RU2396991C1

RU2396991C1 - Electropulse apparatus "angel-z"

Info

Publication number: RU2396991C1
Application number: RU2008151020/14A
Authority: RU
Inventors: Галина Валентиновна Власова (RU); Галина Валентиновна Власова; Евгений Васильевич Трофимов (RU); Евгений Васильевич Трофимов
Original assignee: Галина Валентиновна Власова
Priority date: 2008-12-24
Filing date: 2008-12-24
Publication date: 2010-08-20
Also published as: RU2008151020A

Abstract

FIELD: medicine.

SUBSTANCE: invention refers to medical equipment, namely to apparatuses for human body exposure to electric current. The apparatus comprises a square pulse generator 1, an electronic waveform memory unit 3, a comparator 2 and terminal electrodes 6 connected to its output stage 5. An input of the comparator 2 is connected to the square pulse generator 1 and to the electronic waveform memory unit 3. In addition, the apparatus comprises an electric pulse counter 4 connected to the input of the comparator 2, and the electronic waveform memory unit 3 contains the preset parametres of relative electric pulse duration of derived by reduction of rhythmocardiograms of practically healthy people with recovering respiratory wave period and heart rate therefrom.

EFFECT: use of the invention allows enhancing the apparatus due to correction of the functional state of a human body by electric pulse action.

6 dwg

Description

Изобретение относится к области медицинской техники, а именно к устройствам для воздействия на организм человека электрическим током, подводимым через контактные электроды, и может быть использовано для коррекции функционального состояния организма человека электрическими импульсами низкой интенсивности.The invention relates to the field of medical technology, and in particular to devices for influencing the human body with an electric current supplied through contact electrodes, and can be used to correct the functional state of the human body with low intensity electric pulses.

Известны различные устройства, оказывающие регулирующее воздействие на физиологические системы организма человека посредством электрического тока, подводимого к телу пациента при помощи контактных электродов, и содержащие генератор импульсов и устройство, изменяющее частоту, амплитуду и форму импульсов (например, патент США №4383522, МПК A61N 1/34, публикация 1983 г., патент РФ №18353, МПК A61N 1/36, публикация 2001 г., патент РФ №41977, МПК A61N 1/34, публикация 2004 г.).There are various devices that have a regulatory effect on the physiological systems of the human body through an electric current supplied to the patient’s body using contact electrodes, and containing a pulse generator and a device that changes the frequency, amplitude and shape of the pulses (for example, US patent No. 4383522, IPC A61N 1 / 34, 1983 publication, RF patent No. 18353, IPC A61N 1/36, 2001 publication, RF patent No. 41977, IPC A61N 1/34, 2004 publication).

Недостатком известных устройств являются ограниченные функциональные возможности.A disadvantage of the known devices is limited functionality.

В настоящее время хорошо известно, что функциональное состояние организма может быть определено по данным кардиологических исследований, таких как ритмокардиограмма, представляющая собой временную последовательность, элементами которой являются промежутки времени между двумя соседними сокращениями сердца, в частности промежутки между соседними зубцами R каждого кардиоцикла, называемые R-R интервалами (см., например, Баевский P.M. «Автоматический анализ сердечного ритма как метод оценки состояния организма при различных воздействиях», в книге «Теория и практика автоматизации электрокардиологических исследований», Пущино, 1976, с.129-130; Бражникова М.И. «R-R интервалографические исследования школьников, обучаемых работе с персональным компьютером», Физиология человека, 1991 г., т.17, 5, с.151).At present, it is well known that the functional state of an organism can be determined by cardiological studies, such as a rhythmocardiogram, which is a time sequence whose elements are the time intervals between two adjacent heart contractions, in particular the spaces between adjacent R waves of each cardiocycle, called RR intervals (see, for example, Baevsky PM "Automatic analysis of heart rhythm as a method of assessing the state of the body under various influences", in the book “Theory and Practice of Automating Electrocardiological Research”, Pushchino, 1976, p.129-130; Brazhnikova MI “RR Intervalographic Studies of Schoolchildren Studying to Work with a Personal Computer”, Human Physiology, 1991, v.17, 5, p. 151).

