[go: up one dir, main page]

RU2738164C1 - Electric power energy control method - Google Patents

Electric power energy control method Download PDF

Info

Publication number
RU2738164C1
RU2738164C1 RU2020124767A RU2020124767A RU2738164C1 RU 2738164 C1 RU2738164 C1 RU 2738164C1 RU 2020124767 A RU2020124767 A RU 2020124767A RU 2020124767 A RU2020124767 A RU 2020124767A RU 2738164 C1 RU2738164 C1 RU 2738164C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
energy
stimuli
tissues
series
oscillations
Prior art date
Application number
RU2020124767A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Борис Павлович Кулижский
Антон Михайлович Унакафов
Михаил Анатольевич Унакафов
Original Assignee
Закрытое акционерное общество "ОКБ "РИТМ"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Закрытое акционерное общество "ОКБ "РИТМ" filed Critical Закрытое акционерное общество "ОКБ "РИТМ"
Priority to RU2020124767A priority Critical patent/RU2738164C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2738164C1 publication Critical patent/RU2738164C1/en

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61NELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N1/00Electrotherapy; Circuits therefor
    • A61N1/18Applying electric currents by contact electrodes
    • A61N1/32Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Electrotherapy Devices (AREA)

Abstract

FIELD: medicine.
SUBSTANCE: invention relates to medical equipment, in particular to methods for electric pulse exposure on a living body using SCENAR devices and similar, using to generate stimuli inductive power accumulator, and can be used for therapeutic, rehabilitation, preventive purposes, as well as in performing studies associated with studying the effect of electric stimulation on a living organism. Generation of stimuli includes a pumping stage and a stage of free oscillations in the circuit formed by inductance of the energy accumulator and impedance of interelectrode tissues. After contact with the skin is detected, a test series of stimuli with increasing energy is formed and the variation of Q of the above contour is evaluated. High intensity of the electric field in skin causes nonlinear effects in it, which increase as the energy of exposure increases, leading to an effect similar to electrical breakdown, which leads to a sharp decrease in Q-factor. If such a drop is detected during the test stimulus series, the energy increase is terminated, the achieved level is recorded and the further exposure is carried out at that level. To reduce the effect of mechanical factors, the testing stimulus series is formed with delay of 0.1-1.0 s after skin contact is detected, and in order to reduce the effect of electrochemical processes in the skin, the frequency of the stimuli in the testing series is selected within range of 30 to 350 Hz.
EFFECT: invention enables to establish a comfortable and safe level of electric impact.
11 cl, 23 dwg, 2 tbl

Description

Область техникиTechnology area

Изобретение относится к физиотерапии, в частности, к способам электроимпульсного воздействия на живой организм (далее - электровоздействие), а конкретно - к СКЭНАР-терапии или другим способам электровоздействия, в которых для генерации стимулов применяют индуктивный накопитель энергии, и может быть использовано для лечебных, реабилитационных, профилактических целей, а также при выполнении исследований, связанных с изучением влияния на живой организм воздействия электростимуляции.The invention relates to physiotherapy, in particular, to methods of electrical impulse impact on a living organism (hereinafter - electrical impact), and specifically to SCENAR therapy or other methods of electrical impact, in which an inductive energy storage is used to generate stimuli, and can be used for therapeutic, rehabilitation, prophylactic purposes, as well as when performing research related to the study of the effect of electrical stimulation on a living organism.

Предшествующий уровень техникиPrior art

Известен способ электровоздействия на ткани биологического объекта стимулами, подаваемыми через электроды, выявление реакции тканей на стимулы и управление шириной и амплитудой стимулов в зависимости от выявленной реакции тканей биологического объекта (см. международную заявку на изобретение WO0209809A1, A61N1/36, опубл. 07.02.2002).There is a known method of electrical action on the tissue of a biological object with stimuli supplied through electrodes, revealing the response of tissues to stimuli and controlling the width and amplitude of stimuli depending on the detected response of the tissues of a biological object (see international application for invention WO0209809A1, A61N1 / 36, publ. 07.02.2002 ).

В данном способе электроимпульсного воздействия в зависимости от реакции тканей управляют шириной (длительностью) и амплитудой стимулов. Формирование стимулов без использования индуктивного накопителя энергии исключает параметрическую зависимость их формы от актуального состояния тканей биологического объекта, что совместно с использованием предопределенной формы стимулов ограничивает возможности выявления реакции тканей.In this method of electrical impulse exposure, depending on the response of tissues, the width (duration) and amplitude of stimuli are controlled. The formation of stimuli without the use of an inductive energy storage device excludes the parametric dependence of their form on the actual state of the tissues of a biological object, which, together with the use of a predetermined form of stimuli, limits the possibilities of revealing the reaction of tissues.

Наиболее близким к заявляемому является принятый за прототип известный способ СКЭНАР-терапии, включающий воздействие на ткани биологического объекта стимулами, формируемыми с использованием индуктивного накопителя энергии и подаваемыми на указанные ткани через электроды, возбуждение за счет упомянутого воздействия электрических колебаний в тканях биологического объекта между электродами и адаптивное управление длительностью стимулов в соответствии с реакцией организма на электровоздействие с исключением появления у пациента болевых ощущений при проведении СКЭНАР-терапии (см. патент RU 2355443, A61N1/36, опубл. 20.05.2009).The closest to the claimed one is the well-known SCENAR-therapy method adopted as a prototype, including the effect on the tissues of a biological object with stimuli formed using an inductive energy storage device and supplied to these tissues through electrodes, excitation due to the aforementioned effect of electrical oscillations in the tissues of a biological object between the electrodes and adaptive control of the duration of stimuli in accordance with the body's response to electrical impact with the exclusion of pain in the patient during SCENAR therapy (see patent RU 2355443, A61N1 / 36, publ. 20.05.2009).

В данном способе СКЭНАР-терапии на ткани биологического объекта воздействуют одиночными стимулами и управляют длительностью (или частотой и длительностью) стимулов. Адаптация, заявленная в описании последнего изобретения, сводится к обеспечению комфортности воздействия путем подстройки длительности стимулов (фактически - энергии воздействия) согласно некой базе данных в зависимости от частоты или затухания свободных колебаний. Один из вариантов способа предусматривает использование трех различных баз данных: первую используют для педиатрии, вторую - для пациентов старше 18 лет и третью - при скоропомощном режиме.In this method of SCENAR-therapy, the tissues of a biological object are exposed to single stimuli and the duration (or frequency and duration) of stimuli is controlled. The adaptation, stated in the description of the last invention, is reduced to providing the comfort of the impact by adjusting the duration of stimuli (in fact, the energy of the impact) according to a certain database, depending on the frequency or damping of free oscillations. One of the variants of the method involves the use of three different databases: the first is used for pediatrics, the second - for patients over 18 years old, and the third - for emergency treatment.

Поскольку использование аппаратов типа «СКЭНАР» предусматривает, в отличие от традиционных методов физиотерапии, многократные последовательные перестановки электродов, задача установки каждый раз оптимального уровня энергии очень важна.Since the use of SCENAR-type devices provides, in contrast to traditional methods of physiotherapy, multiple successive rearrangements of the electrodes, the task of setting the optimal energy level each time is very important.

Положительной особенностью прототипа является также использование динамики (изменений) параметров свободных колебаний стимулов для формирования сигнала об окончании воздействия.A positive feature of the prototype is also the use of the dynamics (changes) of the parameters of free oscillations of stimuli to generate a signal about the end of exposure.

