Патент на изобретение №2311207

(54) МУЛЬТИЭЛЕКТРОДНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРОСТИМУЛЯЦИИ

(57) Реферат:

Изобретение относится к области медицинской техники, а именно к электронным устройствам электростимуляции организма человека. Устройство предназначено для терапевтического неинвазитивного воздействия на кожный покров электрическими импульсами посредством задаваемого множества электродов с целью оказания общерегулирующего влияния на физиологические системы организма в широком спектре патологий и достижения анальгетического эффекта. Устройство для электростимуляции может использоваться в лечебных и реабилитационных целях. Устройство для электростимуляции содержит процессорный блок, блок питания, блок контроля питания 3, блок анализа сигналов обратной связи 4, выходной блок 5, блок ключей управления 8, блок индикации выходного сигнала 7, блок звуковой индикации 10 и блок сопряжения с ЭВМ 12, дополнительно введены блок управляемых электродов 6, блок визуальной индикации 9 и выносной пульт 11. Технический результат от применения предлагаемого изобретения заключается в расширении функциональных возможностей электростимулятора за счет применения алгоритмов автоматизированного выбора зон чрескожной электростимуляции и сеанса терапии, подбора параметров стимулирующих импульсов не только врачом, но и пациентом, что, в целом, обеспечивает улучшение терапевтического эффекта и оптимизацию процедуры терапии. 2 з.п. ф-лы, 18 ил.

Изобретение относится к области медицинской техники, в частности к электронным устройствам электростимуляции организма человека. Устройство предназначено для терапевтического неинвазитивного воздействия на кожный покров человека электрическими импульсами посредством задаваемого множества электродов с целью оказания общерегулирующего влияния на физиологические системы организма в широком спектре патологий и достижения анальгетического эффекта. Мультиэлектродное устройство для электростимуляции может использоваться в лечебных и реабилитационных целях. Устройство может быть использовано медицинским персоналом и врачами различных специальностей.

Известен электростимулятор нейроадаптивный (см. патент РФ №2135226, М. кл. 6 А61N 1/36, опубликованный в офиц. бюлл. «Изобретения» №24 от 27.08.99), содержащий блок генерации воздействующих импульсов, блок формирования сигналов управления модуляцией, блок коммутации каналов стимуляции, блок анализа сигнала обратной связи, управляемый генератор, формирователь кода канала, генератор частоты воздействия электродов, N активных электродов, N пассивных электродов, причем N входов группы первых управляющих входов блока генерации воздействующих импульсов соединены с первыми управляющими входами электростимулятора нейроадаптивного, N входов группы вторых управляющих входов электростимулятора нейроадаптивного соединены соответственно с входами группы первых управляющих входов блока формирования сигналов управления модуляцией, входы второй группы управляющих входов блока генерации воздействующих импульсов соединены соответственно с входами группы управляющих входов блока анализа сигнала обратной связи, входами группы вторых управляющих входов блока формирования сигналов управления модуляцией, выходами группы управляющих выходов формирователя кода канала и входами группы первых управляющих входов блока коммутации каналов стимуляции, первый сигнальный вход которого соединен с сигнальным выходом блока генерации воздействующих импульсов, второй сигнальный вход блока коммутации каналов стимуляции соединен со вторым сигнальным выходом блока генерации воздействующих импульсов, сигнальными входами управляемого генератора и блока анализа сигнала обратной связи, N выходов группы первых выходов управления блока коммутации каналов стимуляции соединены с N активными электродами, N выходов группы вторых выходов управления блока коммутации каналов стимуляции соединены с N пассивными электродами, вход управления нейроадаптивного электростимулятора соединен с первым входом управления управляемого генератора, второй вход управления которого соединен с первым выходом управления блока анализа сигнала обратной связи, выход управляемого генератора соединен с первым информационным входом блока анализа сигнала обратной связи и с информационным входом блока формирования сигналов управления модуляцией, информационный выход которого соединен с информационным входом блока генерации воздействующих импульсов, информационный выход которого соединен со вторым информационным входом блока анализа сигнала обратной связи и первым информационным входом генератора частоты воздействия электродов, второй информационный вход которого соединен с информационным входом блока анализа сигнала обратной связи, выход генератора частоты воздействия электродов соединен со входом формирователя кода сигналов.

Известное устройство имеет недостаток, состоящий в том, что воздействие стимулирующими импульсами задается строго циклически на заданную последовательность электродов, что снижает эффективность терапии и предоставляет ограниченные сервисные возможности по организации процессов терапии.

Признаками аналога, совпадающими с признаками заявляемого технического решения, являются наличие блока генерации воздействующих импульсов, блока анализа сигнала обратной связи и N электродов.

Причины, препятствующие достижению требуемого технического результата, состоят в особенностях структурной реализации известного устройства, позволяющих только строго определенно, по порядку номеров пар электродов, циклически воздействовать на последовательность выделенных зон чрескожной электростимуляции стимулирующими импульсами.

Известен адаптивный электростимулятор с виртуальным электродом (см. патент РФ N2068277, М.кл.6 А61N 1/36, опубликованное в офиц. бюлл. «Изобретения» N5 от 20.02.2003), содержащий блок прямоугольных импульсов, блок формирования пачек импульсов, блок управления, блок управления энергетическим воздействием, выходной блок, блок анализа импульсов обратной связи, блок памяти индивидуальной нормы, блок записи параметров зондирующего сигнала, блок управляемых электродов, блок задания виртуального электрода, причем первый управляющий вход адаптивного электростимулятора с виртуальным электродом соединен с управляющим входом блока прямоугольных импульсов, установочный вход которого соединен с первым установочным входом адаптивного электростимулятора с виртуальным электродом, сигнальный выход блока прямоугольных импульсов соединен с сигнальным входом блока формирования пачек импульсов и с первым сигнальным входом блока управления, второй, третий и четвертый установочные входы адаптивного электростимулятора с виртуальным электродом соединены соответственно с первым, вторым и третьим установочными входами блока формирования пачек импульсов, сигнальный выход которого соединен со вторым сигнальным входом блока управления, второй и третий управляющие входы адаптивного электростимулятора с виртуальным электродом соединены соответственно с первым и вторым управляющими входами блока управления, пятый и шестой установочные входы адаптивного электростимулятора с виртуальным электродом соединены соответственно с первым и вторым установочными входами блока управления, первый сигнальный выход которого соединен с сигнальным входом блока управления энергетическим воздействием, первый и второй управляющий входы которого соединены соответственно с четвертым и пятым управляющими входами адаптивного электростимулятора с виртуальным электродом, седьмой и восьмой установочные входы которого соединены соответственно с первым и вторым установочными входами блока управления энергетическим воздействием, сигнальный выход которого соединен с сигнальным входом выходного блока, первый управляющий вход которого соединен с шестым управляющим входом адаптивного электростимулятора с виртуальным электродом, девятый и десятый установочные входы которого соединены соответственно с первым и вторым установочными входами выходного блока, первый сигнальный выход которого соединен с третьим сигнальным входом блока управления, первый управляющий выход которого соединен с управляющим входом блока анализа импульсов обратной связи, первый и второй установочные входы которого соединены соответственно с одиннадцатым и двенадцатым установочными входами адаптивного электростимулятора с виртуальным электродом, N входов группы установочных входов которого соединены с группой установочных входов блока анализа импульсов обратной связи, сигнальный выход которого соединен с четвертым сигнальным входом блока управления, входы (n+1) групп первых информационных входов блока анализа импульсов обратной связи соединены соответственно с выходами (n+1) групп информационных выходов блока памяти индивидуальной нормы, входы ((n+1) групп вторых информационных входов блока анализа импульсов обратной связи соединены соответственно с выходами (n+1) групп информационных выходов блока записи параметров зондирующего сигнала, тактовые входы блока памяти индивидуальной нормы и блока анализа импульсов обратной связи объединены и соединены с тактовым выходом блока управления, второй управляющий выход которого соединен с управляющим входом блока памяти индивидуальной нормы, третий управляющий выход соединен с управляющим входом блока записи параметров зондирующего сигнала, а второй сигнальный выход блока управления соединен с первым сигнальным входом блока управляемых электродов, второй сигнальный выход выходного блока соединен с сигнальными входами блока памяти индивидуальной нормы, блока записи параметров зондирующего сигнала и со вторым сигнальным входом блока управляемых электродов, входы первой и второй групп управляющих входов которого соединены соответственно с выходами первой и второй групп управляющих выходов блока задания виртуального электрода.