Известны различные устройства для формирования ритмокардиограммы в процессе проведения кардиологических исследований (патент РФ №2069531, МПК А61В 5/0452, публикация 1996 г., патент РФ на ПМ №31943, МПК А61В 5/04, публикация 2003 г.).There are various devices for the formation of a rhythmocardiogram in the process of conducting cardiological studies (RF patent No. 2069531, IPC AB 5/0452, 1996 publication, RF patent on PM No. 31943, IPC AB 5/04, 2003 publication).

Известен диагностический восстановительный комплекс, позволяющий проводить построение ритмокардиограммы и осуществлять микроволновую рефлексотерапию, облучая биологически активные зоны человека посредством электромагнитного терапевтического излучателя, при этом комплекс содержит блок формирования ритмокардиограммы, излучательный блок, соединенный с блоком формирования ритмокардиограмм и включающий автономный источник питания и электромагнитный излучатель для микроволновой рефлексотерапии (патент РФ на ПМ №65744, МПК А61В 5/04, публикация 2007 г.).A known diagnostic recovery complex, which allows the construction of a rhythmocardiogram and microwave reflexology, irradiating biologically active areas of a person by means of an electromagnetic therapeutic emitter, the complex contains a rhythmocardiogram forming unit, a radiating unit connected to a rhythmocardiogram forming unit and including an autonomous power source and an electromagnetic radiator for microwave reflexology (RF patent for PM No. 65744, IPC АВВ 5/04, pub 2007 release).

Известен электростимулятор для профилактики и лечения заболеваний, предусматривающий воздействие на пациента электрическим током, подводимым через контактные электроды, и содержащий микроконтроллер, блок индикации, электроды, блок памяти формы сигнала, цифроаналоговый преобразователь и усилитель, при этом выход микроконтроллера соединен с входом блока памяти формы сигнала, выходы которого подключены к блоку индикации и к панели управления (патент РФ №40898, МПК A61N 1/18, публикация 2004 г.).Known electrical stimulator for the prevention and treatment of diseases, providing for the impact on the patient with an electric current supplied through contact electrodes, and containing a microcontroller, an indication unit, electrodes, a waveform memory unit, a digital-analog converter and an amplifier, while the output of the microcontroller is connected to the input of the signal form memory unit the outputs of which are connected to the display unit and to the control panel (RF patent No. 40898, IPC A61N 1/18, publication 2004).

Известное устройство не позволяет осуществлять коррекцию функционального состояния организма человека по данным кардиологических исследований.The known device does not allow for the correction of the functional state of the human body according to cardiac studies.

Технической задачей, решаемой предлагаемым изобретением, является создание устройства для коррекции функционального состояния организма человека путем воздействия электрическими импульсами, параметры скважности следования которых сформированы на основе заданных параметров, полученных в результате предварительной обработки ритмокардиограмм практически здоровых людей.The technical problem solved by the invention is the creation of a device for correcting the functional state of the human body by exposure to electric pulses, the duty cycle parameters of which are formed on the basis of predetermined parameters obtained as a result of preliminary processing of rhythmocardiograms of practically healthy people.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в следующем.The essence of the invention is as follows.

Аппарат электроимпульсного воздействия содержит генератор прямоугольных импульсов, блок электронной памяти формы сигнала, компаратор и подключенные к его выходному каскаду контактные электроды. Вход компаратора подключен к генератору прямоугольных импульсов и блоку электронной памяти формы сигнала. Аппарат дополнительно включает счетчик электрических импульсов, подключенный к входу компаратора, а блок электронной памяти формы сигнала содержит заданные параметры скважности следования электрических импульсов, сформированные путем предварительной обработки ритмокардиограмм практически здоровых людей с выделением из них периодов дыхательных волн и частоты сердечных сокращений.The electric pulse exposure apparatus comprises a rectangular pulse generator, an electronic waveform memory unit, a comparator and contact electrodes connected to its output stage. The comparator input is connected to a square-wave generator and an electronic waveform memory unit. The apparatus additionally includes an electric pulse counter connected to the input of the comparator, and the electronic waveform memory unit contains predetermined duty cycle parameters of electric pulses generated by preliminary processing of rhythmocardiograms of practically healthy people with the allocation of periods of respiratory waves and heart rate from them.

