного закона изменения параметров звучания кожи, микроЭВМ 2 изменяет параметры управляющих импульсов. При достижении заданного критерия (например, при стабилизации параметров звучания кожи или при снижении амплитуды высших гармоник вдвое от начального значения) микроЭВМ выдает через блок индикации 3 сигнал «доза». Дальнейшее функционирование устройства аналогично вышеописанному случаю.Simultaneously with the above processes, the
В некоторых случаях (неудобные для доступа места, самолечение, необходимость применения индивидуальных электродов) вместо встроенных в корпус устройства используются выносные биполярные, содержащие и активный и пассивный электроды. Датчик колебаний кожи 9 устанавливают в этом случае в выносном электроде, также в непосредственной близости от активного 8 и пассивного 7 электродов.In some cases (inconvenient for access places, self-medication, the need to use individual electrodes), instead of built-in devices, remote bipolar electrodes containing both active and passive electrodes are used. The
Для обработки глубоколежащих слоев ткани или больших площадей, используют два выносных монополярных (разнесенных) электрода 20 и 21. В этом случае датчик колебаний кожи устанавливают в каждый из них, второй датчик колебаний кожи 19 подключают к входу второго блока анализа звуковых сигналов 22. Пара «датчик колебаний кожи 19 - блок анализа звуковых сигналов 22» работает аналогично паре «датчик колебаний кожи 9 - блок анализа звуковых сигналов 10», а выход блока анализа звуковых сигналов 22 подключают к четвертому входу микроЭВМ 2.To process deep-lying layers of tissue or large areas, two remote monopolar (spaced)
Функционирование устройства полностью аналогично устройству с единственным датчиком колебаний кожи, с той лишь разницей, что на входы микроЭВМ поступают данные от двух блоков анализа звуковых сигналов и изменение параметров управляющих импульсов производят, в зависимости от методики, по более вариативному или по менее вариативному каналу или по среднему их значению.The functioning of the device is completely analogous to the device with a single skin vibration sensor, with the only difference being that the microcomputer inputs receive data from two blocks of analysis of sound signals and change the parameters of the control pulses, depending on the method, via a more variable or less variable channel or by their average value.
Для предъявления пациенту сигнала биологической обратной связи (БОС) звуковой модальности применяют, например, усилитель звуковых сигналов 23 и громкоговоритель 24, при этом сигнал с датчика колебаний кожи 9 поступает не только на вход блока анализа звуковых сигналов, но также и на вход усилителя звуковых сигналов 23, к выходу которого подключен громкоговоритель 24.To present the patient with a biofeedback signal (BOS) of a sound modality, for example, an
Для предъявления пациенту сигнала БОС цветовой модальности в устройство дополнительно вводят (Фиг.11) цветомузыкальную установку 25, на которую поступает сигнал с датчика колебаний кожи 9.To present a color modality biofeedback signal to the patient, a color-music unit 25 is additionally introduced into the device (Fig. 11), to which a signal from the
Воздействие на человека музыкальными фразами позволяет получить дополнительный терапевтический эффект. Этот терапевтический эффект может быть существенно усилен при одновременном синхронном воздействии электрических и вибрационных полей.The impact on a person with musical phrases allows you to get an additional therapeutic effect. This therapeutic effect can be significantly enhanced with simultaneous simultaneous exposure to electric and vibration fields.
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.
Изобретение 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 can find application in diagnostic, therapeutic, rehabilitation, and preventive purposes, as well as in the field of research related to the study of the effect on the living organism of various factors.
