Устройство для диагностики нервно-мышечных заболеваний Советский патент 1992 года по МПК A61B5/05 A61B5/488 A61N1/36 

loo ю

Изобретение относится к медицине и медицинской технике и может быть использовано в клинике нервных болезней, ортопедии и протезировании и т.п. при оценке нарушений двигательной функции человека.

Известно устройство для контроля нервно-мышечного блока, содержащее электростимулятор и анализатор ответных биопотенциалов. Электростимулятор снабжен электронным реле времени и генератором импульсов тетанизирующей частоты с программирующим блоком, а анализатор биопотенциалов снабжен средством определения разности биопотенциалов, соответствующих ответу на первый и последний импульсы серии, вырабатываемые электростимулятором, что обеспечивает контроль нервно-мышечного блока.

Недостатком известного устройства является отсутствие визуального контроля величины ответа биопотенциалов мышц во время стимуляции и отсюда получение практически недостоверных результатов диагностики миастении и таких нервно-мышечных заболеваний, как миопатия и невропатия.

Известно также Устройство для диагностики миастении, выбранное в качестве прототипа, содержащее усилитель, осциллоскоп, электрически соединенный с усилителем, последовательно соеди.ненные преобразователь, подключенный к выходу усилителя, коммутатор, выполненный в виде двоичного счетчика и последовательно соединенных с ним схем совпадений, одни из входов которых соединены между собой, а их выходы подключены к индикатору, выполненному в виде цепочек, последовательно включенных декадных счетчиков и цифровых табло, стимулятор, выполненный в виде последовательно соединенных генераторов низкой частоты и выходного каскада и генератора высокой частоты,, подключенного к выходному каскаду, блок управления, выполненный в виде двух пар последовательно соединенных электронных реле, выходы которых соединены со световым табло, и электронного реле, один из выходов которого, объединенный с выходом одного из электронных реле одной из пар; подключен к дополнительно установленному звуковому сигнализатору, другой его выход подключен к входу другого электронного реле той же пары, а его вход соединен с выходом одного из электронных реле другой пары, при этом блок управления выходами одних из электронных реле обеих пар соединен с генераторами низкой и высокой частоты соответственно.

Устройство позволяет оперативно решать вопросы диагностики миастении за счет обеспечения автоматической экспрессиндикации биоэлектрических потенциалов

5 мышц при электростимуляции нерва и выявления постгетанических феноменов.

Однако существенным недостатком данного устройства является в целом невысокая точность диагностики миастении, пол0 учаемаяприиспользовании

специализированных аналоговых средств определения соотношения амплитуд вызванных потенциалов, а также невозможность измерения амплитудно-временных

5 характеристик потенциалов действия мышц и скорости проведения возбуждения по двигательным и чувствительным нервам, что необходимо при диагностике таких нервно-мышечных заболеваний, как невропатия и миопатия различной этиологии, нарушений нервно-мышечной передачи.

Недостатком устройства является также невозможность проведения обработки скрытых в шумах слабых вызванных биопотенциалов мышц, невозможность получения предзадержки и задержки импульса записи биопотенциалов мышц в памяти относительно импульсов стимуляции, что повышает точность диагностики

0 нервно-мышечных заболеваний.

Цель изобретения - повышение точности диагностики нервно-мышечных заболеваний путем анализа, вызванных биопотенциалов мышц при электростимуля5 ции нерва и характеристик потенциала действия.

На фиг.1 представлена функциональная схема устройства для диагностики нервномышечных заболеваний; на фиг.2 - то же,

0 блока управления записью; на фиг.З - то же, задающего генератора.

Устройство для диагностики нервномышечных заболеваний содержит первый 1, второй 2, третий 3 электроды, первый усилиг

5 тель 4, второй усилитель 5, аналого-цифровой преобразователь 6, буферный запоминающий блок 7, блок 8 управления записью, формирователь 9 изображения, вычислительный блок 10, регистратор 11,

0 осциллоскоп 12, блок 13 индикации, блок 14 синхронизации и блок 15 стимуляции, который содержит задающий генератор 16 и вы-. ходной блок 17 стимулятора.