Недостатки известного устройства связаны с большим числом управляющих и установочных входов, посредством которых выполняются начальные настройки прибора, а также осуществляется регулирование амплитуды и времени воздействия, контроль изменений выходного сигнала в процессе терапии. Это снижает сервисные возможности прибора, делает его неудобным при проведении терапии, а сам процесс терапии оказывается неэффективным т.к. врач должен при применении прибора тратить время на установки, вспоминать о назначении кнопок. В известном устройстве не предусмотрена возможность осуществлять настройки программным путем, с помощью персональной ЭВМ, что также снижает эффективность процесса терапии.

Признаками аналога, совпадающими с признаками заявляемого технического решения, являются выходной блок, блок анализа импульсов обратной связи, блок управляемых электродов.

Причины, препятствующие достижению требуемого технического результата, состоят в особенностях структурной реализации известного устройства, которые не предоставляют врачу возможности удобного выполнения начальных настроек прибора и поиска зон эффективной электростимуляции, что в результате может повлечь за собой нежелательные побочные эффекты.

Наиболее близким к предлагаемому мультиэлектродному устройству для электростимуляции по совокупности функциональных и конструктивных признаков является адаптивный электростимулятор (RU №200123470 A, кл. А61N 1/36, 27.07.2003), содержащий процессорный блок, блок питания, блок контроля питания, блок ключей управления, блок световых индикаторов, блок звуковой индикации, блок индикации выходного сигнала, блок сопряжения с ЭВМ, блок анализа сигналов обратной связи и выходной блок, активный и пассивный электроды, причем первый вход общего питания процессорного блока соединен с первым выходом блока питания и с первым входом блока контроля питания, второй вход общего питания процессорного блока соединен со вторым выходом блока питания и со вторым входом блока контроля питания, выход которого соединен с первым входом управления процессорного блока, второй, третий, четвертый и пятый входы управления процессорного блока соединены соответственно с первым, вторым, третьим и четвертым выходами блока ключей управления, первый, второй, третий и четвертый информационные выходы процессорного блока соединены соответственно с первым, вторым, третьим и четвертым информационными входами блока световых индикаторов, пятый и шестой информационные выходы процессорного блока соединены соответственно с первым и вторым информационными входами блока звуковой индикации; первый и второй информационные входы процессорного блока соединены соответственно с первым и вторым информационными выходами блока анализа сигнала обратной связи, сигнальный вход которого соединен с активным электродом и с первым сигнальным выходом выходного блока, второй сигнальный выход которого соединен с пассивным электродом, а сигнальный вход соединен с сигнальным выходом процессорного блока и с сигнальным входом блока индикации выходного сигнала, седьмой информационный выход процессорного блока соединен с первым информационным входом блока сопряжения с ЭВМ, третий информационный вход процессорного блока соединен с первым информационным выходом блока сопряжения с ЭВМ, второй информационный выход блока сопряжения с ЭВМ соединен с входом связи с ЭВМ, а второй информационный вход блока сопряжения с ЭВМ соединен с выходом связи с ЭВМ электростимулятора, вход опорного напряжения блока сопряжения с ЭВМ соединен с входом опорного напряжения выходного блока, с входом опорного напряжения блока ключей управления, выходом опорного напряжения блока питания и с входом опорного напряжения процессорного блока.

К недостатку известного устройства следует отнести то, что стимулирующее воздействие осуществляется посредством воздействия на кожный покров с помощью двух электродов (активного и пассивного) выбираемого размера и геометрии, что увеличивает время поиска зон эффективной стимуляции и препятствует достижению максимального эффекта терапии. Кроме того, подбор параметров импульсов осуществляется врачом на основе показаний световых индикаторов и опроса пациента, что также снижает эффективность терапии.

Признаками аналога, совпадающими с признаками заявляемого технического решения, являются процессорный блок, блок питания, блок контроля питания, блок анализа сигналов обратной связи, выходной блок, блок индикации выходного сигнала, блок звуковой индикации и блок сопряжения с ЭВМ.

Причины, препятствующие достижению требуемого технического результата, состоят в особенностях структурной реализации известного устройства, которые не предоставляют врачу возможности задания воздействия на множества электродов, последовательно выбираемые программным путем, а также участия пациента в подборе параметров стимулирующих импульсов.

Задача, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, заключается в повышении терапевтического эффекта от применения мультиэлектродного устройства для электростимуляции, предоставлении врачу дополнительных возможностей выбора (поиска) зон чрезкожной электростимуляции, отображения результатов на экране блока визуальной индикации или ЭВМ, а также участия пациента в выборе зон электростимуляции и выборе параметров стимулирующих импульсов.

Технический результат от применения предлагаемого изобретения заключается в расширении функциональных возможностей электростимулятора за счет применения алгоритмов автоматизированного выбора зон чрескожной электростимуляции и сеанса терапии, подбора параметров стимулирующих импульсов не только врачом, но и пациентом, отображения результатов измерений в графическом виде на экране блока визуальной индикации и подключенной ЭВМ, сохранения результатов в базе данных на ЭВМ для контроля за ходом процесса лечения, что, в целом, обеспечивает улучшение терапевтического эффекта и оптимизацию процедуры терапии.

Для достижения технического результата в устройство для электростимуляции, содержащее процессорный блок, блок питания, блок контроля питания, блок анализа сигналов обратной связи, выходной блок, блок ключей управления, блок индикации выходного сигнала, блок звуковой индикации и блок сопряжения с ЭВМ, причем первый вход общего питания процессорного блока соединен с первым выходом блока питания, второй вход общего питания процессорного блока соединен со вторым выходом блока питания и со входом блока контроля питания, выход которого соединен с первым входом управления процессорного блока, первый и второй информационные входы процессорного блока соединены соответственно с первым и вторым информационными выходами блока анализа сигнала обратной связи, сигнальный вход которого соединен с сигнальным выходом выходного блока, сигнальный вход выходного блока соединен с сигнальным выходом процессорного блока и с сигнальным входом блока индикации выходного сигнала, второй, третий, четвертый, пятый и шестой входы управления процессорного блока соединены соответственно с первым, вторым, третьим, четвертым и пятым выходами блока ключей управления, девятый и десятый информационные выходы процессорного блока соединены соответственно с первым и вторым информационными входами блока звуковой индикации, одиннадцатый информационный выход процессорного блока соединен с первым информационным входом блока сопряжения с ЭВМ, третий информационный вход процессорного блока соединен с первым информационным выходом блока сопряжения с ЭВМ, второй информационный выход блока сопряжения с ЭВМ соединен с выходом связи с ЭВМ мультиэлектродного устройства для электростимуляции, а второй информационный вход блока сопряжения с ЭВМ соединен с входом связи с ЭВМ мультиэлектродного устройства для электростимуляции, вход опорного напряжения блока сопряжения с ЭВМ соединен с входом опорного напряжения блока контроля питания, входом опорного напряжения выходного блока, с входом опорного напряжения блока ключей управления, выходом опорного напряжения блока питания и с входом опорного напряжения процессорного блока, дополнительно введены блок управляемых электродов, блок визуальной индикации и выносной пульт, причем сигнальный вход блока управляемых электродов соединен с сигнальным выходом выходного блока и сигнальным входом блока анализа сигнала обратной связи, первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой и восьмой информационные выходы процессорного блока 1 соединены соответственно с первым, вторым, третьим, четвертым, пятым, шестым, седьмым и восьмым информационными входами блока визуальной индикации, первый и второй выходы управления процессорного блока соединены соответственно с первым и вторым входами управления блока визуальной индикации, седьмой и восьмой входы управления процессорного блока соединены соответственно с первым и вторым выходами управления выносного пульта, N выходов группы управляющих выходов для формирования активного мультиэлектрода процессорного блока соединены соответственно с N входами группы управляющих входов для формирования активного мультиэлектрода блока управляемых электродов, N выходов группы управляющих выходов для формирования пассивного мультиэлектрода процессорного блока соединены соответственно с N входами группы управляющих входов для формирования пассивного мультиэлектрода блока управляемых электродов, выход опорного напряжения выносного пульта соединен с входом опорного напряжения блока сопряжения с ЭВМ, входом опорного напряжения блока контроля питания, входом опорного напряжения выходного блока, входом опорного напряжения блока ключей управления, выходом опорного напряжения блока питания и с входом опорного напряжения процессорного блока.

