RU2820399C1 - Устройство для осуществления транслингвальной нейростимуляции - Google Patents

Abstract

Настоящее техническое решение относится к области медицины, а именно к устройству для осуществления транслингвальной передачи данных. Предложено носимое устройство для осуществления транслингвальной передачи данных содержащее: блок управления, содержащий процессор, блок памяти, блок беспроводной связи, блок питания; камеры-лидары являющиеся программно-аппаратным модулем с функцией сканирования окружающего пространства и формирования сигнала, представляющего собой карту глубин окружающего пространства; блок обработки, выполненный с возможностью преобразования сигнала с камер-лидаров в последовательность электрических импульсов и их передачи на мундштук, размещаемый в ротовой полости;при этом мундштук содержит процессор и матрицу электродов, состоящую из пикселей, где каждый пиксель содержит по меньшей мере две контактные площадки, выполненные с возможностью передачи электрических импульсов на поверхность языка пользователя. Изобретение обеспечивает повышение эффективности коррекции восстановления утраченных моторных навыков, при прохождении реабилитации пациента. Кроме того, заявленное решение обеспечивает альтернативный способ восприятия визуальной информации, передающейся в мозг за счёт ТЛНС и основывающейся на принципе сенсорного замещения, реализующегося за счёт эффекта нейропластичности. 4 з.п. ф-лы, 5 ил.

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящее техническое решение относится к области медицины, а именно к устройству для осуществления транслингвальной нейростимуляции.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

В настоящее время все большую актуальность приобретают вопросы повышения эффективности лечения и закрепления достигнутых результатов среди специалистов, занимающихся реабилитацией пациентов с заболеваниями и травмами нервной системы, а также восстановлением трудоспособности сотрудников различных министерств и ведомств после выполнения сложных задач в условиях агрессивной стрессовой нагрузки, кроме того по данным ВОЗ в мире по состоянию на 2023 год насчитывается около 39 миллионов незрячих. Число людей, имеющих те или иные проблемы со зрением, составляет 284 миллиона.

Среди полностью незрячих людей около 80% незрячи с рождения, что сопряжено с сопутствующими пороками развития, такими как: неразвившиеся глазные яблоки, отсутствие зрительного нерва. Таким образом большинство современных средств реабилитации неспособны заменить им отсутствующее зрение. Такого рода особенности здоровья незрячих людей приводят по данным ВОЗ к потерям, связанным со снижением производительности труда, оценивающийся в 244 млрд долларов ежегодно. Ежегодный прирост популяции незрячих людей примерно одинаковый во всём мире и составляет около 1% популяции стран.

Работа операторов различного профиля сопровождается интенсивной физической и психической нагрузкой, поскольку время, отведенное на решение выполняемых задач, сокращается, а сложность проблем только увеличивается. Это определяет необходимость поиска новых эффективных и безопасных методик с возможностью реализации принципа индивидуального подхода в каждом конкретном случае. В связи с этим арсенал специалиста, занимающегося реабилитационным лечением, должен постоянно расширяться в соответствии современными требованиями сегодняшнего дня, в том числе и за счет комбинирования различных методов воздействия. Современный технологический уровень и достижения физиологии позволяют увеличивать возможности как за счет создания новых, так и улучшения уже известных и широко применяемых методик.

В последнее время вновь возник интерес к различным методам электростимуляции головного мозга. На этом фоне достаточно незаметно произошло появление нового метода воздействия на структуры центральной нервной системы - транслингвальной нейростимуляции.

Транслингвальная нейростимуляция (ТЛНС) может применяться как в реабилитационном лечении пациентов с заболеваниями и травмами нервной системы, так и в рамках восстановительной медицины. Данный метод помогает решать самые различные задачи: от коррекции астенических состояний до повышения эффективности моторного и других видов обучения, а также для передачи в мозг изображения.

Методика основана на неинвазивном воздействии на центральную нервную систему (ЦНС) через стимуляцию кожи языка.

