RU2061510C1 - Device for electric stimulation - Google Patents

Abstract

FIELD: medicine, physiotherapy. SUBSTANCE: device for electric stimulation is provided with unit for formation of controlling pulses, energy storage, output units and groups of electrodes. Power supply unit is ganged with energy storage and unit for formation of controlling pulses coupled to energy storage interacting via transformers with several output units and electrodes manufactured in the form of groups of closed conductive concentric rings arranged one in other with active and indifferent electrodes placed in symmetry centers. Active and indifferent electrodes are connected to first output unit and electrodes in the form of concentric rings are connected in pairs to one rest of output units. Device can be fitted with one or two groups of electrodes in the form of closed conductive concentric rings. EFFECT: improved operational efficiency and reliability. 4 dwg

Description

Изобретение относится к области медицины, а именно к физиотерапии. The invention relates to medicine, namely to physiotherapy.

Известен способ фокусировки магнитного воздействия с помощью восьмерко-образного электрода /"A Guide to Magnetic Nerve Stimulation", 1990, Whitland, Dyfed, United Kingdom./. Его недостаток в малой величине наведенного электрического поля в области воздействия по сравнению с воздействием электрическим током. A known method of focusing magnetic effects using a figure-eight electrode / "A Guide to Magnetic Nerve Stimulation", 1990, Whitland, Dyfed, United Kingdom./. Its disadvantage is the small magnitude of the induced electric field in the area of impact compared with exposure to electric current.

Известно устройство для накожного высоковольтного и высокочастотного электрического воздействия, содержащее блок питания и высоковольтный высокочастотный преобразователь / "Аппарат медицинский терапевтической электронизации "Корона"; Ливенцев Н.М. Ливенсон А.В. Электромедицинская аппаратура. М. Медицина, 1974/. A device for cutaneous high-voltage and high-frequency electrical exposure, containing a power supply unit and a high-voltage high-frequency converter / "Medical therapeutic electronization apparatus" Corona "; Liventsev N. M. Livenson A. V. Electromedical equipment. M. Medicine, 1974 /.

Его недостаток в малой глубине проникновения высокочастотного электрического поля и в травматичности воздействия вследствие отсутствия возможностей ограничения области воздействия поврежденными тканями. Its disadvantage is the small penetration depth of the high-frequency electric field and the invasiveness of exposure due to the inability to limit the area of exposure to damaged tissues.

Задачей изобретения является создание устройства для электрической стимуляции с активной фокусировкой воздействия. The objective of the invention is to provide a device for electrical stimulation with active focus exposure.

Технический результат состоит в снижении травматичности и повышении эффективности лечебного воздействия. The technical result consists in reducing the morbidity and increasing the effectiveness of the therapeutic effect.

Технический результат достигается тем, что устройство для электрической стимуляции, содержащее блок питания и высоковольтный высокочастотный преобразователь, дополнительно снабжено блоком формирования управляющих импульсов, накопителем энергии, выходными блоками, группами электродов, при этом блок питания сопряжен с накопителем энергии и блоком формирования управляющих импульсов, связанным с накопителем энергии, взаимодействующим через трансформаторы с несколькими выходными блоками и электродами, выполненными в форме групп, расположенных один в другом замкнутых проводящих концентрических колец с расположенными в центрах симметрии активным и индифферентным электродами, причем активный и индифферентный электроды подключаются к первому выходному блоку, а электроды в форме концентрических колец подключаются попарно к остальным выходным блокам. The technical result is achieved by the fact that the device for electrical stimulation, comprising a power supply and a high-voltage high-frequency converter, is additionally equipped with a control pulse generation unit, an energy storage unit, output units, groups of electrodes, while the power supply unit is coupled to an energy storage unit and a control pulse generation unit connected with an energy storage device interacting via transformers with several output units and electrodes made in the form of groups, distributed Proposition one another in the closed concentric conductive rings located at the centers of symmetry of the active and indifferent electrodes, the active and indifferent electrodes are connected to the first output block and the electrodes in the form of concentric rings are connected in pairs to the other output unit.

