УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРОСТИМУЛЯЦИИ ЗРИТЕЛЬНОГО ТРАКТА Российский патент 1994 года по МПК G06F15/42 A61N1/36 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в медицине, в частности в офтальмологии для диагностики заболевания зрительного тракта и восстановления зрения путем чрескожной стимуляции зрительного нерва и сетчатки глаза.

Электростимулятор предназначен для использования в медицинских лечебно-профилактических учреждениях для диагностики и лечения зрительного тракта при: черепно-мозговой травме, частичной атрофии зрительных неpвов и поражении сетчатки, внутричерепной гипертензии, тромбоза центральной вены сетчатки, непрогрессирующей глаукоме, амблиопии, некоторых форм дистрофии сетчатки.

Известны программируемые электростимуляторы, обеспечивающие широкий диапазон вариации параметров стимулирующих импульсов, выполненные на микропроцессоре и сопрягаемые с ЭВМ.

Недостатком известных устройств является их аппаратная сложность, требующая также сложного программного обеспечения.

Изобретение устраняет указанные недостатки, позволяя обеспечить широкий спектр воздействий на зрительный тракт при простой схеме устройства и простом управлении им.

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства; на фиг. 2 и 3 - диаграммы его работы.

Устройство для электростимуляции зрительного тракта на фиг. 1 содержит блок ввода 1 в виде клавиатуры; блок индикации 2 в виде дисплея; блок 3 связи с ЭВМ; блок питания 4, блок управления 5, цифро-аналоговый преобразователь 6; формирователь 7 стимулирующих импульсов, содержащий усилитель 8, демультиплексор 9; два многозоновых электрода 11, общий электрод 12.

Блок 5 управления содержит память 13 параметров импульсов, генератор 14, счетчик 15 формирования временных интервалов, счетчик 16 номера зоны, счетчик 17 номера глаза, счетчик 18 числа циклов, счетчик 19 количества импульсов в цикле, блок 20 сравнения, реверсивный счетчик 21 числа серий, реверсивный счетчик 22 установки амплитуды импульсов, триггер 23 установки режимов "Старт", "Стоп", триггер 24 установки режимов "Установка", "Стимуляция".

Работа автоматического многозонового электростимулятора происходит следующим образом.

Перед началом работы прибора необходимо убедиться в исправном состоянии электрохимических источников тока блока 4 и в случае необходимости дозарядить их подключением зарядного устройства к сети с последующим его отключением.

Затем общий электрод 12 в виде браслета закрепляется на руке пациента, а зональные электроды 10, 11 закрепляются на верхнем веке правого и левого глаза пациента.

Нажатием кнопки клавиатуры "Глаз" осуществляется выбор стимуляции: правого глаза, левого глаза, обоих глаз.

Нажатием кнопки "Установка" включается режим установки параметров стимуляции.

Последовательным нажатием кнопки "Зона" устанавливается номер зоны электрода. Для каждой зоны последовательным нажатием кнопки "Напряжение больше" или "Напряжение меньше" устанавливается амплитуда импульсов стимуляции, которая запоминается в павяти 13. Последовательным нажатием кнопки "Импульс" устанавливается число импульсов в цикле, а кнопкой "Серия" - число серий в сеансе стимуляции.

Нажатием кнопки "Стимуляция" устройство переходит в режим стимуляции, в результате чего на каждой зоне электродов формируется последовательность двуполярных прямоугольных импульсов заданной амплитуды, длительности, частоты и скважности.

При этом в соответствии с последовательностью настройки в режиме "Установка" осуществляется либо одновременная, либо поочередная стимуляция глаз пациента. Экстренное прерывание процедуры установки и стимуляции осуществляется кнопкой "Стоп", а возобновление стимуляции - кнопкой "Старт".

При работе в режиме управления от внешней ЭВМ ввод исходных данных и их индикация происходит через ЭВМ по шине связи блока 5.

При подключении внешней ЭВМ процесс управления прибором может быть включен в более общий лечебный процесс, включающий, например, анализ энцефалограмм пациента в процесс стимуляции.

На дисплее 2 происходит отображение информации о режиме работы прибора, начале и окончания работы, экстренной остановке, о левом или правом стимулируемом глазе, номере зоне электрода, амплитуде импульса стимуляций, числе импульсов в цикле, числе серий.

