RU2570940C2 - Электростимулятор - Google Patents
Электростимулятор Download PDFInfo
- Publication number
- RU2570940C2 RU2570940C2 RU2014109314/14A RU2014109314A RU2570940C2 RU 2570940 C2 RU2570940 C2 RU 2570940C2 RU 2014109314/14 A RU2014109314/14 A RU 2014109314/14A RU 2014109314 A RU2014109314 A RU 2014109314A RU 2570940 C2 RU2570940 C2 RU 2570940C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- input
- amplifier
- key
- transformer
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Electrotherapy Devices (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области медицины, в частности к методам и средствам физиотерапии, и может быть использовано для электростимуляции нервной и мышечной ткани. Электростимулятор содержит генератор импульсов, стимулирующие электроды, регулятор интенсивности, формирователь импульса воздействия, ключ с регулируемой выходной амплитудой, дифференциатор, усилитель, трансформатор. Формирователь импульса воздействия содержит повторитель, реализованный на операционном усилителе. Ключ с регулируемой выходной амплитудой представляет собой транзистор, включенный по схеме с общим эмиттером в инверсном активном режиме. Дифференциатор состоит из конденсатора, резистора и диода. Усилитель представляет собой каскад, состоящий из операционного усилителя, резисторов и транзистора. Выход регулятора интенсивности соединен с входом повторителя, выход генератора импульсов соединен с первым входом ключа, выход повторителя соединен со вторым входом ключа, выход ключа соединен с входом дифференциатора, выход дифференциатора соединен с входом усилителя, выход усилителя соединен с входом трансформатора, а выход трансформатора соединен со стимулирующими электродами. Применение изобретения обеспечивает стимулирующие импульсы, форма которых максимально приближена к форме потенциала действия, и, как следствие, повышение эффективности электростимуляции. 3 з.п. ф-лы, 5 ил.
Description
Изобретение относится к области медицины, в частности к методам и средствам физиотерапии, и может быть использовано для электростимуляции нервной и мышечной ткани.
Известно устройство для электростимуляции, включающее механический формирователь стимулирующих импульсов (ручной переключатель или метроном с переключателем), источник постоянного тока для формирования стимулирующих импульсов и стимулирующие электроды [1].
Основным недостатком известного устройства является нестабильность параметров стимулирующих импульсов.
Данного недостатка лишен электростимулятор, принятый в качестве ближайшего аналога предлагаемого технического решения. Указанный электростимулятор состоит из генератора импульсов, коммутатора, источника постоянного тока, делителя напряжения и стимулирующих электродов, причем выход генератора импульсов соединен с первым входом коммутатора, выход источника постоянного тока соединен со вторым входом коммутатора, выход коммутатора соединен с входом делителя напряжения, выход делителя напряжения соединен со стимулирующими электродами [2].
Недостаток электростимулятора, принятого в качестве ближайшего аналога, заключается в следующем. Известно, что эффективность электростимуляции повышается при использовании стимулирующих импульсов, форма которых максимально приближена к форме потенциала действия, имеющего положительную часть, близкую по форме к треугольной, и отрицательную часть, близкую по форме к синусоидальной [3, 4].
По результатам клинических испытаний после семидневного курса терапии электростимуляцией при использовании импульсов прямоугольной формы клиническое излечение достигается у 50% больных, а при использовании импульсов, форма которых максимальной приближена к форме потенциала действия, клиническое излечение достигается у 80% больных [5].
В то же время в указанном электростимуляторе возможность формирования импульсов с формой, максимально приближенной к форме потенциала действия, отсутствует.
Технический результат, достигаемый заявляемым изобретением - обеспечение стимулирующих импульсов, форма которых максимально приближена к форме потенциала действия, и, как следствие, повышение эффективности электростимуляции.
Указанный технический результат достигается тем, что электростимулятор, содержащий генератор импульсов и стимулирующие электроды, снабжен регулятором интенсивности и формирователем импульса воздействия, содержащим повторитель, реализованный на операционном усилителе, ключ с регулируемой выходной амплитудой, представляющий собой транзистор, включенный по схеме с общим эмиттером в инверсном активном режиме, дифференциатор, состоящий из конденсатора, резистора и диода, усилитель, представляющий собой каскад, состоящий из операционного усилителя, резисторов и транзистора, трансформатор, при этом выход регулятора интенсивности соединен с входом повторителя, выход генератора импульсов соединен с первым входом ключа, выход повторителя соединен со вторым входом ключа, выход ключа соединен с входом дифференциатора, выход дифференциатора соединен с входом усилителя, выход усилителя соединен с входом трансформатора, а выход трансформатора соединен со стимулирующими электродами.
