RU2826920C1 - Устройство для транслингвальной нейростимуляции и способ независимой транслингвальной стимуляции - Google Patents
Устройство для транслингвальной нейростимуляции и способ независимой транслингвальной стимуляции Download PDFInfo
- Publication number
- RU2826920C1 RU2826920C1 RU2023115187A RU2023115187A RU2826920C1 RU 2826920 C1 RU2826920 C1 RU 2826920C1 RU 2023115187 A RU2023115187 A RU 2023115187A RU 2023115187 A RU2023115187 A RU 2023115187A RU 2826920 C1 RU2826920 C1 RU 2826920C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- electrode
- lingual
- tongue
- stimulation
- translingual
- Prior art date
Links
- 230000000638 stimulation Effects 0.000 title claims abstract description 45
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 31
- 230000001720 vestibular Effects 0.000 claims abstract description 11
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims abstract description 7
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 claims abstract description 7
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 claims abstract description 4
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims abstract description 3
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 claims abstract description 3
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 57
- 210000000214 mouth Anatomy 0.000 claims description 21
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 10
- 238000013461 design Methods 0.000 claims description 10
- 210000003128 head Anatomy 0.000 claims description 6
- 238000004088 simulation Methods 0.000 claims description 6
- 229920000122 acrylonitrile butadiene styrene Polymers 0.000 claims description 4
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 11
- 239000003814 drug Substances 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 210000004556 brain Anatomy 0.000 description 8
- 230000004936 stimulating effect Effects 0.000 description 7
- 210000003169 central nervous system Anatomy 0.000 description 6
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 230000006870 function Effects 0.000 description 4
- 206010008129 cerebral palsy Diseases 0.000 description 3
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 3
- 210000000256 facial nerve Anatomy 0.000 description 3
- 208000027765 speech disease Diseases 0.000 description 3
- 210000003901 trigeminal nerve Anatomy 0.000 description 3
- 208000027418 Wounds and injury Diseases 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 230000007177 brain activity Effects 0.000 description 2
- 210000000133 brain stem Anatomy 0.000 description 2
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 2
- 208000014674 injury Diseases 0.000 description 2
- 210000001640 nerve ending Anatomy 0.000 description 2
- 230000004007 neuromodulation Effects 0.000 description 2
- 230000008447 perception Effects 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 description 2
- 206010001497 Agitation Diseases 0.000 description 1
- 208000019901 Anxiety disease Diseases 0.000 description 1
- 206010013887 Dysarthria Diseases 0.000 description 1
- 208000019430 Motor disease Diseases 0.000 description 1
- 206010044565 Tremor Diseases 0.000 description 1
- 230000036506 anxiety Effects 0.000 description 1
- 201000007201 aphasia Diseases 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 210000003710 cerebral cortex Anatomy 0.000 description 1
- 210000003792 cranial nerve Anatomy 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 1
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 1
- 210000001932 glossopharyngeal nerve Anatomy 0.000 description 1
- 210000001169 hypoglossal nerve Anatomy 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 210000000412 mechanoreceptor Anatomy 0.000 description 1
- 108091008704 mechanoreceptors Proteins 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 210000003205 muscle Anatomy 0.000 description 1
- 210000004126 nerve fiber Anatomy 0.000 description 1
- 210000000653 nervous system Anatomy 0.000 description 1
- 210000001428 peripheral nervous system Anatomy 0.000 description 1
- 108020003175 receptors Proteins 0.000 description 1
- 238000012552 review Methods 0.000 description 1
- 210000005181 root of the tongue Anatomy 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 210000000697 sensory organ Anatomy 0.000 description 1
- 210000000278 spinal cord Anatomy 0.000 description 1
- 238000007920 subcutaneous administration Methods 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 230000009747 swallowing Effects 0.000 description 1
- 210000005182 tip of the tongue Anatomy 0.000 description 1
- 210000001186 vagus nerve Anatomy 0.000 description 1
Abstract
Группа изобретений относится к способу транслингвальной стимуляции, способу вестибулярной реабилитации и устройству для их осуществления. Устройство содержит соединенные гибким кабелем (3) наязычный электрод (1) и блок управления (2). Наязычный электрод содержит печатную плату с матрицей электродов радиально-секторной конструкции, микроконтроллерную сборку и акселерометр или гироскоп для регистрации показателей ускорения и положения в пространстве наязычного электрода. Контактные площадки наязычного электрода выполнены в виде дуг различного радиуса и длины, одинаковой ширины и увеличивающейся от центра к краям длины. Центральная контактная площадка матрицы электродов выполнена круглой. Блок управления выполнен в виде диска с закругленными краями большего диаметра и толщины, чем наязычный электрод. На лицевой поверхности блока управления расположена выемка для установки и удержания с помощью магнитов наязычного электрода. В режиме транслингвальной стимуляции подают серию электрических импульсов, которые выполнены с возможностью двигаться по матрице электродов по кругу по меньше мере в один ряд так, что один ряд двигается по часовой стрелке, а следующий ряд двигается против часовой стрелки. Движение импульсов происходит во всем секторе от центра к краям. Сектора или сектор могут двигаться по или против часовой стрелки. В режиме вестибулярной реабилитации фиксируют исходную точку нахождения наязычного электрода в пространстве. В исходном положении точка стимуляции находится в центре матрицы электродов. Осуществляют стимуляцию поверхности языка с помощью электрических импульсов, распределяющихся в пространстве по принципу смещения в сторону отклонения наязычного электрода от исходной точки в пространстве. При наклоне головы или тела целиком в одну из сторон точка стимуляции смещается в соответствующую сторону. Определяют направление и степень отклонения устройства от исходной точки за счет анализа показаний с акселерометра/гироскопа микроконтроллером. 3 н. и 5 з.п. ф-лы, 2 ил.