На фиг.1 представлена схема предлагаемого устройства, на фиг.2 - график последовательности импульсов; на фиг.3 - график частоты сердечных сокращений и периоды дыхательных волн, выделенных из ритмограммы ЭКГ; на фиг.4 - график изменения частоты сердечных сокращений; на фиг.5 - график изменения частоты сердечных сокращений за период дыхательной волны; на фиг.6 - диаграмма следования электрических импульсов.Figure 1 presents a diagram of the proposed device, figure 2 is a graph of a sequence of pulses; figure 3 is a graph of heart rate and periods of respiratory waves isolated from the ECG rhythmogram; figure 4 is a graph of changes in heart rate; figure 5 is a graph of changes in heart rate over the period of the respiratory wave; 6 is a diagram of the sequence of electrical pulses.

Устройство содержит генератор прямоугольных импульсов 1, который формирует электрические импульсы частотой 10 кГц и передает их в компаратор 2, блок электронной памяти формы сигнала (ПЗУ) 3 для хранения интервалов следования прямоугольных электрических импульсов, счетчик электрических импульсов 4, выходной каскад 5 устройства, электроды 6.The device contains a rectangular pulse generator 1, which generates electrical pulses with a frequency of 10 kHz and transmits them to a comparator 2, an electronic waveform memory (ROM) 3 for storing the intervals of rectangular electric pulses, an electric pulse counter 4, the output stage 5 of the device, electrodes 6 .

Эталонные параметры скважности следования электрических импульсов сформированы на базе статистических данных, полученных при обработке ритмокардиограмм практически здоровых людей.The reference parameters of the duty cycle of electrical impulses are formed on the basis of statistical data obtained by processing rhythmocardiograms of practically healthy people.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Компаратор 2 сравнивает интервал следования прямоугольных электрических импульсов, хранящихся в блоке электронной памяти формы сигнала, с данными счетчика электрических импульсов и пропускает на выходной каскад 5 очередной импульс только при их равенстве; выходной каскад 5 усиливает электрические импульсы до заданной амплитуды в 20 -30 вольт и силой тока до 8 миллиампер для воздействия на организм человека через два электрода.Comparator 2 compares the interval between the rectangular electrical pulses stored in the electronic waveform memory unit with the data of the electric pulse counter and passes the next pulse to output stage 5 only if they are equal; the output stage 5 amplifies electrical pulses to a predetermined amplitude of 20-30 volts and a current of up to 8 milliamps to influence the human body through two electrodes.

На выходе устройства формируется последовательность импульсов с параметрами, указанными на фиг.2, с меняющейся по заданному закону скважностью.At the output of the device, a sequence of pulses is formed with the parameters indicated in figure 2, with a duty cycle varying according to a given law.

Предложенное устройство воздействует на организм переменным синусоидальным током частотой 10 кГц с амплитудой напряжения до 20-30 В, подаваемым в виде импульсов длительностью 2 мс с частотой 20-500 Гц, модулированным в режиме переменной скважности физиологическим кодом «дыхательной аритмии». Переменная скважность и переменная частота импульсов воздействия соответствуют переменной скважности интервалов R-R нормальной ритмокардиограммы и переменной частоте сердечных сокращений, которые циклически изменяются при дыхательных экскурсиях грудной клетки.The proposed device acts on the body with an alternating sinusoidal current with a frequency of 10 kHz with a voltage amplitude of up to 20-30 V, supplied in the form of pulses of 2 ms duration with a frequency of 20-500 Hz, modulated in a variable duty cycle physiological code of "respiratory arrhythmia". Variable duty cycle and variable frequency of exposure pulses correspond to a variable duty cycle of the R-R intervals of a normal rhythmocardiogram and a variable heart rate, which cyclically change during chest breathing excursions.