Процессорный блок содержит процессор, первый и второй конденсаторы, резистор, кварцевый резонатор, причем первый и второй входы общего питания соединены соответственно с первым и вторым входами подключения питания процессора, вход опорного напряжения соединен с первыми выводами первого и второго конденсаторов, второй вывод первого конденсатора, первый вывод резистора и первый вывод кварцевого резонатора объединены и соединены с первым тактовым входом процессора, второй вывод второго конденсатора, второй вывод резистора и второй вывод кварцевого резонатора объединены и соединены со вторым тактовым входом процессора, первый вход управления процессорного блока соединен с первым входом управления процессора, второй, третий, четвертый, пятый и шестой входы управления процессорного блока соединены соответственно с вторым, третьим, четвертым, пятым и шестым входами управления процессора, седьмой и восьмой входы управления процессорного блока соединены соответственно с седьмым и восьмым входами управления процессора, первый и второй информационные входы процессорного блока соединены соответственно с первым и вторым информационными входами процессора, первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой и восьмой информационные выходы процессорного блока соединены соответственно с первым, вторым, третьим, четвертым, пятым, шестым, седьмым и восьмым информационными выходами процессора, первый и второй выходы управления процессорного блока соединены соответственно с первым и вторым выходами управления процессора, девятый и десятый информационные выходы процессорного блока соединены соответственно с девятым и десятым информационными выходами процессора, сигнальный выход процессорного блока соединен с сигнальным выходом процессора, одиннадцатый информационный выход процессорного блока соединен с одиннадцатым информационным выходом процессора, третий информационный вход процессорного блока соединен с третьим информационным входом процессора, N выходов группы управляющих выходов для формирования активного мультиэлектрода процессорного блока соединены соответственно с N выходами группы управляющих выходов процессора, N выходов группы управляющих выходов для формирования пассивного мультиэлектрода процессорного блока соединены соответственно с N выходами группы управляющих выходов процессорного блока.

Блок управляемых электродов содержит N аналоговых ключей первой группы, N аналоговых ключей второй группы, группу из N электродов, причем сигнальные входы аналоговых ключей первой группы объединены и соединены с шиной отрицательного напряжения питания, сигнальные входы аналоговых ключей второй группы объединены и соединены с сигнальным входом блока управляемых электродов, первый вход управления i-го аналогового ключа первой группы аналоговых ключей соединен с соответствующим i-м входом группы управляющих входов для формирования пассивного мультиэлектрода блока управляемых электродов, первый вход управления i-го аналогового ключа второй группы аналоговых ключей соединен с соответствующим i-м входом группы управляющих входов для формирования активного мультиэлектрода блока управляемых электродов, выходы i-x аналоговых ключей первой и второй групп объединены и соединены с электродом группы электродов, вторые входы управления аналоговых ключей первой группы и вторые входы управления аналоговых ключей второй группы объединены и соединены с земляной шиной.

Наличие причинно-следственной связи между техническим результатом и признаками заявляемого изобретения доказывается следующими логическими посылками.

В физиотерапии применяют лечение функциональных расстройств соматической этиологии, а также связанных с невралогическими заболеваниями, путем применения терапевтического воздействия электрическими сигналами. Порог «чувствительности» нервных волокон в зависимости от силы и длительности воздействия моделируют кривой неврологии (см. книгу М.Бреже. Электрическая активность нервной системы. Изд-во Мир, 1979, стр.30). При наличии патологий эта кривая сдвигается (см. фиг.14). Исследования показали, что при воздействии на человеческий организм стимулирующими импульсами с параметрами меньше пороговых значений (см. импульс «С» на фиг.14) реакция будет отсутствовать (потенциал действия отсутствует), если даже сила стимула велика. Если воздействовать стимулирующими импульсами, превышающие пороговые значения, то независимо от их энергии (см. импульс «А» и «Б» на фиг.14) реакции будут аналогичными. Это объясняется внутренним метаболизмом клеток, причем воздействие импульсом со значительной энергией может вызвать болевые ощущения и нежелательные реакции организма.

Известен эффект аккомодации, называемый эффектом Э.Дюбуа-Реймона, и проявляющийся в том, что реакция возбудимых тканей определяется не только силой воздействия, но и скоростью его изменения.

Таким образом, своевременный и правильный выбор формы и длительности стимулирующих импульсов, особенно при наличии обратной связи с пациентом, должен соответствовать индивидуальным особенностям организма.

Наиболее эффективным будет стимулирующее воздействие предельно короткими импульсами, обладающими нужной энергией, способной вызвать отклик клетки. В этом случае эффект терапевтического воздействия будет обеспечен наилучшим образом. Невозможность учета многообразия индивидуальных особенностей пациентов требует индивидуального подбора места воздействия и параметров стимулирующих импульсов с учетом ощущений самого пациента. Критерием подбора могут быть результаты измерения отклика организма пациента на пробное воздействие, а также ощущения пациента во время электростимуляции.

Индивидуальный подбор параметров стимулирующих импульсов возможен эмпирическим путем. Врачу предоставляется удобный интерфейс для своевременного и правильного выбора параметров стимулирующих импульсов, позволяющий изменять частоту и амплитуду следования стимулирующих импульсов, задавать уровень энергии стимулирующих импульсов. Также для пациента предоставляется возможность руководствоваться своими ощущениями, регулировать уровень энергии импульсов.

При электролечении одновременно осуществляется диагностика заболевания исходя из анализа реакции организма на стимулирующие воздействия по изменению формы стимулирующих импульсов. Это измерение длительностей первых двух полупериодов, оценка динамики изменения первого, второго и третьего полупериодов, анализ асимметрии параметров импульсов в симметричных зонах тела, а также скорости реакции в начальной фазе воздействия. Анализировать такое количество факторов с целью диагностики заболевания возможно только с применением микропроцессорных средств и средств вычислительной техники. Поэтому целесообразна реализация электростимулятора с применением микропроцессорных устройств, с применением сопряжения электростимулятора с персональной ЭВМ для внесения в процессор программы проведения терапии, выполнения начальных настроек.

Устройство для электростимуляции позволяет в автоматизированном режиме находить зоны электростимуляции, которые окажут наилучший терапевтический эффект при лечении больного, предоставляет удобный интерфейс медицинскому персоналу при проведении терапии, а также возможность пациенту выбирать комфортные параметры импульсов.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежами. На фиг.1 приведена структурная схема мультиэлектродного устройства для электростимуляции. На фиг.2 приведена функциональная схема процессорного блока 1. На фиг.3 приведена функциональная схема блока питания 2. На фиг.4 приведена функциональная схема блока контроля питания 3. На фиг.5 приведена функциональная схема блока анализа сигналов обратной связи 4. На фиг.6 приведена функциональная схема выходного блока 5. На фиг.7 приведена функциональная схема блока управляемых электродов 6. На фиг.8 приведена функциональная схема блока индикации выходного сигнала 7. На фиг.9 приведена функциональная схема блока ключей управления 8. На фиг.10 приведена функциональная схема блока визуальной индикации 9. На фиг.11 приведена функциональная схема блока звуковой индикации 10. На фиг.12 приведена функциональная схема выносного пульта 11. На фиг.13 приведена функциональная схема блока сопряжения с ЭВМ 12. На фиг 14 приведены кривая сила-длительность, поясняющие изменение порога “чувствительности” нервных волокон в зависимости от силы и длительности воздействия электроимпульсами. На фиг.15 приведены временные диаграммы, поясняющие изменение формы сигналов на выходах в зависимости от нагрузки. На фиг.16, 17, 18 приведены алгоритмы, поясняющие работу процессорного блока и мультиэлектродного устройства для электростимуляции в целом.

