СПОСОБ ПОДАЧИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ИМПУЛЬСОВ ПРИ ТРАНСЛИНГВАЛЬНОЙ НЕЙРОСТИМУЛЯЦИИ, УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ И ЕГО СОСТАВНАЯ ЧАСТЬ Российский патент 2020 года по МПК A61N1/18 A61N1/05 

Группа изобретений относится к стресс-менеджменту и устройствам для психологической и мышечной релаксации.

В настоящее время разработан ряд устройств для воздействия электрическими импульсами на язык человека, при использовании которых возможно проявление расслабляющего (релаксационного) эффекта, снижающего мышечного напряжение.

Например, устройство, описанное в патенте US 2015290454, работающее по принципу биологической обратной связи, т.е. передачи с периферийных устройств (камер и акселерометров) данных, перекодируемых в пучки электрических импульсов, подаваемых путем активации всех электродов заданного сегмента матрицы, устанавливаемой на язык. Активация целого сегмента является необходимостью для возможности точного определения места воздействия, которое и является сигналом изменения внешнего фактора для принятия решения больным о необходимости корректировки положения своего тела. Например, изменение положения тела в пространстве будет передаваться от акселерометра как смещение импульсов активированного сегмента в сторону отклонения. Такой способ подачи импульсов не позволяет стимулировать нервные волокна, т.к. подача импульсов зависит от внешних устройств, ориентирующихся на изменение положения, и часто прерывается. Из-за этого не достигается ощутимой мышечной релаксации, а проявление расслабляющего эффекта у некоторых людей является скорее побочным действием.

Наиболее близким аналогом изобретения является способ и устройство для транслингвальной нейростимуляции, описанные в патенте US 2017354817.

С помощью этого устройства подают группы электрических импульсов путем активации одного электрода в отдельных сегментах матрицы, находящихся в разных ее частях. В языке под электродом находится множество рецепторов и нервных окончаний и в момент подачи импульса, и до прекращения его подачи, происходит их активация. Т.к. импульсы подаются группами, разделенными по времени подачи и месту воздействия, т.е. в единицу времени в каждой группе активируется один электрод, происходит хаотичная активация и расслабление нервных окончаний. Такой способ воздействия позволяет создать эффект «дезориентации» нервных волокон, что способствует мышечной релаксации, но направлен на возможность создать условия для обучения нервных волокон каким-то движениям из-за приложения внешней нагрузки. Как следствие, для достижения психологической релаксации при таком способе стимуляции, требуется обязательное дополнительное внешнее когнитивное воздействие, например, прослушивание музыки или просмотр фильма. Причем ощущаемый эффект мышечного расслабления проявляется только после длительного времени сеанса, а в некоторых случаях пациенты ощущают хоть какой-то эффект только со второго-третьего сеансов.

Заявленное изобретение направлено на повышение эффективности релаксации пользователей за счет обеспечения комбинации мышечной и когнитивной (психологической) релаксации.

Заявленные эффекты достигаются способом подачи электрических импульсов при транслингвальной нейростимуляции, включающим воздействие электрическими импульсами на поверхность языка таким образом, при котором импульсы подают в виде сходящихся или расходящихся волн, например, переменной частоты и/или амплитуды.

Частота и/или амплитуда и/или пиковое напряжение и/или сила тока могут меняться в зависимости от удаленности волны от центра и/или в зависимости от места расположения на площади матрицы.

Импульсы подают в виде концентрических кругов.

Частота импульсов 50-200 Гц, длительность импульса от 16 до 60 микросекунд, пиковое напряжение от 0 до 20 V, сила тока от 0 до 12,5 микроампер.

Заявленные эффекты достигаются устройством для транслингвальной нейростимуляции, выполненном в виде матрицы с электродами, к которым обеспечивается подача напряжения от источника питания таким образом, что обеспечивается подача импульсов в виде сходящихся или расходящихся волн, например, переменной частоты и/или амплитуды, и системы, обеспечивающей подачу напряжения на электроды.

Электроды в матрице могут быть разделены на группы, обеспечивающие возможность подачи импульсов разной частоты и/или амплитуды и/или пикового напряжения и/или силы тока при сохранении вида подачи импульсов в виде сходящихся или расходящихся волн.

Электроды расположены в матрице в виде концентрических кругов, обеспечивающих возможность по меньшей мере, например, последовательной подачи импульсов, для возможности, например, последовательной активации таких кругов.

Однако активация кругов может идти и в другом порядке, например, через n-е количество кругов, при сохранении общей системы подачи импульсов в виде сходящихся или расходящихся волн, таким образом создавая эффект пульсации сходящихся или расходящихся волн, где n от одного круга.

Группы электродов, обеспечивающие возможность подачи импульсов разной частоты и/или амплитуды и/или пикового напряжения и/или силы тока при сохранении вида подачи импульсов в виде сходящихся или расходящихся волн, формируют из сегментов рядом расположенных кругов. Причем сегмент может включать от одного электрода, группа может состоять не менее чем из одного сегмента, а площадь, покрываемая группой, может быть любой формы, но, желательно, что бы ее форма соответствовала области чувствительности языка.

