Електростимулятор

Корисна модель відноситься до області біологічної і медичної техніки. Призначена головним чином для використання в клінічних умовах, у терапевтичних електростимуляторах, для проведення робіт з електричної стимуляції біологічних об'єктів у фізіологічних лабораторіях, у спеціальних умовах тренажу, спорті. В даний час розроблено безліч електростимуляторов різних органів і тканин, в основу фізіологічного ефекту яких покладена властивість електричного струму викликати подразнення м'язів і інших живих тканин. Відомий універсальний електростимулятор УЭИ-1 [Н.М. Ливенцев, А.Р. Ливенсон, Электромедицинская апаратура, М., «Медицина», 1974, с.114-115]. Цей електростимулятор взятий за прототип запропонованого електростимулятора. Він складається з послідовно з'єднаних генератора стимулюючого сигналу, підсилювача потужності і стимулюючих електродів. З виходу генератора стимулюючий сигнал надходить на підсилювач потужності. Підсилюється в останньому до рівнів, необхідних для досягнення необхідного фізіологічного ефекту, і через стимулюючі електроди надходить на тканини пацієнта. Істотними параметрами будь-якого електростимулятора живих тканин є власне параметри стимулюючого сигналу - амплітуда, тривалість і частота повторення імпульсів стимуляції. Саме ці параметри в остаточному підсумку визначають ту чи іншу фізіологічну дію електричного струму як подразника. При цьому вважають, що в паузах між імпульсами стимуляції сигнал відсутній, і м'язи чи інший стимулюючий орган відпочивають. Недоліком прототипу є те, що при зникненні імпульсу стимуляції на тканині, що знаходиться під електродами, існує залишковий потенціал, утворений зарядом ємності тканини під час стимуляції. Існування залишкового потенціалу і його нагромадження в процесі стимуляції приводить до того, що фактично на тканині ми маємо справу з помилковими параметрами імпульсів стимуляції: тривалість імпульсів збільшується, періоди пауз зменшуються і, що дуже важливо, фактично зменшується амплітуда стимулюючого струму. Усі ці явища приводять до зменшення ефективності стимулюючого струму, тобто до зменшення ефективності стимулятора. Наслідком зменшення такої ефективності є необхідність, наприклад, підвищувати потужність стимулу, (робити запас по потужності). У той же час при конструюванні малогабаритних електростимуляторів проблема потужності стає особливо важливою. Технічною задачею даної моделі є створення електростимулятора за рахунок введення нових елементів, що дозволяє знімати залишковий потенціал, створений зарядом ємності тканини під час імпульсу стимуляції, що дозволяє збільшити ефективність електростимулятора. Поставлена задача вирішується тим, що в електростимулятор, що містить послідовно з'єднані генератор стимулюючого сигналу, підсилювач потужності і стимулюючі електроди введений генератор імпульсів і ключ, паралельно підключений до стимулюючих електродів, управляючий вхід якого підключений до виходу генератора імпульсів, вхід якого підключений до виходу генератора стимулюючого сигналу. На Фіг.1 представлена блок-схема запропонованого електростимулятора. Електростимулятор містить генератор 1 стимулюючого сигналу, підсилювач 2 потужності, стимулюючі електроди 3, генератор 4 імпульсів, ключ 5. Генератор 1 стимулюючого сигналу, підсилювач потужності 2 і стимулюючі електроди 3 з'єднані послідовно. Ключ 5 паралельно підключений до стимулюючих електродів 3, а управляючим входом до виходу генератора 4 імпульсів, вхід якого підключений до виходу генератора 1 стимулюючого сигналу. Стимулюючий сигнал з виходу генератора 1 через підсилювач 2 потужності надходить на стимулюючі електроди 3 і на генератор 4 імпульсів. Останній зібраний за схемою чекаючого мультивібратора, що запускається заднім фронтом імпульсів стимуляції. На виході генератора 4 з'являються імпульси постійної амплітуди, час появи яких збігається з часом зникнення імпульсів стимуляції і тривалість яких підбирається такою, щоб повністю розрядити ємність тканини, що знаходиться під електродами (але не перевищує пауз між імпульсами стимуляції). Цей сигнал надходить на керуючий вхід електронного ключа 5, замикаючи останній. Під час імпульсів стимуляції електронний ключ 5 розімкнутий, і стимулюючий сигнал надходить на електроди 3 і на тканину пацієнта. В паузах між імпульсами стимуляції електроди 3 за допомогою ключа 5 замикаються, і ємність тканини, що знаходиться під електродами розряджається. Таким чином, завдяки включенню в схему електростимулятора зазначених нових елементів зі стимулюючих ділянок тканини в паузах між імпульсами стимуляції знімається залишковий потенціал, створений зарядом ємності тканини під час імпульсу стимуляції. В результаті параметри імпульсів стимуляції на тканині наближаються до попередньо заданим (до параметрів на виході генератора стимулюючого сигналу), і ефективність стимулюючої дії електричного струму на тканину збільшується, тобто збільшується ефективність електростимулятора. На практиці потужність стимулу при тому самому фізіологічному ефекті вдається зменшити в два рази.