Устройство для электропунктуры

 

Использование: в медицине для поиска активных точек кожи, диагностики и лечения заболевании путем воздействия электрическим током. Сущность изобретения: устройство для электропунктуры содержит источник сигналов 1, электроды 2,3, измерительный блок 4, двуполярный источник напряжении, транзисторы 7, 8, 9, 10, делители напряжения 11,12, резисторы 13, 14, 15, 16, диоды 17, 18, 19, 20, резисторы первой группы 23₁ - 23_N, резисторы второй группы 24₁ - 24_N, переключатели 25, 26. 2 з. п.ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к медицине и может быть использовано для поиска активных точек кожи, диагностики и лечения заболеваний путем воздействия электрическим током.

Известны устройства для электропунктуры, содержащие источник сигналов, электроды и индикатор ( см. например, а.с. СССР N 1309981, кл. А 61 Н 39/00, опубл. 15.05.87 г.).

Известные устройства обладают недостаточной эффективностью из-за зависимости тока, протекающего через точки воздействия, от переходных сопротивлений и сопротивлений участков тела пациента, прилегающих к точкам воздействия.

Указанный недостаток может быть частично устранен путем включения последовательно с электродами высокоомного резистора, обеспечивающего независимость тока, протекающего через кожу, от ее электрических параметров, однако в этом случае необходимо увеличить напряжение источника сигналов, что повышает опасность проведения процедур ( см. например, Агафонов В. В. и др. Сравнение методов измерения активного сопротивления точек акупунктуры. В кн. Вопросы медицинской электроники. Межведомственный тематический научный сборник. Вып. 4. Таганрог, 1982, с. 32 36. УДК. 615. 844. 4) Известно также устройство для электропунктуры, являющееся по технической сущности наиболее близким к предлагаемому ( а.с. СССР N 1153918, кл. А 61 Н 39/00, опубл. 07.05.85 г. ). Это устройство содержит источник сигнала в виде генератора импульсов, пару электродов и подключенный к электродам измерительный блок, включающий дифференциальный усилитель и индикатор.

Недостатком устройства-прототипа является зависимость тока, протекающего через точки воздействия, от величины переходного сопротивления электрод-кожа пациента и сопротивления участков тела, непосредственно прилегающих к точкам воздействия. Эта зависимость существенно снижает эффективность электропунктуры.

Сущность изобретения заключается в исключении зависимости тока, протекающего через точки воздействия, от величины сопротивления между электродами и повышении безопасности пациента. Это достигается тем, что в устройство для электропунктуры, содержащее источник сигнала, пару электродов и измерительный блок, подключенный к электродам, введены двуполярный источник напряжений, первый и второй транзисторы структуры р-n-р, третий и четвертый транзисторы структуры n-р-n, первый и второй делители напряжения, последовательно соединенные первый и второй диоды, последовательно соединенные третий и четвертый диоды, первый и второй ограничительные резисторы, первая и вторая группы токозадаюших резисторов, кинематически связанные первый и второй переключатели, при этом входы первого и второго делителей напряжения соединены с выходом источника сигнала, а выходы подключены к базам соответственно первого и третьего транзисторов, второй вывод первого делителя напряжения, эмиттер первого транзистора и анод первого диода соединены с шиной положительного напряжения, второй вывод второго делителя напряжения и эмиттер третьего транзистора соединены с шиной нулевого потенциала, коллектор первого транзистора через первый ограничительный резистор соединен с анодом третьего диода и базой четвертого транзистора, коллектор третьего транзистора через второй ограничительный резистор соединен с катодом второго диода и базой второго транзистора, коллектор которого соединен с коллектором четвертого транзистора, одним из электродов и одним из входов измерительного блока, второй вход которого и второй электрод соединены с шиной нулевого потенциала, эмиттер второго транзистора через первый переключатель и один из токозадающих резисторов первой группы соединен с шиной положительного напряжения, а эмиттер четвертого транзистора через второй переключатель и один из токозадающих резисторов второй группы соединен с шиной отрицательного напряжения, с которой соединен катод четвертого диода.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежами, на которых изображены: на фиг. 1 электрическая схема устройства, на фиг. 2 - электрическая схема источника управляющих напряжений, на фиг. 3 - электрическая схема измерительного блока. На фиг. 1 обозначены: 1 источник сигнала, 2,3 электроды, 4 измерительный блок, 5 двуполярный источник напряжений, 7, 8 транзисторы структуры р-n-р, 9, 10 транзисторы структуры n-p-n, 11, 12 первый и второй делители напряжения, 13, 14 резисторы первого делителя 11, 15, 16 резисторы второго делителя 12, 17 20 диоды, 21,22 ограничительные резисторы, 23₁ 23_N токозадающие резисторы первой группы, 24₁ 24_N токозадающие резисторы второй группы, 25, 26 переключатели.

