Электроимпульсатор Советский патент 1980 года по МПК A61N1/00 

(54) ЭЛЕКТРОИМПУЛЬСАТОР

I

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к устройствам для электролечения и электродиагностики и может быть использовано при исследовании возбудимости нервных стволов, тканей, мышц и лечении различных поражений нервно- s мышечной системы человека.

Известен электроимпульсатор, который содержит задающий генератор, диодный мост, измерительный прибор, активный и пассивный электроды 1.

Однако этот электроимпульсатор имеет низкий коэффициент изменения частоты генератора и.скважности, что снижает эффективность снятия болевого синдрома в процессе воздействия. Кроме того, электроимпульсатор потребляет большую мощность.

Цель изобретения - повышение эффективности снятия болевого синдрома в процессе воздействия путем увеличения коэффициента изменения частоты генератора и скважности, а также уменьшение потребления мощности.20

Это достигается тем., что в электроимпульсатор введены ограничительное сопротивление и реверсивный переключающий блок, причем ограничительное сопротивление

включено в диагональ диодного моста последовательно с измерительным прибором, один выход реверсивного переключающего блока соединен с пассивным электродом, а другой через диодный мост соединен с активным электродом, вход реверсивного переключающего блока соединен с выходом задающего генератора, и оба выхода реверсивного переключающего блока соединены соответственно с двумя входами задающего генератора.

Кроме того, задающий генератор содержит стабилитрон, два транзистора, переключатель, времязадающий конденсатор и импульсный трансформатор с двумя обмотками, вывод одной из которых соединен с эмиттером первого транзистора, а вывод другой - с коллектором этого же транзистора, второй вывод обмотки, подключенной к эмиттеру, соединен через переключатель, времязадающий конденсатор и базо-эмиттерный переход второго транзистора с выводом другой обмотки, подключенной к коллектору первого транзистора, база которого соединена через стабилитрон с минусовой щиной питания, а коллектор второго транзистора соединен через резистор со входом реверсивного переключающего блока. Кроме того, реверсивный переключающий блок состоит из двух плеч и двух выходных каскадов, причем каждое плечо включает к себя два транзистора, которые соединены между собой базо-коллекторными выводами, а плечи соединены между собой через выходные каскады. На чертеже изображена структурная схема предлагаемого электроимпульсатора. Электроимпульсатор состоит из задающего генератора, выполненного на транзисторах 1, 2, импульсном трансформаторе 3, стабилитроне 4, переключателе 5, времязадающих конденсаторах 6, 7, 8 и 9, резисторах 10, И и 12, потенциометрах 13, 14, задающих длительность импульсов и время между импульсами, и диодах 15 и 16; реверсивного переключающего блока, одно плечо которого выполнено на транзисторах 17 и 18 разной проводимости и резисторах 19, 20 и 21, а другой - на транзисторах 22, 23 и резисторах 24, 25 и 26; выходных каскадов, один из которых выполнен на транзисторе 27, свето-диоде 28, конденсаторе 29 и резисторах 30 и 31, а другой - на транзисторе 32, свето-диоде 33, конденсаторе 34 и резисторах 35 и 36; распределительной ячейке на диодах 37, 38 и резисторе 39. Кроме того, импульсатор содержит токозадающий потенциометр 40 с ограничительным резистором 41 и резистором 42 и схему замера амплитуды импульса выходного тока, выполненную в виде диодного моста на диодах 43, 44, 45 и 46, измерительном приборе 47, щунте 48 и переключателе 49 предела измерений; схемы двухнаправленного выпрямителя на диодах 50, 51 и переключателях 52 и 53 направления выходного тока. Кроме того, Электроимпульсатор содержит тумблер 54, с помощью которого источник 55 питания подключается к электрической цепи. Один выход реверсивного переключающего блока соединен через клемму 56 с пассивным электродом,а другой выход - через диодный мост и клемму 57 с активным электродом. Одновременно оба выхода реверсивного переключающего блока соединены соответственно с двумя входами задающего генератора. Электронмпульсатор работает следующим образом. После включения тумблера 54, обеспечивающего подачу напряжения питания на схему импульсатора, транзисторы 17, 18 и 22, 23 реверсивного переключающего блока закрыты. Этот режим обеспечивается выбранными значениями номиналов сопротивлений резисторов 19, 24 и 21, 26. Заперты также транзисторы 1 и 2, поскольку наприжение на базе транзистора 1 равно напряжению пробоя стабилитрона 4, которое меньще по величине напряжения источника 55, а напряжение на коллекторе и эмиттере транзистора 1 в первый момент после подачи напряжения питания равно напряжению источника, так как эмиттер транзистора 1 через контакт переключателя 5 подключен к одному из времязадающих конденсаторов 6-9. Этот конденсатор после подачи на схему напряжения питания через резистор 12, потенциометр 14, диоды 15 и 16 и выходы реверсивного переключающего блока заряжается от источника 55 питания. Когда напряжение на эмиттере транзистора 1 станет несколько меньще напряжения пробоя стабилитрона 4, транзистор 1 открывается, и из-за положительной обратной связи между коллекторной и эмиттерной обмотками импульсного трансформатора 3 развивается блокинг-процесс, при котором указанный конденсатор разряжается через переход эмиттер-база транзистора 2 и переход коллектор-эмиттер транзистора 1. При этом на коллекторе транзистора 2 формируется импульс , который через резистор 39, диоды 37 и 38 воздействует на входы триггеров. В результате разброса емкости конденсаторов 29 и 34, параметров транзисторов 27, 32 после окончания воздействия импульса с задающего генератора одно из плеч реверсивного переключающего блока переходит во второе устойчивое состояние, при котором транзисторы соответствующего плеча насыщаются. Например, изменило состояние плечо, выполненное на транзисторах 17 и 18. Конденсатор 29 заряжается до напряжения начала проводимости светодиода 28. Свечение этого диода указывает на то, что данное плечо реверсивного переключающего устройства находится во втором устойчивом состоянии. Особенностью использования свето-диода является то, что ток, вызывающий его свечение, одновременно является током, насыщающим транзистор 27 выходного каскада. Выходная клемма 56 через замкнутые контакты переключателей 52 и 53 и через переход эмиттер-коллектор насыщенного транзистора 17 подключена к положительному полюсу источника 55 питания, а выходная клемма 57 через переход эмиттерколлектор насыщенного транзистора 27 соединена с отрицательным полюсом источника 55 питания. После повторного заряда времязадающего конденсатора до напряжения проводимости транзистора 1 формируется второй импульс на коллекторе транзистора 2. Этот импульс цепочкой (резистор 39, диод 38) направляется на вход триггера, выполненного на транзисторах 22 и 23, вследствие того, что диод 37 заперт, поскольку напряжение на базе транзистора 18, равное напряжению заряда конденсатора 29, значительно больше напряжения на базе транзистора 23 из-за того, что конденсатор 34 не заряжен.