Блок 8 управления записью содержит

5 делитель 18 частоты, блок 19 установок, деШ1{|фратор 20, дешифратор 21 конца записи, формирователь 22 сигналов записи, счетчик 23 записи.. .

Задающий генератор 16 содержит формирователь 24 импульсов , перестраиваемый делитель 25 частоты, перестраиваемый формирователь 26 длительности импульсов.

Устройство имеет следующие режимы работы; Стирание, Регистрация биоэлектрической активности мышц, Усреднение информации, Исследование состояния нервно-мышечной передачи, Измерение скорости проведения возбуждения по двигательному нерву, Триггерный запуск.

Устройство работает следующим образом.

В режиме Стирание проводят сброс устройства от результатов предыдущей работы. При нажатии кнопки Стирание, расположенной по передней панели устройства, происходит сброс вычислительного блока 10, запись нулей на цифровых индикаторах блока 13 индикации, а также запись нулей в ячейки памяти буферного запоминающего блока 7.

Регистрация естественной биоэлектрической активности мышц осуществляется следующим образом.

При регистрации по первому каналу устройства устанавливают переключатель режима работы блока 19 установок блока 8 управления записью в положение 1. При этом снятые с первого электрода 1 биопотенциалы мышц поступают на вход первого усилителя 4, усиливаются и далее поступают на первый вход аналого-цифрового преобразователя 6, который под управлением блока 14 синхронизации преобразует аналоговый сигнал в цифровую форму. Сигнал в цифровой форме записывается в область памяти 0-0,5 К буферного запоминающего блока 7 и воспроизводится, на первом канале осциллоскопа 12. По такому же принципу происходит регистрация информации.по второму каналу и одновременно по двум каналам. Переключатель режима работы блока 19 установок блотса В управления записью устанавливается в положение 2 и 1-2 соответственно.

Регистрация начнется по нажат/йю кнопки Пуск блока 14 синхронизации. Регистрация вызванных потенциалов мышцы производится .аналогично. При этом выбор параметров стимулирующих импульсов выходного блока 17 стимулятора осуществляется через блок 16 задающего генератора и запуск через блок 14 синхронизации. Частота с:мены информации на экране осциллоскопа 12 будет определяться выбранной величиной длительности развертки - соответствующий переключатель блока 19 установок блока 8 управления записью и частотой стимуляции.

/

Регистрация потенциала действия (ПД) осуществляется аналогично регистрации естественной активности мь1шц.

Измерение временных характеристик

ПД проводится с помощью двух маркеров формирователя 9 изображения на экране осциллоскопа 12. Для этого отожмем кнопку Пуск блока 14 синхронизации и остановим регистрацию ПД, включим маркеры и на осциллоскопе 12 подведем их к началу и концу потенциала действия. Результат измерения - длительность ПД в миллисекундах автоматически появится на цифровых индикаторах блока 13 индикации.

5 Усреднение биоэлектрической активности мышц проводится по одному из каналов. Для усреднения информации по первому каналу, например, устанавливают переключатель режима работы в положение -: I 1.

0 Переключатель количества усреднений блока установок 19 блока управления записью 8 переключаем в положение 4,8„16,32,64,128,256,4096 соответственно. Нажимают кнопку Пуск блрка 14 синхро5 назации. Биопотенциалы мышЦ усиливаются первым усилителем 4. преобразуются в цифровую форму аналого-цифровым преоб,разователем 6, записываются в цифровой форме в область 0-0,5 К буферного запоминающего блока7 (БЗБ), воспроизводятся напервом канале осциллоскопа 12. Затем под управлением вычислительного блока 10 информация, записанная в области памяти 00,5 К БЗБ, отрабатывается по программе

5 рекурентного линейного усреднения. Результаты усреднения записываются в ЬЗУ вычислительного блока lOvзатем переписывается в другую область памяти .(0,5-1 К) БЗБ и воспроизводятся на втором канале

0 осциллоскопа 12. Синхронизация записи осуществляется от задающего -генератора 16. Результат усреднения заданного количества усреднений выводится та1Сже на индикаторы блока 13 индикации. Для

5 усреднения информации по второму каналу переключатель режима работы блока 19 установок устанавливаем в положение 2 2. Алгоритм работы устройства в этом режиме аналогичен а;1горитму в режиме 2.1. . .

