Устройство для исследования нейроэлектрических импульсных потоков

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ н 11955902 лггг(22) Заявлено 04,0880 (21) 2969806/28-13с присоединением заявки Нов(23) Приоритет 511 М Кл з А 61 В 5/04 Государственный комитет СССР по делам. изобретений и открытий(72) Авторы изобретения В.А.Божко, П.И.Сябро, А.Г.Калмыков и А- В".Мозгунов Днепропетровский ордена Трудового Кра ого Знаменимедицинский институт(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ НЕЙРОЭЛЕКТРИЧЕСКИХИМПУЛЬСНЫХ ПОТОКОВ Изобретение относится к медицинс. кой технике, а именно устройствам электрофизиологии периферической нервной системы.Известно устройство для исследования нейроэлектрических импульсных потоков, содержащее последовательно соединенные два электрода, предусилитель, усилитель и блок идентификации афферентных и эфферентных импульсов 12Однако известное устройство не позволяет осуществить контроль организации рефлекторных взаимодействий центров и периферических образований в условиях острого и хронического экспериментов и требует значительного времени исследованияЦелью изобретения является контроль организации рефлекторных взаимодействий центров и периферических образований в условиях острого и хронического экспериментов путем выделения нейроэлектрических импульсов афферентной и эфферентной модальности с одновременным анализом их по скорости распространения, а также сокращение времени исследования.Эта цель достигается тем, что в устройство для исследования нейроэлектрорических импульсных потоков,содержащее последовательно соединенные два электрода, предусилитель,усилитель и блок идентификации афферентных и эфферентных импульсов, введены блок генератора, блок,управления, блок группирования импульсов,причем два выхода блока идентификацииафферентных и эфферентных импульсовсоединены с двумя входами блока гене"ратора, а третий и четвертый - с двумя входами блока управления, два выхода которого соединены с двумя входами блока группирования импульсов, 15 третий вход которого соединен с выходом блока генератора.Блок генератора имеет два дифференцирующих элемента, входы которыхсоединены с выходами блока идентификации афферентных и эфферентных им"пульсов, а выходы через дифференциальный усилитель соединены с входомрегулируемого генератора, другойвход которого соединен со схемойрегулировки, а выход - с блоком группирования импульсов.Блок управления выполнен в видедвух каналов, первый из которых содержит последовательно соединенныепервый дифференцирующий элемент, пер 955902вый формирователь, элемент НЕ, элемент задежки, второй дифференцирующий элемент и второй формирователь, .второй канал содержит последовательно соединенные первый дифференцирующий элемент, первый формирователь, линейный сумматор, второй формирователь и усилитель мощности, причем второй вход элемента задержки первого канала соединен с выходом первого формирбвателя второго канала, а второй вход линейного сумматора соединен с выходом первого формирователя первого канала.При этом блок группирования импульсов содержит последовательно соединенные счетччик,дешифратор, ключе.вые элементы с усилителями мощности, причем первый вход счетчика соединен с выходом блока генератора, второй вход - с первым выходом блока управления, а выход - с регистром, второй вход которого также соединен с первым выходом блока управления, первый выход - с вторыми входами ключевых элементов, а второй выход - с входом элемента переполнения, состоящего из последовательно соединенных ключевого элемента и усилителя мощности, причем второй вход ключевого элемента соединен с третьими входами ключевых элементов и одновременно с вторым выходом блока управления.На чертеже изображена структурная схема устройства для исследования нейроэлектрических импульсных потоков. Устройство для исследования нейрорицательные фазы с определенной временной последовательностью поступают в блок 5 идентификации афферентных и эфферентных импульсов, где идентифицируются.по признаку последовательности положительной и отрицательной фаз на афферентные и зфферентные импульсы. В двухфазных потенциалах кро.ме информации о -направлении движениявозбуждения, что выражается обратной очередностью регистрируемых Фаз, как показателя проскока возбуждения под 55 дистальным и проксимальным электродом 1 и 2, содержится информация и о скорости движения этого возбуждения, что выражается длительностью интервала между вершинами позитивной ОО и негативной фаз. Зная расстояниемежду электродами и длительность интервала между вершинами Фаз, вычисляют скорость распространения возбужидентификации афферентных и эфферентдения. Так как в блоке 5 идентифика 65 .