В режиме "Установка" память 13 запоминает амплитуду импульсов стимуляции каждой зоны электродов, которые с помощью цифро-аналогового преобразователя 6 преобразуются в аналоговые сигналы соответствующей амплитуды и усиливаются усилителем 8. Усилитель 8 снабжен входом инвертирования полярности выходного сигнала. На вход инвертирования полярности усилителя 8 поступают тактовые импульсы с выхода блока 5, в результате чего на каждой зоне электродов формируются двуполярные импульсы стимуляции равной длительности (см. фиг. 2). Распределение импульсов по зонам и электродам осуществляется с помощью демультиплексора 9, на общий вход которых поступают импульсы с выхода усилителя 8, а на адресные входы-сигналы с выхода блока 5.

На фиг. 2 представлена диаграмма стимулирующих импульсов в режиме "Стимуляция" по десяти каналам для случая, когда число импульсов в цикле равно двум. В режиме "Стимуляция" импульсы следуют с периодом 0,1 с поочередно по каждому каналу на протяжении одного цикла.

На фиг. 3 представлена диаграмма формирования серии стимулирующих импульсов, которая состоит из циклов, разделенных между собой паузой длительностью 1с. Временной интервал между сериями составляет 60с.

Счетные входы счетчиков 16, 17, 19 соединены с кнопками "Глаз", "Зона", "Импульсов" клавиатуры блока ввода 1, прямой счетный вход реверсивного счетчика 21 соединен с кнопкой клавиатуры "серия", а прямой и реверсивный счетные входы счетчика 22 соединены с кнопками клавиатуры "Больше", "Меньше". Входы R триггеров 23, 24 соединены соответственно с кнопками клавиатуры "Стоп" и "Установка", а входы S этих же триггеров - с кнопками клавиатуры "Старт", "Стимуляция".

Выходы счетчиков 16, 17, 19, 21, 22 и триггеров 23, 24 соединены с блоком индикации 2. Кроме того, выходы счетчика 17 соединены с адресными входами А памяти 13 и адресным входом S демультиплексора 9. Выход переноса Р счетчика 17 соединен со счетным входом счетчика 18 и входом D записи счетчика 15.

Работа блока 5 происходит следующим образом. При включении питания блок 4 формирует узкий импульс установки триггерных элементов схемы в исходное состояние. При нажатии кнопки "Установка" на выходе триггера 24 формируется сигнал, поступающий на вход WR памяти 13, разрешающий запись уровня импульсов стимуляции на каждой зоне каждого электрода. Выбор глаза и зоны осуществляется последовательным нажатием кнопки "Глаз" и кнопки "Зона", при этом номер глаза и зоны в двоичном коде записывается в счетчики 16, 17, а с их выходов поступает на адресный вход А памяти 13. Последовательным нажатием кнопок "Больше", "Меньше" амплитуда импульса стимуляции записывается в счетчик 22 и с его выхода поступает а вход записи данных памяти 13. Таким образом, по каждой зоне каждого электрода устанавливается требуемая амплитуда импульсов стимуляции, которая записывается в памяти 13. Затем последовательным нажатием кнопки "Импульс" в счетчик 19 записывается число импульсов стимуляции в одном цикле, а последовательным нажатием кнопки "Серия" в счетчик 21 записывается число серий в одном сеансе стимуляции. Затем нажатием кнопки "Стимуляция" триггер 24 переключается и со входа Р памяти 13 синмается разрешение записи данных. После этого, нажатием кнопки "Старт" включается режим стимуляции. При этом с установочного входа Р счетчика 15 снимается сигнал установки и начинается счет импульсов, поступающих на его счетный вход с выхода задающего генератора 14. С выхода первого разряда счетчика 15 на инвертирующий вход усилителя 8 поступают тактовые импульсы длительностью 5мс и периодом 10 мс, в результате чего на выходе усилителя 8 формируются двуполярные импульсы. С промежуточных выходов счетчика 15, соответствующих максимальному числу импульсов стимуляции в цикле, импульсы поступают на вход блока 20, на другой вход которого поступает число импульсов в цикле, записанное в счетчике 19. При равенстве кодов, поступающих на блок 20, соответствующих записанному в счетчике 19 числу импульсов в цикле и текущему числу импульсов на выходе счетчика 15, на блоке 20 формируется сигнал, поступающий на счетный вход счетчика 16, в результате чего он переключается и изменяет адрес зоны поступающий на вход памяти 13. С выхода запоминающего устройства число, соответствующее амплитуде импульсов стимуляции данной зоны, поступает на вход цифро-аналогового преобразователя 6, а с его выхода на усилитель 8. С выхода усилителя 8 двуполярные импульсы заданной амплитуды поступают на общий вход демультиплексора 9, на адресный вход которого поступает адресный код зоны со счетчиков 17, 16.

