Электростимулятор

 

Изобретение относится к медицинской технике, и может быть использовано для стимуляции парных частей тела. Сущность: устройство содержит первый и второй электродные элементы, закрепленные на стимулируемом и эталонном объектах, которые через блок коммутации попеременно подключаются к входу аналого - цифрового преобразователя, регистрирующего на электродных элементах электрический сигнал соответствующий активности стимулируемого и эталонного объектов, а также формирующего последовательность выборок. Выход аналого - цифрового преобразователя и вход цифроаналогового преобразователя, формирующего ток стимуляции, соединен посредством общей шины с первым процессором, анализирующим последовательность кодов выборок и вторым процессором, задающим ток стимуляции, с блоком запоминающих устройств, хранящих программное обеспечение и данные, а так - же терминалом для ввода и вывода информации. Выход цифроаналогового преобразователя через блок коммутации подключен к первому электродному элементу, закрепленному на стимулируемом объекте. 1 ил.

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к электростимуляторам и может быть использовано для стимуляции парных объектов, например, нервно мышечного аппарата конечностей, а также симметричных областей кожи, например, акупунктурных точек рефлексотерапии.

Известно устройство для электростимуляции, включающее усилитель, который имеет численно программируемый коэффициент усиления для создания различных форм выходного тока в зависимости от электродов располагаемых на тело пациента / Заявка ФРГ 3301622, кл. А 61 N I/32, 1984. /.

Известен программируемый стимулятор, содержащий микропроцессор, блок управления запуском, оптически изолированный стимулятор, терминал / Микрокомпьютерные медицинские системы: Пер. с англ. М. Мир, 1983, с. 411 - 413 /. В стимуляторе, управляемом микропроцессором, традиционный генератор импульсов заменен микропроцессором, а триггер машинными программами. В этой системе микропроцессор заменяет генераторы, причем в каждом отдельном случае может устанавливаться амплитуда, период, продолжительность и задержка, что позволяет получить импульсы практически любой формы. Устройство позволяет более соответственно подбирать стимулирующий ток и осуществлять своевременный запуск стимулирующего импульса, что определяет его применение для кардиостимуляции.

Оба вышеуказанных устройства не позволяют автоматически поддерживать оптимальные параметры стимулирующего тока, используя принцип обратной связи, а также не дают возможности получить объективный протокол процесса электростимуляции.

Из известных электростимуляторов наиболее близким по технической сущности / прототипом / является имплантируемый кардиостимулятор, обрабатывающий физиологические сигналы в определенном временном интервале, который содержит: электродный элемент; схему, подающую стимулирующие токовые импульсы на электродный элемент; первый элемент, регистрирующий на электродном элементе электрический сигнал, который соответствует активности сердца; второй элемент, управляющий указанной схемой в соответствии с функционированием первого элемента. Последний генерирует непрерывную последовательность двоичных выборок. Третий элемент анализирует указанную последовательность с целью определения возникновения заданного вида сердечной активности и управления упомянутой схемой в соответствии с результатами анализа / Патент США 4466440, кл А 61 N I/36, 1984/.

Однако известные устройство / прототип / для обратной связи использует физиологические электрические сигналы только со стимулируемого объекта. Для электростимуляции парных объектов, например, нервно мышечного аппарата конечностей, целесообразно использовать симметричный объект, как эталон для сравнительного анализа функционального состояния стимулируемого объекта. Отсутствие в известном устройстве терминала не дает возможности получить объективный протокол процесса электростимуляции и внешнего управления процессом.

Изобретение направлено на создание электростимулятора, позволяющего повысить качество электростимуляции путем автоматического поддержания оптимальных параметров стимулирующего тока, используя принцип обратной связи, и современного прекращения процесса, используя сравнительный анализ функционального состояния стимулируемого и эталонного объектов, а также позволяющего получить объективный протокол процесса электростимуляции.