ции афферентных и эфферентных импульэлектрических импульсных потоков содержит последовательно соединенныедва электрода 1,2, предусилитель 3,усилитель 4 и блок 5 идентификацииафферентных и эфферентных импульсов,блок генератора, включающий два дифФеренцирующих элемента 6 и 7, входыкоторых соединены с выходами блока 5 ных импульсов, а выходы через дифференциальный усилитель 8 соединеныс входом регулируемого генератора 9,другой вход которого соединен сосхемой 10 регулировки, блок управления, выполненный в виде двух каналов первый из которых содержит последовательно соединенные первый дифференцирующий элемент 11, первый формирователь 12, элемент НЕ 13, элемент 14задержки, второй дифференцирующийэлемент 15 и второй формирователь 16второй канал содержит последовательно соединенные первый дифференцирующий элемент 17, первый формирователь 18, линейный сумматор 19, второй формирователь 20 и усилитель 21мощности, причем второй вход элемента 14 задержки первого канала соединен с выходом первого Формирователя 18 второго канала, а второй вход линейного сумматора 19 соединен свыходом первого Формирователя,12первого канала, блок группированияимпульсов, выполненный в виде последовательно соединенных счетчика 22, 5 дешифратора 23, ключевых элементов 24и 25 с усилителями 26 и 27 мощности,причем первый вход счетчика 22 соединен с выходом регулируемого генератора 9, второй вход - с выходом вто рого формирователя 16 первого канала блока управления, а выход - срегистром 28, второй вход которогосоединен с выходом второго формирователя 16 первого канала блока управления, первый выход - с вторыми входами ключевых элементов 24, а второй. выход - с входом элемента переполнения, состоящего из последовательносоединенных ключевого элемента.25и усилителя 27 мощности., причем второй вход ключевого элемента соединенс третьими входами ключевых элементов 24 и одновременно с выходом усилителя 21 мощности второго каналаблока управления, при этом выходрегулируемого генератора 9 соединенс входом счетчика 22 блока группирования импульсов, два выхода блока 5идентификации афферентных и эфферентных импульсов соединены с двумя вхо- ЗО дами блока генератора, а два другихвыхода - с входами первого и второгоканала блока управления, два выходакоторого соединены с двумя входамиблока группирования импульсов, тре тий вход которого соединен с выходомрегулируемого генератора 9 блока генератора.Устройство работает следующим образом.40 От нерва через предусилитель 3 иусилитель.4 с дистального электрода 1 условно положительные фазы и с проксимального электрода 2 условно отсоответствующий открытый ключевой элемент 24 сигнал, как признак афферентного потенциала отрицательной полярности или как нризнак эфферентного потенциала положительной полярности, пройдет на соответствующий усилитель мощности и регистрирующие устройство. Цепочка из элемента НЕ 13, элемента 14 задержки, второго дифференцирующего элемента 15 и второго формирователя 16 первого канала блока управления формирует сигналы сброса для счетчика 22 и регистра 28 блока группирования нейроэлектрических импульсов. При работе устройство настраивается схемой 10 регулировки так, чтобы на выходе девятого ключевого элемента 25 не появлялись сигналы или их было минимальное количество, то есть весь спектр нейроэлектрических импульсов, регистрируемых с помощью отводящей пары электродов 1 и 2, разделялся на восемь групп по признаку скорости перемещения между электродами. Так как спектр этих импульсов при отведении нейроэлектрических потоков от различных нервов будет разным, то и в каждой группе, зарегистрированной на выходе каждого ключевого элемента 24, могут оказаться импульсы, отражающие возбуждения различной скорости распространения. Пределы каждой группы определяют при неизменной настройке генератора 9, подавая на вход устройства стандартные калиброванные синусоидальные сигналы от генератора (на схеме не показан) звукового диапазона и регистрируя границы каких частот фиксируются каждым ключевым элементом 24. Половина длительности каждого синусоидального колебания даст длительность проскока каждого возбуждения между электродами 1 и 2. При известном расстоянии между электродами 1 и 2 вычисляют скоростью . распространения возбуждения и границы каждой из восьми групп.Предложенное устройство обеспечивает контроль организации рефлекторных взаимодействий центров и периферических образований в условиях острого и хронического экспериментов путем выделения нейроэлектрических импульсов афферентной и эфферентной модальности.с одновременным анализом их по скорости распространения, сокращает время исследования, анализирует импульсные потенциалы нейроимпульсных потоков независимо от их амплитуды и скорости распространения, позволяет регистрировать полученные результаты синхронно с другими Физиологическими показателями, что позволяет ис-, пользовать предложенное устройство в комлексных исследованиях по изучению организации рефлекторынх взаимодействий. сов первая фаза двухфазного потенциала теряется при анализе, то на выходе его будут только вторые фазы, длительность переднего фронта которыхявляется половиной между двумя вершинами двухфазного потенциала. Одиночные фазы, отражающие афферентные иэфферентные сигналы, дифференцируются дифференцирующими элементами 6 и 7.