На фиг. 2 обозначены: 27 30 инверторы, 31 32 делители, 33 35 - резисторы, 36 38 конденсаторы, 39, 40 переключатели.

На фиг. 3 обозначены: 41 операционный усилитель, 42 44 резисторы, 45 диодный мостик, 46 стрелочный измерительный прибор.

Предлагаемое устройство содержит источник 1 сигнала, электроды 2 и 3, измерительный блок 4, двуполярный источник 5 напряжений, выключатель 6 питания, первый и второй транзисторы 7 и 8 структуры р-n-р, третий и четвертый транзисторы 9 и 10 структуры n-p-n, первый и второй делители 11 и 12 напряжения, выполненные на резисторах 13, 14 и 15, 16 соответственно, последовательно соединенные первый и второй кремниевые диоды 17 и 18, последовательно соединенные кремниевые диоды 19 и 20, ограничительные резисторы 21 и 22, токозадающие резисторы 23₁ 23_N первой группы, токозадающие резисторы 24₁ 24_N второй группы, переключатели 25, 26 ( фиг.1 ). Выход источника 1 соединен со входами первого и второго делителей 11, 12. Выходы делителей 11 и 12 соединены с базами транзисторов 7 и 9 соответственно. Коэффициент деления делителей 11, 12 и номинальные значения сопротивлений резисторов 13 16 выбирают исходя из условий надежного запирания и отпирания транзисторов 7, 9 под действием напряжений, вырабатываемых источником 1. Кремниевые транзисторы 7 10 выбирают с малыми начальными токами коллектора, не превышающими единиц микроампер. Второй вывод первого делителя 11, эмиттер первого транзистора 7 и анод первого диода 17 соединены с шиной положительного напряжения +E. Второй вывод второго делителя 12 и эмиттер третьего транзистора 9 соединены с шиной нулевого потенциала. Коллектор первого транзистора 7 через ограничительный резистор 21 соединен с анодом третьего диода 19 и базой четвертого транзистора 10. Катод четвертого диода 20 соединен с шиной отрицательного напряжения -E. Коллектор третьего транзистора 9 через второй ограничительный резистор 22 соединен с катодом диода 18 и базой второго транзистора 8. Коллекторы транзисторов 8 и 10 соединены между собой, с первым входом измерительного блока 4 и активным электродом 2. Пассивный электрод 3 и второй вход измерительного блока 4 соединены с шиной нулевого потенциала. Активный электрод выполнен в виде щупа, а пассивный электрод 3 в виде цилиндра или пластины.

Источник 1 управляющего сигнала содержит, в частности, инверторы 27, 28, 29 и 30, делители 31 и 32, резисторы 33, 34 и 35, конденсаторы 36, 37 и 38, переключатели 39 и 40. Последовательно соединенные инверторы 27, 28 и 29, резистор 33, включенный между выходом инвертора 29 и входом инвертора 27, конденсатор 36 и резистор 34, последовательно включенные между выходом инвертора 28 и входом инвертора 27, образуют генератор импульсов положительной полярности ( фиг.2 ). К выходу инвертора 29 последовательно подключены делители 31 и 32, выходы которых соединены с контактами 2, 3 и 4 переключателя 40. Контакты 1 и 5 переключателя 40 соединены с шинами +Е и -Е положительного и отрицательного напряжений соответственно. Между шиной +Е положительного напряжения и R-входами делителей 31 и 32 последоватeльно включена RC-цепочка на элементах 35, 38 и инвертор 30.

Измерительный блок 4 содержит, в частности, операционный усилитель 41, входной делитель на высокоомных резисторах 42 и 43, резистор 44 обратной связи, диодный мостик 45 и стрелочный прибор 46 ( фиг. 3 ). Выход делителя на резисторах 42 и 43 соединен с неинвертирующим входом операционного усилителя 41. Выход усилителя 41 через диагональ мостика 45 соединен со своим инвертирующим входом, к которому подключен резистор 44 обратной связи. Стрелочный измерительный прибор 46 подключен к измерительной диагонали мостика 45.

В общем случае источник 1 управляющего сигнала и измерительный блок 4 могут быть выполнены по другим схемам.

