Способ электровоздействия на живой организм и устройство для его осуществления
Группа изобретений относится к медицине и предназначена, для электровоздействия на живой организм. Проводят установку электродов на кожные покровы и/или на слизистые поверхности и пропускают через них электрический сигнал. Управление сигналом осуществляют в зависимости от протекания электрохимических процессов, возникающих на кожных покровах и/или слизистых поверхностях в результате взаимодействия электродов и электрического сигнала с кожными покровами и/или слизистыми поверхностями. При этом электрический сигнал пропускают через электроды с катушки индуктивности. Длительностью электровоздействия и/или изменением формы электрического сигнала управляют в зависимости от длительности формирования или изменения емкости двойного слоя, или по длительности формирования или изменения емкости двойного слоя и изменению активного кожного сопротивления. Устройство электровоздействия на организм содержит активный и пассивный электроды, катушку индуктивности, соединенную первым выходом с пассивным электродом, источник питания и последовательно соединенные блок задания параметров управляющих импульсов, микроЭВМ и блок индикации. Блок индикации включает в себя блок определения длительности протекания электрохимических процессов, блок управления параметрами формы электрического сигнала, блок формирования накачки. Второй вход микроЭВМ соединен с выходом блока определения длительности протекания электрохимических процессов, вход которого соединен с активным электродом и вторым выходом катушки индуктивности. Вход катушки соединен с выходом блока формирования накачки, вход которого соединен с первым выходом микроЭВМ. Выход источника питания подключен к блоку задания параметров управляющих импульсов, ко вторым входам блоков определения длительности протекания электрохимических процессов, формирования накачки, управления параметрами формы электрического сигнала и индикации и к третьему входу микроЭВМ. Блок управления параметрами формы электрического сигнала соединен с третьим выходом микроЭВМ и электродами. Предлагаемая группа изобретений позволяет оптимизировать время воздействия электрического тока на живой организм. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 12 ил.
Изобретение относится к медицине и медицинской технике, в частностик способам и устройствам электровоздействия на живой организм, и может найти применение в диагностических, лечебных, реабилитационных, профилактических целях, а также в области исследований, связанных с изучением влияния на живой организм воздействия различных факторов.
Известны способы и устройства воздействия переменным или прерывистым электрическим током, подводимым через контактные электроды.
Способ электровоздействия на живой организм, приведенный в описании к патенту Российской Федерации №2155614, МПК 7 A61N 1/36, опубликованном 10.09.2000 г., заключается в приложении электродов к выбранной зоне, выборе режима либо постоянной, либо "плавающей" частоты, задании частоты следования стимулирующих импульсов (в режиме постоянной частоты), длительности между соседними импульсами в "пачке", выборе режима работы либо без обратной связи либо с обратной связью, запуске электростимулятора, установлении времени терапии, осуществлении режима амплитудно-временной модуляции, задании скважности трапецеидальных импульсов, задании уровня энергии воздействия до индивидуального порога чувствительности пациента.
Указанный способ адаптивной электростимуляции предоставляет лечащему врачу контроль результатов терапии по данным обратной связи, исходя из анализа динамики свободных колебаний стимулирующих импульсов.
Недостатки известного способа заключаются в низкой вероятности воздействия на тонкие С-волокна, отвечающие за выработку пептидов и имеющие высокий порог возбуждения, а также в отсутствие возможности управления процессом электровоздействия на живой организм в зависимости от протекания электрохимических процессов.
Известен адаптивный электростимулятор по патенту Российской Федерации №2155614, МПК 7 A61N 1/36, опубликованному 10.09.2000 г. Стимулятор содержит блок прямоугольных импульсов, блок управления, блок управления энергетическим воздействием, выходной блок, пассивный и активный электроды, блок формирования пачек импульсов, блок обратной связи, блок памяти индивидуальной нормы и блок записи параметров зондирующего сигнала.
Недостатки известного устройства заключаются в отсутствие блоков управления процессом электровоздействия на живой организм в зависимости от протекания электрохимических процессов.
Наиболее близкие к заявляемому технические решения защищены патентом Российской Федерации №2161904, МПК 7 А61 В 5/05, А61Н 39/00 на изобретение "Способ оценки электрофизиологического состояния человека и устройство для его осуществления", опубликованным 20.01.2001 г.
