Радиоимпульсный стимулятор

СО 103 СОВЕТСКИХСОЦИАЛ ИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИК 4 А 6 б ГОСУДАРСТВЕНКЫИ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(57) Изобретение относится к медициъне, точнее к электрастимуляторамвнутренних органов или блокировкеболевых импульсов при тяжелых боле-.вых синдромах, Цель изобретенияобеспечение воэможности имитациидвигательных нервных импульсов. Имплантируемый импульсный стимуляторсодержит резонансный контур 1, первый детектор 2, ЬС-фильтр 3, первый4 и второй 5 ключи, второй детектор6, ограничитель тока 7, диодныйфильтр 8, ЕБ-триггер 9, формирователь фронтов 10, аналоговую ячейкупамяти 11, дискриминатор полярности12, третий 13 и четвертый 14 ключифильтрующую цепочку 1.5. Рациоимпульсный имплантируемый стимулятор позволяет без хирургического вмешательстваполучать во время эксплуатации монополярные (положительные и отрицательные), а также биполярные импульсы, 5 ил.1424858 точциком положите.г стимуляции, Раздел средине импупьсы р лебяний являются и ьных импульсовенные паузой поядиочдстотных косточникам бипотимуляции, Раэдечяле импульсы ра -дний являются .ис 15 лярных импульсов с П Е Ц ЦЕЛ Е Ц Я У 3 ОЙ В Н Я иочястатных колей 20 25 30 35 50 Изобретение относит.я к медицине, а именно к электростимуляторам внутренних органов пациента с целью стимуляции длительности внутренних :органов или блокировки болевых им пульсов при тяжелых болевых сицдро1 мах.Цель изобретения - обеспечение 1возможности имитации двигательныхнервных импульсов.На Фиг,1 показана блок-схема им; плантируемого радиоимпульсцога сти,.мулятора; на фиг,2 - осциллограммы напряжений при полажительЕых импульсах на нагрузке устройства; на фиг,3 - осциллограммы напряжений 1 при отрицательных импульсах на ня - 1 грузке устройства; нд Фиг,4 - осциллограммы напряжений при биОГяр, цых импульсах на нагрузке устройства; на Фиг,5 - электрическая схемаустройства,1 Обозначения, принятые ца фиг,2-4;,; Ев - напРЯжение нд ГзыхДе Резонанс 11 ного контура, Ц -, -- суммарное няФл1 прякение ня выходе первого и второго5детекторов, 1 э = 11.4 напряжение; цд входе диодного фильтра,11 к = (14едпряжецее на Б-входе КБ-триггера,Цл. = У - напряжение ня входе фар 52мирователя фронтов, У - напряжениеца К-входе КБ-триггера, 01 - напряжение ця прямом выходе КБ-триггера,,КБ-триггера, Цвы - напряжение на нагрузке устройства,Имплантируемый рддиоимпульсный1 стимулятор содержит резонансный кон,тур 1, первый детектор 2, 1,С-фильтр3, первый А и второй 5 ключи, второйдетектор 6, ограничитель 7 тока, диодный фильтр 8, КБ-триггер 9, формирователь 10 фронтов,.аналоговую ячейку 11 памяти, дискриминатор 12 полярности, третий 13 и четвертый 14ключи и фильтруюую цепочку 15. 40 45 55 Радиоимпульсный стимулятор работает следующим образом.Благодаря индуктивной связи между антенной внешнего передающего устройства и катушкой резонансного контура имплантируемого приемника в резонансном контуре приемника возникают радиочастотные колебания, Период и длительность радиочастотных импульсов приемника равны периоду и длительности радиочастотных импульсов передатчика, В зависимости от НОГажеция ручки перец,ючателя в".дявоздействия передатчика В резандцсном контуре приемника возикает последовательность либо непрерывных радиочастотных колебаний, либо рдзделенньж паузой (осциллограммы 115 ея Фиг,2-4),Неразделенные пдузай импульсь радиочдстотньх колебаний являются источником атрицяте 5 ьцых импульсов стимуляции.В ре 1 ультдте детектирования положительных полувогн радиочастотных колебаний резанянсцог контура манопояярцые импульсы положительной полярности возникают ца Выходе первого детектора 2 (зд общую шину устройства условно принимается минусовая шицд ограничителя 7) (осциллогрдммд Ц,4 г ня Фиг,2-4). В резульяте детектирования отрицательных палув 1 л рялиачастатц 1 х колебаний резонансного контура 1 монапояярные импульсы паложител.цсй полярности возникают на выходе Второго детектора 6,Переменная составляющая ца вер - шине импульсов практически равна нуГа из-за наличия В приемнике 1,С-фильтря 3. Суммарное напряжение на выходе первого 2 и второго 6 детекторов является псточеиком импульсов стимуляции на электродах приемника, Од- новрсменна это напряжение поступает на вход диодного фильтр 8, Напряжение на выходе диодцого фильтра не зависит от частоты и длительности положит ел ьных имп ух 1 5 с ае 1 Ци Од диОд ного фильтра обеспечивдет прохождение манОГ 10 ляреьх импульсов ня заряд конденсатора фильтря и одновременно инвертирует их относительно минусовой шины КБ-триггера 9.