RU2722812C1 - Способ нейроподобной динамической электростимуляции и устройство для его осуществления - Google Patents

Abstract

Группа изобретений относится к области медицины, предназначены для проведения чрескожной электростимуляции для оказания дополнительного общерегулирующего воздействия на физиологические системы организма. Способ нейроподобной динамической электростимуляции заключается в том, что генерируют импульсы с заданной частотой, модулируют их по длительности, усиливают, подают через электроды на поверхность кожи биологического объекта. При стимуляции определяют скорость изменения емкостной составляющей импеданса подэлектродного участка кожи объекта и при достижении значения скорости изменения емкостной составляющей импеданса, близкого к нулю, выдерживают временной интервал стимуляции в течение 3 минут, после чего стимуляцию прекращают. Скорость изменения емкостной составляющей импеданса подэлектродного участка кожи объекта определяют как длительность изменения первой или третьей полуволны сигнала во второй фазе. Устройство для реализации способа включает усилитель мощности импульсов, связанный с электродами стимуляции, прикладываемыми к биологическому объекту, индикатор, элемент памяти, микроконтроллер, соединенный с кварцевым резонатором и двусторонней связью с элементом памяти, объединяющий в себе и предназначенный для управления генератором импульсов через модуль программ, режимов, функций, соединенным с органами управления и модулятором импульсов по длительности, а также связанным с модулем управления периферией, Модуль управления периферией подключен к модулю отсчета времени, модулятору импульсов по длительности и связанных между собой усилителю мощности и узлу стимуляции, при этом модуль программ, режимов, функций напрямую и через модуль отсчета времени соединен с индикатором, а также к нему через модуль сравнения длительности импульсов обратной связи подключен модуль определения длительности импульсов обратной связи, соединенный с преобразователем импульсов обратной связи, поступающих от электродов стимуляции, которые через узел стимуляции связаны с усилителем. Способ и устройство позволяют снизить уровень погрешностей и разброса параметров стимуляции за счет стабилизации сигнала, а также расширить функциональные возможности аппарата. 2 н.п. ф-лы, 5 ил.

Description

Заявляемое изобретение относится к области медицины, предназначено для проведения чрескожной электростимуляции для оказания дополнительного общерегулирующего воздействия на физиологические системы организма, а также в качестве основного и/или вспомогательного средства при лечении функциональных расстройств в широком спектре патологий и может быть использовано в медицинских, лечебных и профилактических учреждениях, преимущественно в физиотерапии и рефлексотерапии.

Известно, что нейростимуляция мышц вызывает их сокращение и двигательное возбуждение. Биологическая система – это комплекс структур, которые связаны между собой функционально и постоянно обмениваются друг с другом информацией и энергией. Если на пути болевого импульса ввести дополнительный аналогичный электрический сигнал, то импульс и сигнал компенсируют друг друга.

Чрескожная электронейростимуляция – процедура, которая проводится с помощью импульсных токов и помогает восстановить ткани, органы, мышцы, работу нервной системы, не выполняющих свои функции из-за травмы или болезни.

В случае биоуправляемой стимуляции выбор вида и параметров стимуляции должен базироваться на ряде показателей, которые могут быть объединены в три группы: 1) физиологические, характеризующие субъективное восприятие сигналов и влияние их на процессы в организме; 2) функциональные, характеризующие качество выполнения движения (сила сокращения, точность и объем движения); 3) технические (минимальное потребление энергии, возможность регулирования управляющего сигнала и т. д.).

Результаты исследований показали, что независимо от частоты стимула амплитудные характеристики мышечного напряжения в большем диапазоне усилий сохраняют приблизительно линейный характер. В околопороговой области наблюдается значительная нелинейность. Такая зависимость соответствует общеизвестным физиологическим данным.