Известный способ заключается в установке активного и пассивного электродов на кожный покров, подключении к активному и пассивному электродам насыщенной электромагнитной энергией высокодобротной катушки индуктивности, пропускании через межэлектродную ткань электрических колебаний, возникающих в колебательном контуре, образованном цепью: активный электрод - высокодобротная катушка индуктивности - пассивный электрод - межэлектродная ткань - активный электрод, и оценке воздействия по результатам измерения частоты или амплитуды, или затухания этих колебаний.
Недостатки известного способа заключаются в отсутствие возможности управления процессом электровоздействия на живой организм в зависимости от протекания электрохимических процессов.
Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, заключается в повышении эффективности и оптимизации времени воздействия существующих способов электровоздействия на живой организм.
Технический результат при использовании заявляемого способа электровоздействия на живой организм заключается в повышении вероятности воздействия на тонкие С-волокна, отвечающие за выработку пептидов и имеющие высокий порог возбуждения, обеспечении возможности управлять как длительностью электровоздействия, так и изменением формы электрического сигнала в зависимости от протекания электрохимических процессов. Под формой сигнала подразумевается как собственно форма единичного сигнала, так и параметры серий импульсов (частота пачек импульсов, количество и частота следования импульсов в пачке, характер изменения амплитуды импульсов и т.п.).
Технический результат достигается тем, что в способе электровоздействия на живой организм, включающем установку электродов на кожные покровы и пропускание через электроды электрического сигнала с катушки индуктивности, электроды устанавливают и/или на слизистые поверхности. При этом используют высокоамплитудный электрический сигнал, а длительностью электровоздействия и изменением формы электрического сигнала управляют в зависимости от протекания электрохимических процессов, возникающих на кожных покровах и/или слизистых поверхностях в результате взаимодействия электродов и электрического сигнала с кожными покровами и/или слизистыми поверхностями.
Длительность протекания электрохимических процессов определяют по длительности формирования емкости двойного слоя или по длительности изменения активного кожного сопротивления, или по длительности формирования емкости двойного слоя и изменения активного кожного сопротивления.
Изменением формы воздействия управляют в зависимости от изменения емкости двойного слоя или от изменения активного кожного сопротивления, или совместно от изменения емкости двойного слоя и активного кожного сопротивления.
Использование высокоамплитудного электрического сигнала обеспечивает более высокую эффективность воздействия, при этом безопасность такого воздействия для живого организма обеспечивается ограничением энергии, накапливаемой в катушке индуктивности.
Известное устройство по патенту Российской Федерации №2161904, МПК 7 А61В 5/05, А61Н 39/00, опубликованному 20.01.2001 г., содержит активный и пассивный электроды, блок индикации, блок задания параметров управляющих импульсов, управляемый электронный ключ, источник питания, микроЭВМ, первый порт ввода которой соединен с блоком задания параметров управляющих импульсов, и преобразователь аналог - код, вход которого соединен с активным электродом, а выход - со вторым портом ввода микроЭВМ, первый выход микроЭВМ соединен с входом управления управляемого электронного ключа, первый выход которого подключен к активному электроду, второй - к первому полюсу источника питания, а коммутируемый вход соединен с первым концом высокодобротной катушки индуктивности, второй конец которой подключен к пассивному электроду и второму полюсу источника питания.
Недостатки известного устройства заключаются в отсутствие блоков управления формой электрического сигнала и блоков определения длительности протекания электрохимических процессов.
Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, заключается в расширении функциональных возможностей существующих устройств электровоздействия на живой организм путем управления процессом электровоздействия в зависимости от протекания электрохимических процессов.
Технический результат, обеспечиваемый при использовании заявляемого устройства электровоздействия на живой организм, заключается в возможности управлять как длительностью электровоздействия, так и изменением формы электрического сигнала в зависимости от протекания электрохимических процессов. Под формой сигнала подразумевается как собственно форма единичного сигнала, так и параметры серий импульсов (частота пачек импульсов, количество и частота следования импульсов в пачке, характер изменения амплитуды импульсов и т.п.).
Технический результат достигается тем, что в устройство электровоздействия на живой организм, содержащее активный и пассивный электроды, подключенные к катушке индуктивности, источник питания и последовательно соединенные блок задания параметров управляющих импульсов, микроЭВМ и блок индикации, дополнительно введен ряд блоков.
Блок определения длительности протекания электрохимических процессов может быть выполнен в виде преобразователя аналог - код, компаратора, регистра памяти и масштабирующего устройства.