С приходом второго импульса триггер (на транзисторах 22, 23) переходит во второе устойчивое состояние, начинает светиться свето-диод 33 и насыщается транзистор 32 а триггер на транзисторах 17, 18 выключается, так как в момент отпирания транзистора 32 прерывается ток базы транзистора 18, протекающий через резистор 20.

Несмотря на переход триггера на транзисторах 17, 18 в исходное состояние и продолжающееся воздействие импульса с задающего генератора, диод 37 остается в запертом состоянии, поскольку конденсатор 29 продолжает оставаться заряженным. Выбором постоянной времени заряда конденсатора 29 обеспечивается надежность синхронного переключения состояния плеч реверсивного переключающего блока при значительном изменении длительности воздействующего на триггер импульса с выхода задающего генератора. С переходом плеча реверсивного переключающего блока на транзисторах 17, 18 в исходное состояние, а плеча на транзисторах 22, 23 во второе устойчивое состояние, выходная клемма 56 окажется подключенной через насыщенный транзистор 32 к минусовой щине источника питания, а клемма 57 через насыщенный транзистор 22 - к плюсовой щине источника 55 питания.

Таким образом, с каждым тактом срабатывания задающего генератора клеммы 56 и 57 соединяются через малые дифференциальные сопротивления насыщенных транзисторов с двумя разнополярными щинами источника 55 питания, вследствие чего происходит реверсирование тока через поверхность тела пациента, подключенного через электроды к клеммам 56 и 57.

На выходе электроимпульсатора можно получать как разнополярные симметричные импульсы, так и разнополярные с разной длительностью. Это осуществляется переключателем 58. В положении переключателя, когда закорочены аноды диодов 15 и 16, постоянная времени заряда времязадающего конденсатора задается потенциометром 14 при любом состоянии триггеров. С изменением величины сопротивления потенциометра 14 меняется частота симметричных выходных разнополярных импульсов. Схема задающего генератора позволяет одной регулировкой потенциометра 14 изменять в щироких пределах время между импульсами. Это обеспечивается тем, что минимальный ток, необходимый для работы задающего генератора, определяется только токами утечки времязадающих конденсаторов и чувствительностью регенеративной схемы. Схема имеет чувствительность запуска порядка единиц микроампер (верхний предел величины сопротивления потенциометра 14).

Нижний предел сопротивления резистора в цепи эмиттера транзистора 1 определяется

допустимым током через эмиттер этого транзистора. Если считать, что допустимый ток эмиттера равен, например, десяткам миллиампер, то практически можно получить изменение времени между импульсами за счет регулирования сопротивления потенциометра 14 более чем на четыре порядка. В элек.троимпульсаторе для обеспечения значительного диапазона регулировани5 частоты переключателем 5 образовано несколько диапазонов плавной регулировки частоты путем дискретного изменения емкости времязадающего конденсатора.

