SU1711819A1 - Устройство дл диагностики нервно-мышечных заболеваний - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к устройствам дл  диагностики нервно-мышечных заболеваний, позвол ет повысить точность диагностики путем анализа вызванных биопотенциалов мышц при электростимул ции нерва и характеристик потенциала действи . Устройство содержит электроды 1-3,усилители 4 и 5, аналого-цифровой преобразователь 6, буферный запоминающий блок 7, блок 8 управлени  записью, формирователь 9 изображени , вычислительный блок 10, регистратор 11, ocциллockoп 12, блок 13 индикации, блок 14 синхронизации и блок 15 стимул ции, включающий задающий генератор 16 и выходной блок 17 стимул тора. Устройство имеет следующие режимы работы: режим "стирание", режим регистрации биоэлектрической активности мышц, режим усреднени  информации, режим исследовани  состо ни  нервно-мышечной передачи, режим измерени  скорости проведени  возбуждени  по двигательному нерву, режим "триггерный запуск". Устройство позвол ет анализировать скрытые в luyMax слабые вызванные биопотенциалЬ1 мышц при электро- стимул циинерва,измер тьамплитудно-временные характеристики потенциалов действи  мышц и скорость проведени  возбуждени  по двигательным и чувствительным нервам. 2 з.п. ф-лы, З.ил.со

Description

loo ю

Изобретение относитс  к медицине и медицинской технике и может быть использовано в клинике нервных болезней, ортопедии и протезировании и т.п. при оценке нарушений двигательной функции человека .

Известно устройство дл  контрол  нервно-мышечного блока, содержащее электростимул тор и анализатор ответных биопотенциалов. Электростимул тор снабжен электронным реле времени и генератором импульсов тетанизирующей частоты с программирующим блоком, а анализатор биопотенциалов снабжен средством определени  разности биопотенциалов, соответствующих ответу на первый и последний импульсы серии, вырабатываемые электростимул тором , что обеспечивает контроль нервно-мышечного блока.

Недостатком известного устройства  вл етс  отсутствие визуального контрол  величины ответа биопотенциалов мышц во врем  стимул ции и отсюда получение практически недостоверных результатов диагностики миастении и таких нервно-мышечных заболеваний, как миопати  и невропати .

Известно также Устройство дл  диагностики миастении, выбранное в качестве прототипа, содержащее усилитель, осциллоскоп , электрически соединенный с усилителем , последовательно соеди.ненные преобразователь, подключенный к выходу усилител , коммутатор, выполненный в виде двоичного счетчика и последовательно соединенных с ним схем совпадений, одни из входов которых соединены между собой, а их выходы подключены к индикатору, выполненному в виде цепочек, последовательно включенных декадных счетчиков и цифровых табло, стимул тор, выполненный в виде последовательно соединенных генераторов низкой частоты и выходного каскада и генератора высокой частоты,, подключенного к выходному каскаду, блок управлени , выполненный в виде двух пар последовательно соединенных электронных реле, выходы которых соединены со световым табло, и электронного реле, один из выходов которого, объединенный с выходом одного из электронных реле одной из пар; подключен к дополнительно установленному звуковому сигнализатору, другой его выход подключен к входу другого электронного реле той же пары, а его вход соединен с выходом одного из электронных реле другой пары, при этом блок управлени  выходами одних из электронных реле обеих пар соединен с генераторами низкой и высокой частоты соответственно.

Устройство позвол ет оперативно решать вопросы диагностики миастении за счет обеспечени  автоматической экспрессиндикации биоэлектрических потенциалов

5 мышц при электростимул ции нерва и вы влени  постгетанических феноменов.

Однако существенным недостатком данного устройства  вл етс  в целом невысока  точность диагностики миастении, пол0 учаема прииспользовании

специализированных аналоговых средств определени  соотношени  амплитуд вызванных потенциалов, а также невозможность измерени  амплитудно-временных

5 характеристик потенциалов действи  мышц и скорости проведени  возбуждени  по двигательным и чувствительным нервам, что необходимо при диагностике таких нервно-мышечных заболеваний, как невропати  и миопати  различной этиологии, нарушений нервно-мышечной передачи.

