МНОГОКАНАЛЬНЫЙ ЭЛЕКТРОСТИМУЛЯТОР

Многоканальный электростимулятор
Полезная модель относится к области медицинской техники и может использоваться в электростимулирующих устройствах преимушественно для лечения заболеваний, связанных с повреждениями опорно-двигательного аппарата, а также для повышения эффективности тренировок в спорте.
Известен многоканальный электростимулятор, содержащий угловые датчики, генератор импульсов, выходной каскад, накожные электроды, электронный ключ, триггер управления ключем, аналого-цифровой преобразователь, программируемый делитель частоты, распределитель импульсов, схему совпадения, регистр включения, цифро-аналоговый преобразователь и программируемый таймер (RU 2082452 С1, 1997). С помощью этого злектростимулятора осуществляется коррекция движений во время ходьбы путем электростимуляции ограниченного числа мышц, при этом в микропроцессорную систему вводят для каждой группы мьшц заданную программу.
Однако такой электростимулятор сложен по конструкции и не позволяет в полной мере проводить эффективную стимуляцию, он не дает возможности одновременной аналгезии и релаксации, а также проводить одновременно с процедурой регистрацию биохимических параметров.
Из известных устройств наиболее близким к предложенному является многоканальный электростимулятор, содержащий угловые датчики, соединенные с блоком стимулятора, включающим формирователь стимулирующих импульсов и выходной каскад, соединенный с накожными электродами (RU 2034578 С1, 1995). В этом электростимуляторе имеются два датчика синхронизации.
МПК7: A61N1/32
включающие угловые датчики, и несколько каналов стимуляции, в каждом из которых имеется блок регулируемой задержки, формирователь пачки СТИМУЛИРУЮЩИХ импульсов и выходной каскад с ДВУМЯ накожными электродами. Возможность авторегулировки пусковых импульсов при ходьбе с различными ритмами и тренировки отдельных групп мьппц в заданном темпе обеспечивают выполнение правильных движений пациента.
Однако этот электростимулятор также недостаточно эффективен и имеет недостаточно широкие функциональные возможности. Он имеет преимущественно не более восьми каналов стимуляции, что не позволяет проводить полноценную стимуляцию и ограничивает, в том числе такую возможность, как одновременную аналгезию и релаксацию. Этот электростимулятор не позволяет проводить биомеханический контроль за динамикой восстановления функции опоры и движения, В нем не предусмотрены автоматизированные настройка и контроль за проведением стимуляции.
Задача, рещаемая полезной моделью, заключается в создании многоканального электростимулятора, свободного от недостатков прототипа. Технический результат, обеспечиваемый полезной моделью, состоит в повышении эффективности и расширении функциональных возможностей многоканального электростимулятора.
Это достигается тем, что в многоканальном электростимуляторе, содержащем угловые датчики, соединенные с блоком стимулятора, включающим формирователь стимулирующих импульсов и выходной каскад, соединенный с накожными электродами, блок стимулятора содержит микропроцессор, соединенный с угловыми датчиками через аналого-цифровой преобразователь, и соединенный с микропроцессором блок контроля, выход которого соединен с дещифратором, совмещенным с формирователем стимулирующих импульсов, а выходной каскад выполнен в виде многоканального усилителя мощности, при этом микропроцессор через блок сопряжения соединен с персональным
компьютером.
Указанный выше технический результат обеспечивается всей совокупностью существенных признаков.
На чертеже показана структурная блок-схема предложенного многоканального электростимулятооа.
Он содержит блок стимулятора 1 и соединенные с ним угловые датчики 2. преимущественно в количестве двух, и накожные электроды 3. преимущественно в количестве 16-и пар. Блок стимулятора 1 содержит микропроцессор 4, который соединен с угловыми датчиками 2 через аналого-цифровой преобразователь 5, Микропроцессор 4 и аналого-цифровой преобразователь 5 выполнены преимущественно на одной микропроцессорной плате. Выходной каскад выполнен в виде многоканального (преимущественно 16-и канального) усилителя мощности 6, выходы которого соединены с накожными электродами 3, а входы - с выходами дещифратора с формирователем стимулирующих импульсов 7. Каждый из каналов многокагального усилителя мощности 6 преимущественно снабжен разделительным трансформатором. Блок дещифратора с формирователем стимулирующих импульсов 7 соединен с микропроцессором 4 и выходом блока контроля 8, который также соединен с микропроцессором 4. Соединение блока стимуляции 1 с угловыми датчиками 2 и накожными электродами 3 выполнено преимущественно через коммутационную коробку 9. Микропроцессор 4 соединен через блок сопряжения 10 с персональным компьютером 11. Б качестве последнего может использоваться и специализированная ЭВМ. Многоканальный электростимулятор содержит также блок питания (на чертеже не показан).
Угловые датчики 2 и накожные электроды 3 закрепляются на теле пациента посредством фиксирующего устройства (костюма). Угловые датчики 2 закрепляют в области коленных суставов. Накожные электроды 3 закрепляют в области необходимых мьппц в соответствии с индивидуальной для каждого пациента программой.
OZ и (. - 3 Стимуляция последовательностью однополярных импульсов прямоугольной формы по каждому каналу происходит в определенные фазы движения пациента, которые определяются положением угловых датчиков 2. Для каждого углового датчика 2 задаются пороговые значения угла, которые определяют четыре критических момента времени, соответствующие сгибанию и разгибанию правого угла и сгибанию и разгибанию левого угла. В качестве начала и окончания стимуляции индивидуально по каждому каналу можно задать любой из четырех критических моментов. Управление работой многоканального электростимулятора осуществляется посредством персонального компьютера 11 (верхний уровень) и микропроцессора 4 (нижний уровень). Верхний уровень задает пороговые значения углов, состояние каждого канала и параметры стимуляции по каждому каналу, в том числе моменты включения и отключения воздействия, частоту, длительность, амплитуду и полярность импульсов. Нижний уровень определяет в зависимости от сигналов угловых датчиков 2, по каким каналам должна осуществляться стимуляция (и в более общем случае - воздействие) в данный момент времени. Микропроцессор 4 обеспечивает управление многоканальным электростимулятором в реальном времени с длительностью такта управления около 700 мкс при максимальной длительности стимулирующего импульса 400 мкс. Блок контроля 8 генерирует случайное число, которое опрашивается микропроцессором 4, и сравнивает это число с тем, которое получено от микропроцессора 4. В случае их несовпадения блок контроля 8 блокирует дальнейщую выдачу импульсов, что позволяет избежать ощибок, например, из-за программных сбоев. Дешифратор с формирователем стимулирующих импульсов 7 по команде от микропроцессора 4 определяет номер канала и формирует на заданном входе многоканального усилителя мощности 6 сигнал заданной длительности и амплитуды. Частота следования импульсов различна в зависимости от режима работы (стимуляции
или релаксации мышц) многоканального электростимулятора. Многоканальный усилитель мощности 6 усиливает сигнал до необходимой величины (до 80 В).
Многоканальный электростимулятор позволяет обеспечить сочетание электростимуляции мышц, их релаксации и аналгезии болевых зон и суставов в ходьбе с одновременной регистрацией биохимических параметров. Это связано с применением двухуровневого управления с использованием программных средств и возможностью увеличения рабочих каналов.
Многоканальный электростимулятор, выполненный в соответствии с полезной моделью. имеет высокую эффективность и широкие функциональные возможности, превышающие эффективность и возможности известных аналогичных электростимуляторов, например ЭСМ-Зк, 11ЭСМ-2К (Россия), Tens (Япония) и др.