Устройство может быть снабжено одной группой электродов в виде замкнутых проводящих концентрических колец. The device can be equipped with one group of electrodes in the form of closed conductive concentric rings.

Устройство может быть снабжено двумя группами электродов в виде замкнутых проводящих концентрических колец. The device can be equipped with two groups of electrodes in the form of closed conductive concentric rings.

На фиг. 1. показана блок-схема устройства, где 1-блок питания, 2-блок формирования управляющих импульсов, 3-накопитель энергии, 4,5,6,7-трансформаторы, 8,9,10,11, выходные блоки, 12-19 электроды. In FIG. 1. shows a block diagram of a device where 1 is a power supply, 2 is a control pulse generating unit, 3 is an energy storage device, 4,5,6,7 are transformers, 8,9,10,11 are output blocks are 12-19 electrodes.

На фиг.2. показана принципиальная схема устройства, где цифрами отмечены соответствующие блоки. In figure 2. shows a schematic diagram of the device, where the numbers indicate the corresponding blocks.

Блок 1 предназначен для преобразования переменного напряжения сети в постоянное напряжение питания схем. Block 1 is designed to convert AC voltage to DC power supply circuits.

Блок формирования управляющих импульсов 2 предназначен для задания частоты электрической стимуляции пациента и подключения накопителя энергии 3 к источнику питания 1. The block forming control pulses 2 is designed to set the frequency of electrical stimulation of the patient and connect the energy storage 3 to the power source 1.

Накопитель энергии 3 с трансформаторами 4-7 и выходными блоками 8-11 служит для преобразования энергии источника питания 1 в короткие высоковольтные импульсы электрической стимуляции. Energy storage 3 with transformers 4-7 and output blocks 8-11 serves to convert the energy of power source 1 into short high-voltage pulses of electrical stimulation.

Электроды 12-19 подключаются к выходным блокам в соответствии со схемой, показанной на фиг. 3. для электрического воздействия на непрерывные ткани зрительного тракта или другие структуры головного мозга, и на фиг.4. для электрического воздействия на мышечные ткани. Особенности схем определяются характером пространственного неоднородного распределения удельных проводимостей в определенных участках головы или распределением удельных проводимостей в окрестности внешней поверхности спины, торса, верхней или нижней конечностей, которые могут быть объектами для лечебных электрических воздействий. The electrodes 12-19 are connected to the output units in accordance with the circuit shown in FIG. 3. for electrical exposure to continuous tissues of the optic tract or other structures of the brain, and in FIG. for electrical effects on muscle tissue. Features of the circuits are determined by the nature of the spatial inhomogeneous distribution of specific conductivities in certain parts of the head or by the distribution of specific conductivities in the vicinity of the external surface of the back, torso, upper or lower extremities, which can be objects for therapeutic electrical effects.

Так, рассматривая голову как неоднократный электрический проводник, можно выделить существенные по занимаемому объему анатомические области, отличающиеся высокой удельной проводимостью и, вместе с тем, расположенные на незначительном удалении от внешней поверхности, к которой прикладываются электроды для электрического воздействия. Это кожные покровы головы с расположенными в них сосудами русла наружной сонной артерии. Указанный слой охватывает сравнительно плохо проводящий ток фиксации головы и костную ткань черепной коробки, под которой непосредственно располагается и прилегает вплотную хорошо проводящий слой сосудов и ликвора. Ткани же головного мозга, омываемые ликвором, по сравнению с последним обладают более низкой удельной электрической проводимостью. Вместе с тем, в них можно выделить интрамуральные области с относительно высокой удельной проводимостью. Это заполненные ликвором желудочки мозга, а также области, располагающиеся вдоль черепномозговых нервов, в частности, зрительных нервов, и которые омываются ликвором и кровоснабжаются сосудами внутренней сонной артерии. So, considering the head as a repeated electrical conductor, it is possible to distinguish anatomical regions that are significant in terms of occupied volume, characterized by high conductivity and, at the same time, located at a slight distance from the external surface to which electrodes are applied for electrical exposure. These are the skin of the head with the vessels of the external carotid artery located in them. The specified layer covers a relatively poorly conductive current of fixation of the head and bone tissue of the cranial box, under which a well-conducting layer of blood vessels and cerebrospinal fluid is directly located and adjoins. The tissues of the brain washed by cerebrospinal fluid, in comparison with the latter, have lower electrical conductivity. At the same time, intramural regions with a relatively high conductivity can be distinguished in them. These are cerebral ventricles filled with cerebrospinal fluid, as well as areas located along the cranial nerves, in particular, the optic nerves, and which are washed by the cerebrospinal fluid and blood supply to the vessels of the internal carotid artery.