Отношение силы раздражения, вызывающего болевую реакцию, к пороговой (у) (пределы комфортной зоны) характеризует диапазон интенсивностей, в котором можно изменить сигнал управления. Это отношение максимально в области 2-5 кГц. При увеличении и уменьшении частоты стимуляции пределы комфортной зоны сужаются. Чем больше (у), тем точнее можно дозировать движение. Поэтому для получения более высокой точности движения предпочтение отдается именно области 2-5 кГц.

Межэлектродное сопротивление (сопротивление стимулируемых нервно-мышечных групп с учетом сопротивления прохождению стимулирующего сигнала через кожу и жировую прослойку) в диапазоне частот 500 Гц-10 кГц не претерпевает существенных изменений в зависимости от интенсивности стимула. Наоборот, в диапазоне 100-200 Гц с ростом амплитуды стимула межэлектродное сопротивление уменьшается. На низких частотах 100-500 Гц изменяется и характер сопротивления. С ростом стимула возрастает его активный компонент, на что указывает уменьшение угла сдвига фаз между током и напряжением стимуляции. В области 2-10 кГц наблюдается относительная независимость фазовых сдвигов от интенсивности стимула.

Выбор вида управляющего сигнала находится в прямой зависимости от способа передачи энергии тканям – с помощью поверхностных или имплантируемых электродов. По физиологическим и функциональным показателям наиболее приемлемыми частотами в качестве стимулов являются прямоугольные импульсные сигналы частотой 80-200 Гц при длительности 0,1-0,5 мс, а также синусоидальные сигналы в диапазоне частот 2-5 кГц, при этом параметры импульсов примерно соответствуют по длительности хронаксии большинства мышц человека в норме, а по частоте – порогу суммации одиночных сокращений в тетанус. Рекомендуемые частоты синусоидальных сигналов обладают меньшей болезненностью при стимуляции и обеспечивают лучшие функциональные показатели. Именно на частотах 2-5 кГц пределы комфортной зоны и связанная с ними точность дозирования сигнала управления максимальны и создаются наилучшие условия для прохождения электрического тока через живую ткань. При увеличении или уменьшении частоты стимула по сравнению с областью 2-5 кГц превалирование активной составляющей сопротивления приводит к увеличению порога возбудимости мышц, поскольку непосредственно на возбуждение приходится меньшая доля энергии стимула (Система комплексной электромагнитотерапии: Учебное пособие для вузов/под ред. А.М. Беркутова, В.И. Жулева, Г.А. Кураева, Е.М. Прошина. – М.: Лаборатория Базовых знаний, 2000 г. – 376 с.; Электронная аппаратура для стимуляции органов и тканей/Под ред. Р.И. Утямышева и М. Враны – М.: Энергоатомиздат, 2003, 384 с.; Ливенсон А.Р. Электромедицинская аппаратура.: [Учебн. пособие] – Мн.: Медицина, 2001. – 344 с.; Катона З. Электроника в медицине: Пер. с венг. /Под ред. Н.К. Розмахина – Мн.: Медицина, 2002. – 140 с.).

Необходимость регулирования силы тока в сторону его повышения таким образом, чтобы пациент постоянно испытывал интенсивные неболевые ощущения, вызвана обстоятельствами, связанными с физиологией нервной системы человека. Если оказывать воздействие на организм человека с постоянной интенсивностью, в частности, электрическим током, то организм адаптируется к этому воздействию через некоторое время и интенсивность ощущений снижается вплоть до исчезновения. В связи с этим перестают выделяться эндогенные опиоиды, что приводит к снижению или отсутствию эффекта уменьшения боли от их воздействия. Таким образом, пока организм воспринимает стимуляцию электрическим током, то есть чувствует его, он выделяет эндогенные опиоиды, находящиеся в периферических нервных окончаниях и головном мозге, которые модулируют прохождение болевых импульсов.