Питание блоков 1 и 4 может осуществляться как от отдельных источников, так 14 от двуполярного источника 5. Использование одного источника позволяет упростить схему и согласование уровней сигналов.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

При включении двуполярного источника 5 с помощью выключателя 6 генератор, выполненный на инверторах 27, 28, 29, начинает вырабатывать импульсы положительной полярности, частота следования которых определяется параметрами элементов 33, 34 и 36. При этом в начальный момент времени после включения выключателя 6 напряжение на входе инвертора 30 равно нулю, напряжение на его выходе соответствует уровню логической единицы, а делители 31 и 32 устанавливаются в начальное состояние. По мере заряда конденсатора 38 напряжение на входе инвертора 30 возрастает. После достижения порогового уровня напряжение на выходе инвертора 30 уменьшается до уровня логического нуля и делители 31 и 32 начинают работать в обычном режиме деления. Период следования импульсов положительной полярности, поступающих на входы делителей 11 и 12, определяется частотой импульсов, вырабатываемых на выходе инвертора 29, коэффициентами деления делителей 31, 32 и положением переключателя 40. Период следования импульсов выбирается исходя из применяемой методики лечения и может составлять, например, от 5*10^-4 до 32 с. При этом для увеличения периода следования импульсов переключатель 37 переводят в положение "2", что приводит к увеличению суммарной емкости цепи, состоящей из параллельно включенных конденсаторов 36 и 37, и периода следования импульсов на выходе инвертора 29 и, следовательно, на выходе источника 1 управляющего сигнала.

При работе с устройством пассивный электрод 3 должен находиться в хорошем контакте с телом пациента в месте, определенном врачом в зависимости от применяемой методики, например в руке пациента или на его ноге. Активный электрод 2 перемещают в поисках активных точек кожи и устанавливают в найденной точке.

При положительном напряжении на входах делителей 11 и 12 транзистор 7 заперт, через его коллекторную цепь ток практически не протекает, напряжение на базе транзистора 10 близко к нулю и транзистор 10 оказывается закрытым. В это же время транзистор 9 открыт. Через его коллекторную цепь протекает ток, величина которого при достаточно высоком статическом коэффициенте усиления транзистора 8 в первом приближении будет определяться напряжением +Е на шине положительного напряжения, падением напряжения на включенных в прямом направлении диодах 17 и 18, а также сопротивлением резистора 22. Благодаря тому, что вольтамперные характеристики открытых диодов 17 и 18 имеют пологий вид, падение напряжения на них слабо зависит от протекающего тока, а следовательно, от величины напряжения +Е, сопротивления резистора 22 и параметров транзистора 9. Под действием напряжения +Е, по цепи, состоящей из одного из токозадающих резисторов первой группы, в частности резистора 23₁ перехода эмиттер-коллектор транзистора 8 и сопротивления участка тела пациента между электродами 2 и 3, протекает ток. Величина этого тока при обратном напряжении коллектор-база транзистора 8, превышающим 1 2 В, определяется в основном напряжением на диодах 17, 18, напряжением на переходе эмиттер-база транзистора 8 и сопротивлением резистора 23₁ и практически не зависит от сопротивления между электродами 2 и 3. Если под действием каких-либо факторов, например из-за изменения сопротивления кожи, ток в коллекторной цепи транзистора 8 уменьшится, уменьшится и ток в его эмиттерной цепи, уменьшится падение напряжение на резисторе 23₁, увеличится напряжение база-эмиттер транзистора 8, вызывая увеличение тока в эмиттерной и коллекторной цепях транзистора 8 до первоначального уровня.

Аналогичные процессы происходят в эмиттерной и коллекторной цепях при уменьшении тока, протекающего между электродами 2 и 3. В случае увеличения напряжения на электродах 2 и 3 до значения, при котором напряжение на коллекторе транзистора 8 становится близким к напряжению на его базе, транзистор 8 переходит в режим насыщения, ток и напряжение на электродах 2 и 3 практически не увеличиваются, исключая для пациента опасный режим воздействия.

При нулевом или отрицательном напряжении на входах делителей 11 и 12 транзистор 9 заперт, через его коллекторную цепь ток практически не протекает, напряжение на базе транзистора 8 равно напряжению +Е на шине положительного напряжения, и транзистор 8 оказывается закрытым. В это же время транзистор 7 открыт. Через его коллекторную цепь протекает ток, величина которого в первом приближении будет определяться разностью напряжений +E и -Е на шинах положительного и отрицательного напряжений, падением напряжения на включенных в прямом направлении диодах 19 и 20, а также сопротивлением резистора 21. Под действием напряжения -Е по цепи, состоящей из участка тела пациента, расположенного между электродами 2 и 3, перехода коллектор-эмиттер транзистора 10 и резистора 24₁, протекает ток, величина которого определяется главным образом напряжением на диодах 19, 20, напряжением на переходе база-эмиттер транзистора 10 и сопротивлением резистора 24₁. Амплитуда тока отрицательной полярности стабилизируется аналогично амплитуде тока положительной полярности. При необходимости изменения амплитуды тока переключателями 25 и 26 подключают соответствующую пару резисторов 23 и 24.

При необходимости воздействия током только положительной или только отрицательной полярности переключатель 40 устанавливают соответственно в положение "1" или "5".