Сущность изобретения заключается в том, что электростимулятор содержит первый и второй электродные элементы, например, две металлические пластинки, закрепленные на стимулируемом и эталонном объектах, которые через блок коммутации попеременно подключаются к входу аналого-цифрового преобразователя / АЦП /, регистрирующего на первом и втором электродных элементах электрический сигнал соответствующий активности стимулируемого и эталонного объектов, а также формирующего последовательность кодов выборок. Выход АЦП и вход цифроаналогового преобразователя / ЦАП / соединены посредством общей шины с первым процессором, анализирующим последовательность кодов выборок с АЦП и вторым процессором, задающим ток стимуляции на выходе ЦАП, с блоком запоминающих устройств, хранящих программное обеспечение и данные, а также терминалом для ввода и вывода информации. Выход ЦАП через блок коммутации подключен к первому электродному элементу, закрепленному на стимулируемом объекте.

Предложенное устройство отличается от прототипа тем, что оно снабжено вторым электродным элементом, закрепленным на эталонном объекте, блоком коммутации, который попеременно подключает первый и второй электродные элементы к входу АЦП, вторым процессором, задающим ток стимуляции, блоком запоминающих устройств для хранения программного обеспечения и данных, терминалом для ввода и вывода информации, общей шиной, связывающей первый и второй процессоры как между собой, так между собой, так и с блоком запоминающих устройств, терминалом, АЦП, блоком коммутации и ЦАП, при этом выход последнего через блок коммутации подключен к первому электродному элементу, закрепленному на стимулируемом объекте.

Изобретение поясняется чертежом, на котором представлена блок схемы электростимулятора.

Электростимулятор содержит первый и второй электродные элементы 1 и 2, закрепленные на стимулируемом объекте 3 и эталонном объекте 4, соответственно, которые через блок коммутации 5 попеременно подключаются к входу АЦП 6. Выход АЦП 6, вход ЦАП 7 и блок коммутации 5 соединены посредством общей шины 8 с первым процессором 10, с блоком запоминающих устройств 11 и терминалом 12. Выход ЦАП 7 через блок коммутации 5 подключен к первому электродному элементу 1, закрепленному на стимулируемом объекте 3.