Осциллограмма напряжения нд входе диоднаго фильтра 1 редстввена на фиг,2-4 в виде зависимст;1 11=11 с 4Для формирования упр ч в 151 ющ 1 х им - пульсов КБ-триггера (нд ходах Б и К) в пРиемнике имеется дн 11 огавая ячейка 11 памяти, диск имивтор 12 пахярнасти и ФГрмир эР 1 те 1 Ь 10 фрн3 1424858тов. 11 оложительные импульсы с выхода дискриминатора 12 полярности попоступают наЯ-вход КБ-триггера 9и устанавливают на его прямом выходе уровень логической единицы, а на5инверсном выходе - уровень логического нуля.Положительные импульсы с выходаформирователя 10 фронтов поступаютна К-вход КЯ-триггера 9 и устанавливают уровень логической единицына его инверсном выходе. При уровне логического нуля на прямом выходеКБ-триггера 9 четвертый ключ 14 открыт, а второй ключ 5 закрыт, Приоткрытом четвертом ключе 14 открыттакже первый ключ 4, Импульс напряжения с выходов первого 2 и второго6 детекторов создает на электроде априемника положительный относительно электрода б импульс тока, Величина импульса тока определяется ограничителем 7 тока,.При уровне логической единицы 25на прямом выходе ЕБ-триггера 9 четвертый ключ 14 закрыт, а второйключ 5 открыт и, как следствие.открыт третий ключ 13, Импульс напряжения с выходов первого 2 и второго б детекторов создает на элек-.тродах приемника отрицательный относительно электрода б импульс тока.Если в резонансном контуре приемника от внешнего передатчика возникают радиочастотные импульсы, представленные на фиг,2 (Цв), на пе - .реднем фронте продетектированного импульса Ос-, ЕБ-триггер 9 устанавливается в положение, при котрром наего прямом выходе устанавливается40уровень логического нуля (У ) . Появление логического нуля на прямомьыходе КЯ-триггера 9 происходитвследствие того, что аналоговаяячейка 11 памяти на входе дискриминатора 12 полярности задерживаетпоявление логического нуля по отношению к переднему фронту продетектированного импульса, Поэтому уФормирователя 10 Фронтов на выходепоявляется уровень логической единицы в то время, когда на выходедискриминатора 12 полярности присутствует уровень логического нуля,Четвертый 14 и первый 4 ключи открыты и на электроде а приемника возникает положительный относительно электрода б импульс тока. Если в резонансном контуре приемника возни" кают радиочастотные импульсы, представленные на Фиг,3 ОЗ ), в течение времени действия первого продетектированного импульса на прямом выходе КЯ-триггера 9 устанавливается уровень логического нуля, и в течение времени действия второго продетектированного импульса - уровень логической ециницы. Появление уровня логической ециницы происхоцит на заднем фронте первого пропетектированного импульса, так как в этот момент на Я-вход с выхода дискриминатора 12 полярности поступает положительный импульс (Ц = Уз ), а аналоговая ячейка 11 памяти и Формирователь 10 фронтов на К-вход подают уровень логического нуля, В результате на вход четвертого ключа 14 поступает уровень логического нуля в течение времени действия первого продетектированного импульса (Б), а на вход второго ключа 5 - уровень логической .единицы (Б ).В интервале от заднего фронта первого продетектированного импульса до заднего фронта второго процетектированного импульса на вход четвертого ключа 14 поступает уровень логической единицы, а на вход второго ключа 5 - уровень логического нуля. Поэтому в течение времени действия первого продетектированного импульса на электроде а относительно электрода б возникает положительный импульс тока, а в течение времени действия второго продетектированного импульса на электроде а относительно электрода б возникает отрицательный импульс тока,Время действия первого продетектированного импульса (10-15 мкс) вы бирается на 2-3 порядка меньше вре 1мени действия второго продетектированного импульса. Вследствие емкостной составляющей проводимости ткани этот узкий всплеск тока сгла живается и на ткань действует практически только отрицательный импульс тока. Если в резонансном контуре возникают радиочастотные импульсы, представленные на фиг.4 (Б), работа стимулятора аналогична работе, рассмотренной в предыдущем случае (фиг,2). Однако длительность первого продетектированно.го импульса равна длительности вто142 10 15 30 35 40 45 50 55 рого продетектированного импульса, Поэтому на нагрузке приемника возникают биполярные импульсы (Ив ).В течение паузы месяцу радиочастотными импульсами на К- и Б-входах КБ-триггера присутствуют уровни логической единицы, В результате на .