Description
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее техническое решение относится к области медицины, а именно к транслингвальному нейростимулятору предназначенному для стимуляции мозга, обучению техникам медитации и вестибулярной реабилитации и способу независимой транслингвальной стимуляции.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Речевые нарушения возникают в разном возрасте вследствие заболеваний или травм нервной системы и органов чувств. Речевые нарушения являются вторым по значимости и распространенности постинсультным дефектом: дизартрия развивается у 35,5% больных, перенесших инсульт; афазия – у 13,45% больных [1]. При детском церебральном параличе (ДЦП) речевые расстройства встречаются еще чаще – в 70-80% случаев [2].
В последнее время активно используются различные методики воздействия на структуры центральной и периферической нервной системы, участвующие в речевой продукции и воздействующие на процесс глотания. Одной из них является транслингвальная нейростимуляция (ТЛНС). Методика основана на неинвазивном воздействии на центральную нервную систему (ЦНС) через стимуляцию рецепторов языка.
Из уровня техники известен источник информации RU 2018130470 А, опубликованный 25.02.2020 и раскрывающий способ лечения тремора, в котором осуществляют электрическое воздействие на поверхность языка таким образом, чтобы осуществлялась стимуляция по меньшей мере афферентных нервных волокон тройничного и/или лицевого нервов, при одновременном выполнении пациентом, комплекса упражнений, направленных на нормализацию требуемого физического состояния или возможностей.
Предлагаемое решение отличается от известного из уровня техники тем, что в предлагаемом решении используется другая конструкция электрода и отличаются параметры выходного сигнала. Кроме того, в известном решении используют пакеты из трёх импульсов частотой 150-250КГц, в то время как заявленное решение имеет принцип действия не только с частотным, но и с пространственным распределением сигнала. Диапазон частот выходного сигнала составляет от 1Гц до 500Кгц, и в заявленном решении не используются пакеты импульсов, а используется пространственное распределение сигнала по поверхности электрода. Напряжение и ток выходного сигнала строго равны 5В и 10мА.
Также из уровня техники известен источник информации WO 2020/176015 A3, опубликованный 03.09.2020 и раскрывающий способ и устройство подачи электрических импульсов при транслингвальной нейростимуляции. Данное известное решение относится к стресс-менеджменту и направлено на повышение эффективности релаксации. Способ релаксации включает воздействие электрическими импульсами на поверхность языка таким образом, что импульсы сходятся или расходятся. При этом, в данном решении используются матрицы электродов с 5-ю концентрическими кругами, образованными кругами одинакового диаметра и одним кругом в центре. Концентрические круги состоят (от наибольшего к наименьшему) из 36, 24, 18, 12, 6 кругов равного диаметра.
Заявленное решение отличается от указанного выше конструкцией электрода, самим способом электростимуляции и назначением устройства. Так матрица заявленного решения состоит из восьми секторов, состоящих из дуг различного радиуса и увеличивающейся от центра к краям длины. Количество дуг в каждом секторе равно восьми. В центре матрицы имеется круглая одиночная контактная площадка. Способ воздействия заявленного решения также отличается от указанного в известном решении, а именно, если в известном решении способ релаксации включает воздействие электрическими импульсами на поверхность языка таким образом, что импульсы сходятся и расходятся, то в заявленном решении сигнал выводится поточечно, что обеспечивает отсутствие эффекта деления напряжения. Кроме того, сигнал имеет пространственно-временное распределение по матрице, формируя различные сценарии стимуляции и их комбинации. Назначение заявленного решения заключается во влиянии на функционирование головного мозга и может вызывать такие эффекты, как снижение его активности, повышение активности мозга, а также стимуляцию отдельных структур и тканей мозга.
Кроме того, из уровня техники известен патент US 6430450 B1, опубликованный 06.08.2002 и раскрывающий интерфейс типа «человек-машина» и представляющий собой массив электродов, размещающихся на языке, предназначенный для передачи данных от компьютера человеку. Устройство включает в себя сам массив электродов, приёмо-передающее устройство и несколько корпусов для установки массива внутри ротовой полости. Массив электродов в свою очередь может содержать колодцы, которые препятствуют прямому контакту между языком и электродом, обеспечивая изоляцию одного контакта массива электродов от другого. Кроме того, массив электродов может быть просто плоским и не содержать колодцев. Массив электродов может быть выполнен в виде гибкой печатной платы, содержащей пластину, соединённую с землёй электрической схемы стимулятора, обеспечивающей протекание электрического тока в цепи стимулятор – массив электродов – поверхность языка человека. Управляющий блок и батарея могут быть размещены как в ротовой полости, так и располагаться снаружи ротовой полости, соединяясь между собой кабелем. Также предусмотрено питание устройства, целиком расположенного внутри ротовой полости за счёт индукционной передачи электрической энергии. Управление подачей сигнала на матрице производится с помощью нескольких твердотельных переключателей, каждый из которых подключён к источнику импульсов и земле. На каждый контакт матрицы идёт отдельный отвод от мультиплексора, который в каждый момент времени соединяет контактную площадку либо с землёй, либо с источником импульсов. Изображение подаётся поточечно. И в каждый момент времени все кроме одной контактной площадки подключены к земле контура транслингвального стимулятора. Таким образом точка за точкой мультиплексоры соединяют контактную площадку с источником импульсов, который в свою очередь меняет свой сигнал на сигнал, соответствующий яркости или цвету соответствующей точки, транслируемой картинки.