0 Исследование состояния нервно-мышечной передачи проводится на основании оценки отношения амплитуд вызванных ответов на четвертый и первый стимулирующие импульсы (низкочастотная стимуляция -час5 тота стимуляции 3, Гц) или 96 и первьм стимулирующие импульсы (высокочастотная стимуляция - частота стимуляции 50 Гц) при длительности импульса стимуляции 0,1 мс. Исследование проводится в режиме регистрации 1. При нажатии кнопки Низкочастотная стимуляция блока 14 синхронизации, а затем кнопки Пуск устройство автоматически выдает одноразово серию из четырех импульсов частотой 3 Гц, регистрирует по первому каналу осциллоскопа 12 вызванный ответ на четвертый стимулирующий импульс, по второму каналу на первый стимулирующий импульс. С помощью вычислительного блока 10 устройство опредеА 4 ляет отношение амплитуд -д-у в % и

результат выдает на индикаторы блока 13 индикации. При нажатии кнопки Высокочастотная стимуляция блока 14 синхронизации устройство выдает.серию из 96 импульсов с частотой 50 Гц, регистрирует по первому каналу осциллоскопа 12 рызванный ответ на 96-ой импульс, по второму - на первый стимулирующий импульс, аналогично определяет отношение амплитуд

А 96

д . в %, выдает результат на индикаторы.

Измерение скорости проведения возбуждения по двигательному нерву осуществляется едва Приама. Сначала в режиме 1 производится регистрация по первому каналу устройства вызванного ответа на стимулирующие импульсы. Стимулирующие электроды накладываются у запястья, а затем в режиме 2 проводится регистрация по второму каналу вызванного ответа. Стимулирующие электроды при этом накладываются на предплечье. Отжимаем кнопку Пуск и включаем маркеры формирователя 9 изображения. Измеряем длительность между двумя ответами ДТ в мс. Скорость проведения V можно определить следующим образом

V ду , ММ/МС

где S - расстояние между стимулирующими точками.

Исследование макро-потенциалов двигательных единиц проводится в режиме Триггерный запуск и усреднения. Для регистрации применяются поверхностный и игольчатый электроды., Игольчатый электрод/вводится в мышцу в зоне отведения биоэлектрической активности поверхностным электродом. Поверхностный электрод подключается к входу первого усилителя 4, игольчатый электрод - к входу второго усилителя 5. Переключатель режима работы блока 19 установок ставят в положение Z 1 или J 2, нажимают кнопку Триггерный запуск и кнопку Пуск блока 14 синхронизации. Усиленные по первому каналу суммарные биопотенциалы мышц преобразуются в цифровую ,

записываются в область памяти 0-0,5 К БЗБ, воспроизводятся на первом канале осциллоскопа 12. Затем информация усредняется по рекурентному линейному алгоритму 5 усреднения под управлением вычислительного блока 10 и записывается в ОЗУ вычислительного блока 10. Далее усредненная информация из ОЗУ переписывается в область памяти 0,5-1 К БЗБ.|Цля синхронизации записи в БЗБ и воспроизведения на втором канале осциллоскопа 12 макро-потенциалов двигательных единиц на вход блока 14 синхронизации подаются с выхода второго усилителя 5 усиленные биопотенциалы действия дв11гательных единиц. Чтобы не потерять прединформацию о макро-потенциале ДЕ в связи с тем, что синхронизация производится от выбранного уровня ПД с помощью триггерного запуска, включают

0 кнопку Задержка блока 14 синхронизации.