Структурная схема мультиэлектродного устройства для электростимуляции (см. фиг.1) содержит: 1 – процессорный блок; 2 – блок питания; 3 – блок контроля питания; 4 – блок анализа сигнала обратной связи; 5 – выходной блок; 6 – блок управляемых электродов; 7 – блок индикации выходного сигнала; 8 – блок ключей управления; 9 – блок визуальной индикации; 10 – блок звуковой индикации; 11 – выносной пульт; 12 – блок сопряжения с ЭВМ; 13 – выход связи с ЭВМ мультиэлектродного устройства для электростимуляции; 14 – вход связи с ЭВМ мультиэлектродного устройства для электростимуляции.

Функциональная схема процессорного блока 1 (см. фиг.2) содержит: 15 – первый вход общего питания; 16 – второй вход общего питания; 17 – процессор; 18 – вход опорного напряжения; 19 – первый конденсатор; 20 – второй конденсатор; 21 – резистор; 22 – кварцевый резонатор; 23 – первый вход управления процессорного блока 1; 24, 25, 26, 27, 28 – соответственно второй, третий, четвертый, пятый и шестой входы управления процессорного блока 1; 29, 30 – соответственно седьмой и восьмой входы управления процессорного блока 1; 31, 32 – соответственно первый и второй информационные входы процессорного блока 1; 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40 – соответственно первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой и восьмой информационные выходы процессорного блока 1; 41, 42 – соответственно первый и второй выходы управления процессорного блока 1; 43, 44 – соответственно девятый и десятый информационные выходы процессорного блока 1; 45 – сигнальный выход процессорного блока 1; 46 – одиннадцатый информационный выход процессорного блока 1; 47 – третий информационный вход процессорного блока 1; 48₁-48_N – выходы группы управляющих выходов для формирования активного мультиэлектрода процессорного блока 1; 49₁-49_N – выходы группы управляющих выходов для формирования пассивного мультиэлектрода процессорного блока 1.

Функциональная схема блока питания 2 (см. фиг.3) содержит: 15 – первый выход блока питания 2; 16 – второй выход блока питания 2; 18 – выход опорного напряжения блока питания 2; 50 – шину положительного напряжения питания; 51 – электролитический конденсатор; 52 – стабилитрон; 53 – конденсатор; 54 – шину отрицательного напряжения питания; 55 – резистор.

Функциональная схема блока контроля питания 3 (см. фиг.4) содержит: 16 – вход блока контроля питания 3; 18 – вход опорного напряжения блока контроля питания 3; 23 – выход блока контроля питания 3; 56 – первый резистор; 57 – второй резистор.

Функциональная схема блока анализа сигналов обратной связи 4 (см. фиг.5) содержит: 31 – первый информационный выход блока анализа сигналов обратной связи 4; 32 – второй информационный выход блока анализа сигналов обратной связи 4; 50 – шину положительного напряжения питания; 58 – сигнальный вход блока анализа сигналов обратной связи 4; 59 – первый резистор; 60 – второй резистор; 61 – первый элемент НЕ; 62 – второй элемент НЕ.

Функциональная схема выходного блока 5 (см. фиг.6) содержит: 18 – вход опорного напряжения выходного блока 5; 45 – сигнальный вход выходного блока 5; 50 – шину положительного напряжения питания; 54 – шину отрицательного напряжения питания; 58 – сигнальный выход выходного блока 6; 63 – первый диод; 64 – второй диод; 65 – первый резистор; 66 – третий диод; 67 – второй резистор; 68 – транзистор; 69 – четвертый диод; 70 – импульсный трансформатор.

Функциональная схема блока управляемых электродов 6 (см. фиг.7) содержит: 54 – шину отрицательного напряжения питания; 58 – сигнальный вход блока управляемых электродов 6; 48₁-48_N – группу управляющих входов для формирования пассивного мультиэлектрода блока управляемых электродов 6; 49₁-49_N – группу управляющих входов для формирования активного мультиэлектрода блока управляемых электродов 6; 71₁-71_N – первую группу аналоговых ключей; 71₁-71_N – вторую группу аналоговых ключей; 73₁-73_N – группу электродов; 74 – земляную шину.

Функциональная схема блока индикации выходного сигнала 7 (см. фиг.8) содержит: 45 – сигнальный вход блока индикации выходного сигнала 7; 50 – шину положительного напряжения питания; 54 – шину отрицательного напряжения питания; 75 – первый резистор; 76 – второй резистор; 77 – транзистор; 78 – третий резистор; 79 – четвертый резистор; 80 – светодиод.

Функциональная схема блока ключей управления 8 (см. фиг.9) содержит: 18 – вход опорного напряжения блока ключей управления 8; 24 – первый выход блока ключей управления 8; 25 – второй выход блока ключей управления 8; 26 – третий выход блока ключей управления 8; 27 – четвертый выход блока ключей управления 8; 28 – пятый выход блока ключей управления 8; 81 – первый ключ; 82 – второй ключ; 83 – третий ключ; 84 – четвертый ключ; 85 – пятый ключ.

Функциональная схема блока визуальной индикации 9 (см. фиг.10) содержит: 33 – первый информационный вход блока 9; 34 – второй информационный вход блока 9; 35 – третий информационный вход блока 9; 36 – четвертый информационный вход блока 9; 37 – пятый информационный вход блока 9; 38 – шестой информационный вход блока 9; 39 – седьмой информационный вход блока 9; 40 – восьмой информационный вход блока 9; 41 – первый вход управления блока 9; 42 – второй вход управления блока визуальной индикации 9; 86 – элемент индикации.

Функциональная схема блока звуковой индикации 10 (см. фиг.11) содержит: 43 – первый информационный вход блока 10; 44 – второй информационный вход блока 10; 87 – первый элемент И-НЕ; 88 – второй элемент И-НЕ; 89 – пьезокерамический звонок.

Функциональная схема выносного пульта 11 (см. фиг.12) содержит: 18 – вход опорного напряжения; 29 – первый выход управления выносного пульта 11; 30 – второй выход управления выносного пульта 11; 90 – первый ключ; 91 – второй ключ.

Функциональная схема блока сопряжения с ЭВМ 12 (см. фиг.13) содержит: 13 – первый информационный выход блока сопряжения с ЭВМ 12; 14 – второй информационный вход 14 блока сопряжения с ЭВМ 12; 18 – вход опорного напряжения блока сопряжения с ЭВМ 12; 46 – первый информационный вход блока 12; 47 – второй информационный выход блока сопряжения с ЭВМ 12; 50 – шину положительного напряжения питания; 92 – первый резистор; 93 – второй резистор; 94 – первый транзистор; 95 – третий резистор; 96 – четвертый резистор; 97 – второй транзистор; 98 – пятый резистор; 99 – шестой резистор.

Элементы мультиэлектродного устройства для электростимуляции взаимосвязаны следующим образом.

