Электростимулятор Советский патент 1984 года по МПК A61N1/36 

I № Y I -7L. LA.O

W

Js/

фаг.

П

«

г±: 72

18

J

05 Х

i 00 СО Ю

I

16

fS

19

13

5± Изобретение относится к медицине, а именно к электростимуляторам. Известен электростимулятор, содержащий генератор частоты модуляции, генератор импульсов, модулятор, двухтактный усилитель, выходной трансформатор и источник питания 1. Недостатками известного устройства явг ляются высокие габариты и низкий КПД. Известен также электростимулятора, содержащий генератор частоты модуляции, генератор импульсов, модулятор, двухтактный усилитель, выходной трансформатор с первичной и вторичной обмотками, генератор периода стимуляции, составной транзистор, источник питания, первый резистор и конденсатор 2. Недостатком известного устройства являются больщие габариты из-за большой величины источника питания. Цель изобретения - уменьшение габаритов. Для достижения поставленной цели в электростимулятор, содержащий генератор частоты модуляции, последовательно соединенные генератор импульсов, модулятор, соединенный с генератором, двухтактный усилитель и выходной трансформатор с первичной и вторичной обмотками, последовательно соединенные генератор периода стимуляции, составной транзистор и источник питания, первый резистор и первый конденсатор, подключенные к составному транзистору, введены подключенные к составному транзистору вторые резисторы стабилитрон, второй конденсатор, дополнительная обмотка трансформатора и диод, причем диод связан с первым резистором и дополнительной обмоткой трансформатора, а эмиттер составного транзистора подключен к первичной обмотке трансформатора.

На фиг. 1 изображена структурная схема электростимулятора; на фиг. 2 - диаграмма выходных импульсов электростимулятора.

Электростимулятор содержит генератор I импульсов, модулятор 2, генератор 3 частоты модуляции, двухтактный усилитель 4, выходной трансформатор 5, имеющий вторичную обмотку 6 и дополнительную обмотку 7, модулятор 8 огибающей серий стимулирующих импульсов, источник 9 питания, шину 10 питания двухтактного усилителя 4.

Модулятор 8 огибающей серий стимулирующих импульсов содержит диод 11, второй конденсатор 12, генератор 13 периода стимуляции, первый резистор 14, первый конденсатор 15, стабилитрон 16, составной транзистор 17, 18 и второй резистор 19.

Электростимулятор работает следующим образом.

Напряжение на втором конденсаторе 12 0 суммируется с напряжением источника 9 питания и повышает потенциал верхнего (по схеме) вывода резистора 14. При этом разность потенциалов между выводами первого резистора 14 остается практически неизменной, ток заряда первого конденса5 тора 15 поддерживается постоянным, в результате чего фронт огибающей получается линейным. Напряжение на первом конденсаторе 15 продолжает линейно нарастать до напряжения стабилизации стабилитро- на - 16. Дальнейщее нарастание выходного напряжения также прекращается. Соответственно амплитуда напряжения выходных импульсов поддерживается постоянной до кончания импульса генератора 13 периода стимуляции.

Электрические импульсы на стимулируемый объект снимаются с вторичной обмотки 6 выходного трансформатора 5. Импульсное напряжение прямоугольной формы со скважностью дна с генератора 1 импульсов подается на один вход модуляра 2. На его второй вход подаются импульсы от генератора 3 частоты модуляции. На выходе модулятора 2 возникает импульсномодулированное напряжение несущей частоты прямоугольной формы, которое поступает на вход двухтактного усилителя 4. Во время формирования паузы первый конденсатор 15 разряжен через генератор 13 периода стимуляции, составной транзистор 17, 18 заперт, напряжение на его выходе 10, питающее двухтактный усилитель 4, близко к нулю, импульсы на выходе двухтактного усилителя 4 отсутствуют. Во время формирования импульса генератором 13 периода стимуляции конденсатор 15 получает возможность заряжаться по цепи: первый источник 9 питания - дополнительная обмотка 7 - диод 11 - первый резистор 14. В начальный момент зарядный ток определяется напряжением источника 9 питания и первым резистором 14. По мере заряда первого конденсатора 15 напряжение на выходе составного транзистора 17, 18 начинает увеличиваться, при этом появляются и начинают нарастать по амплитуде импульсы на выходе двухтактного усилителя 4. При отношении числа витков половины первичной обмотки к числу витков дополнительной обмотки 7 трансформатора 5 равным единице амплитуда импульсов на дополнительной обмотке 7 равна выходному, а с точностью до коэффициента передачи - входному напряжению составного транзистора 17, 18. Импульсы напряжения, образующиеся на дополнительной обмотке 7, детектируются диодом 11 и заряжают второй конденсатор 12 до амплитудного значения.

