Устройство для исследования импульсной электровозбудимости биологических тканей

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЯЬСТВУ i <) 644459

Отиса совеуейх социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 22.04.76 (21) 2349584/28-13 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.01.79. Бюллетень № 4 (45) Дата опубликования описания 30.01.79 (51) M. Кле

А 61 В 5/00

А 61 N 1/36

Государственный комитет ссср (53) УДК 615.471:612..821.8(088.8) по делам изобретений и открытий

C i

1 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ИМПУЛЬСНОЙ

ЭЛЕКТРОВОЗБУДИМОСТИ БИОЛОГИЧЕСКИХ ТКАНЕЙ

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к устройствам электрической стимуляции возбудимых (нервно-мышечных) структур живых объектов, в частности человека, и может найти применение в 5 области электрофизиологии, где используется при решении конкретных практических задач (диагностика, электротерапия, тренировка опорно-двигательного аппарата, управление двигательными реакциями и т. д., 10 активное взаимодействие возбуждающих электрических сигналов и возбудимых образований живых объектов).

Известно устройство для исследования импульсной электровозбудимости нервно- 15 мышечных структур, содержащее генератор импульсов, амплитудный модулятор, модулирующий генератор с цепями запуска и фиксации монотонно изменяющегося электрического сигнала, блок индикации кожногальванической реакции и выходной усилитель (1).

В указанном устройстве измерения болевых порогов отсутствует анализ сократительных реакций биологического объекта и суммирование исследующих его различных компонент периодического электростимула, что снижает болевую переносимость исследования. Кроме того, в нем высок уровень ручных манипуляций, что также снижает рр точность исследования за счет отвлечения внимания оператора или испытуемого.

Более совершенным является устройство для исследования электровозбудимости био тканей, содержащее хронизатор, генераторы импульсов, суммирующий усилитель и выходной усилитель (2).

Однако исследования с помощью этого устройства сопровождаются болезненными ощущениями, а результаты исследований имеют низкую достоверность.

Целью изобретения является снижение болезненности исследования и повышение достоверности результатов исследования.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве имеются последовательно включенные генераторы модулирующих сигналов и амплитудные модуляторы, число которых равно числу генераторов импульсов, дополнительный хронизатор и блок индикации упpyro-вязких свойств исследуемой биологической ткани, причем амплитудные модуляторы включены между выходом каждого из генератора импульсов и входами суммирующего усилителя, выход дополнительного хронизатора соединен с первыми входами всех генераторов модулирующих сигналов, а блок индикации упруго-вязких свойств соединен со вторым входом одного из генераторов модулнрующих сигналов.

644456

Кроме того, в устройстве имеется блок индикации кожногальванической реакции, выход которого соединен со вторыми входами остальных генераторов модулирующих импульсов.

На фиг. 1 изображена структурная схема устройства для исследования импульсной электровозбудимости биологических тканей; на фиг. 2 — синтезированный на выходе устройства периодический электростимул (А, В, С вЂ” компоненты электростимула), штриховая линия. а — болевой порог исследуемой структуры для компоненты А, линия b— болевой порог для компоненты В на фоне компоненты А, линия с — требуемый по силе сокращения мышцы уровень компоненты С на фоне компонент А, В.

Устройство содержит последовательно соединенные хронизатор 1, генераторы 2 электрических импульсов, амплитудные модуляторы 3, связанные с генераторами модулирующих сигналов 4, суммирующий усилитель 5, выходной усилитель 6, а также блок

7 индикации требуемых упруго-вязких свойств мышц, связанный с целью фиксации сигнала с одним из генераторов 4, блок 8 индикации кожно-гальванической реакции испытуемого, связанный со входами фиксации всех остальных генераторов 4, дополнительный хронизатор 9, связанный со входами запуска всех генераторов 4 модулирующих сигналов.

Генераторы 2 устройства вырабатывают периодические последовательности, например, прямоугольных электрических импульсов трех различных длительностей — малой, средней и большой, дающих в сумме заданную длительность.

Частоту и длительность формируемого стимула, а также длительности его компонент задают до исследования на уровне величин, принятых в практике импульсной электростимуляции мышц (например, частоты 20 — 200 Гц, длительности 0,1 — 10 мс).

