RU181726U1

RU181726U1 - Аппарат транскраниальной электростимуляции эндорфинных механизмов мозга

Info

Publication number: RU181726U1
Application number: RU2018102866U
Authority: RU
Inventors: Александр Вячеславович Малыгин
Original assignee: Александр Вячеславович Малыгин
Priority date: 2018-01-25
Filing date: 2018-01-25
Publication date: 2018-07-26

Abstract

Полезная модель относится к физиотерапии и может быть использовано для стимуляции эндорфинных механизмов мозга.Аппарат транскраниальной электростимуляции эндорфинных механизмов мозга в соответствии с полезной моделью включает генератор 6, преобразователь напряжение-ток 2, регулятор уровня тока 1 и электроды 4, при этом генератор выполнен с возможностью формирования прямоугольных импульсов длительностью 3,75 мс ±0,5 мс частотой 77,5±2,5 Гц, при лобно-затылочном расположении электродов. В аппарат дополнительно включены коммутатор полярности 3 и блок компенсации 5, при этом регулятор уровня тока, преобразователь напряжение-ток, коммутатор полярности и электроды соединены последовательно, блок компенсации и генератор подключены ко вторым входам преобразователя напряжение-ток и коммутатора полярности, соответственно, а второй выход генератора подключен на вход блока компенсации.Аппарат может быть выполнен в виде моноблока, включающего генератор, регулятор уровня тока, преобразователь напряжение-ток, блок компенсации, коммутатор полярности и электроды.Техническим результатом от использования полезной модели является повышение эффективности применения при одновременном повышении безопасности проведения процедур.

Description

Полезная модель относится к физиотерапии и может быть использовано для стимуляции эндорфинных механизмов мозга.

Известно устройство для электротранквиллизации "Микро-ЛЭНАР", (SU, авторское свидетельство №1711914 A61N 1/34, 1992) содержащее блок ритмического воздействия, коммутатор, усилитель, усилитель-ограничитель, регулятор амплитуды, предварительный усилитель, усилитель мощности, блок защиты, электроды, измеритель тока, ключ, резистор, блок питания и таймер.

В устройстве за счет переключения коммутатора на прямой или инверсный выходы блока ритмического воздействия ступенчато возрастает длительность электростимулов.

Недостатком устройства являются следующее. Переключение длительности импульсов с помощью коммутатора во время процедуры без соблюдения условия равенства энергий положительного и отрицательного импульсов будет приводить к скачкам величины тока стимуляции и вызывать болезненные ощущения у пациентов. В свою очередь, это может приводить к активации стресс-лимитирующих систем пациента, в частности, к выделению глюкокортикоидов и кортизола, тем самым вызывая скачки кровяного давления, что будет нивелировать эффект от процедуры или даже наносить вред.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является устройство для транскраниальной электростимуляции (полезная модель RU 16826 U1, A61N 1/34, 2000), содержащее блок питания, регулятор тока, блок ритмического воздействия, усилитель, измеритель тока и электроды, кроме того, в него дополнительно включены стабилизатор тока, переключатель и эквивалент нагрузки, а блок питания включает аккумуляторную батарею, преобразователь напряжения питания, компаратор, индикатор напряжения батареи и стабилизатор напряжения, причем с аккумуляторной батареей соединены преобразователь напряжения питания, стабилизатор напряжения и первый вход компаратора, в качестве блока ритмического воздействия используют генератор, выход которого соединен с первым входом стабилизатора тока, второй вход которого соединен с регулятором тока, а выход подключен через усилитель, измеритель тока и первый выход переключателя к электродам, при этом второй вход компаратора соединен с выходом стабилизатора напряжения, а эквивалент нагрузки подключен ко второму выходу переключателя.

В данном устройстве генератор вырабатывает монополярные прямоугольные импульсы периодом следования Т=12,9±0,4 мс, скважностью К=3,2…3,7 и длительностью фронта и среза на более 20 мкс. Преобразователь напряжения повышает напряжение батареи в более высокое, которое подается на усилитель в качестве питания. Применение усилителя с обратной связью от датчика тока позволяет снизить зависимость силы тока в цепи пациента от меняющегося сопротивления нагрузки (кожных покровов и внутренних тканей головы). При этом один из электродов располагается в области лба, а другой - за ушами, на свободной от волос коже. Компаратор следит за напряжением батареи и сигнализирует о ее разряде.

Устройство обладает следующими недостатками. Несмотря на то, что параметры устройства, в целом, позволяют активировать эндорфинные механизмы мозга, тем не менее, применение монополярных прямоугольных импульсов несет в себе определенную опасность, т.к. известно, что такие импульсы имеют среднюю величину тока за период (постоянную составляющую), равную частному от амплитуды тока А и скважности импульсной последовательности К.

Воздействие постоянного тока на кожные покровы и ткани мозга может вызывать электрохимические ожоги на коже, а также приводить к временной деактивации нейронов головного мозга. Кроме того, применение монополярных импульсов не позволяет установить необходимую силу тока, т.к. для достижения последней приходится устанавливать амплитуду импульсов в К раз большей, а это может превышать болевой порог пациента.

Технической проблемой является создание эффективного устройства, позволяющего стимулировать эндорфинные механизмы мозга, в котором имеет место необходимая компенсация энергии положительного импульса отрицательным импульсом с равной энергией и обеспечение безопасного использования устройства.

