Электростимулятор Советский патент 1979 года по МПК A61N1/36 

Изобретение относитея к медицинской технике, и может быть использовано в физиотераневтической нрактике, нрн спортивных тренировках, в профилактических целях при ограниченной подвижности, например, для послеоперационных больных, космонавтов при длительпых нолетах, членов экипажей подводного и надводного флота и др.

Известен электростнмулятор, каждый канал которого содержит амплитудны модулятор, один вход которого соединен с генератором стимулирующих импульсов, другой - с генератором функций, являющимся генератором инфранизких частот, а выход соединен с выходным каскадом. Данное устройство позволяет управлять периодическим сокращением и расслаблением стимулируемых мышц 1.

Наиболее близким по технической сущности к данному изобретению является электростимулятор, содержащий модулятор, один вход которого соединен с генератором стимулирующих сигналов, другой вход через ключ - с генератором инфранизких частот, а выход через усилитель мощности - с электродами 2.

Недостатком известного устройства является то, что длительность сеанса электростимуляции выбирается эмпирически, без

какого-либо контроля функционального состояния стимулируемого нервно-мышечного аппарата. Такой шаблонный подход к выбору длительности стимуляционной процедуры не позволяет объективно дозировать длительность сеанса электростимуляции в каждом конкретном случае ее применения.

Целью изобретения является автоматическое прекращен е процедуры злектростимуляцин при настунленни онределенной степени утомления мыщцы.

Поставленпдя цель достигается тем, что в нем донолните.. liO усгаиозлены носледовательно соединенные датчик мышечного сокращения, схема еравнения, первая пороговая схема, интегратор и вторая пороговая схема, соединенная со входом управления указанного ключа, а таклсе кнопка пуска,

подсоединенная ко входу интегратора, и источник опорного сигнала, соединенный со схемой сравнения.

На чертеже изображена блок-схема электростимулятора.

Электростимулятор содерл ;ит генератор 1 стимулирующих сигналов, модулятор 2, ключ 3, генератор 4 инфранизких частот, усилитель 5 мощности, электроды 6, датчик 7 мышечного сокращения, схему 8 сравнения, первую пороговую схему 9, интегратор

10, вторую пороговую схему И, источник 12 оиорного сигнала и кнопку 13 пуска.

В процессе электростимуляционного воздействия функциональное состояние нервномышечного аппарата меняется. Мышца утомляется и ее сократительная способность падает. Это физиологическое явление положено в основу работы электростимулятора.

До подачи электростимулируюш,его сигнала на электроды б отсутствует мышечное сокрапдение. При этом, в результате сравнения в схеме 8 сигналов с датчика 7 мышечных сокрашений и источника 12 опорного сигнала, результирующее напрялсение равно нулю. Отсутствие напрялсения на выходе схемы 8 сравнения не вызывает срабатывания первой пороговой схемы 9, а последняя, соответственно, не запускает интегратор 10, что не вызывает срабатывания второй пороговой схемы И. В этом состоянии ключ 3, который управляется второй пороговой схемой И, разомкнут и на управляюш,ий вход модулятора 2 не поступает сигнал с генератора 4 инфранизких частот. Отсутствие управляюш,его сигнала на входе модулятора 2 препятствует прохождению стимулируюшего сигнала с генератора 1 через усилитель 5 мош,ности к электродам б.

При запуске интегратора 10 по внешней цепи через кнопку пуска 13 или при произвольном сокраш,ении стимулируемой мышцы срабатывает вторая пороговая схема 11, включаюш,ая ключ и, и стимулируюш,ий сигнал генератора 1 модулируется по амплитуде в модуляторе 2 с частотой генератора 4 инфранизких частот. Этой частотой задается необходимый ритм («сокраш,ение-расслаоление) стимулируемой мышцы.

Нужная степень сокраш,ения мышцы задается интенсивностью стимулирующего сигнала на выходе усилителя о мощности, ири этом на выходе схемы 8 иериодически, с частотой генератора 4 инфранизких частот появляется сигнал рассогласования, пропорциональный степени сокращения мышцы, вызванного электростимуляционным воздействием. Сигнал рассогласования вызывает периодическое срабатывание первой пороговой схемы 9. Выходное напряжение иервой нороговой схемы 9 периодически подзаряжает интегратор 10. Время разряда интегратора 10 выбрано больше максимально возможного периода сигнала генератора 4 инфранизких частот.

Таким образом, иериодическое сокращение и расслабление стимулируемой мышцы вызывает периодический иодзаряд интегратора 10 по цепи обратной связи: мышца- датчик мышечных сокращений-схема сравнения-первая пороговая схема, который, в свою очередь, через вторую пороговую схему удерживает ключ в замкнутом состоянии.

Первая пороговая схема 9 выполнена с плавной регулировкой порога срабатывания. Это позволяет задавать пеобходимый уровень ее срабатывания в зависимости от

того, при какой степени утомления требуется прекратить процедуру электростимуляции. Таким образом, при наступлении заданной степени утомления мышцы сигнал на выходе датчика 7 мыщечных сокращений

и, соответственно, схемы 8 сравнения уменьшается и его уровень оказывается недостаточным для срабатывания первой пороговой схемы 9, выходной сигнал первой пороговой схемы 9 перестает подзаряжать интегратор

10 и последний после времени разряда возвратит вторую пороговую схему 11 в исходное состояние, что приведет к размыканию ключа 3, в результате чего процедура электростимуляции будет автоматически прекращена.

Наличие цепи обратной связи между объектом электростимуляции и нервно-мышечным аппаратом и электростимулятором позволяет объективно определить дозировку

длительности сеансов воздействия. Интегральная оценка сократительной длительности стимулируемых мышечных волокон но признаку утомления дает возможность судить о функциональном состоянии стимулируемых структур в динамике стимуляционной процедуры. Такое решение проблемы определения длительности ироцедуры электростимуляции исключает тот эмпиризм, который имеет место при использовании для

воздействия на нервно-мышечный аппарат сушествующих технических средств, в которых длительность процедуры задается заранее, без учета функционального состояния объек11а электростимуляции. Сравнительные

испытания данного электростимулятора с известными показали, что дозирование длительности процедуры электростимуляции обеспечивает более быстрый и стойкий профилактический (при гиподинамическом синдроме), тренирующий (у здоровых лиц) и лечебный (у больных с неИромоторными расстройствами) эффект.

Формула изобретения

Электростимулятор, содержащий модулятор, один вход которого соединен с генератором стимулирующих сигналов, другой

вход - через ключ с генератором инфранизких частот, а выход - через усилитель мощности с электродами, отличающийс я тем, что, с целью автоматического прекращения процедуры электростимуляции

при наступлении определенной степени утомления мыщцы, в нем дополнительно установлены последовательно соединенные датчик мышечного сокращения, схема сравнения, первая пороговая схема, интегратор и вторая нороговая схема, соединенная со входом управления указанного ключа, а также кнопка пуска, подсоединенная ко входу интегратора, и источник опорного сигнала, соединенный со схемой сравнения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР 415019, кл. A61N 1/36, 1971.

2.Патент США № 3489152, кл. 128-422, 1970.