Электрический нейростимулятор Советский патент 1985 года по МПК A61N1/36 

1 Изобретение относится к области медицинского приборостроения и предназначен для использ.овани в медицинской лечебной практике дпя стимуляци нервдв электрическими сигналами при снятии хронической боли. Известен электрический нейростимулятор, содержащий источник питания и последовательно соединенные генера тор тактовых импульсов, ждущий мультивибратор и выходной каскад {lj . К недостаткам таких нейростимуляторов следует отнести уменьшение амплитуды выходных сигналов при уменьшении напряжения источника питания, что приводит к значительному сокращению времени работы источника питания. Цель изобретения - увеличение срока службы, Для этого.в электрическом нейростимуляторе, содержащем источник питания и последовательно соединенные генератор тактовых импульсов, адзпций мультивибратор и выходной каскад, в ждущий мультивибратор введен эмиттерный делитель и компенсирующий двухполюсник, один полюс которого соединен с источником питания, а другой - со средней точкой эмиттерного делителя. Кроне тогЪ, компенсирующий двухполюсник состоит из последовательно соединенных резистора и стабилитрона На чертеже изображена схема нейро стимулятора. Электрический нейростимулятор содержит источник 1 питания, ген1Вратрр 2 тактовых импульсов, ждущий мультивибратор 3 и выходной каскад 4 ЗйдУЩИй мультивибратор включает всебя резисторы 5 и, .6 базового делителя напряжения, транзисторы 7 и 8, резис торы 9 и 10 коллекторных нагрузок транзисторов, резистор Ни конденсатор 12 времязадающей цепочки, резисторы 13 и 14 эмиттернрго делителя и резистор 15 и стабилитрон 16 компенсирующего двухполюсн 1ка. Выход ной каскад содержит разделительные конденсаторы 17 и l8, базовый резистор 19, дроссель 20 и транзистор 21, К выходу выходного каскада подключено сопротивление нагрузки 22 . Компенсирующий двухполюсник включен между шиной источника питания и средней точкой эмиттерного делителя 7 Нейростимулятор работает следующим образом. Генератор 2 тактовых импульсов выдает на своем выходе последовательность импульсов, кажда1й из которых, осуществляет запуск ждущего мультивибратора 3, Последний генерирует . импульс напряжения, длительность которого Т определяется параметрами времязадаюцей цепочки. С выхода ждущего Мультивибратора 3 импульс напря-; жения поступает через разделительный конденсатор 17 на базу транзистора 21 выходного каскада 4, Транзистор 21 открывается на время, равное длительности импульса напряжения, генерируемого ждуирад мультивибратором 3, При этом через дроссель 20 начинает протекать экспоненциально нарастающий ток с постоянной времени, определяемой сопротивлением Кдр и индуктивностью L дросселя 20 и сопротивлением R р,р открытого транзистора 21 Urt-r Г ( («тр)1. где и„„ - напряжение питйния. При достаточно большой постоянной времени по сравнению с длительностые импульса ждущего мультивибратора нарастание тока через дроссель ЯО мож но считать линейным К концу действия импульса напряжения ток через дроссель достигает некоторого конечного значения Uf ., I пит- f пропорционального напряJLi . - . жению питания и длительности импульса. Энергия, запасенная в дросселе 20, равняется О QAP -2L в момент окончания импульса ждущего мультивибратора 3 транзистор 21 запирается и на сопротивлении нагрузки 22, вследствие возникновения ЭДС самоиндукции в дросселе 20, выделяется импульс напряжения, Энергия этого импульса равна где Иц - максимальная амплитуда импульса напряжения; t- постоянная времени, опреде ляемая индуктивностью дрос селя и сопротивлениями дросселя и нагрузки; RH - сопротивление нагрузки. Из сопоставления выражений (3) и (4) имеем и к,и.,,т. - постоянньй коэффициент. Из выражения (5) видно, что ампл туда Uj, импульса напряжения на нагрузке, определяющая терапевтиче ски эффект, прямо пропорциональна напря жению источника питания и длительности импульса напряжения, генериру I мого ждзпцим мультивибратором 3. При уменьшении нап)яжения источника питания будет уменьшаться и амплитуда UH импульса напряжения на нагрузке, что будет вызывать соответстзующёе снижение терапевтическо го эффекта и сокращение срока службы (использования) источника питани так как возникает необходимость его смены при напряжении, превьшаю1цем допустимое минимальное для источника питания... 1 / . Введение эмиттерного делителя и компенсирующего двухполвдсйнка позво ляет предотвратить снижение терапев тического эффекта при уменыюнии напряжения источника питания. Длительность импульса, генериру-. j емого ждущим мультивибратором 3, оп /ределяется выражением ПИТ о лиг J где - сопротивление резистора 9,; Rg - суммарное сопротивление резисторов 13 и 14; Cg - емкость конденсатора 12; Rg - сопротивление резистора 11; Ug - падение напряжения на резисторах 13 и 14; koH тепловой ток транзистора 8, Полагая U Лв1 мг запишем (6) в виде ., CfrftcenhtHiwl RИз выражения (7) видно, что для того, ,чт6бы обеспечить возрастание ,длительности импульса при уменьшении напряжения питания, необходимо, .чтобы напряжение U убывало с большей крутизной, чем Удц , . Необходимая крутизна изменения напряжения U устанавливается выбором параметров эмиттерного делителя и компенсирующего двухполюсника таким образом, чтойи длительность импульса, генерируемого ждущим мультивибратором 3, возрастала обратно пропорционально величине напряжения источника питания при изменении последнего. При этом, как это следует из, выражения (5), будет обеспечена необходимая стабильность амплитуды импульса напряжения на нагрузке и, соответственно, сохранение терапевтического эффекта при-значительном снижении напряжения источника питания, также увеличение срока .службы источника питания нейростимулятова.

1. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ HEEPOCTH- .МУЛЯТОР, содержавщй источник питания и последовательно соединенные гене-* ратор тактовых импульсов, ждущий мультивибратор и выходной каскад,о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целвю увеличения срока, службы, в ждущий мультивибратор введен эмиттер- вый делитель и компенсирующий двухполюсник, один полюс которого соединен с источником питания, а другой со средней точкой эмиттерного делителя.21 Нейростимулятор по п.1, от - ли чающийся тем, что ком- ;пенсирующий двухполюсник состоит из последовательно соединенных резистора и стабилитрона.>&еs^^^<;о сосх>& ^