Как только у пациента прекращается или снижается ощущения от чрескожной электронейростимуляции, он перестает выделять эндогенные опиоиды и поток болевой информации беспрепятственно поступает в соответствующие отделы центральной нервной системы, где формируется болевая реакция. Поэтому, для предотвращения адаптации, ЧЭНС обязательно производится на «фоне» непрерывного поддержания у пациента восприятия электрического тока, как интенсивных неболевых ощущений. Это достигается различными путями, например, периодическим увеличением силы тока, проходящего между электродами в течение всей процедуры чрескожной электронейростимуляции (Г.Н.Крыжановский. Общая патофизиология нервной системы. Руководство, М., Медицина, 1997, с. 253-255).

Из уровня техники известен биоэлектрический регулятор психосоматического гомеостаза, с помощью которого достаточность воздействия определяют по стабилизации первой полуволны сигнала, при этом устройство, в качестве фактора достаточности электростимуляции учитывает динамику изменения импеданса. В состав конструкции входит генератор импульсов, который соединен с модулятором и усилителем, а также генератор импульсов, задатчик энергии стимулов и усилитель (патент № 2068277 на изобретение «Биоэлектрический регулятор психосоматического гомеостаза», дата подачи 01.03.1993 г.).

Недостатки данного технического решения обусловлены тем, что длительность первой полуволны определяется с помощью выпрямителя, что снижает быстродействие всей схемы. При этом, электростимуляция необоснованно прекращается, как только перестает изменяться длительность первой полуволны, что негативно сказывается на точности, достаточности процесса стимуляции и времени ее прекращения.

Известен способ омоложения кожи лица и шеи, включающий воздействие электрическим током на кожу лица и шеи, которое осуществляют с использованием электронейроадаптивного стимулятора путем перемещения плавно и/или перестановкой по массажным линиям лица и/или шеи его электродного устройства, включающего коаксиально расположенные внешний пассивный и внутренний активный электроды, подключенные к отводам высокодобротной катушки индуктивности, периодически насыщаемой электромагнитной энергией путем подключения части витков на заданное время к полюсам источника постоянного тока, а воздействующим электрическим током являются электрические колебания, возникающие после отключения высокодобротной катушки индуктивности от одного из полюсов источника постоянного тока в колебательном контуре, включающем в качестве реактивных элементов индуктивность высокодобротной катушки индуктивности и емкостную составляющую суммарного импеданса между пассивным и активным электродами при их контакте с кожей лица и/или шеи, при этом произведение амплитуды первой полуволны этих колебаний на их период повторения равно А⋅ Т=10^-2÷10^-4 В⋅ с, где А - амплитуда первой полуволны, В; Т - период повторения колебаний, с, а скорость перемещения электродного устройства электронейроадаптивного стимулятора по массажным линиям лица и/или шеи не превышает 20 см/мин.

Электронейроадаптивный стимулятор, содержащий источник постоянного тока, блок управления и формирования запускающих импульсов и электродное устройство, включающее пассивный и активный электроды, при этом содержит двухсекционную высокодобротную катушку индуктивности и демультиплексор, сигнальный вход которого соединен с импульсным выходом блока управления и формирования запускающих импульсов, а вход управления с кодовым выходом блока управления и формирования запускающих импульсов, один из полюсов источника постоянного тока соединен с пассивным электродом электродного устройства и точкой соединения секций двухсекционной высокодобротной катушки индуктивности, секции которой включены согласно, второй конец секции с большим количеством витков соединен с активным электродом и входом сигнала обратной связи блока управления и формирования запускающих импульсов, секция с меньшим количеством витков выполнена с отводами, каждый отвод этой секции через ключевой усилитель подключен ко второму полюсу источника постоянного тока, вход управления каждого ключевого усилителя соединен с соответствующим ему выходом демультиплексора (патент № 2244574 на изобретение «Электронейроадаптивный стимулятор «Космодик» (варианты), электродное устройство для электростимуляции (варианты) и способ Карасёва А.А. омоложения и оздоровления кожи лица и шеи», дата подачи 27.01.2003 г., дата публикации заявки 27.07.2004 г.).