Недостатком устройства  вл етс  также невозможность проведени  обработки скрытых в шумах слабых вызванных биопотенциалов мышц, невозможность получени  предзадержки и задержки импульса записи биопотенциалов мышц в пам ти относительно импульсов стимул ции, что повышает точность диагностики

0 нервно-мышечных заболеваний.

Цель изобретени  - повышение точности диагностики нервно-мышечных заболеваний путем анализа, вызванных биопотенциалов мышц при электростимул 5 ции нерва и характеристик потенциала действи .

На фиг.1 представлена функциональна  схема устройства дл  диагностики нервномышечных заболеваний; на фиг.2 - то же,

0 блока управлени  записью; на фиг.З - то же, задающего генератора.

Устройство дл  диагностики нервномышечных заболеваний содержит первый 1, второй 2, третий 3 электроды, первый усилиг

5 тель 4, второй усилитель 5, аналого-цифровой преобразователь 6, буферный запоминающий блок 7, блок 8 управлени  записью, формирователь 9 изображени , вычислительный блок 10, регистратор 11,

0 осциллоскоп 12, блок 13 индикации, блок 14 синхронизации и блок 15 стимул ции, который содержит задающий генератор 16 и вы-. ходной блок 17 стимул тора.

Блок 8 управлени  записью содержит

5 делитель 18 частоты, блок 19 установок, деШ1{|фратор 20, дешифратор 21 конца записи, формирователь 22 сигналов записи, счетчик 23 записи.. .

Задающий генератор 16 содержит формирователь 24 импульсов , перестраиваемый делитель 25 частоты, перестраиваемый формирователь 26 длительности импульсов.

Устройство имеет следующие режимы работы; Стирание, Регистраци  биоэлектрической активности мышц, Усреднение информации, Исследование состо ни  нервно-мышечной передачи, Измерение скорости проведени  возбуждени  по двигательному нерву, Триггерный запуск.

Устройство работает следующим образом .

В режиме Стирание провод т сброс устройства от результатов предыдущей работы . При нажатии кнопки Стирание, расположенной по передней панели устройства, происходит сброс вычислительного блока 10, запись нулей на цифровых индикаторах блока 13 индикации, а также запись нулей в  чейки пам ти буферного запоминающего блока 7.

Регистраци  естественной биоэлектрической активности мышц осуществл етс  следующим образом.

При регистрации по первому каналу устройства устанавливают переключатель режима работы блока 19 установок блока 8 управлени  записью в положение 1. При этом сн тые с первого электрода 1 биопотенциалы мышц поступают на вход первого усилител  4, усиливаютс  и далее поступают на первый вход аналого-цифрового преобразовател  6, который под управлением блока 14 синхронизации преобразует аналоговый сигнал в цифровую форму. Сигнал в цифровой форме записываетс  в область пам ти 0-0,5 К буферного запоминающего блока 7 и воспроизводитс , на первом канале осциллоскопа 12. По такому же принципу происходит регистраци  информации.по второму каналу и одновременно по двум каналам. Переключатель режима работы блока 19 установок блотса В управлени  записью устанавливаетс  в положение 2 и 1-2 соответственно.

Регистраци  начнетс  по нажат/йю кнопки Пуск блока 14 синхронизации. Регистраци  вызванных потенциалов мышцы производитс  .аналогично. При этом выбор параметров стимулирующих импульсов выходного блока 17 стимул тора осуществл етс  через блок 16 задающего генератора и запуск через блок 14 синхронизации. Частота с:мены информации на экране осциллоскопа 12 будет определ тьс  выбранной величиной длительности развертки - соответствующий переключатель блока 19 установок блока 8 управлени  записью и частотой стимул ции.

/

Регистраци  потенциала действи  (ПД) осуществл етс  аналогично регистрации естественной активности мь1шц.

