ЭЛЕКТРОСТИМУЛЯТОР

Изобретение относится к медицине, а именно к электростимуляторам, обеспечивающим возбуждение биологической ткани, в том числе мышц и элементов нервной системы посредством воздействия на них электрическими импульсами.
Целью изобретения является создание простого электрического стимулятора, обладающего высокой надежностью, достоверностью получаемых результатов и безопасностью.
Известен стимулятор (патент 1819632А1, 5 A 61 N 1/36), содержащий задающий генератор и формирователь длительности и амплитуды стимулирующих импульсов, делители частоты, элемент ИЛИ и элемент И. Недостатком этого устройства является повышенная сложность в управлении и настройке, а также то, что при воздействии этим стимулятором на биологическую ткань возникает ее поляризация. К недостаткам также относится отсутствие индикатора о генерации стимулирующих импульсов.
Суть разработанного устройства заключается в том, что стимуляция биологической ткани осуществляют последовательностью из пар импульсов противоположной полярности с амплитудой и длительностью подобранными таким образом, чтобы поляризационный эффект первого импульса нивелировался деполяризационным эффектом следующим за ним без временного интервала второго импульса. Промежуток между этими парами импульсов подбирается достаточно длительным, чтобы электрохимические свойства клеточных мембран успевали восстановиться, а с другой стороны, достаточно короткой, чтобы не затруднять диагностическую значимость эффектов стимуляции. Этим же требованиям отвечает и длительность импульса. Предложенное устройство предоставляет в реальном времени информацию о том, что стимулирующий импульс достиг биологической ткани. Например, в патенте 2008039 информация содержит только факт генерации импульсов в самом устройстве, а не то, что стимулирующие импульсы прошли через биологическую ткань. Предложенное устройство обладает максимальной простотой управления, что особенно важно в экстремальных условиях хирургической операционной. Поэтому на управляющую панель выведен только многопозиционный переключатель амплитуды тока импульсов.
Для настройки же частоты следования импульсов и их длительности предусмотрены удаленные от панели управления и заведенные под шлиц регулирующие элементы, например, переключатели или потенциометры, которые участвуют в предварительной регулировке прибора. С целью упрощения управлением прибора и увеличения надежности его работы включение питания осуществляется автоматически в момент подсоединения разъема стимулирующего электрода. Поскольку прибор часто применяется для стимуляции открытого спинного или головного мозга в устройстве с целью максимальной безопасности применен не связанный с общей электрической сетью автономный источник питания от батарей или аккумулятора.
Поставленная цель достигается тем, что электростимулятор, содержащий блок автономного питания, опорный генератор, формирующее устройство и стимулирующий электрод, отличается тем, что опорный генератор соединен с формирующим устройством выход которого соединен с отдельными преобразователями задающих импульсов в импульсы тока, соединенными с балансиром, при этом выходы преобразователей соединены со смесителем импульсов тока, на выходе которого включен регистратор тока, соединенный со стимулирующим электродом. А также устройство по п.1, отличающееся тем, что регистратор тока соединен со звуковым и световым индикаторами.
Устройство - электростимулятор (см. Фиг.1) содержит блок автономного питания - 1 (пути электропитания показаны условно), опорный генератор - 2, формирующее устройство - 3, преобразователи задающих импульсов в импульсы тока - 4, балансир - 5, смеситель импульсов тока - 6, регистратор тока - 7, стимулирующий электрод - 8, оптический индикатор - 9, звуковой индикатор -10. Все элементы выполнены на основе существующих схемных решений - см.:
- С. Шварц "Полупроводниковые схемы, справочник", Москва, 1962;
- Электростимулятор, а.с.1819632А1;
- Электростимулятор, а.с.1801515А1;
- Электростимулятор, а.с.1678387А1;
Устройство работает следующим образом. При подсоединении разъема стимулирующего электрода - 8 автоматически включается блок автономного питания - 1, При этом опорный генератор - 2 начинает
генерировать импульсы заданной длительности. Формирующее устройство - 3 на каждый импульс опорного генератора генерирует два импульса такой же длительности и сдвинутые друг относительно друга на эту же длительность так, что начало второго импульса совпадает с окончанием первого. Каждый из этих импульсов имеют свой выход на преобразователи задающих импульсов в импульсы тока - 4. Преобразователи задающих импульсов в импульсы тока регулируются балансиром первой и второй фазы бифазного импульса - 5. Эта регулировка осуществляется на биологическом объекте (например, на препарате кролика) так, чтобы вторая отрицательная фаза (или второй импульс) бифазного импульса была бы энергетически равна первой его фазе (первому импульсу). Два импульса тока поступают на смеситель импульсов - 6 на выходе которого уже формируется энергетически симметричный бифазный импульс. Через регистратор тока - 7 бифазный импульс поступает на стимулирующий электрод - 8. Цепь прохождения стимулирующего импульса такова: смеситель импульсов - регистратор тока - стимулируемая биологическая ткань. Если какое-то звено из этой цепочки будет иметь разрыв, то протекания импульса тока не будет. При сохранных звеньях этой цепочки потекут стимуляционные импульсы. Одновременно включатся сенсоры регистратора тока, которые подадут сигнал на оптический и звуковой индикаторы - 9 и 10, информируя, что через биологическую ткань протекают стимулирующие токи.
В неврологической практике, особенно во время хирургических операций использование сложных многофункциональных устройств для стимуляции биологической ткани в подавляющем числе случаев не оправдано. Именно электростимулятор, позволяющий дать срочную информацию о состоянии нервов или мышц наиболее необходим.
Опытный экземпляр неврологического пробника-стимулятора испытывается в Институте нейрохирургии им. акад. Н.Н. Бурденко более 15 лет. Использование этого неврологического пробника показало его высокую надежность и безопасность, а также удобство эксплуатации, особенно в экстремальных условиях нейрохирургической операционной.