Блок управления параметрами формы электрического сигнала может быть выполнен в виде демультиплексора и набора RC-цепей или в виде оптрона и конденсатора
Блок формирования накачки содержит транзистор и диод.
В качестве катушки индуктивности может быть применена как собственно катушка, так и трансформатор или автотрансформатор.
Изобретение поясняется чертежами.
На фиг.1 приведена функциональная схема устройства.
На фиг.2 приведен вид сигнала до касания с кожей.
Изменение емкости двойного слоя и активного сопротивления во времени показано на фиг.3.
На фиг.4 показана динамика формы сигнала, характерная для изменения преимущественно емкости двойного слоя.
На фиг.5 показана динамика формы сигнала, характерная для совместного изменения емкости двойного слоя и активного сопротивления.
На фиг.2, 4 и 5 по горизонтали указано время в миллисекундах, а по вертикали - напряжение в вольтах. На фиг.3 по горизонтали указано время, по вертикали - активное сопротивление R и емкость двойного слоя С.
На фиг.6 приведена функциональная схема блока определения длительности протекания электрохимических процессов.
На фиг.7 и фиг.8 приведены функциональные схемы вариантов реализации блока управления параметрами формы электрического сигнала.
Блок формирования накачки приведен на фиг.9.
На фиг.10 приведена схема подключения катушки индуктивности.
На фиг.11 приведена схема подключения автотрансформатора.
На фиг.12 приведена схема подключения трансформатора.
Заявленный способ реализуется в устройстве электровоздействия на живой организм, которое содержит блок задания параметров управляющих импульсов (БЗПУИ) 1 (фиг.1), микроЭВМ 2, блок формирования накачки (БФН) 3, источник питания 4, блок определения длительности протекания электрохимических процессов (БОДПЭП) 5, блок индикации 6, блок управления параметрами формы электрического сигнала (БУПФЭС) 7, катушку индуктивности (КИ) 8, электроды 9 и 10.
Выход блока задания параметров управляющих импульсов (БЗПУИ) 1 соединен с первым входом микроЭВМ 2, а ее первый выход соединен с первым входом блока формирования накачки (БФН) 3.
Источник питания 4 подключен ко второму входу блока формирования накачки (БФН) 3, третьему входу микроЭВМ 2, первому входу блока задания параметров управляющих импульсов (БЗПУИ) 1, ко вторым входам блоков определения длительности протекания электрохимических процессов (БОДПЭП) 5, индикации 6 и управления параметрами формы электрического сигнала (БУПФЭС) 7.
Второй выход микроЭВМ 2 соединен с первым входом блока индикации 6.
Третий выход микроЭВМ 2 соединен с первым входом блока управления параметрами формы электрического сигнала (БУПФЭС) 7, выходы которого соединены с выходами катушки индуктивности (КИ) 8 и с пассивным и активным электродами 9 и 10 соответственно.
Активный электрод 10, кроме этого, соединен с первым входом блока определения длительности протекания электрохимических процессов (БОДПЭП) 5, выход которого соединен со вторым входом микроЭВМ 2.
Вариант исполнения блока определения длительности протекания электрохимических процессов (БОДПЭП) 5, приведенный на Фиг.6, содержит преобразователь аналог - код 11, соединенный выходами со входами регистра памяти 12 и масштабирующего устройства 13. Их выходы соединены со входами компаратора 14. Вход преобразователя 11 является первым входом блока определения длительности протекания электрохимических процессов (БОДПЭП) 5, а выход компаратора 14 является выходом блока определения длительности протекания электрохимических процессов (БОДПЭП) 5. Подключение к источнику питания на чертеже не показано.
Вариант исполнения блока управления параметрами формы электрического сигнала (БУПФЭС) 7, приведенный на фиг.7, содержит демультиплексор, который, в свою очередь, содержит дешифратор (ДШ) 15, N выходов которого подключены к N реле (Р) 16, 17, 18. Нормально разомкнутые контактные группы К 19, 20, 21 реле соединены с первыми выводами RC-цепей, состоящих из последовательно соединенных конденсаторов (С) 22, 23, 24 и резисторов (R) 25, 26 и 27. Другие выводы RC-цепей объединены и являются первым выходом блока управления параметрами формы электрического сигнала (БУПФЭС) 7. Вход дешифратора (ДШ) 15 демультиплексора является первым входом блока управления параметрами формы электрического сигнала (БУПФЭС) 7. Объединенные выводы нормально разомкнутых контактных групп К 19, 20,...,21 являются вторым выходом блока управления параметрами формы электрического сигнала (БУПФЭС) 7. Подключение к источнику питания на чертеже не показано.