Однако для адаптации энергии воздействия оценка изменений параметров не используется. Из описания вытекает, что в базах хранят «оптимальные» значения энергии воздействия единичных стимулов для нескольких значений «параметра, характеризующего частоту электрических колебаний электростимулирующего сигнала». «Адаптация» же, по сути, сводится к пошаговому увеличению энергии стимулов до достижения «оптимальной» величины, записанной в соответствующей базе. То есть, никакие индивидуальные особенности, ни субъективные, ни объективные, для адаптации не учитываются.However, for the adaptation of the impact energy, the estimation of parameter changes is not used. From the description it follows that the databases store "optimal" values of the energy of the impact of single stimuli for several values of the "parameter characterizing the frequency of electrical oscillations of the electrostimulating signal." "Adaptation", in fact, comes down to a step-by-step increase in the energy of stimuli until the "optimal" value is reached, recorded in the corresponding database. That is, no individual characteristics, neither subjective nor objective, are taken into account for adaptation.

Кроме того, из формулы и описания способа вытекает, что «подстройка» энергии предусмотрена и в течение процедуры воздействия. При этом по объективным причинам, раскрытым ниже, «параметры, характеризующие частоту электрических колебаний электростимулирующего сигнала», а конкретно - частота, затухание и амплитуда свободных колебаний, за относительно короткий промежуток времени изменяются кратно. Очевидно, будет изменяться и «оптимальная» энергия. Однако, как показывает многолетняя практика, субъективные ощущения от воздействия на одном месте при неизменной энергии изменяются незначительно. То есть, идея адаптации энергии в течение процедуры не находит экспериментального подтверждения.In addition, from the formula and the description of the method, it follows that the "adjustment" of the energy is provided during the exposure procedure. At the same time, for objective reasons, disclosed below, "the parameters characterizing the frequency of electrical oscillations of the electrostimulating signal", and specifically - the frequency, attenuation and amplitude of free oscillations, change multiple in a relatively short period of time. Obviously, the "optimal" energy will also change. However, as long-term practice shows, subjective sensations from exposure to one place with constant energy change insignificantly. That is, the idea of energy adaptation during the procedure does not find experimental confirmation.

Таким образом, способ, предложенный в прототипе, имеет существенные недостатки. Они взаимосвязаны и вызваны относительно быстрым изменением параметров колебаний непосредственно после установки электродов.Thus, the method proposed in the prototype has significant disadvantages. They are interrelated and caused by a relatively rapid change in the vibration parameters immediately after the installation of the electrodes.

Определить «оптимальный» уровень по параметрам первого же стимула невозможно, так как эти параметры не только быстро изменяются в начале воздействия, но и зависят от уровня энергии. Именно поэтому способ прототипа предусматривает инкрементное (пошаговое) увеличение энергии. А отсюда вытекает и второй недостаток: при медленном изменении энергии усиливается влияние подэлектродных электрохимических процессов, что в значительной степени обесценивает значение упомянутых «баз данных».It is impossible to determine the "optimal" level based on the parameters of the first stimulus, since these parameters not only change rapidly at the beginning of exposure, but also depend on the energy level. That is why the prototype method provides for an incremental (step-by-step) increase in energy. And from this follows the second drawback: with a slow change in energy, the influence of electrochemical processes under the electrode increases, which greatly depreciates the value of the mentioned "databases".

То есть, способ прототипа не обеспечивает управление оптимальным уровнем энергии из-за того, что фиксация уровня происходит со значительным разбросом времени после установки электрода и «оптимальность» уровня энергии оценивают в существенно неодинаковых условиях.That is, the method of the prototype does not provide control of the optimal energy level due to the fact that the level is fixed with a significant spread of time after the installation of the electrode and the "optimality" of the energy level is assessed under substantially different conditions.

Сущность изобретенияThe essence of the invention

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является создание способа управления энергией стимулов в соответствии с объективными критериями. Кроме того, для минимизации влияния электрохимических процессов на выбор оптимальной энергии, этот выбор должен осуществляться достаточно быстро, но после установления надежного контакта электродов с кожей.The problem to be solved by the claimed invention is to create a method for controlling the energy of stimuli in accordance with objective criteria. In addition, in order to minimize the influence of electrochemical processes on the choice of the optimal energy, this choice should be made rather quickly, but after establishing reliable contact of the electrodes with the skin.

Технический результат при использовании заявляемого способа заключается в повышении комфортности и безопасности электровоздействия, а также в расширении его функциональных возможностей, особенно для некоммуникабельных пациентов, когда невозможна установка энергии воздействия по субъективным ощущениям - пациентов, находящихся в бессознательном состоянии, маленьких детей, и т.д.The technical result when using the proposed method is to increase the comfort and safety of electrical impact, as well as to expand its functionality, especially for non-communicative patients, when it is impossible to set the impact energy according to subjective sensations - patients in an unconscious state, young children, etc. ...

Технический результат достигается тем, что в способе электровоздействия, включающем формирование стимулов в две стадии с использованием индуктивного накопителя энергии, подачу стимулов на ткани биологического объекта через электроды, возбуждение за счет указанного воздействия электрических колебаний в контуре, образованном индуктивностью накопителя энергии и импедансом указанных тканей, управление энергией электровоздействия в зависимости от реакции указанных тканей, установку электродов на ткани биологического объекта производят при минимальной энергии стимулов, непосредственно после обнаружения контакта с упомянутыми тканями формируют тестирующую серию стимулов с нарастающей энергией, оценивают изменение добротности указанного контура при увеличении энергии упомянутых стимулов, и при обнаружении падения указанной добротности увеличение энергии стимулов прекращают.The technical result is achieved by the fact that in the method of electric impact, including the formation of stimuli in two stages using an inductive energy storage device, the supply of stimuli to the tissues of a biological object through the electrodes, excitation due to the specified effect of electrical oscillations in the circuit formed by the inductance of the energy storage device and the impedance of these tissues, control of the energy of electric impact depending on the reaction of these tissues, the installation of electrodes on the tissues of a biological object is carried out with a minimum energy of stimuli, immediately after contact is detected with these tissues, a test series of stimuli with increasing energy is formed, the change in the quality factor of the specified circuit is estimated with an increase in the energy of the said stimuli, and detecting a drop in the specified quality factor, the increase in stimulus energy is stopped.

Один из вариантов способа предусматривает подачу стимулов с минимальной энергией в течение 0,1-1 с после обнаружения контакта, а формирование тестирующей серии стимулов с нарастающей энергией спустя указанный интервал времени.One of the variants of the method provides for the delivery of stimuli with a minimum energy for 0.1-1 s after the contact is detected, and the formation of a testing series of stimuli with increasing energy after a specified time interval.

Способ предусматривает что частота следования стимулов тестирующей серии составляет от 30 до 350 Гц.The method provides that the repetition rate of the stimuli of the test series is from 30 to 350 Hz.

Добротность контура оценивают по соотношению амплитуд одной полярности двух колебаний, либо по соотношению положительной и отрицательной амплитуды одного колебания.The quality factor of the circuit is estimated by the ratio of the amplitudes of one polarity of two oscillations, or by the ratio of the positive and negative amplitudes of one oscillation.

Также добротность контура можно оценивать по количеству колебаний.Also, the quality factor of the circuit can be estimated by the number of oscillations.

При необходимости корректировки энергии воздействия способ предусматривает повторное формирование тестирующей серии стимулов с нарастающей энергией, оценку изменения добротности при увеличении энергии стимулов, и прекращение увеличения энергии стимулов при обнаружении падения добротности.If it is necessary to adjust the stimulus energy, the method provides for the repeated formation of a testing series of stimuli with increasing energy, assessing the change in quality factor with increasing stimulus energy, and stopping the increase in stimulus energy when a decrease in the quality factor is detected.

В качестве индуктивного накопителя энергии может быть использована как собственно катушка индуктивности, так и трансформатор или автотрансформатор.As an inductive energy storage device, both the inductor itself and a transformer or autotransformer can be used.