Предлагаемое решение отличается от известного из уровня техники тем, что массив электродов, имеет радиально-секторную конструкцию, ни одна контактная площадка, которой не подключена к земле или линии питания постоянно. Сайты стимулирующего электрода имеют разный размер и выполнены в виде дуг различного диаметра и длины. Алгоритм вывода сигнала также отличается. При работе в заявленном решении в каждый момент времени все кроме двух сайтов имеют состояние входа (ток, протекающий по ним ничтожен, и пользователь его не ощущает), в то же время два сайта имеют состояние подтянут к плюсу питания контроллера и подтянут к земле соответственно. Таким образом повышается чёткость восприятия сигнала. Также в составе конструкции заявленного решения отсутствуют твердотельные переключатели, что существенно уменьшает габариты устройства, снижает его энергопотребление и повышает скорость вывода стимулирующего сигнала на язык. Алгоритм вывода сигнала на поверхность языка в заявленном решении задаётся программно и учитывает состояние поверхности языка. Это осуществляется за счёт измерения напряжения на входах аналого-цифрового преобразователя, подключённого к сайтам массива электродов равномерно распределённым по массиву электродов.
Также из уровня техники известен источник информации RU 2649512 В, опубликованный 03.04.2018 и описывающий систему для предоставления пациенту неинвазивной нейромодуляции, содержащую мундштук, содержащий удлиненный с неплоской внешней верхней поверхностью корпус с передней и задней областью, печатную плату с множеством электродов для подкожной стимуляции языка пациента, которая установлена в нижней части удлиненного корпуса, схему управления в верхней части удлиненного корпуса, необходимую для управления электрическими сигналами, кабель, подающий электрический ток к электродам через схему управления, контроллер. Первый конец кабеля прикреплен к передней части удлиненного корпуса, второй конец кабеля посредством соединителя соединен с контроллером. Контроллер содержит удлиненный U-образный элемент, выполненный с возможностью опираться на плечи пациента, на конце которого расположена колодка электронного разъема, внутри которого находится микроконтроллер, выполненный с возможностью отправки электрических сигналов управления на мундштук, определяющих амплитуду и длительность электрических сигналов, акселерометр для измерения уровня активности пациента.
Заявленное решение отличается не только конструкцией электрода, но и способом предоставления электрических импульсов. В заявленном решении используется система обратной связи, регистрирующая потенциалы на поверхности языка, а в указанном выше решении детекция прислонения языка. В заявленном решении система обратной связи используется для оценки состояния поверхности языка, чтобы защитить пациента от возможной травмы. В дополнение в заявленном решении используется АЦП и для управления режимом работы устройства или для управления внешними устройствами. Кроме того, заявленное решение содержит акселерометр/гироскоп, однако он служит не только для регистрации отклонения пациента от центральной оси, но в первую очередь для предоставления пациенту обратной связи в режиме реального времени. Такая обратная связь может использоваться для проведения вестибулярной реабилитации.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Технической задачей, на решение которой направлено заявленное техническое решение, является снижение уровня тревожности человека, ускорение процесса обучения медитации, обеспечение биологической обратной связи при вестибулярной реабилитации, в части передачи на язык информации о степени и направлении отклонения пользователя от исходной вертикальной оси.
Кроме того, настоящее изобретение предназначено для влияния на функционирование головного мозга, что вызывает такие эффекты, как снижение его активности, повышение активности мозга, а также стимуляцию отдельных структур и тканей мозга.
Кроме того, в составе конструкции заявленного решения отсутствуют твердотельные переключатели, что существенно уменьшает габариты устройства, снижает его энергопотребление и повышает скорость вывода стимулирующего сигнала на язык.
Техническим результатом, достигающимся при решении вышеуказанной технической задачи, является повышение эффективности коррекции восстановления утраченных моторных навыков, при прохождении реабилитации пациента.
Заявленный технический результат достигается за счет работы устройства для транслингвальной нейростимуляции, состоящее из наязычного электрода и блока управления, соединённых гибким кабелем, при этом наязычный электрод содержит печатную плату с матрицей электродов радиально-секторной конструкции, микроконтроллерную сборку, обеспечивающую вывод сигнала на матрицу электродов и акселерометр или гироскоп, регистрирующий показатели ускорения и положения в пространстве наязычного электрода, блок управления содержит микроконтроллер, модуль беспроводной связи, беспроводное зарядное устройство и аккумуляторную батарею, а на корпусе расположены две кнопки управления и индикаторный круг с RGB светодиодами, при этом устройство выполнено с возможностью работы в трех режимах:
- режим независимой транслингвальной стимуляции, в котором наязычный электрод устанавливается в ротовой полости пользователя так, чтобы матрица электродов была расположена на поверхности языка пользователя и данный режим представляет собой серию электрических импульсов, которые выполнены с возможностью двигаться по матрице электродов по кругу в один или несколько рядов, двигаться по кругу так что один ряд движется по часовой стрелке, а следующий ряд двигается против часовой стрелки, при этом движение импульсов происходит во всём секторе от центра к краям, а сектора или сектор могут двигаться по или против часовой стрелки;
- режим ретрансляции программы стимуляции, в котором наязычный электрод устанавливается в ротовой полости пользователя так, чтобы матрица электродов была расположена на поверхности языка пользователя и в данном режиме устройство переходит в режим приёма программы стимуляции, содержащей команды для микроконтроллера наязычного электрода по беспроводной связи;
- режим вестибулярной реабилитации, в котором наязычный электрод устанавливается в ротовой полости пользователя так, чтобы матрица электродов была расположена на поверхности языка пользователя и в данном режиме пользователь занимает исходное положение и с помощью функциональных кнопок на корпусе блока управления фиксирует исходную точку нахождения наязычного электрода в пространстве, получает стимуляцию поверхности языка с помощью электрических импульсов, распределяющихся в пространстве по принципу смещения в сторону отклонения наязычного электрода от исходной точки в пространстве, при сохранении неподвижного положения после фиксации исходного положения с помощью функциональных кнопок на корпусе блока управления точка симуляции находится в центре матрицы электродов, при наклоне головы или тела целиком в одну из сторон точка стимуляции смещается в соответствующую сторону, устройство определяет направление и степень отклонения устройства от исходной точки за счёт анализа показаний с акселерометра/гироскопа микроконтроллером, находящимся в корпусе блока управления.