По окончании исследований на регистраторе 11 по нажатию кнопки Регистратор, расположенной на передней панели

5 устройства, выдаются кривые биопотенциалов мышц и результаты обработки информации.

Блок 8 управления записью работает следующим образом.

0 После выбора исследователем параметров переключателей длительности развертки, режима работы и количества усреднений блока 19 установок выполняется выше описанный режим работы Стирание, по которому формирователь 22 сигналов записи устанавливает счетчик 23 записи в нулевое состояние через R выход. После нажатия кнопки Пуск в блоке 14 синхронизации формироватедь 22 сигналов записи через

0 управляющий выход и счетчик 23 записи начинает последовательную запись информации в буферный запоминающий блок 7. Если пришла команда останова записи (кнопка Пуск выключена), то формирователь 22 сигналов записи не сразу прекращает запись информации в буферный запоминающий блок 7, а только после окончания очередной развертки, что обеспечивается подачей сигнала с дешифратора 21

0 конца записи на вход 4 формирователя 22 сигналов записи в зависимости от выбранного положения переключателя режима работы блока 19 установок. Он синхронен сигналу с выхода 1 или выхода 2 счетчика 23

5 записи. Делитель 18 частоты обеспечивает необходимую скорость записи в буферный запоминающий блок 7, пропорциональную скорости работы аналого-цифрового преобразователя 6.

Задающий генератор 16 работает следующим образом.

Сигнал от блока 14 синхронизации, кратный максимальной частоте Т макс, (равной в данном приборе 100 Гц) и синхронизированный с моментом начала развертки устройства, поступает на формирователь 24 импульсов. С выхода формирователя 24 имплуьсов сигнал поступает на перестраиваемый делитель 25 частоты, где максимальная частота может быть снижена в N раз, с его выхода 1 сигнал поступает на перестраиваг емый формирователь 26 длительности импульсов, где по фронту формируется сигнал запуска выходного блока 17 стимулятора фиксированной длительности в диапазоне 0,05 - 1 мс, сигнал с выхода 2 перестраиваемого делителя 25 частоты обеспечивает контроль правильности деления, а также одноразовый запуск выходного каскада стимулятора по команде исследователя.

Таким образом, благодаря признакам, отличающим объект от прототипа, у него появилось новое свойство - способность анализировать скрытые шумах слабые вызванные биопотенциалы мышц при электростимуляции нерва, способность измерять амплитудно-временные характеристики потенциалов действия (ПД) мышц, скорость проведения возбуждения по двигательным чувствительным нервам, что повышает точность диагностики нервно-мышечных заболеваний.

Формула изобретения

1. Устройство для диагностики нервномышечных заболеваний, содержащее последовательно соединенные п ёрвый электрод и первый усилитель, блок Стимуляции, включающий в себя задающий генератор и выходной блок, выход которого подключен к третьему электроду, блок синхронизации, осциллоскоп и блок индикации, отличающееся тем, что, с целью повышения точности диагностики нервномышечных заболеваний путем анализа вызванных биопотенциалов мышц при электростимуляции нерва и характеристик потенциала действия, в него введены последовательно соединенные второй электрод и второй усилитель, аналого-цифровой преобразователь буферн1 1й запоминающий блок, блок управления записью, формирователь изображения, вычислительный блок и регистратор, при этом выход первого усилителя соединен с первым входом аналого-цифрового преобразователя, второй в)од которого подключен к выходу второго усилителя и первому входу блока синхронизации, первый выход которого подключен к третьему входу аналого-цифрового преобразователя.