Еще один вариант способа предусматривает использование сухих электродов.Another variant of the method involves the use of dry electrodes.

Краткое описание чертежейBrief Description of Drawings

Изобретение поясняется чертежами, на которых изображены:The invention is illustrated by drawings, which depict:

- на фиг. 1 - функциональная схема выходного каскада аппарата СКЭНАР и электрического эквивалента тканей биологического объекта;- in Fig. 1 - functional diagram of the SCENAR device output stage and the electrical equivalent of biological object tissues;

- на фиг. 2 - обобщенный вид изменения сопротивления и емкости двойного электрического слоя;- in Fig. 2 is a generalized view of the change in resistance and capacitance of the electric double layer;

- на фиг. 3 - осциллограмма реального стимула;- in Fig. 3 - oscillogram of a real stimulus;

- на фиг. 4 - осциллограмма стимула до установки электродов на биологический объект;- in Fig. 4 - oscillogram of the stimulus before placing the electrodes on the biological object;

- на фиг. 5÷7 - осциллограммы стимулов сразу после установки электродов на биологический объект, через 5 и 30 с после установки, соответственно;- in Fig. 5 ÷ 7 - oscillograms of stimuli immediately after placing the electrodes on the biological object, 5 and 30 s after installation, respectively;

- на фиг. 8÷10 осциллограммы стимулов аппарата СКЭНАР-1-НТ на эквиваленте импеданса тканей биологического объекта при минимальной, средней и максимальной энергиях стимула соответственно;- in Fig. 8-10 oscillograms of stimuli of the SCENAR-1-NT apparatus at the equivalent of the impedance of tissues of a biological object at minimum, average and maximum stimulus energies, respectively;

- на фиг. 11÷22 осциллограммы стимулов аппарата СКЭНАР-1-НТ на тканях реального биологического объекта (коже) для тестирующей серии стимулов с энергией, увеличивающейся с шагом 5 единиц от 1 до 55.- in Fig. 11-22 oscillograms of the stimuli of the SCENAR-1-NT apparatus on the tissues of a real biological object (skin) for a testing series of stimuli with energy increasing with a step of 5 units from 1 to 55.

- на фиг. 23 - осциллограмма стимула, имеющего единственное колебание.- in Fig. 23 - oscillogram of a stimulus with a single oscillation.

Осуществление изобретенияImplementation of the invention

Функциональная схема (фиг. 1) электростимулятора с индуктивным накопителем энергии (аппарат СКЭНАР и любой аналогичный) включает индуктивный накопитель энергии L (1) с внутренним активным сопротивлением ri (2), подключенный к источнику питания 3 через ключ 4 и к электродам 5 и 6, которые устанавливают на ткани биологического объекта. Электрический эквивалент тканей представлен RC-цепочкой 7, включающей параллельно соединенные сопротивление Rp (8) и емкость С (9) двойного слоя и последовательно соединенное с ними сопротивление rs (10) нижележащих тканей [Dorgan, S.J., & Reilly, R.B. (1999). A model for human skin impedance during surface functional neuromuscular stimulation. IEEE Transactions on Rehabilitation Engineering, 7(3), 341-348], [Keller, Т., & Kuhn, A. (2008). Electrodes for transcutaneous (surface) electrical stimulation. Journal of Automatic Control, 18(2), 35-45.].The functional diagram (Fig. 1) of an electrostimulator with an inductive energy storage device (SCENAR device and any similar device) includes an inductive energy storage device L (1) with an internal active resistance r i (2), connected to a power source 3 through a switch 4 and to electrodes 5 and 6, which are installed on the tissue of a biological object. The electrical equivalent of tissues is represented by an RC-chain 7, which includes parallel-connected resistance R p (8) and capacitance C (9) of the double layer and the resistance r s (10) of the underlying tissues connected in series with them [Dorgan, SJ, & Reilly, RB (1999 ). A model for human skin impedance during surface functional neuromuscular stimulation. IEEE Transactions on Rehabilitation Engineering, 7 (3), 341-348], [Keller, T., & Kuhn, A. (2008). Electrodes for transcutaneous (surface) electrical stimulation. Journal of Automatic Control, 18 (2), 35-45.].

Двухстадийное формирование стимулов с использованием индуктивного накопителя происходит следующим образом.The two-stage formation of stimuli using an inductive accumulator occurs as follows.

В исходном положении ключ 4 разомкнут.In the initial position, key 4 is open.

При замыкании ключа 4 напряжение от источника питания 3 подается на индуктивный накопитель 1 с активным сопротивлением 2, что вызывает протекание линейно растущего тока и накопление электромагнитной энергии. Это первая стадия 8 формирования стимула, в течение которой происходит накопление, «накачивание» энергии в индуктивный накопитель 1, отсюда и название первой стадии стимула - «накачка».When the key 4 is closed, the voltage from the power source 3 is supplied to the inductive storage device 1 with active resistance 2, which causes a linearly growing current to flow and accumulate electromagnetic energy. This is the first stage 8 of stimulus formation, during which there is an accumulation, "pumping" of energy into the inductive storage 1, hence the name of the first stage of the stimulus - "pumping".

На этой стадии параллельно тканям биологического объекта 7 подключены индуктивный накопитель 1 с активным сопротивлением 2, а также источник питания 3, последовательно соединенный с ключом 4. Поскольку внутреннее сопротивление источника питания 3 и ключа 4 (единицы или доли Ом, эти сопротивления на схеме не показаны) существенно меньше импеданса тканей биологического объекта 7, форма стимула в течение первой стадии практически не зависит от импеданса тканей.At this stage, parallel to the tissues of the biological object 7, an inductive storage unit 1 with an active resistance 2 is connected, as well as a power supply 3 connected in series with switch 4. Since the internal resistance of the power supply 3 and switch 4 (units or fractions of ohms, these resistances are not shown in the diagram ) is significantly less than the tissue impedance of the biological object 7, the shape of the stimulus during the first stage is practically independent of the tissue impedance.

После достижения заданной величины накопленной энергии, индуктивный накопитель 1 отключают от источника питания 3, размыкая ключ 4. Начинается вторая стадия 12 формирования стимула - свободные колебания, в процессе которой энергия, накопленная индуктивным накопителем 1 через электроды 5 и 6, передается на ткани биологического объекта 7 и возбуждает свободные электрические колебания в колебательном контуре, образованном индуктивностью накопителя 1 и импедансом тканей биологического объекта 7. Теперь небольшое внутреннее сопротивление 2 индуктивного накопителя 1 включено последовательно с импедансом тканей биологического объекта 7, поэтому форма колебаний определяется импедансом тканей биологического объекта 7 и индуктивностью накопителя 1.After reaching a predetermined value of the accumulated energy, the inductive storage 1 is disconnected from the power source 3, opening the key 4. The second stage 12 of the stimulus formation begins - free oscillations, during which the energy accumulated by the inductive storage 1 through electrodes 5 and 6 is transferred to the tissues of the biological object 7 and excites free electrical oscillations in the oscillatory circuit formed by the inductance of the storage device 1 and the impedance of the tissues of the biological object 7. Now a small internal resistance 2 of the inductive storage device 1 is connected in series with the impedance of the tissues of the biological object 7, therefore the oscillation shape is determined by the impedance of the tissues of the biological object 7 and the inductance of the storage one.

Такой способ возбуждения колебаний известен под названием «ударное возбуждение», а указанный контур - под названием «контур ударного возбуждения». Конкретное исполнение индуктивного накопителя - в виде катушки индуктивности, трансформатора или автотрансформатора - несущественно. Важна лишь способность элемента, подключенного к электродам, накапливать электромагнитную энергию.This method of excitation of oscillations is known as "shock excitation", and the specified circuit is known as "shock excitation circuit". The specific design of the inductive storage - in the form of an inductor, a transformer or an autotransformer - is unimportant. Only the ability of the element connected to the electrodes to accumulate electromagnetic energy is important.