Первый вход общего питания процессорного блока 1 (см. фиг.1) соединен с первым выходом блока питания 2, второй вход общего питания процессорного блока 1 соединен со вторым выходом блока питания 2 и со входом блока контроля питания 3, выход которого соединен с первым входом управления процессорного блока 1, первый и второй информационные входы процессорного блока 1 соединены соответственно с первым и вторым информационными выходами блока анализа сигнала обратной связи 4, сигнальный вход которого соединен с сигнальным выходом выходного блока 5 и с сигнальным входом блока управляемых электродов 6, сигнальный вход выходного блока 5 соединен с сигнальным выходом процессорного блока 1 и с сигнальным входом блока индикации выходного сигнала 7, второй, третий, четвертый, пятый и шестой входы управления процессорного блока 1 соединены соответственно с первым, вторым, третьим, четвертым и пятым выходами блока ключей управления 8, первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой и восьмой информационные выходы процессорного блока 1 соединены соответственно с первым, вторым, третьим, четвертым, пятым, шестым седьмым и восьмым информационными входами блока визуальной индикации 9, первый и второй выходы управления процессорного блока 1 соединены соответственно с первым и вторым входами управления блока визуальной индикации 9, девятый и десятый информационные выходы процессорного блока 1 соединены соответственно с первым и вторым информационными входами блока звуковой индикации 10, седьмой и восьмой входы управления процессорного блока 1 соединены соответственно с первым и вторым выходами управления выносного пульта 11, N выходов группы управляющих выходов для формирования активного мультиэлектрода процессорного блока 1 соединены соответственно с N входами группы управляющих входов для формирования активного мультиэлектрода блока управляемых электродов 6, N выходов группы управляющих выходов для формирования пассивного мультиэлектрода процессорного блока 1 соединены соответственно с N входами группы управляющих входов для формирования пассивного мультиэлектрода блока управляемых электродов 6, одиннадцатый информационный выход процессорного блока 1 соединен с первым информационным входом блока сопряжения с ЭВМ 12, третий информационный вход процессорного блока 1 соединен с первым информационным выходом блока сопряжения с ЭВМ 12, второй информационный выход блока сопряжения с ЭВМ 12 соединен с выходом связи с ЭВМ 13 мультиэлектродного устройства для электростимуляции, а второй информационный вход блока сопряжения с ЭВМ 12 соединен с входом связи с ЭВМ 14 мультиэлектродного устройства для электростимуляции, вход опорного напряжения блока сопряжения с ЭВМ 12 соединен с входом опорного напряжения блока контроля питания 3, входом опорного напряжения выходного блока 5, с входом опорного напряжения блока ключей управления 8, с входом опорного напряжения выносного пульта 11, выходом опорного напряжения блока питания 2 и с входом опорного напряжения процессорного блока 1.

В процессорном блоке 1 (см. фиг.2) первый 15 и второй 16 входы общего питания соединены соответственно с первым и вторым входами подключения питания процессора 17, вход опорного напряжения 18 соединен с первыми выводами первого 19 и второго 20 конденсаторов, второй вывод первого конденсатора 19, первый вывод резистора 21 и первый вывод кварцевого резонатора 22 объединены и соединены с первым тактовым входом процессора 17, второй вывод второго конденсатора 20, второй вывод резистора 21 и второй вывод кварцевого резонатора 22 объединены и соединены со вторым тактовым входом процессора 17, первый вход управления 23 процессорного блока 1 соединен с первым входом управления процессора 17, второй 24, третий 25, четвертый 26, пятый 27 и шестой 28 входы управления процессорного блока 1 соединены соответственно с вторым, третьим, четвертым, пятым и шестым входами управления процессора 17, седьмой 29 и восьмой 30 входы управления процессорного блока 1 соединены соответственно с седьмым и восьмым входами управления процессора 17, первый 31 и второй 32 информационные входы процессорного блока 1 соединены соответственно с первым и вторым информационными входами процессора 17, первый 33, второй 34, третий 35, четвертый 36, пятый 37, шестой 38, седьмой 39 и восьмой 40 информационные выходы процессорного блока 1 соединены соответственно с первым, вторым, третьим, четвертым, пятым, шестым, седьмым и восьмым информационными выходами процессора 17, первый 41 и второй 42 выходы управления процессорного блока 1 соединены соответственно с первым и вторым выходами управления процессора 17, девятый 43 и десятый 44 информационные выходы процессорного блока 1 соединены соответственно с девятым и десятым информационными выходами процессора 17, сигнальный выход 45 процессорного блока 1 соединен с сигнальным выходом процессора 17, одиннадцатый 46 информационный выход процессорного блока 1 соединен с одиннадцатым информационным выходом процессора 17, третий 47 информационный вход процессорного блока 1 соединен с третьим информационным входом процессора 17, выходы 48₁-48_N группы управляющих выходов для формирования активного мультиэлектрода процессорного блока 1 соединены соответственно с выходами 48₁-48_N группы управляющих выходов процессора 17, выходы 49₁-49_N группы управляющих выходов для формирования пассивного мультиэлектрода процессорного блока 1 соединены соответственно с выходами 49₁-49_N группы управляющих выходов процессорного блока 1.

В блоке питания 2 (см.фиг.3) первый выход 15 соединен с шиной положительного напряжения питания 50, с положительным выводом электролитического конденсатора 51, катодом стабилитрона 52 и первым выводом конденсатора 53, второй выход 16 блока питания 2 соединен с шиной отрицательного напряжения питания 54, с отрицательным выводом электролитического конденсатора 51 и через резистор 55 с анодом стабилитрона 52, вторым выводом конденсатора 53 и с выходом опорного напряжения 18 блока питания 2.

В блоке контроля питания 3 (см.фиг.4) вход 16 соединен с первым выводом первого резистора 56, вход опорного напряжения 18 блока контроля питания 3 соединен с первым выходом второго резистора 57, вторые выводы первого 56 и второго 57 резисторов объединены и соединены с выходом 23 блока контроля питания 3.

В блоке анализа сигналов обратной связи 4 (см.фиг.5) сигнальный вход 58 соединен с первым выводом первого резистора 59, первый вывод второго резистора 60 соединен с шиной положительного напряжения питания 50, вторые выводы первого 59 и второго 60 резисторов объединены и соединены со входом первого элемента НЕ 61, инверсный выход которого соединен с первым информационным выходом 31 блока анализа сигналов обратной связи 4 и через второй элемент НЕ 62 со вторым информационным выходом 32 блока анализа сигналов обратной связи 4.

В выходном блоке 5 (см. фиг.6) сигнальный вход 45 соединен с катодом первого диода 63, анодом второго диода 64 и с первым выводом первого резистора 65, вход опорного напряжения 18 выходного блока 5 соединен с анодом первого диода 63, катод второго диода 64 соединен с шиной положительного напряжения питания 50, с анодом третьего диода 66 и с первым выводом второго резистора 67, второй вывод первого резистора 65 и второй вывод второго резистора 67 объединены и соединены с базой транзистора 68, эмиттер которого соединен с катодом третьего диода 66, а коллектор транзистора 68 соединен с анодом четвертого диода 69, катод которого соединен с первым выводом обмотки импульсного трансформатора 70, второй вывод обмотки импульсного трансформатора 70 соединен с сигнальным выходом 58 выходного блока 5, а третий вывод обмотки импульсного трансформатора 70 соединен с шиной отрицательного напряжения питания 54.

В блоке управляемых электродов 6 (см. фиг.7) сигнальные входы аналоговых ключей 71₁-71_N первой группы объединены и соединены с шиной отрицательного напряжения питания 54, сигнальные входы аналоговых ключей 72₁-72_N второй группы объединены и соединены с сигнальным входом 58 блока управляемых электродов 6, первый вход управления i-го аналогового ключа 71i первой группы аналоговых ключей 71₁-71_N соединен с соответствующим i-м входом 48i группы управляющих входов 48₁-48_N для формирования пассивного мультиэлектрода блока управляемых электродов 6, первый вход управления i-го аналогового ключа 72_i второй группы аналоговых ключей 72₁-72_N соединен с соответствующим i-м входом 49_i группы управляющих входов 49₁-49_N для формирования активного мультиэлектрода блока управляемых электродов 6, выходы i-x аналоговых ключей 71_i и 72_i объединены и соединены с электродом 73_i группы электродов 73₁-73_N, вторые входы управления аналоговых ключей 71₁-71_N первой группы и вторые входы управления аналоговых ключей 72₁-72_N второй группы объединены и соединены с земляной шиной 74.

В блоке индикации выходного сигнала 7 (см.фиг.8) сигнальный вход 45 соединен через первый резистор 75 с первым выводом второго резистора 76 и с базой транзистора 77, второй выводом второго резистора 76 соединен с шиной положительного напряжения питания 50, эмиттер транзистора 77 соединен через третий резистор 78 с шиной положительного напряжения питания 50, а коллектор транзистора 77 соединен через четвертый резистор 79 и светодиод 80 с шиной отрицательного напряжения питания 54.

В блоке ключей управления 8 (см. фиг.9) первая клемма первого ключа 81 соединена с первым выходом 24 блока ключей управления 8, первая клемма второго ключа 82 соединена со вторым выходом 25 блока ключей управления 8, первая клемма третьего ключа 83 соединена с первым выходом 26 блока ключей управления 8, первая клемма четвертого ключа 84 соединена с четвертым выходом 27 блока ключей управления 8, первая клемма пятого ключа 85 соединена с пятым выходом 28 блока ключей управления 8, вторые клеммы первого 81, второго 82, третьего 83, четвертого 84 и пятого 85 ключей объединены и соединены с входом опорного напряжения 18 блока ключей управления 8.

