Електростимулятор (варіанти)

1. Електростимулятор, що містить послідовно з'єднані задаючий генератор, формувач імпульсів, регулятор амплітуди, підсилювач потужності і трансформатор, до вторинної обмотки якого підключені лікувальні електроди, який відрізняється тим, що між формувачем імпульсів і регулятором амплітуди введений елемент частотної селекції, а задаючий генератор виконаний у вигляді формувача безперервної випадкової у часі послідовності імпульсів з рівномірною спектральною щільністю потужності. 38848 протягом двох тижнів з годинними щоденними процедурами, спастичність центрального генеза поступово повертається до початкового рівня. В основу винаходу поставлено задачу удосконалити електростимулятор шляхом виконання генератора у вигляді формувача випадкової у часі послідовності імпульсів, що дозволяє підвищити терапевтичну ефективність електростимуляції у дітей з церебральними паралічами, у пацієнтів з параплегією після ускладненої травми хребта і порушеннями функції спинного мозку, і у постінсультних хворих з геміплегією, яка виявляється у вигляді збільшення тривалості позитивного ефекту, а також шляхом обмеження скважності стимулюючих імпульсів, що забезпечує зменшення больових відчуттів і адаптаційних ефектів під час електростимуляції. Поставлена задача вирішується тим, що в електростимуляторі, який містить послідовно з'єднані задаючий генератор, формувач імпульсів, регулятор амплітуди, підсилювач потужності і трансформатор, до вторинної обмотки якого підключені лікувальні електроди, новим є те, що між формувачем імпульсів і регулятором амплітуди введений елемент частотної селекції, а задаючий генератор виконаний у вигляді формувача безперервної і випадкової у часі послідовності імпульсів з рівномірною спектральною щільністю потужності. Поряд з цим варіантом, задаючий генератор виконаний у вигляді формувача псевдовипадкової у часі послідовності імпульсів максимальної довжини. Поряд з цим варіантом, задаючий генератор виконаний у вигляді формувача періодичних у часі посилок імпульсів псевдовипадкової частоти. Виконання задаючого генератора у вигляді формувача випадкової у часі послідовності імпульсів і введення елемента частотної селекції дозволяє підвищити терапевтичну ефективність електростимуляції у дітей з церебральними паралічами, у пацієнтів з параплегією після ускладненої травми хребта і порушеннями функції спинного мозку, і у постінсультних хворих з геміплегією, а також зменшити больові відчуття і адаптаційні ефекти під час електростимуляції. Суть винаходу пояснюється кресленнями, де на фіг. 1 показана структурна схема електростимулятора; на фіг. 2 - часові діаграми його роботи; на фіг. 3 - спектральна щільність потужності випадкової послідовності імпульсів; на фіг. 4 - електрична схема формувача псевдовипадкової у часі послідовності імпульсів максимальної довжини, на фіг. 5 - електрична схема формувача періодичних у часі посилок імпульсів псевдовипадкової частоти; на фіг. 6 - часові діаграми роботи формувача, показаного на фіг. 3. Електростимулятор містить послідовно з'єднані задаючий генератор 1, формувач 2 імпульсів, елемент 3 частотної селекції, регулятор 4 амплітуди. підсилювач 5 потужності і трансформатор 6, до вторинної обмотки якого підключені лікувальні електроди 7 (фіг. 1). Задаючий генератор 1 виробляє випадковий сигнал U1, з всіх нуля-перетинів якого за допомогою формувача 2 імпульсів формується послідовність U2, наприклад, позитивних імпульсів однакової гривалості (приблизно 0,4 мс) (фіг. 2). Задаю чий генератор і може бути зібраний. наприклад, за схемою, яка приведена в книзі Р. Фелпс. 750 практических электронных схем: Справочное руководство Пер. з англ. В.А. Логинова. - М.: Мир, 1986.584 с. (див. С. 228). Джерелом випадкового сигналу в цій схемі є р-n перехід транзистора. Інша частина схеми являє собою підсилювач нап-руження. Спектральна щільність потужності пос-лідовності U2 має постійне значення W в робочому (низькочастотному) діапазоні частот (фіг. 3). Послідовність імпульсів U2 подається до елемента 3 частотної селекції, за допомогою якого з неї усуваються імпульси, що слідують з частотою. наприклад, нижче за 10 Гц і вище за 140 Гц. Це дозволяє зменшити больові відчуття і в той же час впливати на швидкі і повільні м'язові волокна. Як елемент 3 частотної селекції може бути використаний, наприклад, смуговий фільтр, описаний в книзі Титце У., Шенк К. Полупроводниковая схемотехника: Справочное руководство. Пер. с нем. - М.: Мир, 1982. - 512 с. (див. С. 213). Послідовність U3 що знімається з виходу елемента 3. через регулятор 4 амплітуди, подасться до входу підсилювача 5 потужності. У якості регулятора 4 амплітуди може бути використаний змінний опір, включений між виходом елемента 3 і загальною шиною. Виходом регулятора 4 є його движок. Як підсилювач 5 