Другой вариант возможного исполнения блока управления параметрами формы электрического сигнала (БУПФЭС) 7, приведенный на фиг.8, содержит последовательно соединенные оптрон 28 и конденсатор С 29, причем первый вход оптрона 28 является первым входом блока управления параметрами формы электрического сигнала (БУПФЭС) 7, а второй вход оптрона 28 заземлен. Первый выход оптрона 28 является первым выходом блока управления параметрами формы электрического сигнала (БУПФЭС) 7, второй выход соединен со вторым выводом конденсатора С 29, первый вывод которого является вторым выходом блока управления параметрами формы электрического сигнала (БУПФЭС) 7. Подключение к источнику питания на чертеже не показано.
Вариант исполнения блока формирования накачки (БФН) 3, приведенный на фиг.9, содержит ключевой транзистор 30, база которого является первым входом блока формирования накачки (БФН) 3, эмиттер - вторым входом блока формирования накачки (БФН) 3, коллектор соединен с анодом диода 31, катод которого является выходом блока формирования накачки (БФН) 3.
Концы обмотки катушки индуктивности (КИ) 8 являются ее первым и вторым выходами (фиг.10), соединенными с пассивным и активным электродами соответственно. Вход катушки индуктивности (КИ) 8 объединен с концом обмотки, соединенным с ее вторым выходом.
В случае выполнения катушки индуктивности (КИ) 8 в виде автотрансформатора (фиг.11) концы обмотки автотрансформатора являются его первым и вторым выходами, соединенными с пассивным и активным электродами соответственно. Вход автотрансформатора подсоединен к средней точке его обмотки.
В случае выполнения катушки индуктивности (КИ) 8 в виде трансформатора (фиг.12) вход трансформатора подсоединен к первому выводу первичной обмотки трансформатора, а второй вывод этой обмотки соединен с общим проводом устройства. Выходами трансформатора являются выводы вторичной обмотки.
Блок индикации 6 может быть выполнен в виде алфавитно-цифрового, графического, жидкокристаллического, люминесцентного, светодиодного индикатора или любым другим способом.
МикроЭВМ 2 может быть семейства 51, PIC-процессором и т.п.
Блок задания параметров управляющих импульсов (БЗПУИ) 1 как схемно, так и конструктивно может быть реализован в зависимости от выбранных моделей микроЭВМ 2 и блока индикации 6, например на кнопках или переключателях.
Устройство электровоздействия на живой организм работает следующим образом.
Устройство подключается к источнику питания 4 (фиг.1).
С микроЭВМ 2 (фиг.1) подается запускающий импульс на вход блока формирования накачки (БФН) 3. Его выход подключает катушку индуктивности (КИ) 8 к источнику питания 4.
Во время первой фазы формирования воздействующего импульса поданное на катушку индуктивности (КИ) 8 напряжение вызывает протекание через нее линейно увеличивающегося тока и тем самым накопление катушкой индуктивности (КИ) 8 электромагнитной энергии. Т.е. в этот момент происходит "накачивание" энергии в катушку индуктивности (КИ) 8, отсюда - "накачка".
По окончании запускающего импульса начинается вторая фаза формирования воздействующего импульса. Блок формирования накачки (БФН) 3 отключает катушку индуктивности (КИ) 8 от источника питания 4, а запасенная в ней энергия возбуждает свободные колебания в контуре ударного возбуждения, состоящем из катушки индуктивности (КИ) 8, ее паразитной емкости, емкости утечек, схемы и т.д. (После подключения электродов к коже/слизистой поверхности их емкость и активное сопротивление также оказываются подключенными к контуру ударного возбуждения и участвуют в формировании импульсов электровоздействия.)
Затем повторяется первая фаза и т.д.
Пример импульсов, возникающих в контуре ударного возбуждения до касания электродов с кожей, представлен на фиг.2.
Электроды, подключенные к катушке индуктивности, устанавливают на некотором расстоянии друг от друга на кожную поверхность или слизистую человека или животного.