В связи со сказанным, изображенные на фиг.3. две группы электродов 12-19 в виде замкнутых проводящих концентрических колец и при соответствующей полярности подаваемого на них электрического напряжения создают в прилегающих тканях кожного покрова головы и проводящего слоя ликвора и сосудов, расположенных непосредственно под черепной коробкой, повышенное удельное эффективное электрическое сопротивление, благодаря которому ток электрического воздействия между активным и индифферентным электродами 12,13 будет, в основном, протекать через структуры интрамуральных тканей с повышенной удельной проводимостью, расположенные в окрестности активного и индифферентного электродов 12.13. In connection with the foregoing, depicted in figure 3. two groups of electrodes 12-19 in the form of closed conductive concentric rings and with the corresponding polarity of the electrical voltage applied to them create in the adjacent tissues of the skin of the head and the conductive layer of cerebrospinal fluid and blood vessels located directly under the cranium, an increased specific effective electrical resistance, due to which the current of electrical action between the active and indifferent electrodes 12,13 will mainly flow through the structures of intramural tissues with increased conductivity, disposed in the vicinity of the active and indifferent electrodes 12.13.

При электрическом воздействии на мышечные ткани спины, торса или конечностей, поверхностный проводящий кожный покров с сосудами электрически не изолирован от расположенных интрамурально мышц и сосудов, в связи с чем возможно использование меньшего числа электродов (из 14-19 в виде замкнутых проводящих концентрических колец) по сравнению с предыдущим случаем, которые в своей окрестности (при подаваемом напряжении в соответствии со схемой на фиг. 4. ) повышают удельное эффективное сопротивление прилежащих тканей, препятствуя тем самым растеканию тока между активным и индифферентным электродами 12,13 в моменты воздействия по анатомическим областям, не лежащим непосредственно под электродами 12,13. When the back, torso, or limbs are electrically exposed to muscle tissue, the surface conductive skin with vessels is not electrically isolated from intramurally located muscles and vessels, and therefore it is possible to use a smaller number of electrodes (from 14-19 in the form of closed conductive concentric rings) compared with the previous case, which in their vicinity (at the applied voltage in accordance with the scheme in Fig. 4.) increase the specific effective resistance of adjacent tissues, thereby preventing growth the current between the active and indifferent electrodes 12,13 at the moments of exposure along the anatomical regions, not lying directly under the electrodes 12,13.

Следует отметить, что при стимуляции нервных структур головы можно также использовать и электроды, показанные на фиг.4, однако они только частично позволяют сфокусировать электрическое воздействие по сравнению с электродами, показанными на фиг.3. It should be noted that when stimulating the nerve structures of the head, the electrodes shown in Fig. 4 can also be used, however, they only partially allow focusing of the electrical effect compared to the electrodes shown in Fig. 3.

Использование при стимуляции высоковольтных одиночных импульсов с частотой следования порядка 1 Гц по сравнению с высокочастотным высоковольтным воздействием прототипа повышает глубину проникновения электрического поля в интрамуральные ткани в окрестности электродов 12,13. The use of stimulation of high-voltage single pulses with a repetition rate of the order of 1 Hz compared with the high-frequency high-voltage exposure of the prototype increases the penetration depth of the electric field into the intramural tissue in the vicinity of the electrodes 12,13.