ТЛНС необходима:

- После перенесённого инсульта или черепно-мозговой травмы;

- Детям и взрослым с ДЦП, СДВГ;

- При болезни Паркинсона, рассеянном склерозе;

- Детям с задержкой развития (речевого, психического, моторного);

- Детям и взрослым с речевыми нарушениями (алалия, афазия, дизартрия и др.);

- При двигательных нарушениях (спастика, парезы и параличи, нарушение походки, тремор, гиперкинезы и др.);

- При когнитивных расстройствах (ухудшении памяти, внимания, мышления);

- При нарушении функции органов чувств (ухудшение слуха, зрения, вестибулярные нарушения, тиннитус (шум в ушах) и др.);

- При нарушении координации и равновесия;

- При расстройствах чувствительности (онемение, боли);

- У пациентов с неврозами, депрессией, паническими атаками;

- При нарушениях сна и бодрствования (трудности с засыпанием и поддержанием сна, дневная сонливость);

- При астенических состояниях, в том числе, вызванных переутомлением, стрессами;

- При нарушении контроля над тазовыми функциями (энурез, недержание мочи);

- При других хронических дегенеративных или наследственных заболеваниях центральной нервной системы, опорно-двигательного аппарата;

- При некоторых психических заболеваниях (аутизм, олигофрения, деменция и др.);

- При частичном и полном отсутствии зрения, обусловленном полученной травмой, утраченном в ходе развития патологического процесса, либо в следствие особенностей развития плода.

Язык - это орган, имеющий наибольшую плотность рецепторов, особенно много рецепторов на кончике языка. В основном, это рецепторы вкусовой чувственности (ветвь лицевого нерва chorda tympani) и общей чувствительности (3 ветвь тройничного нерва).

По этим нервам импульсы поступают в ствол головного мозга к ядру вкусовой чувствительности (nucleus tractus solitarius) и комплексу ядер тройничного нерва. Таким образом, высокая плотность рецепторов и расположение ядер позволяют направить большой поток импульсов непосредственно в ствол мозга.

В стволе мозга проходят проводящие пути ко всем отделам ЦНС: восходящие к таламусу, базальным ядрам, коре; нисходящие к спинному мозгу, горизонтальные - к мозжечку. Кроме того, в стволе мозга находится ретикулярная формация, регулирующая процессы возбуждения-торможения коры головного мозга, сна-бодрствования, памяти, мышления, двигательные функции и вегетатику. В том числе за счёт стимуляции нервных волокон, иннервирующих язык (мандибулярная ветвь тройничного нерва, V-IV пары черепных нервов), возможна передача данных в мозг, который вначале воспринимает данные стимулы как осязание, а затем в ходе синаптогенеза начинает оценивать данную стимуляцию как зрительную информацию и передаёт её в зрительную зону коры головного мозга.

Таким образом, стимуляция ствола мозга распространяется как на структуры, расположенные непосредственно в зоне воздействия (ядра, ретикулярная формация), так и на все отделы ЦНС через многочисленные тракты, проходящие через эту область.

С клинической точки зрения представляет наибольший интерес влияние ТЛНС на двигательные и сенсорные участки коры головного мозга, речевые зоны, ретикулярную формацию, вестибулярный аппарат, зрительные и слуховые нервы, вегетативные центры.

Из уровня техники известен источник информации US 20150290453 A1, опубликованный 15.10.2015 и раскрывающий систему и способ влияния на головной мозг и системы восприятия человеческого организма. В том числе методы улучшения моторных функций организма человека. А также системы сенсорного замещения.

Известная из уровня техники заявка описывает конструкции матриц электродов, принципы вывода сигнала на язык человека, системы и датчики (включая видеокамеры) как системы ввода данных для матрицы электродов. В заявке указаны формы и параметры сигналов, которые используются для стимуляции языка, методы контроля воздействия на головной мозг, методы предотвращения «смазывания» картинки, оборудование, использующееся для составления «карт глубин», конструкция преобразователей напряжения для контроля интенсивности сигнала, схемы мультиплексорной коммутации вывода сигнала, использование массива электродов в качестве источника ввода данных (тачпада). Использование устройства в качестве средства вестибулярной реабилитации.