Недостатки обусловлены ограниченной областью применения – только для проведения косметологических процедур, которые выполняются на определенных зонах: лице и шее объекта. При этом энергетическая мощность стимулирующего сигнала зависит от длительности запускающего импульса. В качестве критерия степени влияния стимулирующего воздействия принимают фактор изменения параметра и признак окончания стимуляции – отсутствие изменения параметров стимулирующего сигнала, таких, как амплитуда первой полуволны или частота затухающих колебаний, которые, в свою очередь, зависят от реактивного и активного сопротивлений межэлектродной ткани.

Устройство громоздко и выполнено с возможностью осуществления только одного режима стимуляции, который запускается после предварительного выполнения режима «ПОИСК», предусматривающего осуществление нескольких серий запускающих импульсов, приводящих к изменению амплитуды первой полуволны стимулирующего сигнала и частоты затухающих колебаний.

Кроме того, из уровня техники известен способ импульсной электротерапии, включающий воздействие электрическими импульсами на кожные проекции патологического очага и рефлексогенные зоны биологического объекта через неподвижные или перемещаемые электроды, при этом импульсы формируют из двух частей: прямоугольной и затухающего синусоидального колебания, при этом частоту и декремент затухания синусоидальных колебаний устанавливают в зависимости от проводимости кожного покрова биологического объекта (патент № 2118901 на изобретение «Способ импульсной электротерапии и устройство для его осуществления», дата подачи 19.03.1997 г., опубликовано 20.09.1998 г.)

Известный способ осуществляется с помощью устройства для импульсной электротерапии, содержащего блок управления, ключ и согласующий трансформатор, вторичная обмотка которого соединена с электродами, при этом в устройство введены блок коррекции импульсов и измеритель амплитуды, вход которого соединен с выходом ключа и одним из выводов первичной обмотки согласующего трансформатора, в цепь которой подключен блок коррекции импульсов, а выход измерителя амплитуды соединен с входом блока управления, выход которого соединен с входом ключа.

Достаточность электростимуляции в указанном изобретении определяется по амплитуде первой полуволны, при этом амплитуда в значительной степени зависит от активной составляющей импеданса, которая, в свою очередь, определяется величиной давления электродов на поверхность кожи живого объекта, а не от емкостной составляющей, что приводит к снижению достоверности осуществления самой процедуры и точности времени ее окончания. При этом, как только амплитуда первой полуволны прекращает изменяться, стимуляция без всякого основания завершается.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому изобретению является способ электростимуляции, заключающийся в том, что генерируют импульсы с заданной частотой, модулируют их по длительности, усиливают и подают через электроды на поверхность кожи биологического объекта, при этом при стимуляции определяют скорость изменения емкостной составляющей импеданса подэлектродного участка кожи объекта и при достижении значения скорости изменения импеданса, близкого к нулю, выдерживают временной интервал стимуляции в течение 3-5 мин, после чего стимуляцию прекращают.

Устройство для электростимуляции, содержит генератор, подключенный к одному из выходов модулятора импульсов по длительности, к другому входу которого подсоединен задатчик энергии стимулов, усилитель мощности импульсов, подключенный к модулятору импульсов по длительности, индикатор, подключенный к одному из выходов усилителя мощности, и электроды, соединенные с другими выходами усилителя мощности импульсов, прикладываемые к биологическому объекту и соединенные со входом дифференцирующего элемента, при этом в него дополнительно введены формирователь импульсов по длительности, элемент памяти, таймер, сумматор, причем выход дифференцирующего элемента соединен со входом формирователя импульсов по длительности, выход которого соединен с входом памяти и с одним из входов сумматора, к другому входу которого подсоединен выход элемента памяти, а выход сумматора соединен с таймером, выход которого подключен к индикатору (патент № 2266762 на изобретение «Способ динамической электростимуляции и устройство для его осуществления», дата подачи 18.11.2003 г., дата публикации заявки 20.04.2005 г.).