Указанный технический результат достигается также тем, что регулятор интенсивности выполнен с возможностью изменения амплитуды управляющего сигнала в процессе проведения сеанса электростимуляции.
Указанный технический результат достигается также тем, что генератор импульсов выполнен с возможностью обеспечения циклического изменения частоты следования импульсов в диапазоне от 5 до 18 Гц. Период следования импульсов на данных частотах меньше длительности потенциала действия для быстрых и медленных нервных и мышечных волокон.
Указанный технический результат достигается также тем, что генератор импульсов выполнен с возможностью обеспечения постоянной частоты следования импульсов 7,83 Гц. Эта частота совпадает с частотой резонанса Шумана, с которой магнитное поле Земли действует на организм человека с рождения, вследствие чего к ней у организма повышенная восприимчивость.
Изобретение поясняется чертежами. На фиг. 1 приведена форма потенциала действия, на фиг. 2 приведена форма импульса воздействия, на фиг. 3 показана структурная схема электростимулятора, на фиг. 4 иллюстрируется пример построения формирователя импульса воздействия, на фиг. 5 приведены временные диаграммы, поясняющие работу электростимулятора.
Заявляемый электростимулятор содержит регулятор интенсивности 1, программируемый генератор импульсов 2, формирователь импульса воздействия 3, стимулирующие электроды 4. Формирователь импульса воздействия 3, в свою очередь, содержит повторитель 3.1, ключ с регулируемой выходной амплитудой 3.2, дифференциатор 3.3, усилитель 3.4, трансформатор 3.5.
Выход регулятора интенсивности 1 соединен с входом повторителя 3.1, выход программируемого генератора импульсов 2 соединен с первым входом ключа с регулируемой выходной амплитудой 3.2, выход повторителя 3.1 соединен со вторым входом ключа с регулируемой выходной амплитудой 3.2, выход ключа с регулируемой входной амплитудой 3.2 соединен с входом дифференциатора 3.3, выход дифференциатора 3.3 соединен с входом усилителя 3.4, выход усилителя 3.4 соединен с входом трансформатора 3.5, выход трансформатора 3.5 соединен со стимулирующими электродами 4.
Электростимулятор работает следующим образом.
Программируемый генератор импульсов 2 на выходе формирует последовательность прямоугольных импульсов нулевого уровня (фиг. 5, а) с длительностью 7 мс. Данная последовательность подается на второй вход формирователя импульса воздействия 3, на первый вход которого подается управляющий сигнал с регулятора интенсивности 1 (фиг. 5, б). Формирователь импульса воздействия 3 формирует на выходе последовательность импульсов определенной формы, близкой к форме потенциала действия (фиг. 5, д), частота следования которых соответствует частоте следования импульсов с программируемого генератора импульсов 2, а амплитуда зависит от амплитуды управляющего сигнала, поступающего с выхода регулятора интенсивности 1. Регулятор интенсивности выполнен с возможностью изменения амплитуды управляющего сигнала в процессе сеанса электростимуляции (например, на основе ЦАП). Это позволяет изменять амплитуду импульсов воздействия по выбранному закону, что повышает эффективность электростимуляции. С выхода формирователя импульса воздействия 3 последовательность импульсов подается на стимулирующие электроды 4.
Формирование импульсов воздействия осуществляется следующим образом. Управляющий сигнал (фиг. 4, точка А; фиг. 5, б) подается на повторитель, реализованный на операционном усилителе DA1. Это обеспечивает стабильность параметров управляющего сигнала. Информативным параметром управляющего сигнала в данном случае является напряжение. Для наглядности характеристические эпюры приведены для двух различных уровней напряжения управляющего сигнала с плавным переходом между ними (фиг. 5, б). Транзистор VT1 включен по схеме с общим эмиттером в инверсном активном режиме в целях экономии энергии элементов питания. Он служит для передачи импульсов с генератора импульсов (фиг. 4, точка В; фиг. 5, а), изменяя их амплитуду до амплитуды сигнала управления (фиг. 4, точка С; фиг. 5, в), на дифференцирующую цепочку, состоящую из конденсатора С1 и резистора R2. Диод VD1 служит для отсекания отрицательной составляющей импульсов (фиг. 4, точка D; фиг. 5, г). Далее полученная последовательность импульсов усиливается на каскаде, состоящем из операционного усилителя DA2, резисторов R3 и R4 и транзистора VT2. Благодаря повышающему коэффициенту трансформации Т1 импульсы усиливаются по напряжению и приобретают пологую отрицательную составляющую (фиг. 4, точки Е, F; фиг. 5, д).