В частном варианте реализации предлагаемого устройства, на боковой поверхности корпуса наязычного электрода имеется кабельный ввод из которого выходит гибкий кабель, соединяющий наязычный электрод с блоком управления.
В частном варианте реализации предлагаемого устройства, сайты стимулирующего электрода имеют разный размер и выполнены в виде дуг различного диаметра и длины, а центральный сайт матрицы электродов выполнен в виде круглой контактной площадки.
В частном варианте реализации предлагаемого устройства, корпус наязычного электрода выполнен из ABS пластика и является герметичным.
В частном варианте реализации предлагаемого устройства, на нижней поверхности корпуса наязычного электрода расположена матрица электродов.
В частном варианте реализации предлагаемого устройства, печатная плата встроена в корпус так что на поверхность выступает только матрица электродов, обратная сторона платы герметично закрыта корпусом.
В частном варианте реализации предлагаемого устройства, наязычный электрод выполнен в корпусе, имеющем форму диска с закруглёнными краями.
В частном варианте реализации предлагаемого устройства, блок управления выполнен в виде диска с закруглёнными краями, однако большего диметра и толщины, чем наязычный электрод и имеющим на своей лицевой поверхности выемку для установки и удержания с помощью магнитов наязычного электрода.
Кроме того, заявленный технический результат достигается за счет способа независимой транслингвальной стимуляции, выполняемый устройством для транслингвальной нейростимуляции, содержащий этапы, на которых:
• устанавливают в ротовой полости пользователя наязычный электрод, так, чтобы матрица электродов была расположена на поверхности языка пользователя;
• отправляют электрический импульс на матрицу электродов, причем электрические импульсы выполнены с возможностью:
- двигаться по матрице электродов по кругу в один или несколько рядов,
- двигаться по кругу так что один ряд движется по часовой стрелке, а следующий ряд двигается против часовой стрелки, при этом движение импульсов происходит во всём секторе от центра к краям, а сектора или сектор могут двигаться по или против часовой стрелки.
Кроме того, заявленный технический результат достигается за счет способа независимой транслингвальной стимуляции, выполняемый устройством для транслингвальной нейростимуляции, содержащий этапы, на которых:
• устанавливают в ротовой полости пользователя наязычный электрод, так, чтобы матрица электродов была расположена на поверхности языка пользователя;
• активируют режим приёма программы стимуляции, содержащей команды для микроконтроллера наязычного электрода по беспроводной связи.
Кроме того, заявленный технический результат достигается за счет способа независимой транслингвальной стимуляции, выполняемый устройством для транслингвальной нейростимуляции, содержащий этапы, на которых:
• устанавливают в ротовой полости пользователя наязычный электрод, так, чтобы матрица электродов была расположена на поверхности языка пользователя;
• фиксируют исходную точку нахождения наязычного электрода в пространстве;
• получают стимуляцию поверхности языка с помощью электрических импульсов, распределяющихся в пространстве по принципу смещения в сторону отклонения наязычного электрода от исходной точки в пространстве, причем при сохранении неподвижного положения после фиксации исходного положения точка симуляции находится в центре матрицы электродов, при наклоне головы или тела целиком в одну из сторон точка стимуляции смещается в соответствующую сторону;
• определяют направление и степень отклонения устройства от исходной точки за счёт анализа показаний с акселерометра/гироскопа микроконтроллером, находящимся в корпусе блока управления.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Признаки и преимущества настоящего технического решения станут очевидными из приводимого ниже подробного описания и прилагаемых чертежей.
Фиг. 1 – показан вариант осуществления устройства для транслингвальной нейростимуляции;
Фиг. 2 – изображены наязычный электрод и блок управления.
На всех фигурах, аналогичные номера ссылок должны пониматься как ссылающиеся на аналогичные части, компоненты и структуры.
ДЕТАЛЬНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В приведенном ниже подробном описании реализации изобретения приведены многочисленные детали реализации, призванные обеспечить отчетливое понимание настоящего изобретения. Однако, квалифицированному в предметной области специалисту, будет очевидно каким образом можно использовать настоящее изобретение, как с данными деталями реализации, так и без них. В других случаях хорошо известные методы, процедуры и компоненты не были описаны подробно, чтобы не затруднять понимание особенностей настоящего изобретения.