Недостатки прототипа связаны с функциональными ограничениями из-за отсутствия удобного интерфейса и, следовательно, невозможности реализации нескольких программ стимуляции. Кроме того, из-за применения трансформатора существует высокая степень отклонений (погрешностей) параметров, в частности по напряжению, форме импульса стимуляции, отличной от эталонной, а также стабильности работы устройства в целом.

Технический результат, на достижение которого направлено предлагаемое к защите изобретение, заключается в снижении уровня погрешностей и разброса параметров стимуляции за счет стабилизации сигнала, а также в расширении функциональных возможностей аппарата.

Указанный результат достигается тем, что способ нейроподобной динамической электростимуляции, заключающийся в том, что генерируют импульсы с заданной частотой, модулируют их по длительности, усиливают, подают через электроды на поверхность кожи биологического объекта, при стимуляции определяют изменения емкостной составляющей импеданса подэлектродного участка кожи объекта и при достижении значения изменения импеданса, близкого к нулю, выдерживают временной интервал стимуляции в течение 3 минут, после чего стимуляцию прекращают, согласно изобретению при стимуляции изменения емкостной составляющей импеданса подэлектродного участка кожи объекта определяют как длительность изменения первой или третьей полуволны сигнала во второй фазе.

Устройство для осуществления нейроподобной динамической электростимуляции, включающее усилитель мощности импульсов, связанный с электродами стимуляции, прикладываемыми к биологическому объекту, индикатор, элемент памяти, согласно изобретению содержит микроконтроллер, соединенный с кварцевым резонатором и двусторонней связью с элементом памяти, объединяющий в себе и предназначенный для управления генератором импульсов через модуль программ, режимов, функций соединенным с органами управления и модулятором импульсов по длительности, а также связанным с модулем управления периферией, который подключен к модулю отсчета, модулятору импульсов по длительности и связанных между собой усилителю мощности и узлу стимуляции, при этом модуль программ, режимов, функций напрямую и через модуль отсчета соединен с индикатором, а также к нему через модуль сравнения длительности импульсов обратной связи подключен модуль определения длительности импульсов обратной связи, соединенный с преобразователем импульсов обратной связи, поступающих от электродов стимуляции, которые через узел стимуляции связаны с усилителем. Известно, что обычно применяемые методы измерения импеданса основаны на законе Ома. Схема поверхностного импеданса кожи состоит из активного сопротивления, связанного с проводящей средой, и реактивного в виде емкости, образованной под электродами устройства. Совокупность емкостей устройства и подэлектродного участка кожи образуют емкостную составляющую поверхностного импеданса кожи, увеличивающуюся при контакте устройства с кожей из-за перспирации, которая изменяется, в том числе, из-за появления между пластинами электродов раствора хлористого натрия и/или иных веществ (например, пота) с высокой диэлектрической проницаемостью. Электростимуляция ускоряет процесс и увеличивает значение емкости при выходе на плато, при этом активная составляющая зависит от силы прижатия электродов к поверхности кожи. Изменение емкости подэлектродного участка кожи приводит к изменению частоты во второй фазе, представляющей собой вынужденные затухающие синусоидальные колебания, которые выполняют две основные функции: непосредственно электростимуляцию и оценку характера ее протекания. При этом колебания образуются непосредственно на электродах устройства. Синусоидальные колебания в первой или третьей полуволн второй фазы обладают наибольшей информативностью о поверхностном импедансе.

Основным параметром для оценки динамики электрокожных характеристик в процессе стимуляции, является значение резонанасной частоты этого контура и скорости ее изменения, которая зависит от появления и скорости изменения водного состава гидрофильной прокладки в подэлектродном участке, что, в свою очередь, определяется уровнем активности вегетативной нервной системы. Предлагаемое к защите изобретение поясняется чертежами, где

фиг. 1 – блок-схема устройства для нейроподобной динамической электростимуляции;

фиг. 2 – график импульса, формируемого узлом стимуляции, содержащим трансформатор, при максимальной мощности;

фиг. 3 - график импульса, формируемого узлом стимуляции, содержащим трансформатор, при минимальной мощности;

фиг. 4 – график импульса, формируемого узлом стимуляции, содержащим катушку индуктивности;

фиг. 5 – график импульса, формируемого узлом стимуляции, содержащим катушку индуктивности при минимальной мощности.