потужності може бути використаний підсилювач постійного струму, індуктивним навантаженням якого є підвищуючий трансформатор 6. В результаті на вторинній обмотці трансформатора 6 формується послідовність двополярних імпульсів U6 різної амплітуди, але однакової площі (енергії), в якій відсутня постійна складова (що викликає больові відчуття). Імпульси U6 за допомогою лікувальних електродів 7 впливають на проекцію осередку ураження на поверхні тіла людини. Випадковий вплив імпульсами з рівномірним розподілом потужності в найбільшій мірі відображає природні електричні потоки в організмі людини і дає пролонгований лікувальний ефект. Поряд з цим варіантом задаючий генератор 1 може бути виконаний у вигляді формувача псевдовипадкової у часі послідовності імпульсів максимальної довжини (фіг. 4). Перевага псевдовипадкових послідовностей полягає в тому, що вони дають результати, які повторюються (які відтворюються) і забезпечують зняття осцилограм. Формувач псевдовипадкової послідовності максимальної довжини складається з генератора 8 тактових імпульсів, регістра 9 зсуву і двовходового елемента ВИКЛЮЧАЮЧИЙ АБО 10. Ви хід генератора 8 приєднаний до синхронізуючою входу регістра 9. Виходи k-го і n-го розрядів регістра 9 об'єднані входами елемента ВИКЛЮЧАЮЧИЙ АБО 10. Вихід елемента 10 з'єднаний ч інформаційним входом регістра 9 і є виходом формувача. Псевдовипадкова послідовність імпульсів максимальної довжини містить всі можливі комбінації з двох символів, за винятком єдиної забороненої комбінації, тобто число комбінацій N=2n-1, де n максимальне число розрядів регістра (див. книгу Лезин Ю.С. Оптимальные фильтры и накопители импульсних сигналов. 2-е изд. - М.: Советское радио, 1969. - 448 с. - на с. 153-156). Цілим числам n відповідають декілька чисел k (розрядів регістра), при яких утвориться псевдовипадкова послідов 2 38848 ність максимальної довжини, наприклад (див. таблицю): Таблиця n k 5 2 5 3 6 1 6 5 7 1 7 6 9 4 завантаження лічильника 15. Виходом формувача служить вихід старшого розряду лічильника 15. Послідовність тактових імпульсів U11, що виробляється генератором 11, ділиться лічильникомдільником частоти 12 по модулю m (U12), a лічильником 15 - по модулю, що задається псевдовипадковими даними на паралельних входах завантаження D0-DL. Псевдовипадкові дані виробляються формувачем послідовності максимальної довжини, що складається із регістра 13 зсуву і елемента ВИКЛЮЧАЮЧИМ АБО 14, з використанням сигналу U12. Зміна станів регістра 13 відповідає високому рівню сигналу U12, а активний стан лічильника 15 відповідає низькому рівню сигналу U12. У результаті на виході старшою розряду лічильника 15 формується періодична у часі послідовність посилок імпульсів псевдовипадкової частоти U15 . Наприклад, це можуть бути частоти з ряду: 300, 400, 500, 600, 700, 800. 900, 1000 Гц. При цьому типова тривалість посилок і пауз між ними дорівнює 2 сек. Елемент 3 частотної селекції в цьому випадку виконує роль ланцюга, цю усуває короткі паразитні імпульси, які можуть з'явитися на краях посилок, внаслідок перехідного процесу зміни станів даних завантаження лічильника 15. Таким чином, електростимулятор, дозволяє підвищити терапевтичну е фективність лікування спастичності центрального генеза, за рахунок тривалої, протягом більшої частини доби, електростимуляції чутливи х нервів кінцівок або хребта, при менших больових відчуттях і адаптаційних ефектах. 9 10 10 11 11 5 3 7 2 9 У залежності від числа розрядів n конкретного регістра за таблицею визначається розряд k відведення. Поряд з цим варіантом задаючий генератор 1 може бути виконаний у вигляді формувача періодичних у часі посилок імпульсів випадкової частоти. Такі посилки дозволяють забезпечити селективний вплив на м'язові волокна при збереженні ефектів зменшення больових відчутті в і адаптації під час процедури. Формувач періодичних у часі посилок імпульсів випадкової частоти містить генератор 11 тактових імпульсів, лічильник-дільник частоти 12, регістр 13 зсуву, двовходовий елемент ВИКЛЮЧАЮЧИЙ АБО 14 і лічильник 15 з модулем перелічення, що перемикається (фіг. 5). Вихід генератора 11 приєднаний паралельно до лічильного входу лічильника-дільника 12 і синхронізуючого входу лічильника 15. Вихід лічильника-дільника 12 підключений паралельно до синхронізуючою входа регістра 13 і до інверсного установочного входу лічильника 15. Виходи k-го і n-го розрядів регістра 13 об'єднані входами елемента ВИКЛЮЧАЮЧИЙ АБО 14. Вихід елемента 14 з'єднаний: інформаційним входом регістра 13. L виходів регістра 13 приєднані до такого ж числа входів паралельного Фіг. 1 3 38848 Фіг. 2 Фіг. 3 Фіг. 4 4 38848 Фіг. 5 Фіг. 6 __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2001 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 50 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 5