Описанные стадии следуют друг за другом в течение всей процедуры СКЭНАР-терапии.The described stages follow each other during the entire SCENAR-therapy procedure.

На фиг. 3 показана осциллограмма реального стимула и обозначены: 11 - первая стадия стимула (накачка); 12 - вторая стадия стимула (свободные колебания); 13 - положительная амплитуда первого колебания второй стадии стимула (далее - амплитуда стимула); 14 - отрицательная амплитуда первого колебания; 15 - положительная амплитуда второго колебания.FIG. 3 shows an oscillogram of a real stimulus and denoted: 11 - the first stage of the stimulus (pumping); 12 - the second stage of the stimulus (free oscillations); 13 - positive amplitude of the first oscillation of the second stage of the stimulus (hereinafter - the amplitude of the stimulus); 14 - negative amplitude of the first oscillation; 15 - positive amplitude of the second vibration.

При проведении процедур, энергию воздействия, как правило, устанавливают по субъективным ощущениям [Боголюбов В.М. Пономаренко Г.Н «Общая физиотерапия» (1997 С-Пб), стр. 104-105]. Различают следующие уровни воздействия:When carrying out procedures, the impact energy, as a rule, is established by subjective sensations [Bogolyubov V.M. Ponomarenko G.N "General physiotherapy" (1997 St. Petersburg), pp. 104-105]. There are the following exposure levels:

- подпороговый (воздействие не ощущается вообще);- subthreshold (impact is not felt at all);

- пороговый (воздействие едва ощутимо);- threshold (the impact is barely perceptible);

- комфортный (ощущения покалывания, вибрации, пульсации);- comfortable (tingling sensation, vibration, pulsation);

- субкомфортный (уже неприятный, но еще вполне терпимый);- subcomfortable (already unpleasant, but still quite bearable);

- болевой (нетерпимые ощущения).- painful (intolerant sensations).

Для различных клинических случаев используют соответствующие уровни. Так, при лечении хронических заболеваний обычно воздействуют на комфортном уровне или ниже. А для купирования болевых синдромов применяют более высокие уровни воздействия.Appropriate levels are used for different clinical cases. So, in the treatment of chronic diseases, the effect is usually at a comfortable level or lower. And to relieve pain syndromes, higher levels of exposure are used.

Однако существует немало случаев, когда установка энергии воздействия по субъективным ощущениям невозможна, например, при лечении пациентов в бессознательном состоянии, при затруднениях коммуникации (постинсультные пациенты) или при лечении маленьких детей. В таких случаях необходима установка энергии воздействия согласно объективным критериям.However, there are many cases when the setting of the impact energy according to subjective sensations is impossible, for example, when treating patients in an unconscious state, with communication difficulties (post-stroke patients) or when treating young children. In such cases, it is necessary to set the impact energy according to objective criteria.

Способ, предложенный в прототипе, фактически не решает поставленную задачу, поскольку помимо очевидной зависимости ощущений от влажности, толщины и «грубости» кожных покровов, имеются и различия в индивидуальной чувствительности. То есть, пациенты с примерно одинаковым состоянием кожных покровов могут иметь кратные различия в чувствительности к воздействию.The method proposed in the prototype does not actually solve the problem, since in addition to the obvious dependence of sensations on humidity, thickness and "roughness" of the skin, there are also differences in individual sensitivity. That is, patients with approximately the same condition of the skin may have multiple differences in sensitivity to exposure.

Кроме того, в силу влияния электрохимических процессов, протекающих на границах «металл-кожа», важно быстрое определение уровня энергии после установки электродов.In addition, due to the influence of electrochemical processes occurring at the metal-skin boundaries, it is important to quickly determine the energy level after the installation of the electrodes.

В предлагаемом способе в качестве объективного критерия используется изменение добротности контура, включающего ткани биологического объекта, при увеличении энергии.In the proposed method, as an objective criterion, a change in the quality factor of the contour, including the tissues of a biological object, with increasing energy is used.

Для импульсного тока импеданс тканей биологического объекта определяется импедансом двойного электрического слоя (сопротивление Rp (8) и емкость С (9) двойного слоя), и сопротивлением rs (10) нижележащих тканей. При этом сопротивление Rp (8) и емкость С (9) в процессе формирования двойного слоя изменяются значительно, а сразу после установки электродов на ткани - еще и довольно быстро. Обобщенный вид изменения Rp (8) и С (9) приведен на фиг. 2 [Методы клинической нейрофизиологии. Под ред. В.Б. Гречина. Л. Наука. 1977, с. 7-8]. На фиг. 2 время формирования емкости двойного слоя обозначено t1.For a pulsed current, the impedance of the tissues of a biological object is determined by the impedance of the electric double layer (resistance R p (8) and capacitance C (9) of the double layer), and the resistance r s (10) of the underlying tissues. In this case, the resistance R p (8) and the capacitance C (9) change significantly during the formation of the double layer, and immediately after the installation of the electrodes on the tissue - also quite quickly. A generalized view of the change in R p (8) and C (9) is shown in Fig. 2 [Methods of clinical neurophysiology. Ed. V.B. Grechina. L. Science. 1977, p. 7-8]. FIG. 2, the formation time of the double layer capacity is denoted by t1.

Поскольку непосредственно после установки электродов на ткани происходят достаточно быстрые изменения указанных параметров двойного электрического слоя (фиг. 2), то установку оптимальной энергии следует производить как можно быстрее после обнаружения контакта.Since immediately after the installation of the electrodes on the tissue, rather rapid changes in the indicated parameters of the electric double layer occur (Fig. 2), the setting of the optimal energy should be made as soon as possible after the contact is detected.

Изменения формы и параметров стимулов представлены на фиг. 4÷7, на которых показаны стимулы:Changes in the form and parameters of stimuli are shown in Fig. 4 ÷ 7 showing stimuli:

- на фиг. 4 - до установки электродов на биологический объект;- in Fig. 4 - before installing the electrodes on the biological object;

- на фиг. 5 - сразу после установки электродов на биологический объект;- in Fig. 5 - immediately after the installation of the electrodes on the biological object;

- на фиг. 6 - через 5 с после установки;- in Fig. 6 - 5 s after installation;

- на фиг. 7 - через 30 с после установки.- in Fig. 7 - 30 seconds after installation.

Как указывалось выше, наиболее значительные изменения происходят в первые секунды после установки электродов:As mentioned above, the most significant changes occur in the first seconds after the installation of the electrodes:

- Амплитуда стимулов- Amplitude of stimuli

Figure 00000001
за первые 5 секунд упала с 228 до 90 В (более чем в 2,5 раза),
Figure 00000001
in the first 5 seconds fell from 228 to 90 V (more than 2.5 times),

Figure 00000001
за следующие 25 с - с 90 до 46 В (в 2 раза),
Figure 00000001
for the next 25 s - from 90 to 46 V (2 times),

Figure 00000001
а всего - в 5 раз;
Figure 00000001
and in total - 5 times;

- Длительность первой полуволны первого колебания- The duration of the first half-wave of the first swing

Figure 00000001
за первые 5 секунд возросла с 12 до 27 мкс (более чем в 2 раза),
Figure 00000001
in the first 5 seconds increased from 12 to 27 μs (more than 2 times),

Figure 00000001
за следующие 25 с - с 27 до 60 мкс (в 2 раза),
Figure 00000001
for the next 25 s - from 27 to 60 μs (2 times),

Figure 00000001
всего - в 5 раз;
Figure 00000001
total - 5 times;

- Количество полуволн колебаний- The number of half-wave oscillations

Figure 00000001
за первые 5 секунд уменьшилось с 16 до 4 (в 4 раза),
Figure 00000001
in the first 5 seconds decreased from 16 to 4 (4 times),

Figure 00000001
за следующие 25 с - практически не изменилось,
Figure 00000001
over the next 25 s - practically did not change,

Figure 00000001
всего - в 4 раза.
Figure 00000001
in total - 4 times.