Принцип работы заявляемого устройства основан на параллельном колебательном контуре, в котором при достижении резонанса импеданс максимален и частота, на которой происходит резонанс, определяется величинами используемых элементов, а именно, индуктивности устройства и емкостной составляющей импеданса подэлектродного участка кожи. Известно, что в электронных устройствах резонанс возникает на определённой частоте, когда индуктивная и ёмкостная составляющие реакции системы уравновешены, что позволяет энергии циркулировать между магнитным полем индуктивного элемента и электрическим полем конденсатора: магнитное поле индуктивности генерирует электрический ток, заряжающий конденсатор, а разрядка конденсатора создаёт магнитное поле в индуктивности - процесс, который повторяется многократно, по аналогии с механическим маятником.

Устройство для электростимуляции содержит корпус (на чертеже не показан), в котором размещен микроконтроллер 1 (МК), координирующий работу всего устройства. МК 1 связан с кварцевым резонатором 2 и двусторонней связью соединен с элементом памяти 3. В микроконтроллере объединены генератор импульсов 4, ко входу которого через модуль программ, режимов и функций 5, подключены органы управления 6, модуль сравнения длительности импульсов обратной связи (ОС) 7, модулятор импульсов по длительности 8, построенный на таймере, а также модуль отсчета времени 9. Органы управления 6 расположены на лицевой панели корпуса и выполнены в виде кнопок, например, сенсорных, включая кнопки навигации, включения/выключения, возврата в предыдущее меню, выбора пункта меню, возврата в главное меню. С помощью органов управления осуществляют выбор программы и режима стимуляции, а также выбор функции, выполняемой аппаратом.

К входу модуля сравнения длительности импульса ОС 7 присоединен модуль определения длительности импульса обратной связи (ОС) 10, построенный на таймере с функцией триггера. Модуль 10 и элемент памяти 3 имеют двустороннюю связь.

Помимо этого, модули программ, режимов, функций 5 и отсчета времени 9 соединены с индикатором 11 в виде дисплея. Органы управления 6 через модуль программ, режимов, функций 5 подключены к модулятору импульсов по длительности 8, который, как и генератор импульсов 4 соединены с модулем управления периферией 12, связанным с модулем отсчета времени 9, узлом повышения напряжения (усилителем) 13 и узлом стимуляции 14, включающем катушку индуктивности (коммутатор).

При этом узел стимуляции 14 связан с, по меньшей мере, одним электродом электростимуляции 15, имеющим два контакта «+» и «-», и узлом повышения напряжения (усилителем) 13. Электроды, в свою очередь, подключены к преобразователю импульсов 16, осуществляющим обратную связь с микроконтроллером, в частности, с модулем определения длительности импульса обратной связи 10.

Управление узлом повышения напряжения 13 осуществляет модуль управления периферией 12.

Корпус снабжен разъемом для подключения выносных терапевтических электродов (на чертеже не показаны).

Количество электродов стимуляции определяется в зависимости от площади поверхности кожи.

Питание схемы реализуется с помощью внутреннего источника питания (на чертеже не показан), электрически связанного с элементами схемы. При этом питание подается на микроконтроллер 1, элемент памяти 3, дисплей 11, узел повышения напряжения 13, узел стимуляции 14, преобразователь импульсов 16.

Наличие в устройстве микроконтроллера обеспечивает возможность реализации множества программ, режимов работы, выполняемых функций. В совокупности с дисплеем, элементом памяти и органами управления для пользователя создается удобный интерфейс.

Кроме того, за счет использования микроконтроллера, предназначенного для управления различными функциями, упрощается электрическая схема аппарата.