Кроме того, из приведенного изложения будет ясно, что изобретение не ограничивается приведенной реализацией. Многочисленные возможные модификации, изменения, вариации и замены, сохраняющие суть и форму настоящего изобретения, будут очевидными для квалифицированных в предметной области специалистов.
Транслингвальная нейростимуляция (TLNS) – высокоэффективный вид нейростимуляции (нейромодуляции), при котором воздействие на центральную нервную систему (ЦНС) осуществляется через электротактильную стимуляцию нервных окончаний кончика языка. Инновационная технология (работы ведутся немногим более 20 лет), показала впечатляющие результаты в реабилитации пациентов, страдающих от двигательных нарушений и проблем с мышлением. Транслингвальная нейростимуляция используется во многих ведущих клиниках страны. Огромный список исследований, научных работ, докладов, диссертаций, и выступлений на конгрессах неврологов представлен в конце этой статьи. Помимо впечатляющих устойчивых результатов преимуществами метода являются неинвазивность, безопасность, удобство и простота использования даже для ослабленных пациентов.
Язык – уникальное место для связи с мозгом. Сигнал от других участков тела поступает в мозг через спинной мозг. 10-15 тысяч невероятно плотно расположенных, высокочувствительных механо-рецепторов (нервных окончаний) языка, через тройничный и лицевой нервы (передние две трети языка) передают сигнал непосредственно в ствол головного мозга. На сегодня это возможно самый эффективный способ стимуляции непосредственно ствола головного мозга, приводящего к воздействию на всю ЦНС, в отличие от существующих методов магнитной, радиочастотной, электро нейростимуляций. Стоит отметить, ни один участок кожи не может почувствовать объект размером в 100 микрон. За доли секунды мы чувствуем маленький волосок, попавший к нам на язык. Пять из 12 черепных нервов связаны с языком. Языкоглоточный нерв (задняя треть языка), блуждающий нерв (корень языка), подъязычный нерв (мышцы языка) и уже упомянутые тройничный и лицевой нерв.
В заявленном техническом решении предлагается новый подход для проведения транслингвальной нейростимуляции.
Заявленное решение представляет собой совокупность устройства для проведения транслингвальной нейростимуляции и способов стимуляции через наязычный электрод.
Как показано на фиг. 1 устройство для проведения транслингвальной нейростимуляции обладает следующими признаками: корпус устройства состоит из двух частей: наязычного электрода (1) и блока управления (2), соединённых гибким кабелем (3).
Наязычный электрод (1) выполнен в корпусе, имеющем форму диска с закруглёнными краями диаметром 30 мм и высотой 10 мм, и содержит печатную плату с матрицей электродов (6) радиально-секторной конструкции, ни одна контактная площадка которой не подключена к земле или линии питания постоянно; микроконтроллерную сборку, обеспечивающую вывод сигнала на матрицу электродов (6) и акселерометр или гироскоп, регистрирующий показатели ускорения и положения в пространстве наязычного электрода (1). При том, печатная плата (6) встроена в корпус так, что на поверхность выступает только матрица электродов, обратная сторона платы герметично закрыта корпусом.
Сама матрица электродов состоит из 64 контактных площадок (сайтов), расположенных радиально в виде круга, состоящего из 8 секторов, состоящих из дуг различного радиуса и длин, но одинаковой ширины и увеличивающейся от центра к краям длины. В центре матрицы имеется круглая одиночная контактная площадка - центральный сайт массива электродов. При работе заявленного устройства для проведения транслингвальной нейростимуляции в каждый момент времени все кроме двух сайтов имеют состояние входа (ток, протекающий по ним ничтожен и пользователь его не ощущает), в то же время два сайта имеют состояние подтянут к плюсу питания контроллера и подтянут к земле соответственно. Таким образом повышается чёткость восприятия сигнала. В случае, если передача стимулирующего сигнала в данный момент времени не требуется – все сайты переводятся в положение подтянут к земле. Такая форма матицы электродов и конфигурация площадок позволяет не только эффективно проводить транслингвальную нейростимуляцию стимуляцию головного мозга человека, но и служить средством уменьшения сроков вестибулярной реабилитации, что обеспечивает повышение эффективности коррекции восстановления утраченных моторных навыков, при прохождении реабилитации пациента.
Причем на матрицу электродов (6) равномерно распределённые по всей площади выведены входы аналого-цифрового преобразователя (АЦП) микроконтроллера, находящегося в корпусе наязычного электрода (1). Полученные таким образом данные используются для оценки состояния поверхности языка и её чувствительности, что позволяет в реальном времени регулировать мощность стимулирующего сигнала. Это обеспечивает безопасность и комфорт при использовании заявленного устройства для проведения транслингвальной нейростимуляции. Кроме того, выведение входов АЦП на матрицу электродов (6) позволяет осуществлять управление режимами устройства и(или) управлять внешними устройствами по беспроводной связи при помощи движений языка пользователя.
На боковой поверхности корпуса наязычного электрода (1) имеется кабельный ввод (5) из которого выходит гибкий кабель (3), соединяющий наязычный электрод (1) с блоком управления (2). Корпус наязычного электрода (1) выполнен из ABS пластика и является герметичным. Печатная плата встроена в корпус так, что на поверхность выступает только матрица электродов (6). Обратная сторона платы герметично закрыта корпусом.