Электростимулятор работает следующим образом / на примере электростимуляции нервно мышечного аппарата конечностей /: второй процессор 10 под управлением программы, хранящейся в блоке запоминающих устройств 11 выставляет на терминал 12 команду врачу о необходимости ввода данных. Через терминал 12 врач вводит: опознавательные данные пациента; параметры тока стимуляции, подобранные опытным путем; время всего процесса электростимуляции; интервал времени, по истечении которого производятся повторные измерения электрических сигналов стимулируемого объекта 3; контрольные коэффициенты отношения электрических сигналов стимулируемого объекта 4; контрольную разницу между коэффициентами отношений электрических сигналов стимулируемого объекта 3 к эталонному объекту 4 в текущем и предыдущем измерениях; дискретную величину изменения параметра тока стимуляции. По окончании ввода данных первый процессор 9 выводит на терминал 12 команду о необходимости мышечного сокращения в стимулируемом объекте 3. При мышечном сокращении образуется электрический сигнал, параметры которого соответствуют функциональному состоянию нервно мышечного аппарата. Указанный электрический сигнал с помощь первого электродного элемента 1 и блока коммутации 5 подается на вход АЦП 6. Последний усиливает полученный электрический сигнал информирует последовательность кодов выборок, соответствующих поступившему на вход аналоговому сигналу. Код выборки через общую шину 8 поступает в первый процессор 9, который в соответствии с поступившим кодом выводит на терминал 12 сведения о функциональном состоянии стимулируемого объекта 3. По окончании вывода информации, первый процессор 9 передает на терминал 12 команды о прекращении мышечного сокращения в стимулируемом объекте 3 и необходимости мышечного сокращения в эталонном объекте 4 одновременно, первый процессор 9 с помощью блока коммутации 5 отключает первый электродный элемент 1 от АЦП 6 и подключает к последнему второй электродный элемент 2, закрепленный элемент 2, закрепленный на эталонном объекте 4. Таким образом, электрический сигнал образованный при сокращении мышц в эталонном объекте 4 поступает на вход АЦП 6, где преобразуется в код выборок, соответствующий поступающему на вход аналоговому сигналу с эталонного объекта 4. Первый процессор 9 в соответствии с поступившим кодом выборки выводит на терминал 12 сведения о функциональном состоянии эталонного объекта 4. По окончании вывода информации, первый процессор 9 передает на терминал 12 команду о прекращении мышечного сокращения в эталонном объекте 4. Первый процессор 9 определяет коэффициент отношения электрического сигнала со стимулируемого объекта 3 к электрическому сигналу с эталонного объекта 4 и выводит его на терминал 12. Если вычисленный коэффициент отношения по сравнению с введенными коэффициентами, например, меньше, чем 0,1 или больше, чем 1,0, то первый процессор 9 выводит на терминал 12 сообщение: "Электростимуляция не показана" и останавливает программу. Если вычисленный коэффициент отношения лежит в интервале от 0,1 до 1,0, то первый процессор 9 переключает блок коммутации 5 для отключения первого электродного элемента 1 от входа АЦП 6 и подключает его к выходу ЦАП 7. Далее второй процессор 10 задает последовательность кодов для формирования тока стимуляции, в соответствии с введенными врачом параметрами тока стимуляции. Ток стимуляции, сформированный на ЦАП 7 и прошедший через блок коммутации 5 подается первый электродный элемент 1 и воздействует на стимулируемый объект 3. По окончании заданного интервала процесса электростимуляции второй процессор 10 переключает блок коммутации 5 для отключения первого электродного элемента 1 от выхода ЦАП 7 и подключает его к входу АЦП 6. Далее первый процессор 9 передает на терминал 12 команду о необходимости мышечного сокращения в стимулируемом объекте 3 и производит повторное измерение электрического сигнала на первом электродном элементе 1. После сбора и обработки информации о стимулируемом объекте 3, первый процессор 9 передает на терминал 12 команду о прекращении мышечного сокращения и сведения об изменении его функционального состояния полученные в результате анализ динамики изменения электрических сигналов с объекта стимуляции 3, а также переключает блок коммутации 5 для отключения первого электродного элемента 1 от входа АЦП 6 и подключения его к выходу ЦАП 7. По окончании вывода информации, первый процессор 9 вычисляет коэффициент отношения электрического сигнала стимулируемого объекта 3 текущего измерения к электрическому сигналу эталонного объекта 4 предыдущего измерения. Если вычисленный коэффициент отношения по сравнению с введенными коэффициентами меньше, чем 0,1 или больше, чем 1,0, то первый процессор 9 выводит на терминал 12 сообщение: "Электростимуляция не показана" и останавливает программу. Если вычисленный коэффициент отношения лежит в интервале от 0,1 до 1,0, то первый процессор 9 вычисляет разницу между коэффициентами отношений электрических сигналов стимулируемого объекта 3 к эталонному объекту 4 в текущем и предыдущем измерениях. Если вычисленная разница положительна, но меньше введенной величины, например, меньше, чем 0,1, то второй процессор 10 оставляет прежние параметры тока стимуляции. Если разница отрицательна, то первый процессор 9 выводит на терминал 12 сообщение: " Продолжение электростимуляции не показано " и останавливает программу. Если разница больше введенной величины, то второй процессор 10 задает новую последовательность кодов для формирования тока стимуляции, в соответствии с введенной дискретной величиной и величиной вычисленной разницы. Ток стимуляции, сформированный на ЦАП 7 и прошедший через блок коммутации 5 подается на первый электродный элемент 1 и воздействует на стимулируемый объект 3. По окончании введенного времени всего процесса электростимуляции второй процессор 10 выводит на терминал 12 сообщение: "Электростимуляция закончена" и останавливает программу.

Формула изобретения

Электростимулятор, содержащий первый электродный элемент, аналого-цифровой преобразователь, первый процессор, цифроаналоговый преобразователь, отличающийся тем, что снабжен вторым электродным элементом, блоком коммутации, вторым процессором, блоком запоминающих устройств, терминалом, общей шиной, связывающей первый и второй процессоры с блоком запоминающих устройств, терминалом, с выходом аналого-цифрового преобразователя и входами цифроаналогового преобразователя, выход которого через блок коммутации подключен к первому электродному элементу, при этом второй электродный элемент подключен к одному входу блока коммутации, выход которого соединен с одним входом аналого-цифрового преобразователя, другой вход которого соединен с общей шиной, которая соединена с другим входом блока коммутации.

РИСУНКИ

Рисунок 1