С другой стороны, если электроды устанавливают и прижимают к тканям недостаточно быстро, то может оказаться, что в первый момент после обнаружения контакта электроды еще неполностью прилегают к коже и мала площадь контакта или прижим недостаточен. Такая локализация воздействия может привести к болевым ощущениям и занижению оптимальной энергии. Поэтому целесообразно вводить некоторую задержку между обнаружением контакта и формированием тестирующей серии стимулов с увеличивающейся энергией. На время этой задержки, для проверки (подтверждения) контакта электродов с тканями биологического объекта, продолжают подавать стимулы с минимальной энергией. Многолетняя практика использования алгоритма надежного обнаружения контакта показала, что наилучшие результаты дает задержка между первым обнаружением и надежным прижимом в диапазоне 0,25-0,5 с. С учетом индивидуальных особенностей и навыков оператора этот диапазон может быть расширен до 0,1-1 с.On the other hand, if the electrodes are installed and pressed against the tissues not fast enough, it may turn out that at the first moment after the contact is detected, the electrodes are still not completely adherent to the skin and the contact area is small or the pressure is insufficient. Such localization of exposure can lead to pain and an underestimation of optimal energy. Therefore, it is advisable to introduce some delay between the detection of contact and the formation of a testing series of stimuli with increasing energy. During this delay, to check (confirm) the contact of the electrodes with the tissues of the biological object, stimuli with minimal energy are continued to be supplied. Long-term practice of using the algorithm for reliable contact detection has shown that the best results are obtained with a delay between the first detection and a reliable clamp in the range of 0.25-0.5 s. Taking into account the individual characteristics and skills of the operator, this range can be expanded to 0.1-1 s.

При работе аппарата на линейную нагрузку (эквивалент импеданса тканей биологического объекта), изменение энергии стимула приводит к пропорциональному изменению амплитуды свободных колебаний. Это так, пока параметры нагрузки (сопротивление и емкость) не изменяются из-за влияния воздействующих стимулов. Иными словами - пока импеданс сохраняет свою линейность.When the apparatus operates on a linear load (equivalent to the impedance of the tissues of a biological object), a change in the stimulus energy leads to a proportional change in the amplitude of free oscillations. This is so as long as the load parameters (resistance and capacitance) do not change due to the influence of the acting stimuli. In other words, as long as the impedance remains linear.

Фиг. 8÷10 представляют осциллограммы стимулов аппарата СКЭНАР-1-НТ на эквиваленте импеданса тканей биологического объекта при минимальной, средней и максимальной энергиях стимула. Амплитуда первого положительного колебания измерена осциллографом автоматически (результат - Vmax - отмечен на панели результатов измерения, а стрелка указывает измеряемый объект), амплитуда второго - измерена по экранной сетке. Результаты измерений указаны вблизи первой и второй амплитуды соответственно. Кроме того, в правой верхней части осциллограмм представлено измеренное аппаратом СКЭНАР-1-НТ число полуволн колебаний. Результаты сведены в таблицу 1.FIG. 8 ÷ 10 represent the oscillograms of the stimuli of the SCENAR-1-NT apparatus at the equivalent of the impedance of the tissues of a biological object at the minimum, average and maximum stimulus energies. The amplitude of the first positive oscillation is measured by the oscilloscope automatically (the result - Vmax - is marked on the measurement results panel, and the arrow indicates the measured object), the amplitude of the second is measured along the screen grid. The measurement results are indicated near the first and second amplitudes, respectively. In addition, in the upper right part of the oscillograms, the number of oscillation half-waves measured by the SCENAR-1-NT apparatus is shown. The results are summarized in Table 1.

Figure 00000002
Figure 00000002

Результаты, в целом, тривиальны и предсказуемы: при изменении амплитуды колебаний почти в 20 раз, соотношение амплитуд первого и второго колебания сохраняется неизменным. Увеличение измеренного аппаратом СКЭНАР-1-НТ числа полуволн колебаний объясняется конечной чувствительностью аппарата: при малых амплитудах регистрируются не все колебания.The results, on the whole, are trivial and predictable: when the amplitude of the oscillations changes by almost 20 times, the ratio of the amplitudes of the first and second oscillations remains unchanged. The increase in the number of oscillation half-waves measured by the SCENAR-1-NT apparatus is explained by the finite sensitivity of the apparatus: at low amplitudes, not all oscillations are recorded.

При воздействии на ткани реального биологического объекта характеристики колебаний существенные отличаются от линейной нагрузки.When exposed to the tissues of a real biological object, the characteristics of the oscillations significantly differ from the linear load.

Действительно, при довольно высоких амплитудах стимулов, возникают явления, близкие по сути к электрическому пробою. Из-за значительного различия электропроводности слоев кожи [Orjan G. Martinsen - Bioimpedance and Bioelectricity Basics (2008, Academic Press), стр. 110-112], большая часть напряжения оказывается приложена к достаточно тонким низкоимпедансным слоям, суммарная толщина которых составляет 75-150 мкм (для кожи ладоней и стоп - 400-600 мкм) [«Частная гистология человека» Быков В.Л. Сотис, Санкт-Петербург, 1999, стр. 56-57], поэтому даже при относительно небольших амплитудах стимулов (30-50 В) напряженность электрического поля в указанных слоях кожи достигаетIndeed, at rather high amplitudes of stimuli, phenomena appear that are essentially close to electrical breakdown. Due to the significant difference in electrical conductivity of skin layers [Orjan G. Martinsen - Bioimpedance and Bioelectricity Basics (2008, Academic Press), pp. 110-112], most of the voltage is applied to fairly thin low-impedance layers, the total thickness of which is 75-150 microns (for the skin of palms and feet - 400-600 microns) ["Private histology of man" Bykov V.L. Sotis, St. Petersburg, 1999, pp. 56-57], therefore, even with relatively small amplitudes of stimuli (30-50 V), the electric field strength in these layers of the skin reaches

Figure 00000003
Figure 00000003

что приводит к нелинейным эффектам на тканевом уровне. Кроме того, нелинейные эффекты возникают и на уровне клеточных мембран - так называемая обратимая электропорация [Damijan

Figure 00000004
«Handbook of Electroporation» 2017 Springer Nature стр. 667-668)] и электропермеабилизация [Damijan Miklavcic at all «Handbook of Electroporation» (2017 Springer Nature), стр. 1170].which leads to non-linear effects at the tissue level. In addition, nonlinear effects occur at the level of cell membranes - the so-called reversible electroporation [Damijan
Figure 00000004
"Handbook of Electroporation" 2017 Springer Nature pp. 667-668)] and electropermeabilization [Damijan Miklavcic at all "Handbook of Electroporation" (2017 Springer Nature), p. 1170].

Фиг. 11÷22 представляют осциллограммы стимулов аппарата СКЭНАР-1-НТ на тканях реального биологического объекта (коже) для тестирующей серии стимулов с энергией, увеличивающейся с шагом 5 единиц от 1 до 55 (из всего 250). Как и ранее, на осциллограммах указаны значения положительных амплитуд первого и второго свободного колебаний, а также измеренное аппаратом СКЭНАР-1-НТ число полуволн колебаний. Результаты сведены в таблицу 2.FIG. 11 ÷ 22 show oscillograms of the stimuli of the SCENAR-1-NT apparatus on the tissues of a real biological object (skin) for a testing series of stimuli with energy increasing with a step of 5 units from 1 to 55 (out of a total of 250). As before, the oscillograms show the values of the positive amplitudes of the first and second free oscillations, as well as the number of half-wave oscillations measured by the SCENAR-1-NT apparatus. The results are summarized in Table 2.