Предлагаемое же решение отличается от известного из уровня техники тем, что в предлагаемом решении матрица электродов составлена из пикселей. Пиксель состоит из трёх рядов сайтов (контактных площадок) по три сайта в каждом ряду. Центральный - второй сайт во втором ряду, где каждый пиксель представляет собой независимый general-purpose input/output GPIO (порт ввода-вывода общего назначения). То есть центральный сайт напрямую соединён с контактом порта ввода-вывода микроконтроллера. В то время как остальные сайты (целиком первый ряд, целиком третий ряд и первый, и третий сайт во втором ряду) представляют собой шину, общую для всех пикселей. Из чего следует, что в шину объединены все первые сайты первого ряда пикселей, все вторые сайты первого ряда пикселей и так далее. Это справедливо для всех сайтов пикселя, кроме второго сайта во втором ряду пикселя, имеющего отдельное подключение к отдельному контакту порта ввода-вывода микроконтроллера. Линия, в которую соединены остальные сайты пикселей подключены параллельно к одному и тому же контакту порта ввода-вывода микроконтроллера. Таким образом достигается полезный эффект состоящий в экономии контактов портов ввода-вывода микроконтроллера, которая растёт пропорционально с увеличением количества пикселей в матрице электродов, а также за счёт одновременного вывода точек, совпадающих по положению и «яркости» в каждом пикселе достигается более высокая частота кадров в секунду, что позволяет предоставить пользователю более удобное восприятие динамических процессов, происходящих в окружающей обстановке.

Принцип вывода сигнала, описанный в указанном выше решении, основывается на использовании генератора сигнала и повышающего преобразователя для коммутации данного сигнала через мультиплексор с сайтами матрицы электродов. Вывод сигнала может осуществляться как поточечно, так и одновременно на всех сайтах.

В конструкции заявленного решения отсутствует повышающий преобразователь и в качестве генератора сигналов выступает сам микропроцессор. Как уже указывалось выше заявленное решение также снижает габариты и энергопотребление устройства, и повышает скорость вывода кадров. Сами кадры выводятся комбинированным методом, то есть за счёт пиксельной конструкции матрицы часть точек кадра выводятся в нескольких пикселях одновременно. Например, если в первом пикселе первая точка «окрашена» и также «окрашена» и во втором пикселе, то обе данные точки выводятся одновременно по средствам подачи высокого (или низкого) уровня на сайты линии 1 и перевода центрального активного сайта в противоположное (высокое или низкое состояние).

Для предотвращения вывода точки во всех остальных пикселях, содержащих линию 1, центральные активные сайты переводятся в состояние входа. Таким образом ток, текущий через них ничтожен, и пользователь не ощущает точки в таком пикселе как активные. Следуя данному принципу, выводя точки всех 8 линий с задержкой в 5 или более микросекунд, достигается высокая скорость кадров, выводимых на матрицу электродов, что позволяет пользователю быстрее оценивать окружающую обстановку, взаимодействовать с быстродвижущимися объектами, полнее оценивать форму объекта и т.п.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Технической задачей, на решение которой направлено заявленное техническое решение, является создание компактного устройства с низким энергопотреблением, пригодным для размещения в ротовой полости целиком, без необходимости выводить кабель, ведущий к блоку управления устройством.

Кроме того, в настоящем изобретении отсутствуют мультиплексоры, что также снижет габариты и энергопотребление устройства.

Кроме того, исключение времени, необходимого для переключения мультиплексора увеличивает скорость вывода кадров.

Транслингвальная нейростимуляция характеризуется безопасностью, простотой и доступностью использования. Применение транслингвальной нейростимуляции позволяет сократить сроки комплексного лечения, повысить эффективность реабилитационных мероприятий, улучшить физиологические и когнитивные показатели функционального состояния организма, восстановить работоспособность, поддерживать и расширять профессиональные навыки.

Техническим результатом, достигающимся при решении вышеуказанных технических задач, является повышение эффективности коррекции восстановления утраченных моторных навыков, при прохождении реабилитации пациента.

Кроме того, заявленное решение обеспечивает альтернативный способ восприятия визуальной информации, передающейся в мозг за счёт ТЛНС и основывающейся на принципе сенсорного замещения, реализующегося за счёт эффекта нейропластичности. Поскольку в заявленном решении осуществлена возможность с помощью камер-лидаров сканировать окружающее пространство и формировать сигнал, представляющий собой карту глубин окружающего пространства и передавать данную карту в виде электрических импульсов на кожу языка. Такие импульсы в ходе тренировок начинают восприниматься пользователем как изображение. Таким образом можно заменить зрение для незрячих людей и дать возможность получить второе зрение для зрячих пользователей

Нарушения моторной и зрительной функции могут развиваться вследствие неврологических, травматологических и иных причин.