Блок управления (2) также выполнен в виде диска с закруглёнными краями, однако большего диметра и имеющим на своей лицевой поверхности выемку (8) (см. фиг. 2) для установки и удержания с помощью магнитов наязычного электрода (1). На гибком кабеле (3) имеется держатель кабеля (4), обеспечивающий удобную фиксацию кабеля на шее пользователя, а также позволяющий разместить блок управления (2) на столе или на полу. Прорезь, имеющаяся в держателе кабеля (4) позволяет легко и удобно фиксировать кабель (3) в виде петли и удерживать устройство на шее пользователя, регулировать комфортную длину кабеля, а также извлекать кабель (3), исключая его случайное тугое затягивание на шее пользователя.
При этом, блок управления (2) содержит микроконтроллер, модуль беспроводной связи, беспроводное зарядное устройство и аккумуляторную батарею, а на корпусе расположены две кнопки управления (9) и индикаторный круг с RGB светодиодами (10) и выполнен в корпусе (7) из ABS пластика.
Также в составе конструкции заявленного устройства для проведения транслингвальной нейростимуляции отсутствуют твердотельные переключатели, что существенно уменьшает габариты устройства, снижает его энергопотребление и повышает скорость вывода стимулирующего сигнала на язык.
Заявленное устройство для проведения транслингвальной нейростимуляции выполнено с возможностью работы в трех режимах:
- режим независимой транслингвальной стимуляции, в котором наязычный электрод устанавливается в ротовой полости пользователя так, чтобы матрица электродов была расположена на поверхности языка пользователя и данный режим представляет собой серию электрических импульсов, которые выполнены с возможностью двигаться по матрице электродов по кругу в один или несколько рядов, двигаться по кругу так что один ряд движется по часовой стрелке, а следующий ряд двигается против часовой стрелки, при этом движение импульсов происходит во всём секторе от центра к краям, а сектора или сектор могут двигаться по или против часовой стрелки;
- режим ретрансляции программы стимуляции, в котором наязычный электрод устанавливается в ротовой полости пользователя так, чтобы матрица электродов была расположена на поверхности языка пользователя и в данном режиме устройство переходит в режим приёма программы стимуляции, содержащей команды для микроконтроллера наязычного электрода по беспроводной связи;
- режим вестибулярной реабилитации, в котором наязычный электрод устанавливается в ротовой полости пользователя так, чтобы матрица электродов была расположена на поверхности языка пользователя, в данном режиме пользователь занимает исходное положение и с помощью функциональных кнопок на корпусе блока управления фиксирует исходную точку нахождения наязычного электрода в пространстве, получает стимуляцию поверхности языка с помощью электрических импульсов, распределяющихся в пространстве по принципу смещения в сторону отклонения наязычного электрода от исходной точки в пространстве, при сохранении неподвижного положения после фиксации исходного положения с помощью функциональных кнопок на корпусе блока управления точка симуляции находится в центре матрицы электродов, при наклоне головы или тела целиком в одну из сторон точка стимуляции смещается в соответствующую сторону, устройство определяет направление и степень отклонения устройства от исходной точки за счёт анализа показаний с акселерометра/гироскопа микроконтроллером, находящимся в корпусе блока управления.
Заявленное устройство обеспечивает повышение эффективности коррекции восстановления утраченных моторных навыков, при прохождении реабилитации пациента.
Кроме того, заявленное решение обеспечивает способ независимой транслингвальной стимуляции, выполняемый устройством для проведения транслингвальной нейростимуляции, и содержащий этапы, на которых:
• устанавливают в ротовой полости пользователя наязычный электрод, так, чтобы матрица электродов была расположена на поверхности языка пользователя;
• отправляют электрический импульс на матрицу электродов, причем электрические импульсы выполнены с возможностью:
- двигаться по матрице электродов по кругу в один или несколько рядов,
- двигаться по кругу так что один ряд движется по часовой стрелке, а следующий ряд двигается против часовой стрелки, при этом движение импульсов происходит во всём секторе от центра к краям, а сектора или сектор могут двигаться по или против часовой стрелки.
Способ ретрансляции программы стимуляции, выполняемый устройством для проведения транслингвальной нейростимуляции, и содержащий этапы, на которых:
• устанавливают в ротовой полости пользователя наязычный электрод, так, чтобы матрица электродов была расположена на поверхности языка пользователя;
• активируют режим приёма программы стимуляции, содержащей команды для микроконтроллера наязычного электрода по беспроводной связи.
Способ вестибулярной реабилитации, выполняемый устройством для проведения транслингвальной нейростимуляции, и содержащий этапы, на которых:
• устанавливают в ротовой полости пользователя наязычный электрод, так, чтобы матрица электродов была расположена на поверхности языка пользователя;
• фиксируют исходную точку нахождения наязычного электрода в пространстве;
• получают стимуляцию поверхности языка с помощью электрических импульсов, распределяющихся в пространстве по принципу смещения в сторону отклонения наязычного электрода от исходной точки в пространстве, причем при сохранении неподвижного положения после фиксации исходного положения точка симуляции находится в центре матрицы электродов, при наклоне головы или тела целиком в одну из сторон точка стимуляции смещается в соответствующую сторону;
• определяют направление и степень отклонения устройства от исходной точки за счёт анализа показаний с акселерометра/гироскопа микроконтроллером, находящимся в корпусе блока управления.
Следует обратить внимание, что всего 30 секунд транслингвальной нейростиммуляции языка обеспечивает повышенную возбудимость коры головного мозга на протяжении 6 часов.