Устройство работает следующим образом. Активный электрод 12, окруженный группой электродов 14,15 в виде замкнутых проводящих концентрических колец, прикладывается к поверхности кожи в области повреждения. Индифферентный электрод 13 с окружающей его группой электродов 16-19 (или без них) прикладывается с противоположной стороны подверженного стимуляции объекта. В частности, при стимуляции зрительного тракта активный электрод 12 с окружающей его группой электродов 14,15 прикладывается к веку глаза, а индифферентный электрод 13 с окружающей его группой электродов 16-19 прикладывается к затылку в области зрительных бугров. После включения стимулятора одиночные импульсы с длительностью порядка 10-100 мк сек, частотой порядка 1 Гц и амплитудой порядка 1 киловольта подаются синхронно на выходные блоки, к которым подключены в соответствии с вышеуказанными схемами активный и индифферентный электроды 12,13, а также группы электродов 14,15 и 16-19 в форме замкнутых проводящих концентрических колец. Сеансы стимуляции по 10 мин. проводятся ежедневно в течение 10-15 дней. The device operates as follows. The active electrode 12, surrounded by a group of electrodes 14.15 in the form of closed conductive concentric rings, is applied to the skin surface in the area of damage. An indifferent electrode 13 with or without its surrounding group of electrodes 16-19 is applied from the opposite side of the stimulated object. In particular, during stimulation of the optic tract, an active electrode 12 with its surrounding group of electrodes 14.15 is applied to the eyelid, and an indifferent electrode 13 with its surrounding group of electrodes 16-19 is applied to the back of the head in the region of the optic tubercles. After the stimulator is turned on, single pulses with a duration of the order of 10-100 μsec, a frequency of the order of 1 Hz and an amplitude of the order of 1 kilovolt are fed synchronously to the output blocks, to which the active and indifferent electrodes 12,13, as well as electrode groups 14 are connected in accordance with the above schemes , 15 and 16-19 in the form of closed conductive concentric rings. Stimulation sessions of 10 minutes. held daily for 10-15 days.

Таким образом, использование предлагаемого устройства повышает эффективность и снижает травматичность электрического воздействия за счет его фокусировки на поврежденные интрамуральные структуры, позволяя тем самым сократить количество подаваемого заряда и его воздействие на окружающие ткани и структуры. ЫЫЫ2 Thus, the use of the proposed device increases the efficiency and reduces the morbidity of the electrical effect due to its focus on damaged intramural structures, thereby reducing the amount of charge applied and its effect on the surrounding tissues and structures. YYY2

Claims (2)

1. Устройство для электрической стимуляции, содержащее блок питания и высокочастотный преобразователь, отличающееся тем, что в него введены блок формирования управляющих импульсов и группы электродов, а высоковольтный высокочастотный преобразователь выполнен в виде накопителя энергии, трансформаторов и выходных блоков, входы которых соединены с выходами трансформаторов, входы которых соединены с выходом накопителя энергии, первый вход которого соединен с блоком формирования управляющих импульсов, а второй - с первым выходом блока питания, второй вход которого соединен с входом блока формирования управляющих импульсов, при этом электроды выполнены в форме групп расположенных один в другом замкнутых проводящих концентрических колец с расположенными в центрах симметрии активным и индифферентным электродами, причем активные и индифферентный электроды подключены к первому выходному блоку, а электроды в форме концентрических колец подключены попарно к остальным вьходним блокам. 1. A device for electrical stimulation, containing a power supply and a high-frequency converter, characterized in that a control pulse generating unit and groups of electrodes are introduced into it, and a high-voltage high-frequency converter is made in the form of an energy storage device, transformers and output blocks, the inputs of which are connected to the transformer outputs whose inputs are connected to the output of the energy storage device, the first input of which is connected to the control pulse generation unit, and the second to the first output of the power supply unit the second input of which is connected to the input of the control pulse generation unit, while the electrodes are made in the form of groups of closed concentric rings arranged in one another with active and indifferent electrodes located at the centers of symmetry, the active and indifferent electrodes being connected to the first output unit, and electrodes in the form of concentric rings are connected in pairs to the remaining input blocks. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что снабжено одной группой электродов в виде замкнутых проводящих концентрических колец. 2. The device according to p. 1, characterized in that it is equipped with one group of electrodes in the form of closed conductive concentric rings.

Images