Применение кварцевого резонатора позволяет формировать электрический сигнал (импульс) с точными временными параметрами. Кварцевый резонатор задает тактирование микроконтроллера.

Использование катушки индуктивности по сравнению с трансформатором в известных решениях способствует стабилизации импульса, снижению искажений его формы, что, в свою очередь, обеспечивает повторяемость параметров выходных импульсов с меньшей погрешностью, т.к. характеристики катушки индуктивности имеют меньший разброс, чем трансформатор.

Применение в устройстве известных средств, таких, как кварцевый резонатор, катушка индуктивности и микроконтроллер, влияет на достижение технического результата, что подтверждается фиг. 2-5.

Устройство работает следующим образом.

При определении скорости изменения параметра используются известные принципы преобразователей параметров во временные интервалы с элементами памяти для сравнения предыдущего значения с последующим.

Известный метод вариационной кардиоинтервалометрии позволяет определить уровень включения процессов управления сердечным ритмом и отражающий напряжение регуляторных механизмов в виде индекса напряжения. Установлено, что в интервале 3 - 5 минут после снижения скорости изменения емкостной составляющей импеданса до некоторого значения, близкого к нулю, происходит значимое и устойчивое снижение индекса напряжения регуляторных систем на сегментарном уровне вегетативной регуляции, вплоть до его стабилизации. Достижение таких физиологических изменений принято считать минимальной эффективной дозой электростимуляции для получения заметных и устойчивых сдвигов функционального состояния.

Заявляемый аппарат выполнен с возможностью подбора как индивидуальной программы стимуляции, так и использования уже установленного программного контента в виде готовых программ стимуляции.

С помощью органов управления – кнопок навигации пользователь выбирает (задает) программу и режим стимуляции. В зависимости от выбранной программы и режима стимуляции происходит настройка генератора импульсов, модулятора импульсов по длительности, а также модуля отсчета времени, при этом частота и длительность импульсов, а также время воздействия или уже определены, если выбрана заранее установленная программа, либо настраиваются вручную с помощью органов управления. Модуль управления периферией, получая сигналы управления от генератора импульсов, модулятора импульсов по длительности и модуля отсчета времени, подает сигнал включения на узел повышения напряжения и начинает формировать прямоугольные импульсы с заданной частотой и длительностью (мощностью), направляя их на узел стимуляции, с которого усиленные импульсы передаются на, по меньшей мере, один электрод и вход преобразователя импульсов. С преобразователя импульсов сигнал проходит на модуль определения длительности импульса обратной связи (ОС), который сформирован из его первой или третьей полуволн во второй фазе, и затем на модуль сравнения длительности импульса обратной связи (ОС) и элемент памяти для выполнения сравнения с его предыдущим значением. Когда длительность импульса первой или третьей полуволн во второй фазе (отрезок времени, через который сигнал начинает повторяться) перестает изменяться, что соответствует снижению скорости изменения емкостной составляющей импеданса до значения, близкого к нулю, модуль сравнения длительностей импульса ОС подает сигнал модулю программ, режимов и функций о возможности перехода к следующему этапу или программе стимуляции, или режиму стимуляции, или выбору новой функции. При этом направляемый с выхода модуля программ, режимов, функций сигнал запускает таймер модуля отсчета времени для отсчета временного периода, в котором происходит снижение индекса напряжения.

Вся информация отображается на дисплее. Автоматическое выключение аппарата происходит по окончании заданного интервала времени с момента прекращения стимуляции, потери контакта с кожей или последнего нажатия на одну из кнопок при неактивной стимуляции.

Заявляемое устройство выполнено с возможностью реализации и выбора программ стимуляции, в том числе специальных, например, в зависимости от заболевания, возраста пользователя, определенной зоны воздействия.

Стимуляция может быть проведена с использованием электродов, как установленных в аппарате, так выносных, которые присоединяются через соответствующее гнездо.

Имеется возможность настройки частот импульсов в следующих диапазонах и их комбинаций:

1 - 10±2; 20±2; 60±2; 77±3; 125±4; 140±5; 200±5;

2 – от 1,0 до 9,9 с шагом 0,1±0,05.