Указанные выше технические результаты достигаются за счет работы носимого устройства для осуществления транслингвальной передачи данных содержащего:

• блок управления содержащий процессор, блок памяти, блок беспроводной связи, блок питания;

• камеры-лидары являющиеся прогрммно-аппаратным модулем с функцией сканирования окружающего пространства и формирования сигнала, представляющего собой карту глубин окружающего пространства;

• блок обработки, выполненный с возможностью преобразования сигнала с камер-лидаров в последовательность электрических импульсов и их передачи на мундштук, размещаемый в ротовой полости;

при этом

• мундштук содержит процессор и матрицу электродов, состоящую из пикселей, где каждый пиксель содержит по меньшей мере две контактные площадки, выполненные с возможностью передачи электрических импульсов на поверхность языка пользователя.

В частном варианте реализации предлагаемое устройство содержит корпус, на котором размещаются блок управления, модуль камер-лидаров, блок обработки и мундштук.

В частном варианте реализации предлагаемого устройства, корпус выполнен состоящим из двух половин, соединяющихся в центре с возможностью сложения пополам.

В частном варианте реализации предлагаемое устройство выполнено в виде шлема.

В частном варианте реализации предлагаемое устройство выполнено в виде маски или полумаски.

В частном варианте реализации предлагаемого устройства, каждая центральная контактная площадка в пикселе подключена независимо к отдельному выходу порта ввода-вывода процессора.

В частном варианте реализации предлагаемого устройства, матрица содержит линии, входящие в состав всех пикселей, объединяющих все контактные площадки во всех пикселях, находящихся в одинаковом положении относительно пикселя, в котором они находятся.

В частном варианте реализации предлагаемого устройства, сигнал с камер-лидаров дополнительно обрабатывается процессором для поиска и выявления местоположения и типа предметов окружающего пространства или процессов, происходящих в окружающем пространстве.

В частном варианте реализации в предлагаемом устройстве дополнительно определяется стадия процесса, происходящего в окружающем пространстве.

В частном варианте реализации в предлагаемом устройстве мундштук размещен на поворотном механизме.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Признаки и преимущества настоящего технического решения станут очевидными из приводимого ниже подробного описания и прилагаемых чертежей.

Фиг. 1 - показан вариант осуществления устройства для транслингвальной нейростимуляции;

Фиг. 2 - изображена внутренняя поверхность устройства для транслингвальной нейростимуляции;

Фиг. 3 - показан вариант расположения матрицы электродов;

Фиг. 4 - изображена конструкция матрицы электродов;

Фиг. 5 - изображён пример отдельного пикселя.

На всех фигурах, аналогичные номера ссылок должны пониматься как ссылающиеся на аналогичные части, компоненты и структуры.

ДЕТАЛЬНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В приведенном ниже подробном описании реализации изобретения приведены многочисленные детали реализации, призванные обеспечить отчетливое понимание настоящего изобретения. Однако, квалифицированному в предметной области специалисту, будет очевидно каким образом можно использовать настоящее изобретение, как с данными деталями реализации, так и без них. В других случаях хорошо известные методы, процедуры и компоненты не были описаны подробно, чтобы не затруднять понимание особенностей настоящего изобретения.

Кроме того, из приведенного изложения будет ясно, что изобретение не ограничивается приведенной реализацией. Многочисленные возможные модификации, изменения, вариации и замены, сохраняющие суть и форму настоящего изобретения, будут очевидными для квалифицированных в предметной области специалистов.

Транслингвальная нейростимуляция (TLNS) - высокоэффективный вид нейростимуляции (нейромодуляции), при котором воздействие на центральную нервную систему (ЦНС) осуществляется через электротактильную стимуляцию нервных окончаний кончика языка. Инновационная технология (работы ведутся немногим более 20 лет), показала впечатляющие результаты в реабилитации пациентов, страдающих от двигательных нарушений, нарушения зрительной функции и проблем с мышлением.

Транслингвальная нейростимуляция используется во многих ведущих клиниках страны. Огромный список исследований, научных работ, докладов, диссертаций, и выступлений на конгрессах неврологов представлен в конце этой статьи. Помимо впечатляющих устойчивых результатов преимуществами метода являются неинвазивность, безопасность, удобство и простота использования даже для ослабленных пациентов.