В электроимпульсаторе номиналы резистора 12 и потенциометра 14 установлены, например, соответственно равными 75 кОм и 1 мОм.

При подключении переключателем 5 времязадающего конденсатора,емкость которого равна 2200 пФ, время .между импульсами изменяется от 0,14 до 1 мс. При подключении конденсатора равного 0,1 пФ время между импульсами меняется от 3 до 40 мс. При конденсаторе величиной 2 мкФ время изменяется от 0,05 до 0,8 с, при величине конденсатора 20 мкФ оно лежит в пределах 0,6-9 с и при значении конденсатора 300 мкФ это время изменяется от 3 до 65 с.

При подключении переключателем 58 анода диода 15 к потенциометру 13 на выходе формируются импульсы со скважностью, изменяющейся в больших пределах. Это обусловлено тел, что катоды диодов 15 и 16 подключены к разным выходам триггеров, поэтому на одном из катодов диодов имеется всегда положительный потенциал, равный источнику питания, который запирает этот диод, а на другом катоде диода потенциал близок к нулю, и диод проводит ток. При одном цикле работы постоянная времени заряда времязадающего конденсатора определяется одним потенциометром, а при другом - только сопротивлением другого потенциометра.

Таким образом, при изменении величины одного потенциометра происходит изменение длительности импульса при постоянной величине времени между импульсами, и наоборот, при изменении другим потенциометром времени между импульсами сохраняется постоянной длительность импульсов.

В схеме электроимпульсатора при величине резистора 12 равным 20 кОм скважность импульсов изменяется от значения 1,03 до 30. При других соотнощениях параметров времязадающей цепи скважность можно получить около 160.

На клеммах 56 и 57 электроимпульсатора получаются однополярные импульсы с указанной выше скважностью. При отключении переключателя 53 на клемме 56 относительно клеммы 57 сохраняется положительный сигнал, п при отключении переключателя 52 при замкнутом переключателе 53 - отрицательный сигнал. На клеммах 59 и 60 действуют сигналы, повторяющие сигналы на клемме 56, но ограниченные по мощности резисторами 41 и 42 и регулировочным потенциометром 40. Напряжение, снимаемое с клеммы 59, используется для обезболивания при препарировании твердых тканей зуба. При протекании тока через зуб происходит обезболивание его нервных окончания. При длительной обработке кариозной полости постоянным током теряется обезболивающий эффект за счет поляризации зуба. При исПользовании рассматриваемого генератора для цели обезболивания происходит автоматическая смена полярности тока, подаваемого на больной зуб, в результате чего у пациента в процессе всего лечения сохраняется обезболивающий эффект. Напряжение, прикладываемое к клеммам 57 и 60, используется для воздействия на биологически активные токи поверхности тела человека или животных при различных заболеваниях или диагностики заболевания. Использование описываемого электроимпульсатора обеспечивает эффективное снятие болевого синдрома в процессе воздействия, что расщиряет его функциональные возможности. Простота конструкции и малая потребляемая мощность обеспечивают более высокую надежность работы. Формула изобретения 1. Электроимпульсатор, состоящий из задающего генератора, диодного моста, измерительного прибора и активного и пассивного электродов, отличающийся тем, что, с целью повьииения эффективности снятия болевого синдрома в процессе воздействия путем увеличения коэффициента изменения частоты генератора и скважности, в него введены ограничительное сопротивление и реверсивный переключающий блок, причем ограничительное сопротивление включено в диагональ диодного моста последовательно с измерительным прибором, один выход реверсивного переключающего блока соединен с пассивным электродом, а другой через диодный мост соединен с активным электродом, вход реверсивного переключающего блока соединен с выходом задающего генератора, и оба выхода реверсивного переключающего блока соединены соответственно с двумя входами задающего генератора. 2. Электроимпульсатор по п. 1, отличающийся тем, что задающий генератор содержит стабилитрон, два транзистора, переключатель, времязадающий конденсатор и импульсный трансформатор с двумя обмотками, вывод одной из которых соединен с эмиттером первого транзистора, а вывод другой - с коллектором этого же транзистора, второй вывод обмотки, подключенной к эмиттеру, соединен через переключатель, времязадающий конденсатор и базо-эмиттерный переход второго транзистора с выводом другой обмотки, подключенной к коллектору первого транзистора, база которого соединена через стабилитрон с минусовой шиной питания, а коллектор второго транзистора соединен через резистор с входом реверсивного переключающего блока. 3.Электроимпульсатор по п. 1, отличающийся тем, что, с целью уменьшения потребления мощности, реверсивный переключающий блок состоит из двух плеч и двух выходных каскадов, причем каждое плечо включает в себя два транзистора, которые соединены между собой базо-коллекторными выводами, а плечи соединены между собой через выходные каскады. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Патент США № 3718132, кл. А 61 N 1/00, опублик. 1973.