Техническим результатом от использования полезной модели является повышение эффективности применения при одновременном повышении безопасности проведения процедур.

Аппарат транскраниальной электростимуляции эндорфинных механизмов мозга в соответствии с полезной моделью включает генератор, преобразователь напряжение-ток, регулятор уровня тока и электроды, при этом генератор выполнен с возможностью формирования прямоугольных импульсов длительностью 3,75 мс ±0,5 мс частотой 77,5±2,5 Гц, при лобно-затылочном расположении электродов. В аппарат дополнительно включены коммутатор полярности и блок компенсации, при этом регулятор уровня тока, преобразователь напряжение-ток, коммутатор полярности и электроды соединены последовательно, блок компенсации и генератор подключены ко вторым входам преобразователя напряжение-ток и коммутатора полярности, соответственно, а второй выход генератора подключен на вход блока компенсации.

Аппарат может быть выполнен в виде моноблока, включающего генератор, регулятор уровня тока, преобразователь напряжение-ток, блок компенсации, коммутатор полярности и электроды.

Блок-схема аппарата транскраниальной электрсетимуляции эндорфинных механизмов мозга изображена на Фиг. 1, где 1 - регулятор уровня тока, 2 - преобразователь напряжение-ток, 3 - коммутатор полярности, 4 - электроды, 5 - блок компенсации, 6 - генератор;

Аппарат работает следующим образом. Регулятор уровня 1 задает необходимую силу тока аппарата, напряжение с его выхода подается на вход преобразователя напряжение-ток 2, выход которого подключен через коммутатор полярности 3 к электродам 4. Электроды 4 выполнены с возможностью приложения выходного тока аппарата в лобно-затылочном направлении. Генератор 6 генератор выполнен с возможностью формирования прямоугольных импульсов длительностью 3,75 мс ±0,5 мс частотой 77,5±2,5 Гц, что в совокупности с лобно-затылочным положением электродов 4 позволяет селективно активировать эндорфинные механизмы мозга пациента. Коммутатор полярности 3 изменяет направление протекания тока в электродах 4 на противоположное следующим образом: во время действия положительного импульса с первого выхода генератора 6 направление протекания тока задается от затылка ко лбу, а во время паузы между импульсами - от лба к затылку. При этом сигнал со второго выхода генератора 6 синхронно подается на вход блока компенсации 5, сигнал с выхода которого поступает на второй вход преобразователя напряжение-ток 2. Функцией блока компенсации 5 является такое управление коэффициентом преобразования преобразователя напряжение-ток 2, чтобы энергии импульсов, равные произведениям (сила тока)*(длительность импульса), были одинаковы для положительного и отрицательного импульсов на выходе аппарата. В результате на выходе преобразователя напряжение-ток 2 формируется последовательность импульсов тока с разной амплитудой,.

На Фиг. 2 представлены временные диаграммы работы аппарата транскраниальной электростимуляции эндорфинных механизмов мозга. На верхней диаграмме показан сигнал на выходе генератора 6, представляющий собой последовательность импульсов длительностью 3,75 мс ±0,5 мс, следующих с частотой 77,5±2,5 Гц, где импульс обозначен цифрой I, а пауза между импульсами - цифрой II. На средней диаграмме показан сигнал на выходе преобразователя напряжение-ток 2, где S₁ - это энергия импульса I, равная произведению (сила тока)*(длительность импульса), S₂ - это энергия импульса II, равная произведению (сила тока)*(длительность паузы). При этом энергии импульсов I и II должны быть одинаковы. На нижней диаграмме показан сигнал на выходе коммутатора полярности 3, который подается на электроды 4, где S₁ - это энергия положительного импульса I, S₂ - это энергия отрицательного (инвертированного) импульса II. Из данной диаграммы видно, что поскольку энергии положительного и отрицательного импульсов равны, то средний ток за период будет равен нулю.

На Фиг. 3 показан вариант исполнения аппарата в виде моноблока 7. При этом блоки 1…6 расположены внутри моноблока 7.

Дополнительно можно отметить, что при равной силе тока в действующем значении для монополярного сигнала и биполярного сигнала, амплитуда положительного импульса биполярного сигнала (на выходе коммутатора полярности 3) меньше амплитуды монополярного сигнала при данных параметрах генератора на 40%. Поскольку кожные рецепторы головы пациента реагируют именно на амплитуду импульсов, это позволяет при биполярном сигнале использовать на 40% большую силу тока при одних и тех же ощущениях, что повышает эффективность аппарата.

Таким образом, созданный в рамках данной полезной модели аппарат транскраниальной электростимуляции эндорфинных механизмов мозга обеспечивает достижение технического результата повышения эффективности работы при одновременном повышении безопасности процедур.

Claims

Аппарат транскраниальной электростимуляции эндорфинных механизмов мозга, включающий регулятор уровня тока, преобразователь напряжение-ток, генератор и электроды, отличающийся тем, что внутри моноблока регулятор уровня тока, преобразователь напряжение-ток и коммутатор полярности соединены последовательно, при этом к коммутатору полярности подключены электроды, выполненные с возможностью приложения тока в лобно-затылочном направлении, генератор выполнен с возможностью формирования прямоугольных импульсов длительностью 3,75 мс ± 0,5 мс и частотой 77,5±2,5 Гц и подключен ко входу блока компенсации, причем генератор и блок компенсации подключены ко вторым входам преобразователя напряжение-ток и регулятора уровня тока, соответственно.