Частота импульсов 50-200 Гц, длительность каждого импульса от 16 до 60 микросекунд, пиковое напряжение от 0 до 20 V, сила тока от 0 до 12,5 микроампер.

Источником питания является источник постоянного или переменного напряжения.

Подача напряжения и управление подачей напряжения на электроды осуществляется через систему, обеспечивающую подачу напряжения на электроды.

Система, обеспечивающая подачу напряжения на электроды, выполнена отдельно от платы матрицы, а подача напряжения и управление подачей напряжения на электроды матрицы осуществляется через проводной интерфейс.

Система, обеспечивающая подачу напряжения на электроды, выполнена на плате матрицы, а подача напряжения на электроды матрицы от источника питания осуществляется через проводной интерфейс или источник напряжения устанавливается в разъем на плате.

Управление системой, обеспечивающей подачу напряжения на электроды, обеспечивается через кнопочный или сенсорный интерфейс.

Управление системой, обеспечивающей подачу напряжения на электроды, обеспечивается через беспроводной интерфейс.

Система, обеспечивающая подачу напряжения на электроды, установлена в корпусе, прикрепляемом к телу посредствам ремня или эластичного пояса.

Заявленные эффекты также достигаются частью устройства, а именно матрицей с электродами для устройства релаксации, обеспечивающая подачу напряжения таким образом, что обеспечивается подача импульсов в виде сходящихся или расходящихся волн, например, переменной частоты и/или амплитуды.

Электроды расположены в матрице в виде концентрических кругов, обеспечивающих возможность по меньшей мере, например, последовательной подачи импульсов, для возможности, например, последовательной активации таких кругов.

Однако активация кругов может идти и в другом порядке, например, через n-е количество кругов, при сохранении общей системы подачи импульсов в виде сходящихся или расходящихся волн, таким образом создавая пульсацию сходящихся или расходящихся волн, где n от одного круга.

Группы электродов, обеспечивающие возможность подачи импульсов разной частоты и/или амплитуды и/или пикового напряжения и/или силы тока при сохранении вида подачи импульсов в виде сходящихся или расходящихся волн, формируют из сегментов рядом расположенных кругов. Причем сегмент может включать от одного электрода, группа может состоять не менее чем из одного сегмента, а площадь, покрываемая группой, может быть любой формы, но, желательно, что бы ее форма соответствовала области чувствительности языка.

Частота импульсов 50-200 Гц, длительность каждого импульса от 16 до 60 микросекунд, пиковое напряжение от 0 до 20 V, сила тока от 0 до 12,5 микроампер.

Напряжение на электроды подается от источника постоянного напряжения или напряжение на электроды подается от источника переменного напряжения, при этом предусмотрены средства, обеспечивающие контроль подачи напряжения на электроды.

Система, обеспечивающая подачу напряжения на электроды, для устройства, может быть установлена в корпусе, прикрепляемом к телу посредствам ремня или эластичного пояса. В корпусе установлен источник постоянного напряжения, а подача напряжения на электроды матрицы осуществляется через проводной интерфейс.

Средства управления частотой импульсов, длительностью, пиковым напряжением, силой тока выполнены на корпусе, в котором расположена система, в виде кнопочного или сенсорного интерфейса, или реализована с помощью беспроводного или проводного доступа через программный интерфейс, установленный на компьютер.

Фиг. 1 - Матрица в изометрии сторона с электродами.

Фиг. 2 - Матрица вид сбоку.

Фиг. 3 - Матрица вид сторона без электродов.

В языке находится множество рецепторов и нервных окончаний и в момент подачи электрического импульса и до прекращения его подачи происходит их активация. Стимуляция, образованная паттерном отдельных импульсов, формирующих динамическую концентрическую синусоидальную волну, например, переменной частоты и/или амплитуды, сходящуюся к центру или расходящуюся от центра, создает эффект «поглаживания», сравнимый с эффектами, проявляющимися при массажных методиках, целенаправленно влияющий на нервные окончания. Такое воздействие позволяет облегчить и усилить концентрацию пользователя на поверхности языка, способствует снижению влияния отвлекающих внешних воздействий и быстрому психологическому расслаблению. Учитывая, что сама по себе электрическая стимуляция языка вызывает физическое расслабление мышц тела, то комбинация психологических и физических компонентов релаксации усиливает проявление общего релаксационного воздействия.

Волны могут быть различной двумерной формы: прямоугольной, ромб, круг и т.д. Однако исследования показывают, что наибольший эффект дает концентрическая форма волн. Следовательно, целесообразно располагать электроды в матрице в виде концентрических кругов для которых обеспечена последовательная активация всех или части электродов в таком кругу. Однако активация кругов может идти и в другом порядке, например, через n-е количество кругов, при сохранении общей системы подачи импульсов в виде сходящихся или расходящихся волн, таким образом создавая пульсацию сходящихся или расходящихся волн.

