Устройство для контроля электростимуляции

(19) (Н)ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬ 1 ТИЙ ОБРЕТЕНИЯ ТЕЛЬСТ 1(21) 3324380/28-131(22) 27,07.81(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЧЭЛЕКТРОСТИМУЛЯЦИИ, содержащеепоследовательно соединенные формирователь стимулирующих сигналовусилитель мощности и электроды,ОПИСАНИ К АВТОРСКОМУ измеритель .и резистор, подключенный между усилителем мощностии одним из электродов, о. т л и -ч а ю щ е е с я тем, что, с целью,повышения точности койтроля, в неговведены последовательно соединенныеперемножитель, линейный и нелинейный интеграторы, причем входы пере множителя связаны с резистором иусилителем мощности, нелинейныйинтегратор подключен к измерителюа формирователь стимулир)лощих сигйалов соединен с управляющим входомлинейного интегратора.10 20 Сигнал генератора 9 стимулирующих сигналов, представляющий собой радиоимпульсы длительностью порядка 0,1-5 мс и частотой следонания 20-100 Гц, поступает на вход формирователя 10 пачек стимулов, в котором он преобразуется в пачки стимулов длительностью порядка 0,5-10 с, чередующиеся с паузами длительностью порядка 0,5-20 с, После усиления усилителем 2 мощности электрические стимулы через электроды 3 воздействуют на нервно-мышечный аппарат скелетной мышцы. В одну из цепей усили тель 2 мощности - электрод 3 введен постоянный резистор 4. Напряжение Оснимаемое с этого резистора, пропорциональное току электростимуляции Э(1) , поступает на один из входов 65 50 Изобретение относится к медицине, а именно к устройствам для контроля электростимуляции.Известно устройство для контроля электростимуляции, содержащее формирователь стимулирующих сигналон усилитель мощности, электроды и резистор ).1 ").Недостаток устройства - низкая точность контроля процесса электро- стимуляции.Известно также устройство для контроля электростимуляции, содержащее формирователь стимулирующих сигналов, усилитель мощности, электроды, измеритель и резистор ) 2). 15Недостатком известного устройства является низкая точность контроля процесса,электростимуляции.Цель изобретения - повышение точности контроля.Для достижения поставленной цели в устройство для контроля элект ростимуляции, содержащее последовательно соединенные формирователь стимулирующих сигналов, усилитель мощности и электроды, измеритель и резистор, подключенный между усилителем мощности и одним из электродов, введены последовательно соединенные перемножитель, линейный и нелинейный интеграторы, причем входы перемножителя снязаны с резистором и усилителем мощности, нелинейный интегратор подключен к измерителю, а формирователь стимулирующих сигналов соединен с управляющим входом линейного ин тегратора.На чертеже изобракено предлагаемое устройство.Устройство содержит формирователь 1 стимулирующих сигналов, усилитель 40 2 мощности, электроды 3, резистор 4, перемножитель 5, линейный интегратор 6, нелинейный интегратор 7, измеритель 8, генератор 9 стимулирующих сигналов и формирователь 45 10 пачек стимулов. перемножителя 5. Это напряжение определяется выражениемО,: 3 91 о (1 .На второй вход перемножителя 5 поступает напряжение Ои, снимаемое с электродов 3, Так как полное сопротивление ткани между электродами 3 имеет емкостной характер, то напряжение О отстает по фазе от тока, протекаемого на этом участке ткани, и равноО:О 53 пшФ, - Ч) где О и Эщ, - максимальные значения соответственнонапряжения на электродах 3 и тока,протекающего черезучасток стимулируемой ткани;величина сопротивле.ния резистора 4;ч" - фазовый угол междутоком и напряжениемна участке, тканимежду электродами 3;о - угловая частота несущей радиоимпульсов,В результате перемножения напряжений О. и Ои перемножителем 5на его выходе формируется напряжениеОИ)=КгЭ О (совЧ-соз 2 шС-, (1)гд К - коэффициент передачи перемножителя 5.Так как электростимуляция осуществляется стимулами в виде радиоимпульсов длительностью " со скважностью, составляющей порядка 10-50 с,то выходное напряжение перемнокителя5, пропорциональное средней мощностиза период, мало и соизмеримо с собственным дрейфом перемножителя 5,Поэтому на выходе перемножителя 5установлен линейный интегратор 6,который интегрирует выходное напряжение перемножителя 5 за нремядлительности стимула Т и сбрасывает выходное напряжение линейногоинтегратора б н ноль на нремя междустимулами. Управление линейным интегратором б осуществляется генератором 9 стимулирующих сигналов,На выходе линейного интегратора 6вырабатывается сигнал с амплитудойЕ = - О й)аогде 7 - постоянная времени интегрирования.Подставляя в уравнении (2 ) значение О 1) из уравнения 1), получаютК Е: - Э О(созе-соз(2 ш 1-4 дс,1063419 Так как сов 2 ыС- ) сй =0Заказ 10396/7 Тираж 713 . ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССР, по делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4-ф Фто Е =К - Э О Кс 05 Ч/ (3 ) что и является величиной, пропорциональной энергии в одном стимулирующем импульсе,Сигнал с выхода линейного интегратора 6 поступает на вход нелинейного интегратора 7.Применение нелинейного интегратора 7 необходимо для получениянапряжения, пропорционального произведению амплитуды входных сигналов и частоты их следования, в отличие от линейного Йнтегратора б,в котором выходное напряжение пропорционально произведению частоти площади входных импульсов, Вкачестве нелинейного интегратора7 может быть использована, например,схема Йнтегратора с диоднымиключами и дозирующей емкостью,известная под названием диодногонасоса.На выходе нелинейного интегратора 7 вырабатывается сигнал равныйРР=Е Е 14)где 1 - частота следования стимулирующих импульсов,Подставляя в уравнение (4 ) значение Е из уравнения (3), получают Величина Кг/Т постоянная и зависит от параметров схемы. Поэтому 5 выходное напряжение нелинейногоинтегратора 7 пропорциональносредней активной мощности стимулирующего сигнала, величина которой индуцируется измерителем 8.10 Измерение активной мощностиэлектростимуляционного воздействияпозволяет объективно контролировать ход процедуры вне зависимостиот соотношения выходного сопротив ления электростимулятора и динамики сопротивления биообъекта. Измерения становятся сопоставимымимежду собой, так как не зависятот конкретного технического устройства и вица стимулирующего сигнала.Кроме того, согласно теориитрансформации Физико-химическихраздражений живой ткани определяющим является энергетическаякомпонента воздействия, приводящаяк генерации потенциала действия.Такой энергетической компонентнойпри электростимуляции предлагаемымустройством является активнаямощность. Таким образом, измере-"ние активной мощности электростимуляционйого воздействия повышаетточность контроля процедуры.