Claims (14)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006126736/14A RU2325930C2 (en) | 2006-07-21 | 2006-07-21 | Method of electric impact on living organism and related device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006126736/14A RU2325930C2 (en) | 2006-07-21 | 2006-07-21 | Method of electric impact on living organism and related device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2006126736A RU2006126736A (en) | 2008-01-27 |
| RU2325930C2 true RU2325930C2 (en) | 2008-06-10 |
Family
ID=39109705
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2006126736/14A RU2325930C2 (en) | 2006-07-21 | 2006-07-21 | Method of electric impact on living organism and related device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2325930C2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2017095260A1 (en) * | 2015-12-01 | 2017-06-08 | Закрытое акционерное общество "ОКБ "РИТМ" | Method of adaptive electric action on a living organism (variants) |
| RU2645964C2 (en) * | 2016-03-24 | 2018-02-28 | Закрытое акционерное общество "ОКБ "РИТМ" | Method for electrical exposure of living organism |
-
2006
- 2006-07-21 RU RU2006126736/14A patent/RU2325930C2/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| УСТИНОВ Ю.А. Электроупругость. Некоторые вопросы математического моделирования. - Соросовский образовательный журнал, 1996, №9, с.122- 127. * |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2017095260A1 (en) * | 2015-12-01 | 2017-06-08 | Закрытое акционерное общество "ОКБ "РИТМ" | Method of adaptive electric action on a living organism (variants) |
| RU2645923C2 (en) * | 2015-12-01 | 2018-02-28 | Закрытое акционерное общество "ОКБ "РИТМ" | Method of adaptive impact on a living organism (versions) |
| US20180369585A1 (en) * | 2015-12-01 | 2018-12-27 | Yakov Zalmanovich GRINBERG | Method of adaptive electric action on a living organism (variants) |
| US10518088B2 (en) | 2015-12-01 | 2019-12-31 | Ritm Okb Zao | Method of adaptive electric action on a living organism (variants) |
| RU2645964C2 (en) * | 2016-03-24 | 2018-02-28 | Закрытое акционерное общество "ОКБ "РИТМ" | Method for electrical exposure of living organism |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2006126736A (en) | 2008-01-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9186506B2 (en) | Portable unit for treating chronic pain | |
| KR100734212B1 (en) | Electro therapy apparatus, feedback control system, elecrodes and computer readable medium recording computer program | |
| CN101977576B (en) | Device and method for auditory stimulation | |
| JP2002113115A (en) | Electrotherapeutical device utilizing variant system | |
| US20100145399A1 (en) | Multifunction devices and methods of using the multifunction devices | |
| US20100099942A1 (en) | Method and apparatus for electromagnetic human and animal immune stimulation and/or repair systems activation | |
| KR20080003799A (en) | Pharmacological, chemical, and topical agent enhancement apparatus and method for using same | |
| JPH03505051A (en) | Method and device for generating electrical pulses for biological stimulation | |
| EP2510875A3 (en) | Treatment apparatus for applying electrical impulses to the body of a patient | |
| JP2016520397A (en) | Transcranial pulse current stimulation | |
| JP2008500086A (en) | Electrotherapy equipment | |
| WO2017095260A1 (en) | Method of adaptive electric action on a living organism (variants) | |
| US20140052033A1 (en) | Device and method for pulsed acoustical stimulation of the brain | |
| EP3706135A1 (en) | System for generating stimulations in relation to medicines, and meridians, organs and tissues of a human body | |
| AU743327B2 (en) | Device for local magnetotherapy | |
| US20120209354A1 (en) | System and methods for producing and delivering electrical impulses | |
| KR100409279B1 (en) | Electric stimulating device for medical treatment of ringing in the ears | |
| RU2325930C2 (en) | Method of electric impact on living organism and related device | |
| RU2722812C1 (en) | Method of neural-like dynamic electric stimulation and device for implementation thereof | |
| RU2355443C1 (en) | Method of scanner-therapy | |
| US10716939B2 (en) | Methods and systems for intersperse pain treatment | |
| RU2325929C2 (en) | Method of electric impact on living organism and related device | |
| WO2009082252A1 (en) | Method for producing electrical action on a living organism | |
| AU2008246284A1 (en) | Method for electrical influance on a living organism and device thereof | |
| RU2645964C2 (en) | Method for electrical exposure of living organism |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190722 |