Язык - уникальное место для связи с мозгом. Сигнал от других участков тела поступает в мозг через спинной мозг. 10-15 тысяч невероятно плотно расположенных, высокочувствительных механо-рецепторов (нервных окончаний) языка, через тройничный и лицевой нервы (передние две трети языка) передают сигнал непосредственно в ствол головного мозга.

На сегодня это возможно самый эффективный способ стимуляции непосредственно ствола головного мозга, приводящего к воздействию на всю ЦНС, в отличие от существующих методов магнитной, радиочастотной, электро нейростимуляций.

Стоит отметить, что ни один участок кожи не может почувствовать объект размером в 100 микрон. За доли секунды мы чувствуем маленький волосок, попавший к нам на язык. Пять из 12 черепных нервов связаны с языком. Языкоглоточный нерв (задняя треть языка), блуждающий нерв (корень языка), подъязычный нерв (мышцы языка) и уже упомянутые тройничный и лицевой нерв.

В заявленном техническом решении предлагается носимое устройство для осуществления транслингвальной передачи данных и новый подход для проведения транслингвальной нейростимуляции.

Заявленное решение представляет собой совокупность устройства для проведения транслингвальной нейростимуляции и способов стимуляции через наязычный электрод.

Как показано на фиг. 1 носимое устройство для проведения транслингвальной нейростимуляции представляет собой совокупность устройства для осуществления транслингвальной передачи данных и способов такой передачи данных через наязычный электрод. Устройство предназначено для передачи графической и параметрической информации в мозг пользователя и состоит из следующих узлов: корпус устройства (1), который состоит из двух половин, соединяющихся в центре с возможностью сложения пополам, и может быть выполнен в виде шлема или маски, или полумаски. В обеих половинках корпуса расположены элементы блока управления и системы питания (2). При этом блок управления содержит процессор, блок памяти, блок беспроводной связи и блок питания. В центре установлен модуль камер-лидаров (3). Камеры-лидары (3) являются программно-аппаратным модулем с функцией сканирования окружающего пространства и формирования сигнала, представляющего собой карту глубин окружающего пространства. Сигнал с камер-лидаров дополнительно обрабатывается процессором для поиска и выявления местоположения и типа предметов окружающего пространства или процессов, происходящих в окружающем пространстве.

Для крепления устройства на лице пользователя предусмотрены тканевые регулируемые крепления (4).

На внутренней поверхности устройства для проведения транслингвальной нейростимуляции (фиг. 2) расположены наязычный мундштук (5), содержащий матрицу электродов (на фиг. 2 она не изображена). При этом, мундштук (5) размещен на поворотном механизме (6), что обеспечивает удобное размещение мундштука (5) в ротовой полости пользователя. Также на внутренней поверхности заявленного устройства расположено крепление (7) для мундштука (5), обеспечивающие фиксацию мундштука (5) в сложенном состоянии.

На нижней поверхности мундштука (5) (фиг. 3) расположена матрица электродов (8), предназначенная для транслингвальной передачи данных.

Ниже приведен принцип работы устройства для транслингвальной передачи данных.

Камеры-лидары (3) сканируют окружающее пространство, формируют кадры, являющиеся картами глубин, где каждый пиксель несет информацию о расстоянии между областями поверхности ему соответствующей и камерой-лидаром (3). Этот поток карт глубины, кадр за кадром в виде сигналов передается на блок управления (2). Блок управления (2) является функциональным блоком обработки изображений. Принимая на вход кадры карт глубин, он преобразовывает их в кадры задания на стимуляцию наязычной поверхности и передает их на наязычный электрод. Обработкой является преобразование кадра от камеры-лидара для:

а. Приведения соотношения сторон кадра карты глубин к соотношению сторон наязычного электрода;

б. Приведение разрешения кадра карты глубин к разрешению наязычного электрода;

в. Преобразования значений глубины пикселей кадров карт глубин к «условной яркости» (здесь и далее “условная яркость” - это действительное число от 0 до 1, задающее меру интенсивности стимуляции относительно других пикселей кадра) пикселей кадров карт стимуляции;

г. Коррекция кадра наязычного электрода в целях оптимизации восприятия пользователем (сюда может входить подстройка уровней «условной яркости», инвертирование «условной яркости» пикселей и т.п.).