Частота сердечных сокращений (ЧСС) является одним из ключевых физиологических параметров организма, отражающих общее состояние вегетативной нервной системы (ВНС) и баланс активности 2-х отделов ВНС - симпатического и парасимпатического. Циклическое изменение скважности интервалов R-R ритмокардиограммы и ЧСС при дыхательных экскурсиях грудной клетки является физиологическим явлением, известным как «дыхательная аритмия».Heart rate (HR) is one of the key physiological parameters of the body, reflecting the general condition of the autonomic nervous system (ANS) and the balance of activity of the 2 departments of the ANS - sympathetic and parasympathetic. The cyclic change in the duty cycle of the R-R intervals of the rhythmocardiogram and heart rate during respiratory excursions of the chest is a physiological phenomenon known as “respiratory arrhythmia”.

Дыхательная аритмия обусловлена изменением баланса активности симпатического и парасимпатического отделов вегетативной нервной системы в различных фазах дыхательного цикла. При вдохе повышается активность парасимпатической нервной системы, что приводит к удлинению интервала R-R и понижению ЧСС. При выдохе повышается активность симпатической нервной системы, что приводит к укорочению интервала R-R и повышению ЧСС. В норме дыхательная аритмия характеризуется изменением длительности интервалов R-R и ЧСС по экспоненциальному закону.Respiratory arrhythmia is caused by a change in the balance of activity of the sympathetic and parasympathetic parts of the autonomic nervous system in various phases of the respiratory cycle. When inhaling, the activity of the parasympathetic nervous system increases, which leads to an extension of the R-R interval and a decrease in heart rate. When exhaling, the activity of the sympathetic nervous system increases, which leads to a shortening of the R-R interval and an increase in heart rate. Normally, respiratory arrhythmia is characterized by a change in the duration of the R-R and heart rate intervals according to the exponential law.

Вегетативная нервная система управляет не только работой сердца и сердечным ритмом, но и всеми основными механизмами жизнедеятельности организма, в том числе периферическим кровообращением, дыханием, пищеварением, терморегуляцией, обменом веществ, усвоением питательных веществ, процессами выведением шлаков.The autonomic nervous system controls not only the work of the heart and heart rhythm, but also all the basic mechanisms of the body’s vital functions, including peripheral blood circulation, respiration, digestion, thermoregulation, metabolism, assimilation of nutrients, and processes of excretion of toxins.

Симпатический и парасимпатический отделы ВНС являются функциональными антагонистами, один из которых ускоряет большинство жизненных функций (симпатический отдел), а другой - замедляет (парасимпатический отдел).The sympathetic and parasympathetic divisions of the ANS are functional antagonists, one of which accelerates most vital functions (sympathetic division), and the other slows down (parasympathetic division).

Скоординированная работа симпатического и парасимпатического отделов ВНС обеспечивает нормальную жизнедеятельность здорового организма в целом. Дисбаланс активности симпатического и парасимпатического отделов ВНС приводит к функциональным расстройствам и к формированию болезни.The coordinated work of the sympathetic and parasympathetic divisions of the ANS ensures the normal functioning of a healthy organism as a whole. An imbalance in the activity of the sympathetic and parasympathetic divisions of the ANS leads to functional disorders and to the formation of the disease.

Механизм действия устройства заключается в том, что импульсный ток, модулированный кодом дыхательной аритмии, раздражает кожные рецепторы ладоней рук, относящиеся преимущественно к срединному нерву, рецепторы кожи плечевого пояса и воротниковой области. Раздражение проводится по волокнам срединного, локтевого и лучевого нервов в плечевое нервное сплетение, шейный отдел спинного мозга, центры вегетативной нервной системы, расположенные в продолговатом, среднем и промежуточном мозге (ядра таламуса и гипоталамуса). Воздействие импульсным током, модулированным физиологическим кодом дыхательной аритмии, позволяет гармонизировать функцию симпатического и парасимпатического отделов ВНС. Гармонизация функции ВНС обеспечивает нормализацию деятельности сердечно-сосудистой, дыхательной, пищеварительной систем организма, механизмов нейроэндокринной гуморальной регуляции, иммунной защиты и естественной резистентности, обмена веществ в организме.The mechanism of action of the device is that the pulsed current, modulated by the respiratory arrhythmia code, irritates the skin receptors of the palms of the hands, related mainly to the median nerve, receptors of the skin of the shoulder girdle and collar region. Irritation is carried out along the fibers of the median, ulnar and radial nerves into the brachial plexus, cervical spinal cord, centers of the autonomic nervous system located in the medulla oblongata, midbrain, and diencephalon (thalamus and hypothalamus nuclei). Exposure to pulsed current modulated by the physiological code of respiratory arrhythmia allows harmonizing the function of the sympathetic and parasympathetic divisions of the ANS. Harmonization of the ANS function ensures the normalization of the cardiovascular, respiratory, digestive systems of the body, the mechanisms of neuroendocrine humoral regulation, immune defense and natural resistance, metabolism in the body.