Измерение временных характеристик

ПД проводитс  с помощью двух маркеров формировател  9 изображени  на экране осциллоскопа 12. Дл  этого отожмем кнопку Пуск блока 14 синхронизации и остановим регистрацию ПД, включим маркеры и на осциллоскопе 12 подведем их к началу и концу потенциала действи . Результат измерени  - длительность ПД в миллисекундах автоматически по витс  на цифровых индикаторах блока 13 индикации.

5 Усреднение биоэлектрической активности мышц проводитс  по одному из каналов. Дл  усреднени  информации по первому каналу , например, устанавливают переключатель режима работы в положение -: I 1.

0 Переключатель количества усреднений блока установок 19 блока управлени  записью 8 переключаем в положение 4,8„16,32,64,128,256,4096 соответственно. Нажимают кнопку Пуск блрка 14 синхро5 назации. Биопотенциалы мышЦ усиливаютс  первым усилителем 4. преобразуютс  в цифровую форму аналого-цифровым преоб,разователем 6, записываютс  в цифровой форме в область 0-0,5 К буферного запоминающего блока7 (БЗБ), воспроизвод тс  напервом канале осциллоскопа 12. Затем под управлением вычислительного блока 10 информаци , записанна  в области пам ти 00 ,5 К БЗБ, отрабатываетс  по программе

5 рекурентного линейного усреднени . Результаты усреднени  записываютс  в ЬЗУ вычислительного блока lOvзатем переписываетс  в другую область пам ти .(0,5-1 К) БЗБ и воспроизвод тс  на втором канале

0 осциллоскопа 12. Синхронизаци  записи осуществл етс  от задающего -генератора 16. Результат усреднени  заданного количества усреднений выводитс  та1Сже на индикаторы блока 13 индикации. Дл 

5 усреднени  информации по второму каналу переключатель режима работы блока 19 установок устанавливаем в положение 2 2. Алгоритм работы устройства в этом режиме аналогичен а;1горитму в режиме 2.1. . .

0 Исследование состо ни  нервно-мышечной передачи проводитс  на основании оценки отношени  амплитуд вызванных ответов на четвертый и первый стимулирующие импульсы (низкочастотна  стимул ци  -час5 тота стимул ции 3, Гц) или 96 и первьм стимулирующие импульсы (высокочастотна  стимул ци  - частота стимул ции 50 Гц) при длительности импульса стимул ции 0,1 мс. Исследование проводитс  в режиме регистрации 1. При нажатии кнопки Низкочастотна  стимул ци  блока 14 синхронизации, а затем кнопки Пуск устройство автоматически выдает одноразово серию из четырех импульсов частотой 3 Гц, регистрирует по первому каналу осциллоскопа 12 вызванный ответ на четвертый стимулирующий импульс , по второму каналу на первый стимулирующий импульс. С помощью вычислительного блока 10 устройство опредеА 4 л ет отношение амплитуд -д-у в % и

результат выдает на индикаторы блока 13 индикации. При нажатии кнопки Высокочастотна  стимул ци  блока 14 синхронизации устройство выдает.серию из 96 импульсов с частотой 50 Гц, регистрирует по первому каналу осциллоскопа 12 рызванный ответ на 96-ой импульс, по второму - на первый стимулирующий импульс, аналогично определ ет отношение амплитуд

А 96

д . в %, выдает результат на индикаторы .

Измерение скорости проведени  возбуждени  по двигательному нерву осуществл етс  едва Приама. Сначала в режиме 1 производитс  регистраци  по первому каналу устройства вызванного ответа на стимулирующие импульсы. Стимулирующие электроды накладываютс  у зап сть , а затем в режиме 2 проводитс  регистраци  по второму каналу вызванного ответа. Стимулирующие электроды при этом накладываютс  на предплечье. Отжимаем кнопку Пуск и включаем маркеры формировател  9 изображени . Измер ем длительность между двум  ответами ДТ в мс. Скорость проведени  V можно определить следующим образом

V ду , ММ/МС

где S - рассто ние между стимулирующими точками.