В блоке визуальной индикации 9 (см. фиг.10) первый 33, второй 34, третий 35, четвертый 36, пятый 37, шестой 38, седьмой 39 и восьмой 40 информационные входы соединены соответственно с первым, вторым, третьим, четвертым, пятым, шестым, седьмым и восьмым информационными входами элемента индикации 86, первый вход управления 41 и второй вход управления 42 блока визуальной индикации 9 соединены соответственно с первым и вторым входами управления элемента индикации 86.

В блоке звуковой индикации 10 (см. фиг.11) первый информационный вход 43 соединен с первым входом первого элемента И-НЕ 87, второй информационный вход 44 блока звуковой индикации 10 соединен со вторым входами первого элемента И-НЕ 87 и с первым входом второго элемента И-НЕ 88, инверсный выход которого соединен с первым выводом пьезокерамического звонка 89, второй вывод которго соединен с инверсным выходом первого элемента И-НЕ 87 и со вторым входом второго элемента И-НЕ 88.

В выносном пульте 11 (см. фиг.12) первая клемма первого ключа 90 соединена с первым выходом управления 29 выносного пульта 11, первая клемма второго ключа 91 соединена со вторым выходом управления 30 выносного пульта 11, вторые клеммы первого 90 и второго 91 ключей объединены и соединены с входом опорного напряжения 18 выносного пульта 11.

В блоке сопряжения с ЭВМ 12 (см. фиг.13) первый информационный вход 46 блока 12 соединен через первый резистор 92 с первым выводом второго резистора 93 и с базой первого транзистора 94, второй информационный вход 14 блока сопряжения с ЭВМ 12 соединен через третий резистор 95 с первым выводом четвертого резистора 96 и с базой второго транзистора 97, эмиттер первого транзистора 94 соединен с первым информационным выходом 13 блока сопряжения с ЭВМ 12 и с первым выводом пятого резистора 98, эмиттер второго транзистора 97 соединен со вторым информационным выходом 47 блока сопряжения с ЭВМ 12 и с первым выводом шестого резистора 99, вторые выводы пятого 98 и шестого 99 резисторов объединены и соединены с шиной положительного напряжения питания 50, вход опорного напряжения 18 блока сопряжения с ЭВМ 12 соединен со вторыми выводами второго 93 и четвертого 96 резисторов и с эмиттерами первого 94 и второго 97 транзисторов.

Мультиэлектродное устройство для электростимуляции работает следующим образом.

Мультиэлектродное устройство для электростимуляции сопряжено с последовательным портом ЭВМ посредством блока сопряжения с ЭВМ. Для ввода начальных установок мультиэлектродного устройства для электростимуляции разработана специальная программа, которая установлена на ЭВМ (IBM-совместимая персональная ЭВМ). Данная программа помимо задания начальных установок позволяет осуществлять сохранение результатов терапии в отдельных файлах, составляющих базу данных конкретных пациентов. Программа позволяет также осуществлять более наглядную визуализацию результатов терапии, что нельзя сделать на индикаторах мультиэлектродного устройства для электростимуляции. Так как мультиэлектродное устройство для электростимуляции сопряжено с персональной ЭВМ, то результаты терапии могут быть отправлены по сети (в том числе и сеть Internet) в другие лечебные учреждения, например, для получения консультаций или создания глобальной базы данных пациентов.

Функционирование мультиэлектродного устройства для электростимуляции начинается после подачи питания от блока питания 2. Блок питания 2 подает напряжение +9В (выход 15), – 9В (выход 16) и опорное напряжение (выход 18).

Блок контроля питания 3 предназначен для контроля напряжения питания (см. фиг.4).

Контроль напряжения батарейки, подключаемой к шине положительного напряжения питания 50 и шине отрицательного напряжения питания 54 (см. фиг.3), происходит непрерывно во время работы мультиэлектродного устройства для электростимуляции. Если напряжение снизилось до уровня 7,0-7,5 В, то блок звуковой индикации 10 выдаст звуковой сигнал заданного процессором 17 тона. В этом случае необходимо заменить батарейку.

Блок контроля питания 3 производит деление напряжения, подаваемого на вход 16, для сравнения с опорным напряжением, которое подается на вход 18 блока контроля питания 3.

В процессорном блоке 17 первый вход управления 23 программно установлен на заданный уровень. Если напряжение снизится до уровня 7,0-7,5 В, то с выхода 23 блока контроля питания 3 на первый вход управления 23 процессорного блока 1 будет подан соответствующий уровень напряжения, который распознается процессором 17, и процессор 17 выдает с девятого 43 и десятого 44 информационных выходов соответствующий сигнал блоку звуковой индикации 10 (см. фиг.11).

При достаточном уровне напряжения питания процессор 17 процессорного блока 1 проверяет наличие связи с персональной ЭВМ через блок сопряжения с ЭВМ 12 (см. фиг.13).

Из ЭВМ производится запись в память процессора 17 программы, в соответствии с которой в дальнейшем осуществляется функционирование мультиэлектродного устройства для электростимуляции.

Алгоритм, в соответствии с которым реализована программа и работает мультиэлектродное устройство для электростимуляции, приведен на фиг.16, 17, 18. Дальнейшую работу мультиэлектродного устройства для электростимуляции будем рассматривать согласно данному алгоритму.

На фиг.16 приведен алгоритм поиска зоны для электростимуляции по субъективным ощущениям пациента, что позволяет осуществлять поиск в соотвествии с моделью кривой неврологии (см. фиг.14).

На фиг.17 приведен алгоритм поиска зоны для электростимуляции по результатам изменения параметров стимулирующих импульсов в результате проведения воздействия на выбранные зоны кожного покрова.

На фиг.18 приведен алгоритм сеанса терапии.

Выбор алгоритма поиска зоны осуществляется пользователем исходя из опыта работы либо предпочтения применения одного или другого алгоритма для лечения конкретных нозологий.

При выборе алгоритм поиска зоны для электростимуляции по субъективным ощущениям пациента (см. фиг.16) осуществляется следующая последовательность действий.

Электроды 73 устанавливаются на теле пациента в виде некоторого коммутируемого электродного поля. Зоны установки электродов определяются исходя из данных предварительного диагноза и анамнеза заболевания пациента.

Путем коммутации электродов 73 на кожном покрове пациента формируют мультиэлектрод заданных (небольших) размеров и на электроды, составляющие мультиэлектрод, подаются стимулирующие импульсы, амплитуда которых медленно увеличивается.

Как только пациент начинает ощущать воздействие стимулирующих импульсов, он замыкает ключ выносного пульта 11 и подача стимулирующих импульсов прекращается.

Процессорный блок 1 сохраняет в своей памяти значение амплитуды стимулирующих импульсов на момент реакции пациента (замыкание ключа выносного пульта 11) и формирует мультиэлектрод на соседнем участке кожного покрова пациента.

Затем снова подаются стимулирующие импульсы и фиксируют их амплитуду в тот момент, когда пациент начинает их ощущать.

Аналогичным образом измеряется чувствительность всех остальных участков кожного покрова пациента, находящихся под коммутируемым электродным полем.

После этого, при наличии подключенной ЭВМ к мультиэлектродному устройству для электростимуляции, на экран ЭВМ выводится графическое изображение (карта), отображающая в цветных тонах степень чувствительности различных участков кожного покрова к воздействию стимулирующими импульсами.

Рассмотрим работу алгоритма более подробно.

