Устройство для контроля электростимуляции Советский патент 1986 года по МПК A61N1/36 

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к устройствам контроля электрического воздействия на возбудимые структуры человека и может быть Использовано в физиотерапевтической и неврологической практике, при спортивных тренировках „ в профилактических целяхпри ограниченной подвижности. Цель изобретения - повышение точности измерения мгновенного значения средней мощности стимулирующих сигналов . На чертеже представлена блок-схема устройства. Устройство для контроля электростимуляции- содержит соединенные последовательно генератор 1, формирователь 2 пачек стимулов, усилитель 3 мощности, первый выход которого подключен к первому электроду 4, а второй - через резистор 5 - к второму электроду 6, перемножитель 7, первьш и второй входы которого подключены, соответственно, к первому электроду 4 и второму электроду 6, а третий - к второму выходу усилителя 3 мощности, а выход соединен с входом линейного интегратора. 8, индикатор 9, Устройстве также содержит частотомер 10 и соединенные последовател но блок 11 выборки - хранения, умножающий цифроаналоговый преобразователь 12, выход которого соединен с индикатором 9, второй вход - с выходом частотомера 10, вход которого со единен с вторым выходом генератора и вторыми входами линейного интегратора 8 и блока выборки - хранения 1 1 Устройство работает следугацйм образом, Сигнал генератора 1 стимулирующих .сигналов,представляющий собой радиоим пульсы длительностью порядка 0,1-5 мс и частотой следования 20-100 Гц, по ступает на вход формирователя 2 пачек стимулов, в котором он преобразуется в пачки стимулов длительностью порядка 5-10 с, чередующиеся с паузами длительностью порядка 055-20 с. После усиления усилителем 3 мощности электрические сти мулы через электроды 4 и 6 воздействуют на нервно-мышечный аппарат поперечно-полосатой мьшцы. В цепь второй выход усилителя 3 мощности - электрод 6 введен постоян ный резистор 5, Напряжение U| ,снимаемое с этого резистора, пропорциональное току электростимуляции „., поступает на входы перемножителя 7, Это напряжение определяется вьфажениемг-Т. sin На первьй вход перемножителя 7 поступает напряжение U, снимаемое с электрода 4. Так как полное сопротивление ткани между электродами имеет емкостный характер, то напряжение и ц отстает по фазе от тока, протекающего на этом участке ткани, и равно и.. и„ sin («t -cf) максимальное значение соответственно напряжения на электродах 4 и 6 и тока, протекающего через участок стимулируемой ткани; величина сопротивления резистора 5; фазовый угол между током и напряжением на участке ткани между электродами 4 и 6; угловая частота несущей радиоимпульсов, В результате перемножения напряжений U; и иц перемножителем 7 на его выходе формируется напряжение U(t) kr q)- cos(2№ -q ) , где k - коэффициент передачи перемно-жителя 7, Так как электростимуляция осуществляется стимулами в виде радиоимпульсов длительностью о со скважностью, составляющей порядка 10-50, то выходное напряжение перемножителя 7, пропорциональное средней мощности за период, мало и соизмеримо с собствеиньпх дрейфом перемножителя 7. Поэтому на выходе перемножителя 7. установлен линейный интегратор 8, который интегрирует выходное напряжение перемножителя 7 за время длительности стимула Г , Выходное напряжение линейного интегратора 8 сбрасывается в ноль на время между стимулами. 3 Управление линейным интеграторо 8 осуществляется генератором 1 сти мулирукядих сигналов. На выходе линейного интегратора 8 вырабатывает сигнал амплитудой т Е I ju(t)dt. (2) где Т - постоянная времени интегри рования . Подставляя в уравнение (2) значение U(t) из уравнения (1), получаютЕ ,rj cos(f -cos(2tjt-q) dt

Так как j cos(2ot -(f) dt 0, то

О

/ ,

E К costf, (3)

что и является величиной, пропорциональной энергии в одном стимулирующем импульсе.

Сигнал с выхода линейного интегратора 8 поступает в блок 11 выборки хранения, где запоминается величина

Е.Ц на временной интервал между дву/-1мя соседними стимулами. С началом

каждого стимула, поступающего на вход управления блока 11 выборки (4) .

Е- f.

f

20 где f - частота следования стимулов. Подставляя в уравнение (4) значание Ед. из уравнения (3), получают

РСО 1

ср

kr Величина -постоянная и зависит

от параметров схемы. Поэтому выходное напряжение умножающего цифроаналогового преобразователя 12 пропорционально средней активной мощности стимулирующего сигнала, величина которой индицируется индикатором 9. 2 хранения, запомненная величина напряжения Ед, сбрасывается к нулевому значению. Таким образом, на выходе блока 11 выборки - хранения имеется практически постоянное напряжение, соответствующее энергии стимула, с кратковременным сбросом в ноль в момент начала стимула. Запомненное значение напряжения Е, затем поступает на аналоговый вход умножакщего цифроаналогового преобразователя 12, а на его цифровой вход поступает информация от частотомера 10 о частоте следования стимулов. Умножающий цифроаналоговый преобразователь 12 вьфабатывает сигнал, равный

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ЭЛЕКТРОСТИМУЛЯЦИИ, содержащее соединенные последовательно генератор формирователь пачек- стимулов, усилитель мощности, первый выход кото рого подключен к первому электроду а второй через резистор - к втором электроду, перемножитель, первый и второй входы которого подключены с ответственно к первому и второму электродам, третий вход - к второму выходу усилителя мощности, а выход соединен с входом линейного интегратора, и индикатор, отличающееся тем, что, с целью повьшения точности измерения мгновенного значения средней мощности стимулирующего сигнала, в него введены частотомер и соединенные последовательно блок выборки-хранения и умножающий цифроаналоговый преобразователь, выход которого соединен с индикатором, а второй вход - с выходом частотомера, вход которого соединен с вторым выходом генератора и вторыми входами интегратора и блока выборки - хранения . Е