Figure 00000005
Figure 00000005

Соотношение амплитуд первого и второго колебания растет с самого начала, тем не менее, вплоть до энергии 20 усл.ед. амплитуда второго колебания также растет. Затем, при энергиях 20÷30 усл.ед., амплитуда второго колебания не изменяется, а после 35 усл.ед. начинает падать, то есть происходит уже не относительное, а абсолютное падение амплитуды.The ratio of the amplitudes of the first and second oscillations grows from the very beginning, however, up to an energy of 20 conventional units. the amplitude of the second oscillation also increases. Then, at energies of 20 ÷ 30 conventional units, the amplitude of the second vibration does not change, and after 35 conventional units. begins to fall, that is, there is no longer a relative, but an absolute drop in amplitude.

Начиная с энергии 25 усл.ед. снижается и измеренное число полуволн.Starting with energy 25 conventional units. the measured number of half-waves also decreases.

Субъективные ощущения от воздействия в данном случае таковы:Subjective sensations from the impact in this case are as follows:

- до энергии 20÷25 усл.ед. воздействие не ощущается,- up to energy 20 ÷ 25 conventional units the impact is not felt,

- до энергии 45÷50 усл.ед. воздействие комфортное,- up to energy 45 ÷ 50 conventional units the effect is comfortable,

- начиная с энергии 50÷55 усл.ед. ощущения субкомфортные (то есть, уже неприятные, но вполне терпимые).- starting from energy 50 ÷ 55 conventional units sensations are subcomfortable (that is, already unpleasant, but quite bearable).

Появление ощущений соответствует энергии, при которой прекращается рост амплитуды второго колебания и начинается уменьшение числа колебаний.The appearance of sensations corresponds to the energy at which the growth of the amplitude of the second vibration stops and the number of vibrations begins to decrease.

Дискомфортные ощущения возникают, когда амплитуда второго колебания уменьшается по отношению к его максимальной амплитуде, зафиксированной при увеличении энергии на треть и более, а число колебаний становится меньше, чем при минимальной энергии.Discomfort occurs when the amplitude of the second vibration decreases in relation to its maximum amplitude, recorded with an increase in energy by a third or more, and the number of vibrations becomes less than with minimum energy.

Проведенные эксперименты на более, чем 10 здоровых людях разного возраста обоих полов указанную зависимость, в целом, подтвердили, несмотря на значительный индивидуальный разброс чувствительности (по величине энергии - более трех раз).Experiments carried out on more than 10 healthy people of different ages of both sexes, in general, confirmed the indicated dependence, despite the significant individual variation in sensitivity (in terms of energy - more than three times).

И снижение амплитуды, и уменьшение числа колебаний вызвано снижением добротности колебательного контура, включающего в себя ткани биологического объекта.Both a decrease in the amplitude and a decrease in the number of oscillations are caused by a decrease in the quality factor of the oscillating circuit, which includes the tissues of a biological object.

Импульсы в тестирующей серии следовали с частотой 90 Гц, поэтому длительность серии из 12 стимулов составилаThe impulses in the test series followed with a frequency of 90 Hz, so the duration of a series of 12 stimuli was

Figure 00000006
Figure 00000006

О том, что этот интервал времени достаточно краток по отношению к длительности формирования двойного слоя, свидетельствует практически неизменный период колебаний первого и последнего стимулов серии. Действительно, максимум второго колебания у первого стимула (с минимальной энергией, фиг. 11) отстоит чуть менее чем на 50 мкс от начала второй фазы, а у 12-го стимула (с энергией 55, фиг. 22) - на 55 мкс, то есть период колебаний изменился примерно на 10%.The fact that this time interval is rather short in relation to the duration of the formation of the double layer is evidenced by the practically unchanged oscillation period of the first and last stimuli of the series. Indeed, the maximum of the second oscillation in the first stimulus (with the minimum energy, Fig. 11) is slightly less than 50 μs from the beginning of the second phase, and in the 12th stimulus (with an energy of 55, Fig. 22) - by 55 μs, then there is a period of fluctuations changed by about 10%.

Количество стимулов в тестирующей серии для полного диапазона энергии (250 усл.ед.) и шага установки 5 усл.ед. составит 50, а длительность тестирующей серии стимулов в этом случае - 0,56 с. За это время параметры двойного слоя изменятся уже довольно значительно, что может повлиять на адекватность управления энергией. Поэтому, если ожидается высокие значения энергии (участки с толстой или слишком сухой кожей), следует использовать более высокую частоту. Аппарат СКЭНАР позволяет использовать частоты вплоть до 350 Гц, что сокращает длительность тестирующей серии почти вчетверо. Это обеспечивает уменьшение влияния подэлектродных электрохимических процессов на управление энергией электровоздействия.The number of stimuli in the test series for the full range of energy (250 conventional units) and the installation step of 5 conventional units will be 50, and the duration of the testing series of stimuli in this case is 0.56 s. During this time, the parameters of the double layer will change quite significantly, which can affect the adequacy of energy control. Therefore, if high energy values are expected (areas with thick or too dry skin), a higher frequency should be used. The SCENAR device allows the use of frequencies up to 350 Hz, which reduces the duration of the test series by almost four times. This ensures a decrease in the influence of electrochemical processes under the electrode on the control of the energy of electric impact.

Дальнейшее повышение частоты невозможно, поскольку длительность второй стадии стимулов (свободных колебаний) может достигать 2,2-2,3 мс, что с учетом максимальной длительности первой стадии (накачки) 0,5 мс дает предельный период следования 2,7-2,8 мс и, частоту, соответственно, 350-370 Гц.Further increase in frequency is impossible, since the duration of the second stage of stimuli (free oscillations) can reach 2.2-2.3 ms, which, taking into account the maximum duration of the first stage (pumping) of 0.5 ms, gives the limiting repetition period 2.7-2.8 ms and, frequency, respectively, 350-370 Hz.

Минимальная частота аппаратов СКЭНАР составляет 15, а в некоторых вариантах исполнения - 0,6 Гц. Длительность тестирующей серии в этих случаях может достигать 3 или даже 80 с. Такая продолжительность тестирования совершенно неприемлема, что ясно из фиг. 5 и 6, где за 5 с после установки электродов на кожу параметры колебаний изменяются в 2-4 раза. Поэтому для управления энергией на низких частотах следования, тестирующую серию стимулов следует подавать с повышенной частотой. Длительность серии не должна превышать 0,3-0,5 с, что для полного диапазона энергии дает минимальную частоту 100 Гц, а для наиболее часто использующегося диапазона энергий 50 усл.ед. - 30 Гц.The minimum frequency of SCENAR devices is 15, and in some versions - 0.6 Hz. The duration of the test series in these cases can reach 3 or even 80 s. This test duration is completely unacceptable, as is clear from FIG. 5 and 6, where within 5 s after the installation of the electrodes on the skin, the vibration parameters change 2-4 times. Therefore, to control the energy at low repetition rates, the test series of stimuli should be applied with an increased frequency. The duration of the series should not exceed 0.3-0.5 s, which for the full energy range gives a minimum frequency of 100 Hz, and for the most frequently used energy range 50 conventional units. - 30 Hz.