Контроллер наязычного электрода кадр за кадром принимает задания на стимуляцию наязычной поверхности и преобразует их в электрические импульсы на соответствующих контактах наязычного электрода. Каждый пиксель принятого кадра соответствует паре контактов на электроде и направлению движения тока между этими контактами. Чем «ярче» пиксель (т.е. чем ближе соответствующий участок поверхности к камере-лидару (3)) тем меньшее (или большее, в зависимости от выбранного режима работы) количество электрической энергии подается за время отведенное на отрисовку соответствующего кадра на пару контактов наязычного электрода, соответствующую взятому пикселю. Подача электрической энергии осуществляется путем создания разности потенциалов на соответствующей паре контактов. Подача электрической энергии может осуществляться как одним импульсом, продолжительность которого будет обратно пропорциональна «условной яркости», так и методом широтно-импульсной модуляции, в зависимости от выбранного режима работы наязычного электрода.

Такой способ сбора информации об окружающей обстановке обеспечивает устойчивую работу устройства в условиях плохой освещённости и одновременно позволяет передавать данные об объектах, находящихся в нём. Также данный сигнал может быть дополнительно программно обработан со следующими целями: поиск и выявление конкретных предметов или процессов, происходящих в окружающем пространстве для дополнительного информирования о местоположении таких объектов в окружающей обстановке, стадии и характере происходящих в окружающей обстановке процессов; одновременного представления окружающей обстановки и положения и состояния устройства, которым может управлять пользователь.

На фиг. 4 изображена конструкция матрицы электродов (8). Матрица электродов (8) состоит из пикселей (9), содержащих 9 сайтов. При этом, каждый пиксель содержит по меньшей мере две контактные площадки, выполненные с возможностью передачи электрических импульсов на поверхность языка пользователя.

В зависимости от назначения матрицы (8) и разрешения передаваемой информации количество и размер пикселей, количество и размер сайтов, входящих в состав пикселя, может меняться. Кроме того, каждый центральный сайт в пикселе подключен независимо к отдельному выходу порта ввода-вывода управляющего процессора (10). Также в состав матрицы входят линии (11), входящие в состав всех пикселей. Данные линии (11) объединяют все сайты во всех пикселях, находящихся в одинаковом положении относительно пикселя, в котором они находятся.

На фиг. 5 изображён отдельный пиксель. Сайты 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 являются сайтами линий и соединены с соответствующими сайтами всех пикселей. Сайт 9 является отдельным и уникальным для каждого пикселя. В каждом пикселе сайт 9 подключён к отдельному выходу порта ввода-вывода.

Рассмотрим простой пример вывода кадра, состоящего из одной точки.

Предположим, что необходимо вывести одну точку изображения на сайт 1. Для этого линия 1, к которой подключен сайт 1 переводится в высокое состояние, а сайт 9 в низкое. При этом линии 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 будут находиться в состоянии входа и ток, текущий по ним, будет настолько мал, что пользователь не ощутит такой сигнал.

Таким образом ток из сайта 1 течёт через поверхность языка в сайт 9, и пользователь ощущает выведенную точку кадра.

Рассмотрим другой пример.

Предположим, что необходимо вывести кадр, состоящий из трёх точек на сайтах 1, 2 и 3. Таким образом кадр будет выводиться в три такта. Время между тактами составит не менее 5 микросекунд. В первый такт сайт 1 будет переведён в высокое состояние, а сайт 9 – в низкое, линии 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 будут находиться в состоянии входа. Ток потечёт из сайта 1 в сайт 9 по поверхности языка, и пользователь ощутит первую точку кадра. Затем по окончанию такта все линии и сайт 9 будут переведены в состояние входа. После этого наступает время второго такта, при котором линия 2 будет переведена в высокое состояние, а сайт 9 в низкое, в то время как линии 1, 3, 4, 5, 6, 7, 8 будут находиться в состоянии входа. Таким образом ток, текущий из сайта 2 в сайт 9 по поверхности языка, будет ощущаться пользователем как точка. По окончанию второго такта все линии и сайт 9 будут переведены в состояние входа.

Затем наступает время третьего такта, во время которого линия 3 будет переведена в высокое состояние, а сайт 9 будет переведён в низкое состояние, линии 1, 2, 4, 5, 6, 7, 8 будут находиться в состоянии входа. Так ток, текущий из сайта 3 в сайт 9, будет ощущаться пользователем как точка. По окончании третьего такта все линии и сайт 9 будут переведены в состояние входа и ток не будет течь по поверхности языка пользователя.