Формирование отрицательной составляющей происходит следующим образом. При резком нарастании напряжения на входе трансформатора Т1 напряжение на выходе будет составлять
где Uвх.макс - максимальное напряжение на входе трансформатора,
N - коэффициент передачи трансформатора.
При последующем плавном спаде напряжения на входе трансформатора Т1 напряжение на выходе трансформатора будет также плавно снижаться. По окончании процесса спада напряжение снизится на величину Uвх.макс. Одновременно с этим будет происходить изменение выходного напряжения в связи с проявлением самоиндукции во вторичной обмотке трансформатора Т1. Ток во вторичной обмотке трансформатора будет изменяться по закону
где I0 - ток во вторичной обмотке трансформатора в начальный момент времени,
t - текущий момент времени,
R - суммарное сопротивление вторичной обмотки трансформатора и нагрузки,
L - индуктивность вторичной обмотки трансформатора.
Вследствие изменения тока будет проявляться ЭДС самоиндукции
Итоговое напряжение на выходе трансформатора при установлении Uвх=0 будет составлять
Далее при отсутствии входного воздействия ток во вторичной обмотке трансформатора Т1 и, следовательно, напряжение на выходе трансформатора будет стремиться к нулю по экспоненциальному закону (2).
Заявляемый электростимулятор, в отличие от ближайшего аналога, обеспечивает формирование импульса воздействия, форма положительной части которого близка к треугольной, а форма отрицательной части близка к синусоидальной, т.е. практически повторяет форму потенциала действия. Благодаря этому повышается эффективность электростимуляции.
Длительность используемого импульса в предложенном электростимуляторе меньше, чем длительность потенциала действия для большинства тканей. Это позволяет исключить негативное влияние постактивационного торможения на возбудимость стимулируемых тканей.
Таким образом, технико-экономический эффект предложенного электростимулятора заключается в повышении эффективности электростимуляции.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Ливенсон А. Р. Электромедицинская аппаратура. - М.: Медицина, 1981. - С. 77.
2. Патент РФ №2178319, МПК7 A61N 1/36, 1999.
3. Боголюбов В. М., Пономаренко Г. Н. Общая физиотерапия. - СПб.: СЛП, 1998. - С. 87.
4. Фундаментальная и клиническая физиология / ред. А. Г. Камкин, А. А. Каменский. - М.: Академия, 2004. - С. 198.
5. Протокол клинических испытаний электростимулятора «СТИМЭЛ-01» от 15.01.2014.
Claims (4)
1. Электростимулятор, содержащий генератор импульсов и стимулирующие электроды, отличающийся тем, что он снабжен регулятором интенсивности и формирователем импульса воздействия, содержащим повторитель, реализованный на операционном усилителе, ключ с регулируемой выходной амплитудой, представляющий собой транзистор, включенный по схеме с общим эмиттером в инверсном активном режиме, дифференциатор, состоящий из конденсатора, резистора и диода, усилитель, представляющий собой каскад, состоящий из операционного усилителя, резисторов и транзистора, трансформатор, при этом выход регулятора интенсивности соединен с входом повторителя, выход генератора импульсов соединен с первым входом ключа, выход повторителя соединен со вторым входом ключа, выход ключа соединен с входом дифференциатора, выход дифференциатора соединен с входом усилителя, выход усилителя соединен с входом трансформатора, а выход трансформатора соединен со стимулирующими электродами.
2. Электростимулятор по п. 1, отличающийся тем, что регулятор интенсивности выполнен с возможностью изменения амплитуды управляющего сигнала в процессе проведения сеанса электростимуляции.
3. Электростимулятор по п. 1, отличающийся тем, что генератор импульсов выполнен с возможностью обеспечения циклического изменения частоты следования импульсов в диапазоне от 5 до 18 Гц.