Дифференцированные по признаку перед,него и заднего фронтов элементами 6 10и 7 сигналы усиливаются и формируются дифференциальным усилителем 8 и ввиде сигналов прямоугольной форьыпоступают на управляющий вход генератора 9, частота генерируемых колебаний которого может. регулироватьсяступенчато по второму входу схемой 10регулировки. При этом длительностьработы генератора определяется длительностью сигнала с дифференциального усилителя 8, то есть длительностьюпереднего фронта второй половины двухфазного потенциала, отражающей половину времени, необходимого для проскока к дого возбудения ме ду отводящи 25ми электродами 1 и 2. В зависимостиот длительности переднего фронта второй половины двухфазного потенциалагенератор 9 выдает разное количество стандартных импульсов, которыефиксируются счетчиком 22 блока группирования нейроэлектрических импульсов. Состояниесчетчика 22 дешифруется дешифратором 23, выход которогооткрывает один из ключевых элементов 24 в соответствии с состояниемсчетчика 22. Если количество стандартных импульсов генератора 9 превзойдет определенное число, то на регистр 28 со счетчика 22 поступитсигнал, в результате чего восемь ключевых элементов 24 закроются, а девятый ключевой элемент 25 откроетсясигналом со второго выхода регистра 28. На двух других выходах блока 5 идентификации афферентных и эфферентных импульсов, соединенных свходами первыми дифференцирующимиэлементами 11 и 17 первого и второгоканалов, соответственно, блока управления, синхронно со вторыми фазами урдвухфазных афферентных и эфферентныхпотенциалов, появляются их признакипрямоугольные сигналы соответствующей длительности и полярности. ДиффеРенцирующими элементами 11 и 17 иформирователями 12 и 18 по заднимфронтам признаков афферентных иэфферентных сигналов формируются прямоугольные стандартные импульсы. Этиимпульсы, суммированные линейнымсумматором 19 и сформированные формирователем 20 с сохранением полярностии усиленные по мощности усилители 21мощности, поступают на девять ключевых элементов 24 блока группированиянейроэлектрических импульсов. через 65формула изобретения 1. Устройство для исследования нейроэлектрических импульсных потоков, содердащее последовательно соединенные два электрода, предусилитель, усилитель и блок идентификации аффЕрентных и эфферентных импульсов, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью контроля организации рефлекторных взаимодействий центров и перифери ческих образований в условиях острогО и хронического экспериментов путем выделения нейроэлектрических импульсов афферентной и эфферентной модальности с одновременным анализом их по ско- рости распространения, а также сокращения времени исследования, в него введены блок генератора, блок управления, блок группирования импульсов, причем два выхода блока идентификации 2 афферентных и эфферентных импульсов соединены с двумя входами блока генератора, а третий и четвертый - с двумя входами блока управления, два выхода которого соединены с двумя входами блока группирования импульсов, третий вход которого соединен с выходом блока генератора.2. Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что блок генератора имеет два дифференцирующих элемента, входы которых соединены с выходами блока идентификации афферентных и эфферентных импульсов, а выхоцы через дифференциальный усилитель соединены с входом регулиру емого генератора, другой вход которого соединен со., схемой регулировки, а выход - с блокомгруппирования импульсов.3. Устройство по пп. 1 и 2, о т- щ л и ч а ю щ е е с я тем, что блок управления выполнен в виде двух каналов, первый из которых содержит последовательно соединенные первый дифференцирующий элемент, первый формирователь, элемент НЕ, элемент задержки, второй дифференцирующий элементи второй формирователь, второй каналсодержит последовательно соединенныепервый дифференцирующий элемент, первый формирователь, линейный сумматор,второй формирователь и усилитель мощности, причем второй вход элементазадержки первого канала соединен свыходом первого формирователя второго канала, а второй вход линейногосумматора соединен с выходом первогоформирователя первого канала,4. Устройство по пп. 1-3, о т л ич а ю щ е е с я тем, что блок группирования импульсов содержит последовательно соединенные счетчик, дешифратор, ключевые элементы с усилителями мощности,.причем первый входсчетчика соединен с выходом блокагенератора, второй вход с первым выходом блока управления, а выходс регистром, второй вход котороготакже соединен с первым выходом блока управления, первый выход с вторыми входами ключевых элементов, авторой выход - с входом элемента переполнения, состоящего из последовательно соединенных ключевого элемента и усилителя мощности, причемвторой вход ключевого элемента соединен с третьими входами ключевыхэлементов и одновременно - с вторымвыходом блока управления. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1, Авторское свидетельство СССР Р 760952, кл. А 61 В 5/04, 1978.4огб комиий и отРаушс Подписноеета СССРытийя наб., д. 4