Исследование макро-потенциалов двигательных единиц проводитс  в режиме Триггерный запуск и усреднени . Дл  регистрации примен ютс  поверхностный и игольчатый электроды., Игольчатый электрод/вводитс  в мышцу в зоне отведени  биоэлектрической активности поверхностным электродом. Поверхностный электрод подключаетс  к входу первого усилител  4, игольчатый электрод - к входу второго усилител  5. Переключатель режима работы блока 19 установок став т в положение Z 1 или J 2, нажимают кнопку Триггерный запуск и кнопку Пуск блока 14 синхронизации. Усиленные по первому каналу суммарные биопотенциалы мышц преобразуютс  в цифровую ,

записываютс  в область пам ти 0-0,5 К БЗБ, воспроизвод тс  на первом канале осциллоскопа 12. Затем информаци  усредн етс  по рекурентному линейному алгоритму 5 усреднени  под управлением вычислительного блока 10 и записываетс  в ОЗУ вычислительного блока 10. Далее усредненна  информаци  из ОЗУ переписываетс  в область пам ти 0,5-1 К БЗБ.|Цл  синхронизации записи в БЗБ и воспроизведени  на втором канале осциллоскопа 12 макро-потенциалов двигательных единиц на вход блока 14 синхронизации подаютс  с выхода второго усилител  5 усиленные биопотенциалы действи  дв11гательных единиц. Чтобы не потер ть прединформацию о макро-потенциале ДЕ в св зи с тем, что синхронизаци  производитс  от выбранного уровн  ПД с помощью триггерного запуска, включают

0 кнопку Задержка блока 14 синхронизации .

По окончании исследований на регистраторе 11 по нажатию кнопки Регистратор , расположенной на передней панели

5 устройства, выдаютс  кривые биопотенциалов мышц и результаты обработки информации .

Блок 8 управлени  записью работает следующим образом.

0 После выбора исследователем параметров переключателей длительности развертки , режима работы и количества усреднений блока 19 установок выполн етс  выше описанный режим работы Стирание, по которому формирователь 22 сигналов записи устанавливает счетчик 23 записи в нулевое состо ние через R выход. После нажати  кнопки Пуск в блоке 14 синхронизации формироватедь 22 сигналов записи через

0 управл ющий выход и счетчик 23 записи начинает последовательную запись информации в буферный запоминающий блок 7. Если пришла команда останова записи (кнопка Пуск выключена), то формирователь 22 сигналов записи не сразу прекращает запись информации в буферный запоминающий блок 7, а только после окончани  очередной развертки, что обеспечиваетс  подачей сигнала с дешифратора 21

0 конца записи на вход 4 формировател  22 сигналов записи в зависимости от выбранного положени  переключател  режима работы блока 19 установок. Он синхронен сигналу с выхода 1 или выхода 2 счетчика 23

5 записи. Делитель 18 частоты обеспечивает необходимую скорость записи в буферный запоминающий блок 7, пропорциональную скорости работы аналого-цифрового преобразовател  6.

Задающий генератор 16 работает следующим образом.

Сигнал от блока 14 синхронизации, кратный максимальной частоте Т макс, (равной в данном приборе 100 Гц) и синхронизированный с моментом начала развертки устройства, поступает на формирователь 24 импульсов. С выхода формировател  24 имплуьсов сигнал поступает на перестраиваемый делитель 25 частоты, где максимальна  частота может быть снижена в N раз, с его выхода 1 сигнал поступает на перестраиваг емый формирователь 26 длительности импульсов , где по фронту формируетс  сигнал запуска выходного блока 17 стимул тора фиксированной длительности в диапазоне 0,05 - 1 мс, сигнал с выхода 2 перестраиваемого делител  25 частоты обеспечивает контроль правильности делени , а также одноразовый запуск выходного каскада стимул тора по команде исследовател .

Таким образом, благодар  признакам, отличающим объект от прототипа, у него по вилось новое свойство - способность анализировать скрытые шумах слабые вызванные биопотенциалы мышц при электростимул ции нерва, способность измер ть амплитудно-временные характеристики потенциалов действи  (ПД) мышц, скорость проведени  возбуждени  по двигательным чувствительным нервам, что повышает точность диагностики нервно-мышечных заболеваний .