Управляющие сигналы из микроЭВМ 2 поступают также в блок управления параметрами формы электрического сигнала (БУПФЭС) 7, который подключен параллельно выходам катушки индуктивности (КИ) 8 и электродам Э 9 и Э 10. Блок определения длительности протекания электрохимических процессов (БОДПЭП) 5 выдает сигналы о динамике электрохимических процессов в микроЭВМ 2. В соответствии с методикой (алгоритмом) воздействия микроЭВМ 2 управляет формой электрических сигналов, причем форма единичного импульса регулируется блоком управления параметрами формы электрического сигнала (БУПФЭС) 7, а параметры серии импульсов, которые поступают на блок формирования накачки (БФН) 3 и далее на катушку индуктивности (КИ) 8, регулируются непосредственно микроЭВМ 2.
Блок определения длительности протекания электрохимических процессов (БОДПЭП) 5, реализованный по схеме, представленной на фиг.6, работает следующим образом.
Сигналы, поступающие с активного электрода Э 10, преобразуются в цифровую форму посредством преобразователя аналог - код 11, откуда параллельно поступают в регистр памяти 12 для запоминания начального или предыдущего значения и в масштабирующее устройство 13, которое задает желаемый порог изменения, после чего сравниваются в компараторе 14 между собой. Результат сравнения поступает на вход микроЭВМ 2.
Блок управления параметрами формы электрического сигнала (БУПФЭС) 7, реализованный по схеме, представленной на фиг.7, работает следующим образом.
Управляющие сигналы, поступающие из микроЭВМ 2, преобразуются дешифратором (ДШ) 15 в сигналы управления реле, позволяющие подключить между первым и вторым выходами, т.е. фактически параллельно катушке индуктивности (КИ) 8 (фиг.1) и двум электродам одну из комбинаций из N RC-цепей от "все отключены" до "все подключены". Изменение параметров результирующего RC-эквивалента, подключаемого параллельно катушке индуктивности (КИ) 8, позволяет изменять форму электрического сигнала.
Блок управления параметрами формы электрического сигнала (БУПФЭС) 7, реализованный по схеме, представленной на фиг.8, работает следующим образом.
Управляющий сигнал, поступающий из микроЭВМ 2 (фиг.1) на вход оптрона 28, изменяет сопротивление выходного резистора оптрона 28 и тем самым постоянную времени RC-цепи, состоящей из выходного резистора оптрона 28 и конденсатора С 29. Выводы RC-цепи, как и в предыдущем случае, подключены параллельно катушке индуктивности (КИ) 8 и двум электродам (фиг.1).
Преимуществом первого варианта является бульшая гибкость в выборе диапазона варьирования RC-цепи.
Преимуществом второго варианта является бульшая простота и компактность реализации, но при этом невозможно изменение в RC-цепи компонента С.
Блок формирования накачки (БФН) 3, реализованный по схеме, приведенной на фиг.9, работает следующим образом.
Управляющие сигналы от микроЭВМ 2 открывают транзистор 30 на некоторое время t. По цепи "источник питания - вход 2 - транзистор 30 - диод 31 - выход - катушка индуктивности (КИ) 8" протекает нарастающий ток, максимальное значение которого определяется по известной формуле
It=U·t/L,
где t - длительность открывающего транзистор 30 импульса,
U - напряжение источника питания,
L - индуктивность катушки индуктивности (КИ) 8,
It - величина тока к концу импульса длительностью t.
По окончании времени t транзистор 30 закрывается, а в контуре, образованном катушкой индуктивности (КИ) 8, ее собственной паразитной емкостью, импедансом кожных покровов или слизистых поверхностей (если электроды подключены к пациенту), а также RC-цепями блока управления параметрами формы электрического сигнала (БУПФЭС) 7, возникают свободные колебания, параметры которых зависят от всех указанных составляющих контура. Диод 31 предотвращает попадание на коллекторный переход транзистора 30 открывающего напряжения с контура.
Заявленный способ осуществляется следующим образом.
Электроды Э9 и Э10 прикладывают к кожному покрову или слизистой поверхности человека, или животного в области, находящейся вблизи зоны воздействия.
Устанавливают амплитуду электровоздействия с помощью блока задания параметров управляющих импульсов (БЗПУИ) 1 по индивидуальным ощущениям исследуемого:
подпороговым, комфортным, субкомфортным, в зависимости от методики, при этом устанавливаемые параметры электровоздействия (количество импульсов в пачке, частота следования импульсов и т.д.) отображает блок индикации 6.
Электроды Э9 и Э10 устанавливают непосредственно на область воздействия, определяемую известными методами, например на зоны Захарьина-Гедда или проекции органов.