Следует учитывать, что язык имеет разную чувствительность по площади. Следовательно, целесообразно использовать матрицу, в которой обеспечена возможность подачи импульсов с разной амплитудой и/или частотой на разных ее участках. Таким образом, из сегментов рядом расположенных кругов формируют группы электродов. Причем сегмент может включать от одного электрода, группа может состоять не менее чем из одного сегмента, а площадь, покрываемая группой, может быть любой формы, но, желательно, что бы ее форма соответствовала области чувствительности языка. Это позволит снизить вероятность появления болевых ощущений в определенной области языка при подаче электрических импульсов определенной частоты и/или амплитуды и/или пикового напряжения и/или силы тока, что будет способствовать увеличении возможного времени использования устройства.

Для обеспечения безопасной эксплуатации матрицы в ротовой полости и исключения ожога слизистой оболочки желательно, чтобы устройство обеспечивало следующие характеристики:

частота импульсов 50-200 Гц.

длительность импульса от 16 до 60 микросекунд.

пиковое напряжение от 0 до 20 V.

сила тока от 0 до 12,5 микроампер.

Стоит отметить, что поверхность языка не единственное место в полости рта с повышенной чувствительностью, вся полость рта имеет повышенную чувствительность. Поэтому другие места воздействия в полости рта следует считать эквивалентными языку.

Устройство может представлять собой матрицу в виде платы, в которой выполнены электроды, у которых поверхность, контактирующая с языком, покрыта, например, золотом или, например, сами электроды выполнены из титана. Матрица подключается к контролеру, например, через USB-кабель, обеспечивающему управление подачей напряжения и необходимые регулировки. Система, обеспечивающая подачу напряжения на электроды, может быть выполнена в виде корпуса, в котором установлены необходимые элементы и схемы управления, а также аккумулятор, обеспечивающий подачу достаточного напряжения на электроды, например, прикрепляемого посредствам эластичного пояса или ремня на руку. Однако все элементы: матрица, система, обеспечивающая подачу напряжения на электроды, и источник питания могут располагаться на одной плате. Причем в качестве источника питания может служить съемная батарея.

Если напряжение на электроды будет подаваться и от переменного источника напряжения, например, устройство может включаться в розетку, необходимо предусмотреть средства контроля подачи напряжения.

Средства управления частотой импульсов, длительностью, пиковым напряжением, силой тока могут быть выполнены на корпусе, в котором расположена система, обеспечивающая подачу напряжения на электроды, в виде кнопочного или сенсорного интерфейса, или может быть реализована с помощью как беспроводного, так и проводного доступа через программный интерфейс установленный, например, на компьютер.

Изобретение относится к медицине, а именно к способу подачи электрических импульсов при транслингвальной нейростимуляции, устройству для транслингвальной нейростимуляции и матрице с электродами для этого устройства. При исполнении способа воздействуют электрическими импульсами на поверхность языка. При этом импульсы подают в виде сходящихся или расходящихся волн. Устройство выполнено в виде матрицы с электродами и системы подачи напряжения на электроды. К электродам подается напряжение от источника питания для подачи импульсов. Матрица электродов обеспечивает подачу напряжения таким образом, что обеспечивается подача импульсов в виде сходящихся или расходящихся волн. Достигается повышение эффективности релаксации пользователей за счет обеспечения комбинации мышечной и когнитивной релаксации. 3 н. и 6 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Способ подачи электрических импульсов при транслингвальной нейростимуляции, включающий воздействие электрическими импульсами на поверхность языка таким образом, при котором импульсы подают в виде сходящихся или расходящихся волн.

2. Способ по п. 1, в котором импульсы подают в виде концентрических кругов.

3. Устройство для транслингвальной нейростимуляции, выполненное в виде матрицы с электродами, к которым обеспечивается подача напряжения от источника питания таким образом, что обеспечивается подача импульсов в виде сходящихся или расходящихся волн, и системы, обеспечивающей подачу напряжения на электроды.

4. Устройство по п. 3, в котором электроды расположены в матрице в виде концентрических кругов.

5. Устройство по п. 4, в котором обеспечивают возможность по меньшей мере последовательной активации концентрических кругов.

6. Устройство по п. 4, в котором активация кругов может идти через n-е количество кругов при сохранении общей системы подачи импульсов в виде сходящихся или расходящихся волн, где n от одного круга.

7. Матрица с электродами для устройства по п. 3, обеспечивающая подачу напряжения таким образом, что обеспечивается подача импульсов в виде сходящихся или расходящихся волн.

8. Матрица по п. 7, в которой электроды расположены в матрице в виде концентрических кругов.

9. Матрица по п. 8, в которой обеспечивают возможность по меньшей мере последовательной активации концентрических кругов.