В настоящих материалах заявки было представлено предпочтительное раскрытие осуществление заявленного технического решения, которое не должно использоваться как ограничивающее иные, частные воплощения его реализации, которые не выходят за рамки испрашиваемого объема правовой охраны и являются очевидными для специалистов в соответствующей области техники.
Источники литературы:
1. Кадыков А.С., Шахпаранова Н.В. Реабелитация после инсульта. М.: МИА, 2017; 83 с.
2. Реаббилитация детей с ДЦП: обзор современных подходов в помощь реабилитационным центрам/ Е.В. Семенова, Е.В. Клочкова, А.Е. Коршикова-Морозова, А.В. Трухачева, Е.Ю. Заблоцкис, М.: Лепта Книга, 2018. 584 с.
Claims (20)
1. Устройство для транслингвальной нейростимуляции, состоящее из наязычного электрода и блока управления, соединенных гибким кабелем, при этом наязычный электрод содержит печатную плату с матрицей электродов радиально-секторной конструкции, микроконтроллерную сборку, обеспечивающую вывод сигнала на матрицу электродов, и акселерометр или гироскоп, выполненный с возможностью регистрации показателей ускорения и положения в пространстве наязычного электрода, блок управления содержит микроконтроллер, модуль беспроводной связи, беспроводное зарядное устройство и аккумуляторную батарею, а на корпусе расположены две кнопки управления и индикаторный круг с RGB светодиодами, причем контактные площадки наязычного электрода выполнены в виде дуг различного радиуса и длины, одинаковой ширины и увеличивающейся от центра к краям длины, а центральная контактная площадка матрицы электродов выполнена круглой, на матрицу электродов выведены равномерно распределенные по всей площади входы аналого-цифрового преобразователя (АЦП) микроконтроллера, находящегося в корпусе наязычного электрода, блок управления выполнен в виде диска с закругленными краями большего диметра и толщины, чем наязычный электрод, и имеющего на лицевой поверхности выемку для установки и удержания с помощью магнитов наязычного электрода, при этом устройство выполнено с возможностью работы в трех режимах:
- режим независимой транслингвальной стимуляции, в котором наязычный электрод устанавливают в ротовой полости пользователя так, чтобы матрица электродов была расположена на поверхности языка пользователя, подают серию электрических импульсов, которые выполнены с возможностью двигаться по матрице электродов по кругу по меньше мере в один ряд так, что один ряд двигается по часовой стрелке, а следующий ряд двигается против часовой стрелки, при этом движение импульсов происходит во всем секторе от центра к краям, а сектора или сектор могут двигаться по или против часовой стрелки;
- режим ретрансляции программы стимуляции, в котором наязычный электрод устанавливают в ротовой полости пользователя так, чтобы матрица электродов была расположена на поверхности языка пользователя, и переходят в режим приема программы стимуляции, содержащей команды для микроконтроллера наязычного электрода по беспроводной связи;
- режим вестибулярной реабилитации, в котором наязычный электрод устанавливают в ротовой полости пользователя так, чтобы матрица электродов была расположена на поверхности языка пользователя, занимают исходное положение и с помощью функциональных кнопок на корпусе блока управления фиксируют исходную точку нахождения наязычного электрода в пространстве, осуществляют стимуляцию поверхности языка с помощью электрических импульсов, распределяющихся в пространстве по принципу смещения в сторону отклонения наязычного электрода от исходной точки в пространстве, при сохранении неподвижного положения после фиксации исходного положения с помощью функциональных кнопок на корпусе блока управления точка симуляции находится в центре матрицы электродов, при наклоне головы или тела целиком в одну из сторон точка стимуляции смещается в соответствующую сторону, устройство выполнено с возможностью определения направления и степени отклонения от исходной точки за счет анализа показаний с акселерометра / гироскопа микроконтроллером, находящимся в корпусе блока управления.
2. Устройство по п. 1, в котором на боковой поверхности корпуса наязычного электрода выполнен кабельный ввод, из которого выходит гибкий кабель, соединяющий наязычный электрод с блоком управления.
3. Устройство по п. 1, в котором корпус наязычного электрода выполнен из ABS пластика и является герметичным.
4. Устройство по п. 1, в котором на нижней поверхности корпуса наязычного электрода расположена матрица электродов.
5. Устройство по п. 1, в котором печатная плата встроена в корпус так, что на поверхность выступает только матрица электродов, обратная сторона платы герметично закрыта корпусом.
6. Способ независимой транслингвальной стимуляции, выполняемый устройством по любому из пп. 1-5, содержащий этапы, на которых:
• устанавливают в ротовой полости пользователя наязычный электрод так, чтобы матрица электродов была расположена на поверхности языка пользователя;
• отправляют электрический импульс на матрицу электродов, причем электрические импульсы выполнены с возможностью:
- двигаться по матрице электродов по кругу по меньшей мере в один ряд,
- двигаться по кругу так, что один ряд двигается по часовой стрелке, а следующий ряд двигается против часовой стрелки, при этом движение импульсов происходит во всем секторе от центра к краям, а сектора или сектор могут двигаться по или против часовой стрелки.
7. Способ по п. 6, в котором дополнительно:
• активируют режим приема программы стимуляции, содержащей команды для микроконтроллера наязычного электрода по беспроводной связи.