Элемент памяти используется для хранения настроек аппарата и данных, выводимых на дисплей, в том числе о параметрах предыдущих режимов стимуляции.

В качестве дисплея используют жидкокристаллический экран.

Мониторинг поверхностного импеданса кожи (МПИК), осуществляемый через определенные частоты, а точнее длительности полуволны во второй фазе и оценке динамики ее изменения, позволяет осуществлять следующие режимы работы устройства:

«Терапия» - режим, при котором параметры стимуляции устанавливаются пользователем, а функции МПИК используются только для контроля контакта с поверхностью кожи;

«Тест» - режим, основанный на определении момента времени в процессе тестовой стимуляции, в котором значение частоты во второй фазе (импеданса) стабилизируется, при этом функция МПИК контролирует скорость изменения импеданса. Стимуляция заканчивается как только скорость его изменения приближается к нулю, что указывает на стабилизацию локальной реакции вегетативной нервной системы в подэлектродной зоне. Принцип работы в данном режиме сводится к формированию пачки импульсов с частотой 1 Гц, частота заполнения в пачке 10 Гц, при этом в печке по 4 импульса. По окончании формирования пачки импульсов измеряются параметры вынужденных колебаний во второй фазе импульса для последнего импульса в пачке. В качестве параметра измеряется длительность последнего затухающего импульса второй фазы. Сравниваются значения за 10 пачек импульсов, при этом, если ширина импульса не изменилась более чем на 2 мксек, программа завершается. Минимальная длительность программы ограничена значениями, выбранными в диапазоне не менее 1 сек. и не более 2 мин;

«Скрининг» - программа выявления и локализации латентных триггерных рефлексогенных зон скрининг-обследования. Режим основан на определении значения скорости изменения частоты во второй фазе в интервале времени 4 сек, выраженной в условных единицах в диапазоне от 0 до 100. Параметром для выявления болезненной зоны является модуль разности значений скоростей в соседних областях поверхности кожи.

Заявляемое изобретение позволяет расширить функциональные возможности аппаратов для электростимуляции, снизить погрешности измерения и разброс параметров, а также значительно стабилизировать сигналы электростимуляции.

Claims (2)

1. Способ нейроподобной динамической электростимуляции, заключающийся в том, что генерируют импульсы с заданной частотой, модулируют их по длительности, усиливают, подают через электроды на поверхность кожи биологического объекта, при стимуляции определяют скорость изменения емкостной составляющей импеданса подэлектродного участка кожи объекта и при достижении значения скорости изменения емкостной составляющей импеданса, близкого к нулю, выдерживают временной интервал стимуляции в течение 3 минут, после чего стимуляцию прекращают, отличающийся тем, что при стимуляции скорость изменения емкостной составляющей импеданса подэлектродного участка кожи объекта определяют как длительность изменения первой или третьей полуволны сигнала во второй фазе.

2. Устройство для осуществления нейроподобной динамической электростимуляции по п.1, включающее усилитель мощности импульсов, связанный с электродами стимуляции, прикладываемыми к биологическому объекту, индикатор, элемент памяти, микроконтроллер, соединенный с кварцевым резонатором и двусторонней связью с элементом памяти, объединяющий в себе и предназначенный для управления генератором импульсов через модуль программ, режимов, функций, соединенным с органами управления и модулятором импульсов по длительности, а также связанным с модулем управления периферией, который подключен к модулю отсчета времени, модулятору импульсов по длительности и связанным между собой усилителю мощности и узлу стимуляции, при этом модуль программ, режимов, функций напрямую и через модуль отсчета времени соединен с индикатором, а также к нему через модуль сравнения длительности импульсов обратной связи подключен модуль определения длительности импульсов обратной связи, соединенный с преобразователем импульсов обратной связи, поступающих от электродов стимуляции, которые через узел стимуляции связаны с усилителем.

Images