При соприкосновении электродов с поверхностью кожи (слизистой), представляющей собой, в общем случае, сложный комплекс водных растворов, на границе металл - раствор возникает целый ряд процессов.
Это, прежде всего, формирование разности потенциалов (двойного электрического слоя), называемой электродным потенциалом [Методы клинической нейрофизиологии. Под ред. В.Б.Гречина. Л., Наука, 1977, с.7-8]. Эквивалентной схемой двойного электрического слоя является параллельное соединение емкости (так называемой емкости двойного слоя) и сопротивления, изменяющихся во времени в процессе формирования указанного слоя. На фиг.3 время формирования емкости двойного слоя обозначено t1.
Пропускание через электроды электрического сигнала с катушки индуктивности приводит к изменению микроциркуляции крови и ряду других процессов, при этом активное кожное сопротивление изменяется (как правило, уменьшается).
Изменение емкости двойного слоя и активного кожного сопротивления отражает изменения метаболических процессов, возникающих на кожных покровах (слизистых поверхностях) в результате взаимодействия электродов и электрического сигнала с кожными покровами (слизистыми поверхностями).
Это, в свою очередь, предоставляет возможность управлять длительностью электровоздействия и изменением формы электрического сигнала в зависимости от протекания электрохимических процессов, причем управление длительностью воздействия производят, например, до стабилизации электрохимических процессов, выраженных, например, в прекращении существенных изменений емкости двойного слоя и/или активного сопротивления, а формой электрического сигнала управляют, например, параметрически, за счет изменения емкости двойного слоя и/или активного сопротивления, включенных в контур ударного возбуждения.
По истечении времени t1 (фиг.3) изменение емкости и активного сопротивления определяется преимущественно электрохимическими реакциями под электродами, связанными с местным метаболизмом. [Методы клинической нейрофизиологии. Под ред. В.Б.Гречина. Л., Наука. 1977, с.72].
Известно, что в механизмах регуляции организма большую роль играют пептидные гормоны [В.А.Ткачук. Физиология эндокринной системы. УФН - 1994 - Т25, №2 - с.47-54], которые определяют физиологическое состояние и участвуют в процессах саногенеза. За формирование указанных веществ отвечают преимущественно тонкие С-волокна, которые имеют высокий порог возбуждения. Большая амплитуда воздействия повышает вероятность высвобождения пептидных гормонов, и, следовательно, активизации метаболических процессов [Я.З.Гринберг. Чрескожная электрическая стимуляция: подход с позиции функционального континуума регуляторных пептидов. Ж. "Рефлексотерапия", 2002, №1, с.29-32].
В предлагаемом способе в короткий момент прикосновения амплитуда сигнала на коже может достигать 500 В (фиг.2). При этом безопасность воздействия обеспечивается ограничением энергии, запасенной в катушке индуктивности (длительность единичного воздействия составляет, как правило, порядка десятков микросекунд).
Течение электрохимических процессов может проявляться, например, преимущественно формированием емкости двойного слоя.
Пример изменения сигнала, связанного с формированием емкости двойного слоя, приведен на фиг.4. Как видно, форма сигнала на всех графиках отличается лишь периодом затухающих колебаний, что связано с увеличением эквивалентной емкости контура ударного возбуждения. По истечении определенного времени изменение формы импульсов практически прекращается (графики 4в и 4г). Соответственно за длительность электрохимических процессов можно принять время от момента установки электродов до момента прекращения изменения формы импульсов.
При совместном изменении емкости двойного слоя и активного сопротивления одновременно происходит как расширение периода затухающих импульсов, так и одновременное увеличение затухания (фиг.5).
Так же, как и ранее, длительность электрохимических процессов можно определить в момент прекращения этих изменений.
С помощью моделирования (аналитически, на ЭВМ и т.п.) можно разделить изменение емкости двойного слоя и активного сопротивления, и в этом случае возможно управление длительностью воздействия или только по изменению емкости двойного слоя или только по изменению активного сопротивления, или по их совокупности.
По истечении времени t1 (фиг.3) изменение емкости и активного сопротивления определяется преимущественно электрохимическими реакциями под электродами, связанными с местным метаболизмом, который также проявляется в изменении емкости и активного сопротивления.