8. Способ вестибулярной реабилитации, выполняемый устройством по любому из пп. 1-5, содержащий этапы, на которых:
• устанавливают в ротовой полости пользователя наязычный электрод, так, чтобы матрица электродов была расположена на поверхности языка пользователя;
• фиксируют исходную точку нахождения наязычного электрода в пространстве;
• получают стимуляцию поверхности языка с помощью электрических импульсов, распределяющихся в пространстве по принципу смещения в сторону отклонения наязычного электрода от исходной точки в пространстве, причем при сохранении неподвижного положения после фиксации исходного положения точка симуляции находится в центре матрицы электродов, при наклоне головы или тела целиком в одну из сторон точка стимуляции смещается в соответствующую сторону;
• определяют направление и степень отклонения устройства от исходной точки за счет анализа показаний с акселерометра/гироскопа микроконтроллером, находящимся в корпусе блока управления.
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2826920C1 true RU2826920C1 (ru) | 2024-09-18 |
Family
ID=
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN119158182A (zh) * | 2024-11-19 | 2024-12-20 | 杭州神络医疗科技有限公司 | 舌肌刺激器 |
| RU237148U1 (ru) * | 2025-06-27 | 2025-09-11 | Виктор Львович Швецов | Устройство для билатеральной транслингвальной нейростимуляции языка |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2016089752A1 (en) * | 2014-12-03 | 2016-06-09 | Neurohabilitation Corporation | Devices for delivering non-invasive neuromodulation to a patient |
| US9833613B2 (en) * | 2014-12-03 | 2017-12-05 | Snoozeal Limited | Oral muscle training |
| RU2649512C1 (ru) * | 2014-12-03 | 2018-04-03 | Ньюрохэбилитейшн Корпорейшн | Системы и способы предоставления неинвазивной нейрореабилитации пациента |
| EP3071288B1 (en) * | 2013-11-19 | 2018-11-14 | The Cleveland Clinic Foundation | System for treating obstructive sleep apnea using a neuromuscular stimulator |
| RU2751884C1 (ru) * | 2020-01-28 | 2021-07-20 | Акционерное общество "ПК Альматек" | Система для предъявления электрических импульсов при транслингвальной нейростимуляции, устройство для предъявления электрических импульсов при транслингвальной нейростимуляции, печатная плата для такого устройства и способ изготовления такой платы |
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3071288B1 (en) * | 2013-11-19 | 2018-11-14 | The Cleveland Clinic Foundation | System for treating obstructive sleep apnea using a neuromuscular stimulator |
| WO2016089752A1 (en) * | 2014-12-03 | 2016-06-09 | Neurohabilitation Corporation | Devices for delivering non-invasive neuromodulation to a patient |
| US9833613B2 (en) * | 2014-12-03 | 2017-12-05 | Snoozeal Limited | Oral muscle training |
| RU2649512C1 (ru) * | 2014-12-03 | 2018-04-03 | Ньюрохэбилитейшн Корпорейшн | Системы и способы предоставления неинвазивной нейрореабилитации пациента |
| RU2751884C1 (ru) * | 2020-01-28 | 2021-07-20 | Акционерное общество "ПК Альматек" | Система для предъявления электрических импульсов при транслингвальной нейростимуляции, устройство для предъявления электрических импульсов при транслингвальной нейростимуляции, печатная плата для такого устройства и способ изготовления такой платы |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN119158182A (zh) * | 2024-11-19 | 2024-12-20 | 杭州神络医疗科技有限公司 | 舌肌刺激器 |
| RU237148U1 (ru) * | 2025-06-27 | 2025-09-11 | Виктор Львович Швецов | Устройство для билатеральной транслингвальной нейростимуляции языка |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP7541547B2 (ja) | 神経精神障害を治療するための装置、システム及び方法 | |
| US12064629B1 (en) | Non-invasive neuromodulation (NINM) for rehabilitation of brain function | |
| RU2686950C1 (ru) | Системы и способы предоставления неинвазивной нейрореабилитации пациента | |
| US20200230020A1 (en) | Method and apparatus for treating various neurological conditions | |
| ES2758365T3 (es) | Dispositivo para la neuroestimulación no invasiva por medio de ráfagas multicanal | |
| US8874220B2 (en) | Neurostimulation system, device, and method | |
| US8934967B2 (en) | Systems, methods and devices for treating tinnitus | |
| RU2393884C2 (ru) | Устройство для чрескожной стимуляции нерва человеческого тела | |
| JP6717824B2 (ja) | 様々な刺激系列による効果的な非侵襲性神経刺激のためのデバイスおよびソフトウェア | |
| US11247047B2 (en) | Electro-stimulation system for muscle location identification and therapeutic response enhancement | |
| CN117085248A (zh) | 一种治疗神经源性体位性低血压的经皮脊髓电刺激设备 | |
| Sharma et al. | Bidirectional telemetry controller for neuroprosthetic devices | |
| RU2826920C1 (ru) | Устройство для транслингвальной нейростимуляции и способ независимой транслингвальной стимуляции | |
| RU2297253C2 (ru) | Электростимулятор транскраниальный (варианты) и устройство для крепления электродов электростимулятора транскраниального | |
| CN120679064A (zh) | 用于改善睡眠障碍的电刺激产生装置及其方法 | |
| JP2025536251A (ja) | 経皮的耳介枝迷走神経刺激用ニューロ刺激装置およびシステム | |
| CN121130300A (zh) | 一种耳迷走神经刺激系统 | |
| UA131686U (uk) | Пристрій для забезпечення стимуляції нервової тканини | |
| AU2015264876A1 (en) | Devices, Systems and Methods for Treatment of Neuropsychiatric Disorders |