АППАРАТ ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ТРАНСКРАНИАЛЬНОЙ ЭЛЕКТРОСТИМУЛЯЦИИ МОТОРНОЙ КОРЫ ВО ВРЕМЯ СПОРТИВНЫХ ТРЕНИРОВОК

Область техники, к которой относится полезная модель
Полезная модель относится к аппаратам для электротерапии, а именно к аппаратам для электротерапии постоянным током, и предназначена для активации моторной коры головного мозга человека посредством транскраниальной электростимуляции постоянным током.
Уровень техники
Известно устройство для транскраниальной электростимуляции, которое содержит блок питания, регулятор тока, стабилизатор тока, генератор, усилитель, измеритель тока и электроды. Блок питания включает аккумуляторную батарею, преобразователь напряжения питания, компаратор, индикатор напряжения батареи и стабилизатор напряжения. В устройстве также имеются стабилизатор тока, переключатель и эквивалент нагрузки (RU 16826 U1, 2001).
Указанное устройство является не достаточно безопасным и обладает следующим недостатком. Приложение периодических электрических импульсов к мозгу может спровоцировать судорожный припадок, из-за чего его применение рекомендуется под присмотром медицинских специалистов, а характеристики электродов не позволяют осуществлять электростимуляцию моторной коры через волосяной покров.
Задачей полезной модели является создание безопасного аппарата транскраниальной стимуляции постоянным током, способного осуществлять электростимуляцию моторной коры через волосяной покров во время активной деятельности, в том числе спортивных тренировок. Раскрытие сущности полезной модели
Аппарат для транскраниальной стимуляции постоянным током моторной коры человека в соответствии с полезной моделью содержит блок питания, включающий отсек для сменных батарей питания, преобразователь напряжения питания, компаратор, индикатор напряжения батареи, регулируемый стабилизатор тока, источник опорного напряжения, шунт, усилитель токового шунта и электроды с губчатой поверхностью. Напряжение батареи поступает на преобразователь напряжения питания и через резистивный делитель напряжения на неинвертирующий вход компаратора. Далее преобразованное, стабилизированное напряжение питает регулируемый стабилизатор тока и источник опорного напряжения, напряжение с выхода которого в свою очередь поступает на вход регулируемого стабилизатора тока и инвертирующий вход компаратора. В свою очередь регулируемый стабилизатор тока питает электроды с губчатой поверхностью, в цепь питания которых для измерения, проходящего через них тока, включен шунт, напряжение с которого подается на усилитель токового шунта, напряжение с которого поступает на вход обратной отрицательной связи регулируемого стабилизатора тока. Выход компаратора соединен с индикатором напряжения батареи. Краткое описание чертежей
Блок-схема аппарата приведена на фиг. 1 1 - блок питания, включающий отсек для сменных батарей питания, 2 - преобразователь напряжения питания, 3 - регулируемый стабилизатор тока, 4 - компаратор, 5 - источник опорного напряжения, 6 - индикатор напряжения батареи, 7 - шунт, 8 - усилитель токового шунта, 9 - выносные электроды с губчатой поверхностью.
Осуществление полезной модели Аппарат работает следующим образом.
2
Напряжение питания со сменной батареи 1 подается на преобразователь напряжения питания 2 и через резистивный делитель на неинвертирующий вход компаратора 4. Преобразователь напряжения питания 2 преобразует меняющееся по мере разряда батареи напряжение (3-10 В) в стабилизированное 12 В, которое используется для питания регулируемого стабилизатора тока 3 и источника опорного напряжения 5. Напряжение с выхода источника опорного напряжения поступает на вход регулируемого стабилизатора тока 3 и на инвертирующий вход компаратора 4. Выход компаратора подключен к входу индикатора напряжения батареи 6. В результате, если напряжение батареи находится в пределах нормы, индикатор 6 светится, если батарея разряжена - свечение прекращается. Регулируемый стабилизатора тока 3 выдает на электроды с губчатой поверхностью 9 силу тока в диапазоне от 0,6 до 2 миллиампера, что является необходимой силой тока для эффективного и безопасного получения достоверных улучшений моторных функций при проведении процедуры. Сила тока корректируется пользователем в указанном диапазоне через изменение источника опорного напряжения 5, на задающий вход регулируемого стабилизатора тока 3. В цепь питания электродов с губчатой поверхностью 9 включен шунт 7, напряжение с которого подается на усилитель токового шунта 8, который передает напряжение на вход обратной связи регулируемого стабилизатора тока 3, что позволяет стабилизировать силу тока вне зависимости от сопротивления кожных покровов и тканей головы пользователя. Основу электродов 9 составляет токопроводящая резина, к который через гибкий шнур присоединен к выходу регулируемого усилителя тока 3. На токопроводящую резину нанесен двухмиллиметровый адгезионный силиконовый слой, на который в свою очередь накладывается поролоновая прокладка толщиной 5 мм, смачиваемая 0,5 мл физиологическим раствора. Электроды имеют площадь 20 см. Электроды такой структуры могут быть расположены на различные отделы головы пользователя, в том числе на области головы над моторной корой, надбровные области и другие области головы вне зависимости от наличия на них волосяного покрова. Конструкция губчатых электродов, а также принцип работы аппарата от сменной батареи позволяют осуществлять стимуляцию моторной коры во время активных действий, в том числе во время спортивных тренировок. Для осуществления одновременной стимуляции нескольких зон, на пример, левой и правой моторной коры, можно применить несколько электродов: два или более анода, устанавливаемых над стимулируемыми зонами и катод.
В аппарате сила тока стимуляции не зависит от сопротивления тканей головы пользователя и подводящих электродов, так как в аппарат введен регулируемый стабилизатор постоянного тока и диапазон регулировки тока через электроды ограничен в диапазоне от 0,6 до 2 мА. Данные показатели силы тока и отсутствие периодического воздействия электрическим током на моторную кору головного мозга пользователя делают прибор достаточно безопасным для самостоятельного применения пользователями без специального медицинского образования. Конструкция электродов с губчатой поверхностью, в отличие от гелевых электродов, позволяет стимулировать зоны головы, покрытые волосяным покровом, и улучшает электрический контакт электродов с головой пользователя, а вынесенное с помощью гибкого шнура подключение электродов может обеспечить размещение электродов для стимуляции других зон головного мозга. Использование для электрического питания аппарата блока сменных батарей обеспечивает защиту пользователя от поражения высоким напряжением бытовых сетей электроснабжения. Таким образом, вновь разработанным аппаратом успешно решается задача безопасности процедур и осуществления электростимуляции моторной коры постоянным током через волосяной покров.