группа выходов которого подключена к первой группе входов буферного запомин ющего блока, вторая группа входом которого подключена к первой группе выходов формирователя изображения, третья группа входов - к первой группе выходов вычислительного блока, а четвертая группа входов к первой группе выходов блока управления записью, вторая группа выходов которого соединена с первой группой входов вычислительного блока, вторая группа входов которого подключена к группе выходов блока синхронизации, второй - шестой выходы которого подключены к входам синхронизации формирователя изображения, буферного запоминающего блока, вычислительного блока, блока управления записью и задающего генератора соответственно, третья группа входов вычислительного блока подключена к второй группе выходов формирователя изображения,третья группа выходов которого подключена к осциллоскопу, кроме того, формирователь изображения, буферный запоминающий блок и вычислительный блок соединены между собой шиной обмена данных, вторая и третья группы выходов вычислительного блока подключены к группам входов регистратора и блока индикации соответственно управляющий выход аналого-цифрового преобразователя соединен с первым входом управления блока управления записью, второй вход управления которого подключен к соответствующему выходу вычислительного блока, а управляющий выход блока управления записью подключен к первому управляющему входу буферного запоминающего блока, второй и третий управляющие входы которого подключены к соответствующим выходам вычислительного блока, а второй выход задающего генератора соединен с вторым входом блока синхронизации.

2. Устройство поп.1,отличающеес я тем, что блок управления записью содержит делитель частоты, вход которого является вторым входом управления блока управления записью, блок установок, первый вход которого соединен с выходом делителя частоты, дешифратор, первый, второй и третий входы которого подключены к первому, второму и третьему выходам блока установок соответственно, дешифратор конца записи, первый и второй входы которого Соединены с первым и вторым выходами дешифратора соответственно, формирователь сигналов записи, первый вход которого является первым входом управления блока управления записью, второй вход - входом синхронизации блока управления

записью, третий вход подключен к третьему выходу дешифратора, четвертый вход - к дешифратора конца записи, а пятый вход - к четвертому выходу блока установок, и счетчик записи, вход синхронизации которого подключен к первому выходу формирователя сигналов записи и входу синхронизации блока установок, вход сброса соединен с вторым выходом формирователя сигналов записи, третий выход которого является управляющим выходом блока управления записью, третий вход счетчика записи подключен к пятому выходу блока установок, первый и второй выходы счетчика записи подключены к третьему и четвертому входам дешифратора конца записи Соотв етственно, а группа выходов счетчика записи является первой группой выходов блока управления записью, второй группой выходов блока управления записью является группа выходов дешифратора.

3. Устройство по П.1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что задающий,генератор содержит последовательно соедик|енные формирователь импульсов, вход которого является входом задающего генератора, перестраиваемый делитель частоты и перестраиваемый формирователь длительности импульсов, вь1ход которого является первым выходом задающего генератора, а выход перестраиваемого делителя частоты является вторым выходом задающего генератора.

Изобретение относится к устройствам для диагностики нервно-мышечных заболеваний, позволяет повысить точность диагностики путем анализа вызванных биопотенциалов мышц при электростимуляции нерва и характеристик потенциала действия. Устройство содержит электроды 1-3,усилители 4 и 5, аналого-цифровой преобразователь 6, буферный запоминающий блок 7, блок 8 управления записью, формирователь 9 изображения, вычислительный блок 10, регистратор 11, ocциллockoп 12, блок 13 индикации, блок 14 синхронизации и блок 15 стимуляции, включающий задающий генератор 16 и выходной блок 17 стимулятора. Устройство имеет следующие режимы работы: режим "стирание", режим регистрации биоэлектрической активности мышц, режим усреднения информации, режим исследования состояния нервно-мышечной передачи, режим измерения скорости проведения возбуждения по двигательному нерву, режим "триггерный запуск". Устройство позволяет анализировать скрытые в luyMax слабые вызванные биопотенциалЬ1 мышц при электро- стимуляциинерва,измерятьамплитудно-временные характеристики потенциалов действия мышц и скорость проведения возбуждения по двигательным и чувствительным нервам. 2 з.п. ф-лы, З.ил.со

фиг. 2

74

сриё.З