Посредством воздействия предложенным устройством в организме вырабатывается закономерность управления деятельностью ВНС, которая дает возможность функционировать сердечно-сосудистой системе и основным регуляторным и исполнительным системам организма в оптимальном режиме, синхронизированном в соответствии с ритмом следования эталонных параметров скважности следования электрических импульсов.Through exposure to the proposed device in the body, a regularity is developed for controlling the activity of the ANS, which makes it possible for the cardiovascular system and the main regulatory and executive systems of the body to function in the optimal mode, synchronized in accordance with the rhythm of following the reference parameters of the duty cycle of the electrical impulses.

Эталонные параметры скважности следования электрических импульсов сформированы на базе статистических данных, полученных при обработке ЭКГ практически здоровых людей, записанных предварительно с помощью диагностического комплекса «Омега».The reference parameters of the duty cycle of the electrical impulses are formed on the basis of statistical data obtained by processing ECG of practically healthy people, previously recorded using the Omega diagnostic complex.

Параметрами являются: частота сердечных сокращений, периоды дыхательных волн, выделенных из ритмограммы ЭКГ (фиг.3) и форма изменения частоты сердечных сокращений. Изменение частоты сердечных сокращений за период дыхательной волны происходит по различным траекториям, которые могут быть от крайней вогнутой до крайней выпуклой (фиг.4). В процессе исследований определялась среднестатистическая форма более 500 практически здоровых людей. Эта форма оказалась близкой к экспоненциальной (фиг.5).The parameters are: heart rate, periods of respiratory waves isolated from the ECG rhythmogram (figure 3) and the form of changes in heart rate. The change in heart rate during the period of the respiratory wave occurs along various trajectories, which can be from extreme concave to extreme convex (figure 4). In the process of research, the average form of more than 500 practically healthy people was determined. This form was close to exponential (figure 5).

Диаграмму следования электрических импульсов (фиг.6) получили посредством кодирования выбранной формы модуляции с использованием метода импульсно-кодовой модуляции (А.А.Харкевич «Теоретические основы радиосвязи», стр.56, п.12).The sequence of electrical impulses (Fig.6) was obtained by encoding the selected form of modulation using the method of pulse-code modulation (A.A. Kharkevich "Theoretical foundations of radio communications", p.56, p.12).

Интервалы следования электрических импульсов Ti хранятся в памяти блока электронной памяти формы сигнала ПЗУ.The intervals of the electrical impulses Ti are stored in the memory of the electronic memory unit of the ROM waveform.

Предложенное устройство обеспечивает возможность воздействия на организм электрическими импульсами низкой интенсивности, параметры скважности следования которых сформированы на основе предварительной обработки ритмокардиограмм практически здоровых людей с выделением из них периодов дыхательных волн и частоты сердечных сокращений.The proposed device provides the possibility of exposure to the body with low-intensity electric pulses, the duty cycle parameters of which are formed on the basis of preliminary processing of rhythmocardiograms of practically healthy people with the allocation of periods of respiratory waves and heart rate from them.

Claims

An electric pulse exposure apparatus comprising a rectangular pulse generator, an electronic waveform memory unit, a comparator and contact electrodes connected to its output stage, while the comparator input is connected to a rectangular pulse generator and an electronic waveform memory unit, characterized in that it further includes an electric meter pulses connected to the input of the comparator, and the electronic block of the waveform contains the specified parameters of the duty cycle of electric impulses lsov formed by pretreating ritmokardiogramm healthy people with release of these periods of respiratory waves and heart rate.