4. Электростимулятор по п. 1, отличающийся тем, что генератор импульсов выполнен с возможностью обеспечения постоянной частоты следования импульсов 7,83 Гц.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014109314/14A RU2570940C2 (ru) | 2014-03-11 | 2014-03-11 | Электростимулятор |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014109314/14A RU2570940C2 (ru) | 2014-03-11 | 2014-03-11 | Электростимулятор |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2014109314A RU2014109314A (ru) | 2015-09-27 |
RU2570940C2 true RU2570940C2 (ru) | 2015-12-20 |
Family
ID=54250633
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014109314/14A RU2570940C2 (ru) | 2014-03-11 | 2014-03-11 | Электростимулятор |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2570940C2 (ru) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2178319C2 (ru) * | 1999-05-11 | 2002-01-20 | Российский научно-исследовательский нейрохирургический институт им. проф. А.Л. Поленова | Электростимулятор |
RU2253487C2 (ru) * | 2004-04-12 | 2005-06-10 | Закрытое акционерное общество "Геософт Дент" | Способ чрескожной электронейростимуляции преимущественно в стоматологической практике и устройство для его осуществления |
RU2438732C2 (ru) * | 2006-03-17 | 2012-01-10 | Лоренц Биотек С.П.А. | Устройство и способ для электростимуляции |
-
2014
- 2014-03-11 RU RU2014109314/14A patent/RU2570940C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2178319C2 (ru) * | 1999-05-11 | 2002-01-20 | Российский научно-исследовательский нейрохирургический институт им. проф. А.Л. Поленова | Электростимулятор |
RU2253487C2 (ru) * | 2004-04-12 | 2005-06-10 | Закрытое акционерное общество "Геософт Дент" | Способ чрескожной электронейростимуляции преимущественно в стоматологической практике и устройство для его осуществления |
RU2438732C2 (ru) * | 2006-03-17 | 2012-01-10 | Лоренц Биотек С.П.А. | Устройство и способ для электростимуляции |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2014109314A (ru) | 2015-09-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5257623A (en) | Apparatus for generating electric pulses for biological object stimulation | |
TWI289058B (en) | Living body stimulating apparatus | |
MX2018011245A (es) | Dispositivo de microcorriente y metodo para el tratamiento de enfermedad visual. | |
MX2021015378A (es) | Sistema y metodo para suministrar corriente electrica de impulsos al tejido vivo. | |
RU2178319C2 (ru) | Электростимулятор | |
CN101234233A (zh) | 经颅磁场刺激器刺激强度调制方法及其装置 | |
RU2008109858A (ru) | Способ электростимуляционной тренировки мышц | |
KR950014481B1 (ko) | 전기자극 장치 | |
EA202092289A1 (ru) | Устройство для магнитной стимуляции центральной нервной системы и прибор для здравоохранения или медицины, содержащий его | |
CN107158564B (zh) | 一种低频调制的中频电刺激的体外膈肌起搏器 | |
RU2019102406A (ru) | Устройство и способ автоматической компенсации временных колебаний, таких как циркадные ритмы, при чрескожной электрической нейростимуляции | |
RU2570940C2 (ru) | Электростимулятор | |
JP4174831B2 (ja) | 生体刺激装置 | |
US9532925B2 (en) | Spectral electrotherapy device and method of controlling the same | |
JP2002515312A (ja) | 磁気的刺激装置 | |
RU139227U1 (ru) | Устройство для электротерапии простатопатий | |
RU2649568C2 (ru) | Электростимулятор | |
CN203263785U (zh) | 一种基于fpga的神经康复治疗仪的刺激器 | |
RU181726U1 (ru) | Аппарат транскраниальной электростимуляции эндорфинных механизмов мозга | |
RU2325930C2 (ru) | Способ электровоздействия на живой организм и устройство для его осуществления | |
RU139228U1 (ru) | Устройство для электротерапии простатопатий | |
RU111002U1 (ru) | Аппарат для физиотерапии | |
RU2735757C1 (ru) | Способ чрескожного электровоздействия | |
BG113024A (bg) | Устройство за неинвазивна електростимулация на ендорфинергичния център на мозъка при човека и животните | |
SU1351612A1 (ru) | Электростимул тор |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200312 |