Для нахождения активных точек кожи электрод 2 перемещают по поверхности тела пациента и по минимальным показаниям измерительного прибора 46 при заданном токе находят точки с минимальным сопротивлением.

Для проведения лечебных процедур электрод 2 располагают в заданную точку тела пациента, переключателями 37 и 40 устанавливают частоту или полярность управляющих сигналов, а переключателем 25 необходимую амплитуду тока. При этом напряжение на электродах 2 и 3 контролируется блоком 4.

В результате использования предлагаемого изобретения обеспечивается независимость тока, протекающего через тело пациента, от состояния электродов, кожного покрова и других факторов и обеспечивается безопасное фиксированное по параметрам воздействие током.

На предприятии-заявителе были изготовлены и испытаны опытные образцы предлагаемого устройства. Инверторы 27 30, делители 31, 32 и операционные усилители были выполнены на микросхемах К176ЛА7, К140УД8 и К561ИЕ10 соответственно. Транзисторы 7, 8, 9, 10 типов КТ361, КТЗ107, КТЗ15 и КТЗ102 соответственно. Диоды 17 20 типа Д223.

Разработанное устройство обеспечивает воздействие током обеих полярностей, биполярными импульсами длительностью от 5*10^-4 до 32 с ( 6 фиксированных положений ) при стабильной величине тока от 10 до 500 мкА ( 5 фиксированных положений ) и аналоговую индикацию сопротивления с помощью стрелочного измерительного прибора.

Испытания устройства подтвердили возможность достижения указанного технического эффекта.

Пользуясь сведениями, представленными в материалах заявки, чертежами и используя существующие технологии, материалы и элементную базу, предлагаемое устройство может быть изготовлено в производстве, что характеризует объект изобретения как промышленно применимый.

Источники информации 1. А.с. СССР N 1309981, кл. А 61 Н 39/00, опубл. 15.05.87 г.

2. Агафонов В. В. и др. Сравнение методов измерения активного сопротивления точек акупунктуры. В кн. Вопросы медицинской электроники. Межведомственный тематический научный сборник. Вып. 4. Таганрог, 1982, с. 32 - 36. УДК. 615. 844. 4 3. А.с. СССР N 1153918, кл. А 61 Н 39/00, опубл. 07.05.85 г. (прототип).

Формула изобретения

1. Устройство для электропунктуры, содержащее источник сигналов, пару электродов и измерительный блок, подключенный к электродам, отличающееся тем, что в него введены двуполярный источник напряжений, первый и второй транзисторы структуры p n p, третий и четвертый транзисторы структуры n - p n, первый и второй делители напряжения, последовательно соединенные первый и второй диоды, последовательно соединенные третий и четвертый диоды, первый и второй ограничительные резисторы, первая и вторая группы токозадающих резисторов, кинематически связанные первый и второй переключатели, при этом первые выводы первого и второго делителей напряжения соединены с выходом источника сигналов, а выходы подключены к базам соответственно первого и третьего транзисторов, второй вывод первого делителя напряжения, эмиттер первого транзистора и анод первого диода соединены с шиной положительного напряжения, второй вывод второго делителя напряжения и эмиттер третьего транзистора соединены с шиной нулевого потенциала, коллектор первого транзистора через первый ограничительный резистор соединен с анодом третьего диода и базой четвертого транзистора, коллектор третьего транзистора через второй ограничительный резистор соединен с катодом второго диода и базой второго транзистора, коллектор которого соединен с коллектором четвертого транзистора, первым электродом и первым входом измерительного блока, второй вход которого и второй электрод соединены с шиной нулевого потенциала, эмиттер второго транзистора через первый переключатель и один из токозадающих резисторов первой группы соединен с шиной положительного напряжения, а эмиттер четвертого транзистора через второй переключатель и один из токозадающих резисторов второй группы соединен с шиной отрицательного напряжения, с которой соединен катод четвертого диода.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что источник сигналов содержит последовательно соединенные генератор импульсов положительной полярности, два делителя частоты, а также RC-цепочку, инвертор и третий переключатель, при этом выходы делителей частоты, а также шины положительного и отрицательного напряжений соединены с неподвижными контактами третьего переключателя, подвижный контакт которого является выходом источника сигналов, RC-цепочка и инвертор последовательно включены между шиной положительного напряжения и R-входами делителей частоты.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что измерительный блок содержит операционный усилитель, третий делитель напряжения, входы которого являются входами измерительного блока, резистор обратной связи, диодный мостик и стрелочный измерительный прибор, при этом выход третьего делителя напряжения соединен с неинвертирующим входом операционного усилителя, выход которого через диодный мостик соединен со своим инвертирующим входом, к которому подключен резистор обратной связи, а стрелочный измерительный прибор подключен к измерительной диагонали диодного мостика.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3