В некоторых случаях стимулы содержат мало колебаний (1-2) и измерять положительную амплитуду второго колебания, равно, как и изменение числа колебаний, невозможно. Осциллограмма реального стимула с единственным колебанием приведена на фиг. 19. Для таких стимулов оценка добротности ни по изменению числа фаз, ни по соотношению положительных амплитуд первого и второго колебаний, невозможна. В этом случае используют соотношение положительной (13) и отрицательной (14) амплитуд первого колебания.In some cases, the stimuli contain few oscillations (1-2) and it is impossible to measure the positive amplitude of the second oscillation, as well as the change in the number of oscillations. An oscillogram of a real stimulus with a single oscillation is shown in Fig. 19. For such stimuli, it is impossible to assess the quality factor either by the change in the number of phases or by the ratio of the positive amplitudes of the first and second oscillations. In this case, the ratio of the positive (13) and negative (14) amplitudes of the first vibration is used.

Иногда во время проведения процедуры выявляются области с повышенной чувствительностью, либо чувствительность повышается во время воздействия. В этом случае вновь запускают тестирующую серию стимулов с нарастающей энергией и вновь установливают энергию по вышеизложенному алгоритму. Также можно запускать формирование тестирующей серии стимулов и управлять энергией периодически.Sometimes during the procedure, areas with increased sensitivity are identified, or the sensitivity increases during exposure. In this case, the testing series of stimuli with increasing energy is started again and the energy is re-established according to the above algorithm. You can also trigger the formation of a test series of stimuli and control energy periodically.

В качестве индуктивного накопителя энергии может быть использована как собственно катушка индуктивности, так и трансформатор или автотрансформатор. Первый вариант наиболее прост в реализации, но не всегда может обеспечить необходимую гибкость в отношении требований к источнику питания и к параметрам стимулов. Применение автотрансформатора позволяет выбрать параметры основной обмотки в зависимости от источника питания, а дополнительная обмотка позволяет независимо от основной управлять параметрами стимулов (амплитудой и периодом колебаний). Трансформатор же, кроме того, обеспечивает гальваническую изоляцию цепей пациента от цепей питания.As an inductive energy storage device, both the inductor itself and a transformer or autotransformer can be used. The first option is the simplest to implement, but it may not always provide the necessary flexibility with respect to the requirements for the power supply and for the parameters of stimuli. The use of an autotransformer allows you to select the parameters of the main winding depending on the power source, and the additional winding allows, independently of the main one, to control the parameters of stimuli (amplitude and period of oscillations). The transformer also provides galvanic isolation of the patient circuits from the supply circuits.

Большинство традиционных методов электрофизиологии для повышения электропроводности кожи использует тем или иным образом увлажненные электроды. Предлагаемый способ применим в этих условиях, хотя при увлажнении снижается амплитуда воздействующих стимулов и сглаживаются нелинейные эффекты.Most traditional methods of electrophysiology use wetted electrodes in one way or another to increase the electrical conductivity of the skin. The proposed method is applicable under these conditions, although with humidification, the amplitude of the acting stimuli decreases and nonlinear effects are smoothed out.

Наиболее эффективен предлагаемый способ применительно к стимуляторам с сухими электродами.The proposed method is most effective in relation to stimulants with dry electrodes.

Заявленный способ осуществляют следующим образом. Устанавливают параметры воздействия (количество стимулов в пачке, задержку между ними, частоту следования пачек стимулов, модуляции и т.д.). Устанавливают предельный уровень энергии. (Например, для работы на лице, с детьми, для тонкой кожи или у людей с повышенной чувствительностью к электровоздействию этот уровень в диапазоне 30-50 усл.ед. Для работы на спине, подошвах ног, для вывода из шокового состояния - 150-250 усл.ед.) Аппарат рассчитывает частоту следования стимулов в тестирующей серии, чтобы длительности серии не превышала 0,3-0,5 с.The claimed method is carried out as follows. The parameters of the impact are set (the number of stimuli in the burst, the delay between them, the repetition rate of the bursts of stimuli, modulation, etc.). Set the limit for the energy level. (For example, for work on the face, with children, for thin skin or for people with increased sensitivity to electrical effects, this level is in the range of 30-50 conventional units. For work on the back, soles of the feet, for getting out of a shock state - 150-250 units) The device calculates the repetition rate of stimuli in the testing series so that the duration of the series does not exceed 0.3-0.5 s.

Исходно аппарат формирует стимулы с минимальной энергией. Электроды прикладывают к кожному покрову в зоне воздействия. Сразу после обнаружения контакта с кожей формируют тестирующую серию стимулов с нарастающей энергией и с рассчитанной частотой следования. При этом оценивают изменение добротности колебаний (по изменению амплитуд колебаний или их количеству) и останавливают увеличение энергии в зависимости от терапевтической задачи. Для комфортного уровня воздействия - как только прекращается рост амплитуды второго колебания или число колебаний начинает уменьшаться. Если необходим субкомфортный уровень - как только число колебаний станет меньше, чем при минимальной энергии, или амплитуда второго колебания уменьшится более, чем на треть по отношению к ее максимуму, зафиксированному при увеличении энергии. После этого аппарат устанавливает заданные параметры воздействия и воздействие на зону производится в течение предписанного времени.Initially, the apparatus generates stimuli with minimal energy. The electrodes are applied to the skin in the affected area. Immediately after detecting contact with the skin, a testing series of stimuli with increasing energy and with a calculated repetition rate is formed. In this case, the change in the quality factor of the oscillations is assessed (by the change in the amplitudes of the oscillations or their number) and the increase in energy is stopped depending on the therapeutic task. For a comfortable level of exposure - as soon as the increase in the amplitude of the second oscillation stops or the number of oscillations begins to decrease. If a subcomfortable level is needed - as soon as the number of oscillations becomes less than at the minimum energy, or the amplitude of the second oscillation decreases by more than a third in relation to its maximum recorded with an increase in energy. After that, the device sets the preset parameters of the impact and the impact on the zone is carried out for the prescribed time.

При переходе к новой зоне (при перестановке электрода), в зависимости от методических рекомендаций по уровню воздействия, может проводиться повторная установка энергии, либо воздействие осуществляют с уже установленным уровнем.When moving to a new zone (when replacing the electrode), depending on the methodological recommendations on the level of exposure, the energy can be re-installed, or the exposure is carried out with an already established level.

При необходимости повторную установку энергии проводят, не отрывая электрода от кожи, вновь запуская формирование тестирующей серии стимулов с нарастающей энергией.If necessary, the re-installation of the energy is carried out without removing the electrode from the skin, again starting the formation of the testing series of stimuli with increasing energy.

Аппарат может формировать тестирующую серию стимулов с задержкой 0,1-1,0 секунды после обнаружения контакта с кожей. Тогда на протяжении указанного интервала времени аппарат продолжает подавать стимулы с минимальной энергией, что обеспечивает контроль контакта электродов с кожей.The device can form a testing series of stimuli with a delay of 0.1-1.0 seconds after detecting contact with the skin. Then, during the specified time interval, the apparatus continues to deliver stimuli with minimal energy, which ensures control of the contact of the electrodes with the skin.

Указанные расчеты могут быть выполнены микроконтроллером, обеспечивающим формирование стимулов, управление и отображение их параметров. Измерения амплитуды колебаний и их числа также могут быть выполнены этим микроконтроллером с использованием либо внутрикристалльной периферии, либо при помощи дополнительного аналого-цифрового преобразователя с быстродействием выше 1 мкс на измерение.These calculations can be performed by a microcontroller that provides the formation of stimuli, control and display of their parameters. Measurements of the amplitude of oscillations and their number can also be performed by this microcontroller using either on-chip periphery or using an additional analog-to-digital converter with a speed of more than 1 μs per measurement.