Как и в предыдущих случаях, путем моделирования можно разделить влияние емкости и активного кожного сопротивления и управлять длительностью электровоздействия на живой организм по длительности течения электрохимических реакций, возникающих на кожных покровах и/или слизистых поверхностях в результате взаимодействия электродов и электрического сигнала с кожными покровами и/или слизистыми поверхностями.
Процессы, описанные выше (изменение емкости двойного слоя и активного сопротивления, электрохимические реакции), в совокупности с техническими средствами (параметрами катушки индуктивности, площадью и материалом электродов) позволяют управлять формой единичных импульсов.
Здесь имеет место параметрическое управление контуром ударного возбуждения. Подчеркнем, что этот процесс происходит непрерывно (на каждом импульсе) в зависимости от емкости двойного слоя, активного сопротивления или от их совместного изменения, без дальнейшего вмешательства в процесс управления электровоздействием.
Второй уровень управления формой сигнала обеспечивается подключением к катушке демпфирующих (RC) цепей. При этом на форму сигнала влияют одновременно изменения как емкости двойного слоя и активного сопротивления, так и параметров демпфирующих цепей.
Например, с помощью демпфирующих цепей можно уменьшить амплитуду свободных колебаний контура ударного возбуждения и таким образом управлять течением метаболических процессов.
Третий уровень управления формой сигнала состоит в изменении параметров пачек импульсов в зависимости от длительности формирования емкости двойного слоя, изменения активного сопротивления и (или) от их совместного изменения.
Например, при медленном изменении емкости двойного слоя можно увеличивать количество импульсов в пачке или частоту их следования с целью увеличения скорости течения метаболических процессов.
Таким образом, заявленные способ и устройство электровоздействия на живой организм позволяют оптимизировать электровоздействие и его продолжительность, используя достаточно простые в эксплуатации устройства и методы при осуществлении электровоздействия на кожные покровы и слизистые поверхности.
Заявленные способ и устройство электровоздействия на живой организм могут найти широкое применение в медицине, для лечения, реабилитации и профилактики различных заболеваний, снижения болевых ощущений, уменьшения воспаления и отеков.
1. Способ электровоздействия на живой организм, включающий установку электродов на кожные покровы и/или на слизистые поверхности и пропускание через них электрического сигнала, управление сигналом в зависимости от протекания электрохимических процессов, возникающих на кожных покровах и/или слизистых поверхностях в результате взаимодействия электродов и электрического сигнала с кожными покровами и/или слизистыми поверхностями, отличающийся тем, что электрический сигнал пропускают через электроды с катушки индуктивности, а длительностью электровоздействия и/или изменением формы электрического сигнала управляют в зависимости от длительности формирования или изменения емкости двойного слоя, или по длительности формирования или изменения емкости двойного слоя и изменению активного кожного сопротивления.
2. Устройство электровоздействия на организм, содержащее активный и пассивный электроды, катушку индуктивности, соединенную первым выходом с пассивным электродом, источник питания и последовательно соединенные блок задания параметров управляющих импульсов, микроЭВМ и блок индикации, отличающееся тем, что он включает в себя блок определения длительности протекания электрохимических процессов, блок управления параметрами формы электрического сигнала, блок формирования накачки, причем второй вход микроЭВМ соединен с выходом блока определения длительности протекания электрохимических процессов, вход которого соединен с активным электродом и вторым выходом катушки индуктивности, вход которой соединен с выходом блока формирования накачки, вход которого соединен с первым выходом микроЭВМ, выход источника питания подключен к блоку задания параметров управляющих импульсов, ко вторым входам блоков определения длительности протекания электрохимических процессов, формирования накачки, управления параметрами формы электрического сигнала и индикации и к третьему входу микроЭВМ, а блок управления параметрами формы электрического сигнала соединен с третьим выходом микроЭВМ и электродами.
3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что блок управления параметрами формы электрического сигнала содержит демультиплексор и RC-цепь.
4. Устройство по п.2, отличающееся тем, что блок управления параметрами формы электрического сигнала содержит оптрон и конденсатор.
5. Устройство по п.2, отличающееся тем, что блок определения длительности протекания электрохимических процессов содержит преобразователь аналог-код, компаратор, регистр памяти и масштабирующее устройство.
6. Устройство по п.2, отличающееся тем, что блок формирования накачки содержит транзистор и диод.
7. Устройство по п.2, отличающееся тем, что катушка индуктивности выполнена в виде автотрансформатора.
8. Устройство по п.2, отличающееся тем, что катушка индуктивности выполнена в виде трансформатора.