Хронизатор 1 фазирует импульсы на выходах соответствующих генераторов 2 следующим образом: сначала во времени следует импульс малой длительности, далее непосредственно за ним — импульс средней длительности, затем также без интервала— импульс большой длительности (на фиг. 2 указанные импульсы обозначены как компоненты А, В, С; соотношение длительностей смежных компонент устанавливается на уровне двух и выше).

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии, при отсутствии сигналов запуска на соответствующих входах генераторов 4 модулирующих сигналов импульсный стимулирующий сигнал на выходе устройства отсутствует.

Воздействуя на цепь запуска одного из генераторов 4 модулирующих сигналов, хронизатор 9 (или оператор, испытуемый) запускает «пилу» (монотонно изменяющийся электрический сигнал) íà его выходе. (.игнал с выхода генератора 4 поступает на модулирующий вход соответствующего амплитудного модулятора 3, на сигнальный вход которого с выхода соответствующего генератора 2 поступает импульс малой длительности. Монотонно возрастающий и следующий во времени с заданным периодом электрический импульс малой длительности с выхода соответствующего амплитудного модулятора

3 поступает сначала на суммирующий усилитель 5, затем на выходной усилитель 6, после чего через посредство поверхностных электродов на исследуемую мышцу испытуемого. Сигнал пороговой болевой реакции испытуемого с выхода блока 8 индикации поступает на вход генератора 4 и с понижением относительно найденного порога фиксирует амплитуду стимула малой длительности на структуре до конца исследования, На фиг. 2 стимул малой длительности обозначен как компонента А, коэффициент понижения компоненты относительно найденного порога выбирают на уровне 0,6 — 0,9 — в зависимости от скорости подъема стимула и времени болевой реакции испытуемого.

Аналогично, с помощью соответствующих узлов, устанавливается до конца исследования на выходе устройства стимул средней длительности (на фиг. 2 стимул средней длительности обозначен как компонента В).

Так же осуществляется подъем на выходе устройства (структуре) стимула большой длительности.

В момент достижения мышцей требуемой степени сокращения сигнал с выхода блока

7 индикации поступает на вход соответствующего генератора 4, фиксируег его выходной сигнал, чем фиксирует и амплитуду стимула большой длительности на выходе устройства (на фиг. 2 стимул большой длительности обозначен как компонента С).

В результате на выходе устройства сформирован периодический электростимул заданной частоты, заданной длительности, воздействующий на мышцу с заданной силой и менее болезненный (действие в нем компонент А, В снижает уровень наиболее длительной, в соответствии с кривой «сила— длительность», наиболее болезненной и практически обусловливающей общую болезненность компоненты С).

Объективизация регистрации пороговых болевых реакций испытуемого и снижение числа ручных манипуляций при исследовании улучшат болевую переносимость сформированного цельного электростимула через улучшение соотношений составляющих его компонент, повысят достоверность результата и упростят исследование.

По типу выхода (по отношению к исследуемой структуре) устройство может быть либо генератором напряжения, либо генератором тока, либо промежуточным по типу

644459

Puz. I

7 заданное геНератором, в том числе согласованным с исследуемой структурой по импедансу, что реализуется исполнением его выходного усилителя по схеме с регулируемым в широких пределах внутренним сопротивлением. 5

Формула изобретения

1. Устройство для исследования импульсной электровозбудимости биологических тканей, содержащее хронизатор, генераторы 10 импульсов, суммирующий усилитель и выходной усилитель, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью снижения болезненности исследования и повышения достоверности результатов исследования, в нем имеются последо- 15 вательно включенные генератор модулирующих сигналов и амплитудный модулятор, число которых равно числу генераторов импульсов, дополнительный хронизатор и блок индикации упруго-вязких свойств исследуе- 2р мой биологической ткани, причем амплитудные модуляторы включены между выходом каждого генератора импульсов и входами суммирующего усилителя, выход дополнительного хронизатора соединен с первыми входами всех генераторов модулирующих сигналов, а блок индикации упруго-вязких свойств соединен со вторым входом одного из генераторов модулирующих сигналов.

2. Устройство по п. 1, отл и ч а ющее с я тем, что в нем имеется блок индикации кожно-гальванической реакции, выход которого соединен со вторыми входами остальных генераторов модулирующих импульсов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Ко 501751, кл. Л 61 В 5/00, 1973.

2. Зильберман Н. Е. Стимуляторная техника. Сб. Современные проблемы электрофизиологических исследований нервной системы, 1964, с. 417 — 428.