Вначале процессорным блоком 1 осуществляется формирование мультиэлектрода в блоке управляемых электродов 6. Для этого с N выходов 48₁-48_N группы управляющих выходов для формирования активного мультиэлектрода процессорного блока 1 и с N выходов 49₁-49_N группы управляющих выходов для формирования пассивного мультиэлектрода процессорного блока 1 на соответствующие управляющие входы блока управляемых электродов 6 подаются управляющие сигналы согласно алгоритму формирования мультиэлектрода. Сигналы подаются таким образом (см.фиг.7), что будут подключены только те электроды, которые необходимы для формирования мультиэлектрода. Например, для формирования пассивного мультиэлектрода, состоящего из электродов 73₁, 73₃, подается по входам 48₁, 48₃ сигнал высокого уровня напряжения, что открывает ключи 71₁, 71₃. Для формирования активного мультиэлектрода, состоящего из электрода 73₂, подается по входу 49₂ сигнал высокого уровня напряжения, что открывает ключ 72₂. На остальных управляющих входах блока управляемых электродов 6 будет присутствовать сигнал низкого уровня напряжения, подаваемый с соответствующих выходов процессорного блока 1. В результате будет сформирован мультиэлектрод в первой позиции последовательности сканирования кожной поверхности пациента.

Процессорный блок 1 начинает формировать импульсы накачки для импульсного трансформатора 70 выходного блока 5 (см. фиг.6).

Наличие импульсов контролируется блоком индикации выходного сигнала 7 (см. фиг.8).

В соответствии с алгоритмом (см.фиг.16) устанавливается минимальная амплитуда (минимальная длительность импульсов накачки). При этом с сигнального выхода 45 процессорного блока 1 на соответствующий сигнальный вход 45 выходного блока 5 подаются импульсы.

В выходном блоке 5 первым 63 и вторым 64 диодами обеспечивается защита процессора 17 от «пробоя». Четвертым диодом 69 обеспечивается защита транзистора 68 от обратных токов. Третий диод 66 предназначен для реализации обратной связи в цепи эмиттера транзистора 68. Импульсный трансформатор 70 может дополнительно подстроен ручным способом.

Импульсы отрицательной полярности от сигнального входа 45 выходного блока 5 подаются на базу транзистора 68 и открывают его. Катушка импульсного трансформатора 70 запасается энергией. В паузе между импульсами транзистор 68 заперт и катушка импульсного трансформатора 70 «выбрасывает» энергию на сигнальный выход 58 выходного блока 5. При неподсоединенных электродах 73 в катушке импульсного трансформатора 70 выходного блока 5 будут свободные колебания (отсутствие нагрузки), а при присоединении электродов 73 к кожному покрову пациента колебания (см. фиг.15), будут колебания, параметры которых зависят от состояния тканей и органов больного.

Затем осуществляется следующая циклическая последовательность действий. Проверяется состояние ключей 90, 91 выносного пульта (см. блок 3 на фиг.16 и 12). Если оба ключа 90 и 91 разомкнуты, то процессор формирует сигнал накачки импульсного трансформатора 70 выходного блока 5 постепенно увеличивающейся длительности, что способствует увеличению амплитуды стимулирующих импульсов (см. блок 5 на фиг.16).

Если амплитуда импульсов становится настолько большой, что пациент ощущает стимулирующее воздействие, то пациент замыкает (путем нажатия на кнопку) один из ключей 90 или 91. Этим он дает команду процессору 17 процессорного блока 1 покинуть цикл поиска порога чувствительности.

После этого процессор 17 процессорного блока 1 прекращает подачу сигналов с сигнального выхода 45 на сигнальный вход 45 выходного блока 5 (см. блок 6 на фиг.16). В оперативной памяти процессора 17 процессорного блока 1 запоминается максимальное достигнутое значение амплитуды стимулирующих импульсов для данного положения (позиция i) мультиэлектрода.

В блоках 8, 9 осуществляется увеличение индекса позиции мульэлектрода и проверяется выполнение обработки кожной поверхности пациента во всех позициях.

После завершения формирования всех позиций мульэлектрода осуществляется поиск позиций с наибольшим значением амплитуды стимулирующих импульсов (см. блок 10 на фиг.16). Данные позиции рекомендуются в соответствии с кривой неврологии для проведения дальнейшей терапии.

Мультиэлектродное устройство для электростимуляции в соответствии с алгоритмом поиска зоны для электростимуляции по результатам измерения параметров стимулирующих импульсов при проведении воздействия на выбранные зоны кожного покрова работает следующим образом.

Формируется мультиэлектрод и подаются с сигнального выхода 45 процессорного блока 1 на выходной блок 5 импульсы накачки импульсного трансформатора 70. С помощью ключей блока ключей управления 8 пользователь прибора устанавливает комфортную для пациента амплитуду стимулирующих импульсов (см. фиг.9).

Управление мультиэлектродным устройством для электростимуляции осуществляется с помощью системы меню, отображаемой на экране блока визуальной индикации 9, посредством манипуляции ключами управления блока ключей управления 8.

Ключи 81, 82, 83 и 84 (см. фиг.9) предназначены для перемещения курсора на экране блока визуальной индикации 9 по направлениям: ключ 81 определяет движение курсора вверх; ключ 82 определяет движение курсора вниз; ключ 83 определяет движение курсора влево; ключ 84 определяет движение курсора вправо. Ключом 85 осуществляется выбор команд меню.

Путем манипуляции ключами блока ключей управления 8 выбирается команда установки амплитуды стимулирующих импульсов, а затем устанавливается комфортная для пациента амплитуда стимулирующих импульсов (см. блок 1 на фиг.17).

Затем формируется мультиэлектрод в позиции i (см. блок 2 на фиг.17). Подаются стимулирующие импульсы комфортной амлитуры, измеряются и записываются параметы стимулирующих импульсов для данной позиции.

Блок анализа сигналов обратной связи 4 (см. фиг.5) позволяет измерить длительности полуволн и количество полуволн стимулирующих импульсов (см. фиг.15). На резисторах 59, 60 выполнен делитель напряжения, который напряжение, поступающее с сигнального выхода 58 выходного блока 5, уменьшает до «безопасного» уровня для элемента НЕ 61, Тогда с выходов 31 и 32 блока анализа сигналов обратной связи 4 будут сниматься импульсы, соответствующие длительностям полуволн стимулирующих импульсов. Эти сигналы поступают на первый 31 и второй 32 информационные входы процессорного блока 1, который по промежуткам времени между фронтами импульсов измеряет их длительности.

Описание действий повторяются для всех позиций мультиэлектрода (блоки 2-5 на фиг.17).

После выполнения измерений по всем позициям мультиэлектрода выявляются позиции мультиэлектрода на симметричных зонах кожной поверхности пациента, в которых параметры стимулирующих импульсов существенно отличаются от средних значений. Эти позиции также рекомендуются для проведения дальнейшей терапии.

Сеанс терапии осуществляется в соответствии с алгоритмом, приведенным на рис.18.

Последовательно формируется мультиэлектрод (см. блок 1 на фиг.18) для проведения сеанса терапии в позициях, найденных ранее (см. работу устройства, описанную выше).

Включается стимуляция, т.е. подаются с сигнального выхода 45 процессорного блока 1 на выходной блок 5 импульсы накачки импульсного трансформатора 70 с параметрами, выбираемыми врачом (пользователем прибора), исходя из личного опыта врача и существующих рекомендаций.

Затем (см. блок 3 на фиг.18) пациентом ключами 90, 91 с выносного пульта 11 устанавливается комфортное значение амплитуды стимулирующих импульсов исходя из его ощущений. Возможно также, что врач сам устанавливает значение амплитуды стимулирующих импульсов путем манипуляции ключами блока ключей управления 8. Это необходимо для особых случаев, например, лечение детей, пациентов, неспособных контролировать свое состояние.

Затем в цикле (см. блоки 4-6 на фиг.18) происходит процесс терапии, состоящий из воздействия стимулирующими импульсами на кожную поверхность пациента, измерения параметров стимулирующих импульсов, автоматического контроля процессором 17 процессорного блока 1 наличия динамики изменения параметров стимулирующих импульсов.

Для первых N стимулирующих импульсов определяется длительности i-x (i=1, 2, …, n) полуволн импульсов. Затем через заданный интервал времени определяются текущие значения этих параметров.

Определяется различие названных параметров первых N импульсов и последнего импульса и сравнивается с допустимым значением, установленным в алгоритме.

Если различие меньше заданного значения, то считается что процесс терапии в данной позиции мультиэлектрода может быть завершен. Аналогичным образом осуществляется терапия во всех выбранных позициях мультиэлектрода.

По завершению процесса стимуляции подается звуковой сигнал о завершении сеанса терапии (см. блок 7 на фиг.18).