прямом и инверсном выходах триггера 1 также возникает уровень логическойединицы и оба ключа (второй и четвертый) закрыты, Таким образом, все узлы приемника в паузе между импульсами высокочастотной энергии, гене 1 рируемой внешним передатчиком, не рассеивают мощность.В порядке реализации изобретения собран и испытан с положительными результатами макет имплантируемого радиоимпульсного стимулятора, электрическая схема которого представена на фиг,5. Резонансный контур 1 сон из индуктивностп Ь 1 и коненсатора С 1. Резонансная частота контура равна 880 кГц.Первый детектор 2 состоит из ди" ода Р 1 и конденсатора С 1, ЬС-фильтрсодержит индуктивность Ь 2 и конденсатор С 4, включенный параллел- о электродам устройства, первый Ключ 4 содержит транзистор (выводы 5, 10, 11) транзисторной матрицы О 1 и резисторы К 2, второй ключ 5 транзистор (выводы 3, 4, 12) транзисторной матрицы Р 1, транзистор (выводы 5, 10, 11) транзисторной матрицы Р 2, резисторы К 4 и Кб, ЙВторой детектор б содержит диод 2 и конденсатор СЗ, ограничитель тона состоит из транзистора 1 вы 1 зоиы 12, 3 4) траиаисториои матрицы Р 2, резисторов К-К 9, диодный фильтр 8 состоит.из диода ЧР 4 и конденсатора Сб, КЯ-триггер 9 - микросхема 564 ТМ 2 (выводы З-б), формирователь фронтов 10 - микросхема 564 ТИ 2 (выводы 8-11), аналоговая ячейка 11 памяти содержит конденсатор С 5 и резистор К 9, дискриминатор 12 полярноСти состоит из транзистора (выводы б, в 9) транзисторной матрицы Р 2, резисторов К 10, К 11 и диода ЧРЗ, третий ключ 13 состоит иэ транзистора (выводы 2, 13, 14), транзисторной матрицы Р 2 и резистора К 1,Четвертый ключ 14 состоит из транзистора (выводы 6-8) транзисторной матрицы Р 1, транзистора (выводы 2, 13, 14) транзисторной матрицы Р 2, ре 4858 6зисторов КЗ и К 5, фильтрующая цепочка 15 - из конденсатора С, она исключает ложное срабатывание КЯ-триггера 59 из-за паразитных наводок на Я-входеот радиочастотных импульсов, излучаемых антенной внешнего передатчика,Радиоимпульсный имплантируемыйстимулятор позволяет без хирургическоского вмешательства получать во время эксплуатации монополярные (положительные ч отрицательные), а такжебиполярные импульсы, длительностькоторых на порядок меньше длительности импульсов в известном стимуляторе,Предлагаемый стимулятор позволяетобеспечить более надежную работув сравнении с известным,Формула изобретения Радиоимпульсныи стимулятор, содержащий резонансный контур, соеди, пенный с входом первого детектора и первым входом второго детектора, второй вход которого подключен к одному выходу первого детектора,связанного другим выходом через ЬС 11 ильтр ",. минусовыми шинами КБ-триггера, Ф .зрмирователя Фронтов и с входом первого ключа, выход которого подключен к входу второго ключа, причем выход второго детектора связан с входом диодного Фильтра, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью обеспечения возможности имита.1 ии двигательных нервных импульсов,в него введены аналоговая ячейка памяти, дискриминатор полярности,третий ключа четвертый ключ, фильтрующая цепочка, причем ЬС-фильтрсвязан с входом третьего ключа, входом аналоговой ячейки памяти, плюсовой шиной дискриминатора полярности, плюсовой шиной КБ-триггера, плюсовои шинои формирователя фронтов,диодным фильтром, прямой выход КБтриггера соединен с угравляющим входом четвертого ключа, инверсныйвыход КЯ-триггера соединен с управляющим входом второго ключа, управляющий вход третьего ключа соединенс выходом первого ключа, управляющийвход первого ключа соединен с выходом третьего ключа, соединенного свходом четвертого ключа, выход четвертого ключа соединен с выходом второго ключа и выходом ограничителя тока, выход анаЛоговой ячейки па мяти соединен с входом дискриминагора полярности и управляющим входом формирователя фронтов, выход дискриминатора полярности соединен Б-входом КЯ-триггера и через фильтрующую цепочку с выходом третьего ключа, выход формирователя фронтов 1424858соединен с К-входом КБ-триггера, минусовая шина КБ-триггера и минусовая шина формирователя фронтов соединены с выходом диодного фильт-, ра, минусовая шина дискриминатора полярности соединена с входом диод- ного фильтра,актор В.1 звко По Заказ 410/1 ираж 541 но итета ССС 11 ИИПИ Государственного ко по делам изобретений и113035, Иос.ва, Ж, Раушска тк д, 4 а Проив дст. нн, полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. роектная, 4 оставителекред Л,С В,Скорободюкова ва Корректор О.Кравцов