Дополнительная обмотка 7, диод 11 и второй конденсатор 12, включенные между источником 9 питания и соединенными вместе коллектором первого транзистора 17 составного транзистора 17, 18 и первым резистором 14 формирующей цепи, обеспечивают с одной стороны постоянство зарядного тока и формирование именно линейного фронта огибающей стимулирующих импульсов без дополнительных токостабилизирующих элементов, а с другой стороны - повышение коэффициента использования напряжения источника питания, а вместе с ним и КПД алектростимулятора.

Последнее можно подтвердить следующими расчетами. При отсутствии перечисленных элементов (дополнительной обмотки 7, диода 11, второго конденсатора 12) и подключении первого резистора 14 с коллекторами транзисторов 17, 18 к щине источника 9 питания для обеспечения нормальной работы формирующей цепи потребовалось бы рассеять 40-50% напряжения источника 9 питания на первом резисторе 14 для обеспечения нормального электрического режима параметрического стабилизатора из первого резистора 14 и стабилитрона 16 в щироком диапазоне изменения выходного напряжения источника 9 питания. Максимальное напряжение на выходе 10 составного транзистора 17, 18 было бы еще меньше за счет падения- напряжения на переходах транзисторов 17,. 18. Это потребовало бы для получения одной и той же мощности стимулирующего сигнала увеличения выходного и, соответственно, выходного тока составного транзистора 17, 18, витков вторичной обмотки б трансформатора 5 по крайней мере на те же 40%, т. е. коэффициент использования напряжения и КПД стимулятора не превысил бы 60%. При питании такого электростимулятора от автономного источника емкость последнего исчерпывалась бы в 1,4 раза быстрее.

В предлагаемом электростимуляторе благодаря введению указанных элементов нормальный режим параметрического стабилизатора (первого резистора 14 и стабилитрона 16) обеспечивается за счет дополнительного напряжения, появляющегося на выходе диода 11 с конденсатором 12.

При этом для обеспечения нормального электрического режима второго транзистора 18 составного транзистора достаточно напряжения между его коллектором и эмиттером (при максимальной амплитуде выходного сигнала) порядка 1 В, что при питании электростимулятора от источника с напряжением, например, 12 В обеспечивает коэффициент использования напряжения 0,95 (вместо получаемых ранее 60%).

Таким образом, наличие новых признаков обеспечивает по сравнению с прототипом уменьшение габаритов источника питания, а. следовательно, стимулятора, стабилизацию выходного напряжения и автономность применения.

Все это взятое позволяет использовать объект малого веса и габаритов для реабилитации больных и спортсменов.

ЭЛЕКТРОСТИМУЛЯТОР, содержащий генератор частоты модуляции, последовательно соединенные генератор импульсов, модулятор, соединенный с генератором, двухтактный усилитель и выходной трансформатор с первичной и вторичной обмотками последовательно соединенньш генератор периода стимуляции, составной транзистор и источник питания, первый резистор и первый конденсатор, подключенные к составному транзистору, отличающийся тем, что, с целью уменьшения габаритов в него введены подключенные к составному транзистору вторые резисторы, стабилитрон, второй конденсатор, дополнительная обмотка трансформатора и диод, причем диод связан с первым резистором и дополнительной обмоткой трансформатора, а эмиттер составного транзистора подключен к первичной обмотке трансформатора.