Рассмотрим пример, при котором необходимо вывести кадр, состоящий из одной точки, расположенной на сайте 9. Для того чтобы вывести такую точку потребуется перевести сайт 9 в высокое состояние, а одну из линий, например линию 1 в низкое. В то время как линии 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 будут находиться в состоянии входа. Таким образом ток, текущий из сайта 9 в сайт 1, будет ощущаться пользователем как точка, но уже расположенная на сайте 9, а не на сайте 1, так как пользователь ощущает точку в непосредственной близости от анода, в качестве которого в данном случае выступает сайт 9.

Для формирования «объёмной картинки» необходимо изменить процент заполнения широтно-импульсной модуляция (ШИМ) сигнала высокого состояния в конкретной точке.

За счёт наличия линий, объединяющих пиксели возможно ускорение вывода кадра для достижения лучшего восприятия динамической картинки. Так в случае совпадения яркости точки в различных пикселях и её положения на одинаковых сайтах в разных пикселях можно выводить такие точки одновременно за один такт в разных пикселях. По одной линии за такт.

Кроме того, за счёт дополнительного анализа карты глубин, составляющейся камерой-лидаром (3) возможно изменять «контрастность» выводимых точек в пользу улучшения восприятия движения, либо рельефа в окружающей обстановке.

Параметры сигнала, подаваемого на сайты: сигнал, подаваемый на сайты, различается по типу и форме. Под типом подразумевается процент заполнения ШИМ сигнала. Амплитуда сигнала составляет 5В. За счёт изменения процента заполнения сигнала от 100% до 1% изменяется «яркость» точки, воспринимаемой пользователем. Таким образом достигается ощущение объёма картинки, воспринимаемой пользователем. Также за счёт комбинации процента заполнения ШИМ сигнала и интервалов между сигналами в условиях влажной среды и прислонённой поверхности языка возможно достичь сигнала различной формы (меандр, треугольник, прямая и обратная пила, синусоида), что в зависимости от индивидуальных особенностей восприятия пользователя может восприниматься как сигнал, кодирующий тот или иной цвет или комбинацию цветов.

Кроме того, в диапазоне частот от 10 Гц до 160 КГц сигнал определённой формы и частоты может восприниматься пользователем как вкус одного из 4 типов - горький, сладкий, кислый и солёный.

Ниже приведен пример вывода сигнала.

Сигнал выводится на поверхность языка кадрами. Каждый кадр выводится при помощи подачи сигнала на группу контактных площадок. Часть из которых соединена с выходами портов ввода-вывода напрямую по одной контактной площадке на вход, а часть из них объединена в группу контактных площадок, подключённых к одному выходу порта ввода-вывода одновременно.

Ниже приведен пример якорения ресурсных состояний.

В функционал заявляемого решения входит способ влияния на эмоциональное состояние человека. Данный способ основывается на принципе якорения ресурсных состояний. Для осуществления влияния на эмоциональное состояние пользователя с помощью релаксационных упражнений и других методик вводят в состояние эмоционального комфорта. Затем по достижении данного состояния на язык пользователя подаётся сигнал, например пульсирующий круг, закрепляющий данное ресурсное состояние. На язык пользователя выводится круг, который медленно изменяет яркость за счёт изменения процента заполнения ШИМ от 0 до 40%. В данном случае он является якорем. Таким образом после нескольких сеансов данной процедуры в обычной обстановке пользователь, подавая себе на язык сигнал, являющийся якорем данного состояния, может вернуть себе состояние эмоционального комфорта.

На матрице электродов расположены контактные площадки, соединённые с входами аналого-цифрового преобразователя. Расположение данных контактных площадок зависит от размеров матрицы, разрешения и количества пикселей и выбирается таким образом, чтобы равномерно расположить их по всей площади матрицы электродов. Наличие данных сайтов позволяет оценить величину электрического напряжения на поверхности языка в данных точках во время вывода кадров. Такие измерения необходимы для предотвращения повреждения поверхности языка от перегрева и динамической подстройки мощности сигнала. Кроме того, такой анализ позволяет оценить степень прилегания языка к матрице электродов, а также положение языка относительно матрицы электродов.

Во время проведения транслингвальной стимуляции необходимо выполнять упражнения на тренировку тех функций, которые требуется восстановить или улучшить.