Таким образом, в каждой зоне формируется последовательность двуполярных импульсов заданной амплитуды количеством, равным числу импульсов, записанных в счетчике 16. По окончании цикла стимуляции каждой зоны происходит переключение счетчика 16 зон импульсами с блока 20.

После того, когда все зоны будут простимулированы с выхода Р переноса счетчика 16 импульс поступает на вход счетчика 17, происходит его переключение, что означает изменение адреса глаза и процедура стимуляции повторяется для второго глаза. По завершении стимуляции обоих глаз с выхода Р переноса счетчика 17 сигнал поступает на вход счетчика 18 циклов. Одновременно сигнал переноса с выхода счетчика 17 поступает на вход записи счетчика 15, в результате чего на входе Е запрета демультиплексора 9 формируется сигнал длительностью 1с, соответствующий паузе между циклами.

На интервале формирования цикла на этот же вход запрета поступает сигнал с выхода счетчика 15, формирующий паузу между импульсами стимуляции длительностью 0,1с (см. фиг. 2).

По завершении первого цикла стимуляции начинается второй и т. д. до тех пор, пока не пройдет число циклов, определяемое счетчиком 18 циклов, после этого на выходе Р переноса счетчика 18 формируется сигнал, поступающий на реверсивный вход счетчика 21, уменьшающий на единицу записанное в нем число серий. Одновременно, сигнал переноса с выхода счетчика 18 поступает на вход записи счетчика 15, в результате чего, на входе Е запрета демультиплексора 9 формируется импульс длительностью 60с, соответствующий паузе между сериями (см. фиг. 3).

По завершении первой серии стимуляции наступает вторая и т. д. до тех пор, пока из счетчика серий 21 не будет считано записанное в нем число серий. После этого, на выходе Р переноса счетчика 21 появляется сигнал, поступающий на R вход триггера 23, в результате чего он переключается в состояние, соответствующее нажатию кнопки "Стоп" и сеанс стимуляции заканчивается. (56) ЕП N 0197889, кл. A 61 N 1/36, опублик. 1980
ЕР N 0414248, кл. A 61 N 1/86, опублик. 1991.

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для медицинских целей, например, для диагностики заболеваний зрительного тракта и восстановления зрения путем стимуляции зрительного нерва и сетчатки глаза. Устройство позволяет обеспечить выработку широкого спектра воздействий при простой схеме устройства и достаточно простом алгоритме управления. Устройство содержит блок 1 ввода, блок 2 индикации, блок 3 связи с ЭВМ, блок 4 питания, блок 5 управления, цифроаналоговый преобразователь 6, формирователь 7 стимулирующих импульсов, содержащий усилитель 8, демультиплексор 9, два многозоновых электрода 10, 11, общий электрод 12. Блок управления содержит память 13 параметров импульсов, генератор 14, счетчик 15 формирования временных интервалов, счетчик 16 номера зоны, счетчик 17 номера глаза, счетчик 18 числа циклов, счетчик 19 количества импульсов в цикле, блок 20 сравнения, реверсивный счетчик 21 числа серии, реверсивный счетчик 22 установки амплитуды импульсов, триггер 23 установки режимов "Старт", "Стоп", триггер установки режимов "Установка", "Стимуляция". 3 ил.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРОСТИМУЛЯЦИИ ЗРИТЕЛЬНОГО ТРАКТА, содержащее блок ввода, выход которого соединен с входом блока управления, выходы которого соединены с входами блока связи с ЭВМ, блока индикации, цифроаналогового преобразователя и формирователя стимулирущих импульсов, выход цифроаналогового преобразователя соединен с входом формирователя стимулирующих импульсов, отличающееся тем, что блок управления содержит с первого по пятый счетчики, первый и второй реверсивные счетчики, блок сравнения, первый и второй триггеры, память, генератор, причем выход генератора соединен с входом первого счетчика, выход которого соединен с входом блока сравнения, выход которого соединен с входом второго счетчика, выход которого соединен с входом третьего счетчика, выход которого соединен с входами первого счетчика непосредственно и через четвертый счетчик, выход которого соединен с входом первого триггера, выход которого соединен с входом первого счетчика, выход пятого счетчика соединен с входом блока сравнения, выходы второго реверсивного счетчика, второго триггера, второго и третьего счетчиков соединены с входами памяти, выходы которой, первого, второго, третьего и пятого счетчиков, первого и второго триггеров, первого и второго реверсивных счетчиков являются выходами блока управления, входы которого соединены с входами первого и второго триггеров, первого и второго реверсивных счетчиков, второго, третьего и пятого счетчиков.