Промышленная применимостьIndustrial applicability

Предлагаемое изобретение может применяться для объективного управления уровнем энергии для различных стимуляторов, использующих двухстадийное формирования стимулов при помощи индуктивного накопителя энергии. Способ позволяет исключить затраты времени на ручную установку уровня энергии. Наибольший эффект от применения предлагаемого способа достигается за счет установки оптимального уровня энергии воздействия для некоммуникабельных пациентов.The proposed invention can be used to objectively control the energy level for various stimulants using a two-stage stimulus generation using an inductive energy storage device. The method eliminates the time spent on manually setting the energy level. The greatest effect from the application of the proposed method is achieved by setting the optimal level of exposure energy for non-communicative patients.

Claims (11)

1. Способ управления энергией электровоздействия, включающий формирование стимулов в две стадии с использованием индуктивного накопителя энергии, подачу указанных стимулов на ткани биологического объекта через электроды, возбуждение за счет указанного воздействия электрических колебаний в контуре, образованном индуктивностью указанного индуктивного накопителя энергии и импедансом указанных тканей, управление энергией электровоздействия в зависимости от реакции указанных тканей, отличающийся тем, что установку электродов на ткани биологического объекта производят при минимальной энергии стимулов, непосредственно после обнаружения контакта с упомянутыми тканями формируют тестирующую серию стимулов с нарастающей энергией, оценивают изменение добротности указанного контура при увеличении энергии упомянутых стимулов и при обнаружении падения указанной добротности увеличение энергии стимулов прекращают.1. A method for controlling the energy of electrical impact, including the formation of stimuli in two stages using an inductive energy storage device, the supply of these stimuli to the tissues of a biological object through the electrodes, excitation due to the specified effect of electrical oscillations in the circuit formed by the inductance of the indicated inductive energy storage device and the impedance of these tissues, control of the energy of electric impact depending on the reaction of these tissues, characterized in that the installation of electrodes on the tissue of a biological object is performed with a minimum energy of stimuli, immediately after contact with the said tissues is detected, a test series of stimuli with increasing energy is formed, the change in the quality factor of the specified circuit is assessed with increasing energy of the mentioned stimuli and when a drop in the specified quality factor is detected, the increase in stimulus energy is stopped. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в течение 0,1-1 с после обнаружения контакта продолжают подачу стимулов с минимальной энергией, а тестирующую серию стимулов с нарастающей энергией формируют спустя указанный интервал времени.2. The method according to claim 1, characterized in that within 0.1-1 s after the contact is detected, the stimuli with the minimum energy are continued, and the testing series of stimuli with increasing energy is formed after the specified time interval. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что тестирующую серию стимулов с нарастающей энергией формируют с частотой следования от 30 до 350 Гц.3. The method according to claim 1, characterized in that the test series of stimuli with increasing energy is formed with a repetition rate from 30 to 350 Hz. 4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что добротность контура оценивают по соотношению амплитуд одной полярности двух колебаний.4. The method according to claim 1, characterized in that the quality factor of the circuit is estimated by the ratio of the amplitudes of one polarity of the two oscillations. 5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что добротность контура оценивают по соотношению положительной и отрицательной амплитуд одного колебания.5. The method according to claim 1, characterized in that the quality factor of the circuit is estimated by the ratio of the positive and negative amplitudes of one vibration. 6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что добротность контура оценивают по количеству колебаний.6. The method according to claim 1, characterized in that the quality factor of the circuit is estimated by the number of oscillations. 7. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в течение процедуры электровоздействия повторно формируют тестирующую серию стимулов с нарастающей энергией, оценивают изменение добротности при увеличении энергии упомянутых стимулов и при обнаружении падения указанной добротности увеличение энергии стимулов прекращают.7. The method according to claim. 1, characterized in that during the procedure of electric exposure, a test series of stimuli with increasing energy is re-formed, the Q-factor change is assessed with an increase in the energy of said stimuli, and when a drop in said Q-factor is detected, the increase in the stimulus energy is stopped. 8. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве индуктивного накопителя энергии используют катушку индуктивности.8. The method according to claim 1, characterized in that an inductance coil is used as an inductive energy storage device. 9. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве индуктивного накопителя энергии используют трансформатор.9. The method according to claim 1, characterized in that a transformer is used as an inductive energy storage device. 10. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве индуктивного накопителя энергии используют автотрансформатор.10. The method according to claim 1, characterized in that an autotransformer is used as an inductive energy storage device. 11. Способ по п. 1, отличающийся тем, что используют сухие электроды.11. The method according to claim 1, characterized in that dry electrodes are used.
RU2020124767A 2020-07-16 2020-07-16 Electric power energy control method RU2738164C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020124767A RU2738164C1 (en) 2020-07-16 2020-07-16 Electric power energy control method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020124767A RU2738164C1 (en) 2020-07-16 2020-07-16 Electric power energy control method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2738164C1 true RU2738164C1 (en) 2020-12-09

Family

ID=73792386

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020124767A RU2738164C1 (en) 2020-07-16 2020-07-16 Electric power energy control method

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2738164C1 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002009809A1 (en) * 2000-07-28 2002-02-07 Lorenz Biotech S.P.A. Apparatus for the treatment of vascular and orthopedic disorders by application of electrical pulses to the skin to modulate the neurovegetative system
RU2266762C2 (en) * 2003-11-18 2005-12-27 Общество с ограниченной ответственностью (ООО) "Интерра" Method and device for applying dynamic electrostimulation
RU2355443C1 (en) * 2007-07-23 2009-05-20 Александр Александрович Карасев Method of scanner-therapy

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002009809A1 (en) * 2000-07-28 2002-02-07 Lorenz Biotech S.P.A. Apparatus for the treatment of vascular and orthopedic disorders by application of electrical pulses to the skin to modulate the neurovegetative system
RU2266762C2 (en) * 2003-11-18 2005-12-27 Общество с ограниченной ответственностью (ООО) "Интерра" Method and device for applying dynamic electrostimulation
RU2355443C1 (en) * 2007-07-23 2009-05-20 Александр Александрович Карасев Method of scanner-therapy

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2645923C2 (en) Method of adaptive impact on a living organism (versions)
US11191443B2 (en) Detecting cutaneous electrode peeling using electrode-skin impedance
CN106604760B (en) Electrical stimulation equipment
JP2021184904A (en) Device and method for neuromodulation treatment
JP2008500086A (en) Electrotherapy equipment
JPH03505051A (en) Method and device for generating electrical pulses for biological stimulation
US20250099768A1 (en) Apparatuses and methods for setting an electrical dose
JP2025121913A (en) Under-eyelid therapeutic appliances and related systems, devices, and methods for treating dry eye
JP2006271689A (en) Stimulating apparatus and its control method
KR20170130998A (en) Frequency therapeutic apparatus
Broderick et al. Patient tolerance of neuromuscular electrical stimulation (NMES) in the presence of orthopaedic implants
RU2738164C1 (en) Electric power energy control method
Jelinek et al. Electric pulse frequency and magnitude of perceived sensation during electrocutaneous forearm stimulation
RU2722812C1 (en) Method of neural-like dynamic electric stimulation and device for implementation thereof
RU2355443C1 (en) Method of scanner-therapy
TWI888748B (en) Electrical stimulation method, electrical stimulation apparatus and computer-readable medium
US11534609B2 (en) Method of searching optimal zones for electropulse therapy (variants)
RU2645964C2 (en) Method for electrical exposure of living organism
US20250295913A1 (en) Using Alternating Electric Fields to Block Pain
RU2617197C1 (en) Method for treating patients with increased activity of regulatory systems
Stephan et al. Stapedius reflex in patients with an inner ear prosthesis
CN120571152A (en) Electrical stimulation device, electrical stimulation system and kit
Birlea et al. Identifying skin electrical properties using a standard neuromuscular electrical stimulation voltage pulse
Theron, EJ* & Vermeulen The utilization of transcutaneous electric nerve stimulation in post-operative lieus
JPH04135572A (en) Electric treating device for treating bone fracture