Claims (3)

1. Устройство дл  диагностики нервномышечных заболеваний, содержащее последовательно соединенные п ёрвый электрод и первый усилитель, блок Стимул ции , включающий в себ  задающий генератор и выходной блок, выход которого подключен к третьему электроду, блок синхронизации , осциллоскоп и блок индикации , отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности диагностики нервномышечных заболеваний путем анализа вызванных биопотенциалов мышц при электростимул ции нерва и характеристик потенциала действи , в него введены последовательно соединенные второй электрод и второй усилитель, аналого-цифровой преобразователь буферн1 1й запоминающий блок, блок управлени  записью, формирователь изображени , вычислительный блок и регистратор , при этом выход первого усилител  соединен с первым входом аналого-цифрового преобразовател , второй в)од которого подключен к выходу второго усилител  и первому входу блока синхронизации, первый выход которого подключен к третьему входу аналого-цифрового преобразовател .

группа выходов которого подключена к первой группе входов буферного запомин ющего блока, втора  группа входом которого подключена к первой группе выходов формировател  изображени , треть  группа входов - к первой группе выходов вычислительного блока, а четверта  группа входов к первой группе выходов блока управлени  записью, втора  группа выходов которого соединена с первой группой входов вычислительного блока, втора  группа входов которого подключена к группе выходов блока синхронизации, второй - шестой выходы которого подключены к входам синхронизации формировател  изображени , буферного запоминающего блока, вычислительного блока, блока управлени  записью и задающего генератора соответственно, треть  группа входов вычислительного блока подключена к второй группе выходов формировател  изображени ,треть  группа выходов которого подключена к осциллоскопу , кроме того, формирователь изображени , буферный запоминающий блок и вычислительный блок соединены между собой шиной обмена данных, втора  и треть  группы выходов вычислительного блока подключены к группам входов регистратора и блока индикации соответственно управл ющий выход аналого-цифрового преобразовател  соединен с первым входом управлени  блока управлени  записью, второй вход управлени  которого подключен к соответствующему выходу вычислительного блока, а управл ющий выход блока управлени  записью подключен к первому управл ющему входу буферного запоминающего блока, второй и третий управл ющие входы которого подключены к соответствующим выходам вычислительного блока, а второй выход задающего генератора соединен с вторым входом блока синхронизации.

2. Устройство поп.1,отличающеес   тем, что блок управлени  записью содержит делитель частоты, вход которого  вл етс  вторым входом управлени  блока управлени  записью, блок установок, первый вход которого соединен с выходом делител  частоты, дешифратор, первый, второй и третий входы которого подключены к первому, второму и третьему выходам блока установок соответственно, дешифратор конца записи, первый и второй входы которого Соединены с первым и вторым выходами дешифратора соответственно, формирователь сигналов записи, первый вход которого  вл етс  первым входом управлени  блока управлени  записью, второй вход - входом синхронизации блока управлени 

записью, третий вход подключен к третьему выходу дешифратора, четвертый вход - к дешифратора конца записи, а п тый вход - к четвертому выходу блока установок, и счетчик записи, вход синхронизации которого подключен к первому выходу формировател  сигналов записи и входу синхронизации блока установок, вход сброса соединен с вторым выходом формировател  сигналов записи, третий выход которого  вл етс  управл ющим выходом блока управлени  записью, третий вход счетчика записи подключен к п тому выходу блока установок, первый и второй выходы счетчика записи подключены к третьему и четвертому входам дешифратора конца записи Соотв етственно, а группа выходов счетчика записи  вл етс  первой группой выходов блока управлени  записью, второй группой выходов блока управлени  записью  вл етс  группа выходов дешифратора.

3. Устройство по П.1, о т л и ч а ю щ е ес   тем, что задающий,генератор содержит последовательно соедик|енные формирователь импульсов, вход которого  вл етс  входом задающего генератора, перестраиваемый делитель частоты и перестраиваемый формирователь длительности импульсов, вь1ход которого  вл етс  первым выходом задающего генератора, а выход перестраиваемого делител  частоты  вл етс  вторым выходом задающего генератора.

фиг. 2

74

сриё.З