Алгоритм работы устройства.

Подготовка к работе: Пользователь извлекает наязычный мундштук (5) из креплений мундштука (7). Устройство автоматическим активируется при извлечении наязычного мундштука (5) из креплений мундштука (7).

Фиксация мундштука на языке пользователя: Пользователь обхватывает ртом наязычный мундштук (5) и фиксирует носимое устройство на своей лицевой поверхности при помощи тканевых регулируемых креплений (4).

Работа заявленного носимого устройства: Устройство, используя данные от камер-лидаров (3) транслирует карту глубин окружающего пространства на наязычную поверхность пользователя через наязычный мундштук (5).

Прекращение работы носимого устройства: пользователь снимает полумаску с лица и помещает наязычный мундштук (5) в крепление мундштука (7). Заявленное устройство, детектировав возвращение наязычного мундшутка (5) в крепления (7), инициирует процесс отключения и прекращает работу.

Заявленное устройство обеспечивает повышение эффективности коррекции восстановления утраченных моторных навыков, при прохождении реабилитации пациента и обеспечивает альтернативный способ восприятия визуальной информации, передающейся в мозг за счёт ТЛНС и основывающейся на принципе сенсорного замещения, реализующегося за счёт эффекта нейропластичности.

Следует обратить внимание, что всего 30 секунд транслингвальной нейростиммуляции языка обеспечивает повышенную возбудимость коры головного мозга на протяжении 6 часов.

Анатомо-физиологические особенности методики определяют, что наиболее эффективным является использование транслингвальной нейростимуляции как элемента комплексного лечения и/или реабилитации в сочетании с различными упражнениями, направленными на восстановление / улучшение когнитивных, координаторных, двигательных и других функций. Такое сочетание транслингвальной стимуляции и тренировки позволяет достичь желаемого результата, закрепить его, повысить эффективность терапевтического лечения и ускорить выздоровление.

При этом, следует отметить, что проведение транслингвальной нейростимуляции в сочетании с комплексом когнитивных либо физических упражнений, в зависимости от поставленных задач, позволяет повысить эффективность тренировок необходимых функций. Отсутствие необходимости использования стационарного оборудования позволяет применять предлагаемую методику на всех этапах реабилитационного процесса, в том числе и самостоятельно под динамическим наблюдением медицинского специалиста.

В настоящих материалах заявки было представлено предпочтительное раскрытие осуществление заявленного технического решения, которое не должно использоваться как ограничивающее иные, частные воплощения его реализации, которые не выходят за рамки испрашиваемого объема правовой охраны и являются очевидными для специалистов в соответствующей области техники.

Claims (8)

1. Носимое устройство для осуществления транслингвальной нейростимуляции содержащее: корпус, включающий: блок управления, содержащий процессор, блок памяти, блок беспроводной связи, блок питания, модуль камер-лидаров, блок обработки и мундштук, причем корпус выполнен в виде двух половин, соединяющихся в центре с возможностью сложения пополам, где:

камеры-лидары являются программно-аппаратным модулем с функцией сканирования окружающего пространства и формирования сигнала, представляющего собой карту глубин окружающего пространства;

блок обработки выполнен с возможностью преобразования сигнала с камер-лидаров в последовательность электрических импульсов и их передачи на мундштук, размещаемый в ротовой полости;

мундштук, который размещен на поворотном механизме, содержит процессор и матрицу электродов, состоящую из электродов, где каждый электрод содержит по меньшей мере две контактные площадки, выполненные с возможностью передачи электрических импульсов на поверхность языка пользователя, причем матрица электродов содержит контактные линии, входящие в состав всех электродов в матрице электродов, объединяющие все контактные площадки во всех электродах в матрице электродов, находящихся в одинаковом положении относительно электрода, в котором они находятся.

2. Устройство по п. 2, характеризующееся тем, что выполнено в виде шлема.

3. Устройство по п. 3, характеризующееся тем, что выполнено в виде маски или полумаски.

4. Устройство по п. 1, характеризующееся тем, что каждая центральная контактная площадка в электроде подключена независимо к отдельному выходу порта ввода-вывода процессора.

5. Устройство по п. 1, характеризующееся тем, что сигнал с камер-лидаров дополнительно обрабатывается процессором для поиска и выявления местоположения и типа предметов окружающего пространства или процессов, происходящих в окружающем пространстве.