В блоке звуковой индикации 10 (см. фиг.11) сигнал с первого информационного входа 43 определяет звуковой тон частоты, которая формируется процессором 17 процессорного блока 1. Сигнал со второго информационного входа 44 является сигналом разрешения. Так как сигнал разрешения – это логическая «единица», то первый элемент И-НЕ 87 выполняет роль буферного элемента, а второй элемент И-НЕ 88 является умножителем напряжения.

Технико-экономическая эффективность предлагаемого мультиэлектродного устройства для электростимуляции по отношению к известному электростимулятору (см. заявку на изобретение №20123470 от 23.08.2001 г., пол. решение от 30.01.2003 г., заявитель Надточий А.И.) оценивается по результатам эффективного лечения заболеваний и обеспечивается путем предоставления лечащему врачу удобного и достаточно простого в понимании интерфейса пользователя, дополнительных функциональных возможностей при применении персональной ЭВМ, возможности задания воздействия на множества электродов, последовательно выбираемые программным путем, участия пациента в выборе параметров стимулирующих импульсов и поиска места воздействия, что, в свою очередь, позволяет наиболее правильно выбирать энергию и параметры стимулирующих импульсов, отвечающих требованиям оптимального индивидуально-дозировочного воздействия для каждого пациента с обеспечением наилучшего терапевтического эффекта.

В известном устройстве врач определяет параметры воздействия путем манипуляций с ключевыми элементами, параметры алгоритмов анализа зондирующих сигналов могут быть выбраны программным путем с клавиатуры персональной ЭВМ при предварительной настройке прибора.

В предлагаемом устройстве врачу предоставляется возможность выбора программ электростимуляции и автоматизированного поиска зон стимуляции, возможность задания воздействия на множества электродов, которые образуют мультиэлектрод, наиболее подходящего размера и формы для конкретного случая, а также участия пациента в подборе места воздействия и параметров стимулирующих импульсов.

Мультиэлектродное устройство для электростимуляции может быть реализовано с применением процессора на элементах любых отечественных и зарубежных серий.

Формула изобретения

1. Устройство для электростимуляции, содержащее активный и пассивный электроды, процессорный блок, блок питания, блок контроля питания, блок анализа сигналов обратной связи, выходной блок, блок ключей управления, блок индикации выходного сигнала, блок звуковой индикации и блок сопряжения с ЭВМ, причем первый вход общего питания процессорного блока соединен с первым выходом блока питания, второй вход общего питания процессорного блока соединен со вторым выходом блока питания и со входом блока контроля питания, выход которого соединен с первым входом управления процессорного блока, первый и второй информационные входы процессорного блока соединены соответственно с первым и вторым информационными выходами блока анализа сигнала обратной связи, сигнальный вход которого соединен с сигнальным выходом выходного блока, сигнальный вход выходного блока соединен с сигнальным выходом процессорного блока и с сигнальным входом блока индикации выходного сигнала, второй, третий, четвертый, пятый и шестой входы управления процессорного блока соединены соответственно с первым, вторым, третьим, четвертым и пятым выходами блока ключей управления, девятый и десятый информационные выходы процессорного блока соединены соответственно с первым и вторым информационными входами блока звуковой индикации, одиннадцатый информационный выход процессорного блока соединен с первым информационным входом блока сопряжения с ЭВМ, третий информационный вход процессорного блока соединен с первым информационным выходом блока сопряжения с ЭВМ, второй информационный выход блока сопряжения с ЭВМ соединен с выходом связи с ЭВМ устройства для электростимуляции, а второй информационный вход блока сопряжения с ЭВМ соединен с входом связи с ЭВМ устройства для электростимуляции, вход опорного напряжения блока сопряжения с ЭВМ соединен с входом опорного напряжения блока контроля питания, входом опорного напряжения выходного блока, с входом опорного напряжения блока ключей управления, выходом опорного напряжения блока питания и с входом опорного напряжения процессорного блока, отличающееся тем, что в него дополнительно введены блок визуальной индикации и выносной пульт, а активный и пассивный электроды выполнены в виде соответствующих мультиэлектродов блока управляемых электродов, причем сигнальный вход блока управляемых электродов соединен с сигнальным выходом выходного блока, первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой и восьмой информационные выходы процессорного блока 1 соединены соответственно с первым, вторым, третьим, четвертым, пятым, шестым, седьмым и восьмым информационными входами блока визуальной индикации, первый и второй выходы управления процессорного блока соединены соответственно с первым и вторым входами управления блока визуальной индикации, седьмой и восьмой входы управления процессорного блока соединены соответственно с первым и вторым выходами управления выносного пульта, N выходов группы управляющих выходов процессорного блока соединены соответственно с N входами группы управляющих входов активного мультиэлектрода блока управляемых электродов, N выходов группы управляющих выходов процессорного блока соединены соответственно с N входами группы управляющих входов пассивного мультиэлектрода блока управляемых электродов, выход опорного напряжения выносного пульта соединен с входом опорного напряжения блока сопряжения с ЭВМ.

2. Устройство для электростимуляции по п.1, отличающееся тем, что процессорный блок содержит процессор, первый и второй конденсаторы, резистор, кварцевый резонатор, причем, первый и второй входы общего питания соединены соответственно с первым и вторым входами подключения питания процессора, вход опорного напряжения соединен с первыми выводами первого и второго конденсаторов, второй вывод первого конденсатора, первый вывод резистора и первый вывод кварцевого резонатора объединены и соединены с первым тактовым входом процессора, второй вывод второго конденсатора, второй вывод резистора и второй вывод кварцевого резонатора объединены и соединены со вторым тактовым входом процессора, первый вход управления процессорного блока соединен с первым входом управления процессора, второй, третий, четвертый, пятый и шестой входы управления процессорного блока соединены соответственно с вторым, третьим, четвертым, пятым и шестым входами управления процессора, седьмой и восьмой входы управления процессорного блока соединены соответственно с седьмым и восьмым входами управления процессора, первый и второй информационные входы процессорного блока соединены соответственно с первым и вторым информационными входами процессора, первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой и восьмой информационные выходы процессорного блока соединены соответственно с первым, вторым, третьим, четвертым, пятым, шестым, седьмым и восьмым информационными выходами процессора, первый и второй выходы управления процессорного блока соединены соответственно с первым и вторым выходами управления процессора, девятый и десятый информационные выходы процессорного блока соединены соответственно с девятым и десятым информационными выходами процессора, сигнальный выход процессорного блока соединен с сигнальным выходом процессора, одиннадцатый информационный выход процессорного блока соединен с одиннадцатым информационным выходом процессора, третий информационный вход процессорного блока соединен с третьим информационным входом процессора, N выходов группы управляющих выходов процессорного блока соединены соответственно с N выходами группы управляющих выходов процессора, N выходов группы управляющих выходов процессорного блока соединены соответственно с N выходами группы управляющих выходов процессора.

3. Устройство для электростимуляции по п.1, отличающееся тем, что блок управляемых электродов содержит N аналоговых ключей первой группы, N аналоговых ключей второй группы, группу из N электродов, причем сигнальные входы аналоговых ключей первой группы объединены и соединены с шиной отрицательного напряжения питания, сигнальные входы аналоговых ключей второй группы объединены и соединены с сигнальным входом блока управляемых электродов, первый вход управления i-го аналогового ключа первой группы аналоговых ключей соединен с соответствующим i-м входом группы управляющих входов пассивного мультиэлектрода блока управляемых электродов, первый вход управления i-го аналогового ключа второй группы аналоговых ключей соединен с соответствующим i-м входом группы управляющих входов активного мультиэлектрода блока управляемых электродов, выходы i-x аналоговых ключей первой и второй групп объединены и соединены с электродом группы электродов, вторые входы управления аналоговых ключей первой группы и вторые входы управления аналоговых ключей второй группы объединены и соединены с земляной шиной.

РИСУНКИ

MM4A – Досрочное прекращение действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Извещение опубликовано: 27.04.2009 БИ: 12/2009

NF4A – Восстановление действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение

Дата, с которой действие патента восстановлено: 27.10.2009

Извещение опубликовано: 27.10.2009 БИ: 30/2009