устройство для электрической стимуляции

Формула изобретения

1. Устройство для электрической стимуляции, содержащее блок питания и высокочастотный преобразователь, отличающееся тем, что в него введены блок формирования управляющих импульсов и группы электродов, а высоковольтный высокочастотный преобразователь выполнен в виде накопителя энергии, трансформаторов и выходных блоков, входы которых соединены с выходами трансформаторов, входы которых соединены с выходом накопителя энергии, первый вход которого соединен с блоком формирования управляющих импульсов, а второй - с первым выходом блока питания, второй вход которого соединен с входом блока формирования управляющих импульсов, при этом электроды выполнены в форме групп расположенных один в другом замкнутых проводящих концентрических колец с расположенными в центрах симметрии активным и индифферентным электродами, причем активные и индифферентный электроды подключены к первому выходному блоку, а электроды в форме концентрических колец подключены попарно к остальным вьходним блокам.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что снабжено одной группой электродов в виде замкнутых проводящих концентрических колец.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области медицины, а именно к физиотерапии.

Известен способ фокусировки магнитного воздействия с помощью восьмерко-образного электрода /"A Guide to Magnetic Nerve Stimulation", 1990, Whitland, Dyfed, United Kingdom./. Его недостаток в малой величине наведенного электрического поля в области воздействия по сравнению с воздействием электрическим током.

Известно устройство для накожного высоковольтного и высокочастотного электрического воздействия, содержащее блок питания и высоковольтный высокочастотный преобразователь / "Аппарат медицинский терапевтической электронизации "Корона"; Ливенцев Н.М. Ливенсон А.В. Электромедицинская аппаратура. М. Медицина, 1974/.

Его недостаток в малой глубине проникновения высокочастотного электрического поля и в травматичности воздействия вследствие отсутствия возможностей ограничения области воздействия поврежденными тканями.

Задачей изобретения является создание устройства для электрической стимуляции с активной фокусировкой воздействия.

Технический результат состоит в снижении травматичности и повышении эффективности лечебного воздействия.

Технический результат достигается тем, что устройство для электрической стимуляции, содержащее блок питания и высоковольтный высокочастотный преобразователь, дополнительно снабжено блоком формирования управляющих импульсов, накопителем энергии, выходными блоками, группами электродов, при этом блок питания сопряжен с накопителем энергии и блоком формирования управляющих импульсов, связанным с накопителем энергии, взаимодействующим через трансформаторы с несколькими выходными блоками и электродами, выполненными в форме групп, расположенных один в другом замкнутых проводящих концентрических колец с расположенными в центрах симметрии активным и индифферентным электродами, причем активный и индифферентный электроды подключаются к первому выходному блоку, а электроды в форме концентрических колец подключаются попарно к остальным выходным блокам.

Устройство может быть снабжено одной группой электродов в виде замкнутых проводящих концентрических колец.

Устройство может быть снабжено двумя группами электродов в виде замкнутых проводящих концентрических колец.

На фиг. 1. показана блок-схема устройства, где 1-блок питания, 2-блок формирования управляющих импульсов, 3-накопитель энергии, 4,5,6,7-трансформаторы, 8,9,10,11, выходные блоки, 12-19 электроды.

На фиг.2. показана принципиальная схема устройства, где цифрами отмечены соответствующие блоки.

Блок 1 предназначен для преобразования переменного напряжения сети в постоянное напряжение питания схем.

Блок формирования управляющих импульсов 2 предназначен для задания частоты электрической стимуляции пациента и подключения накопителя энергии 3 к источнику питания 1.

Накопитель энергии 3 с трансформаторами 4-7 и выходными блоками 8-11 служит для преобразования энергии источника питания 1 в короткие высоковольтные импульсы электрической стимуляции.

Электроды 12-19 подключаются к выходным блокам в соответствии со схемой, показанной на фиг. 3. для электрического воздействия на непрерывные ткани зрительного тракта или другие структуры головного мозга, и на фиг.4. для электрического воздействия на мышечные ткани. Особенности схем определяются характером пространственного неоднородного распределения удельных проводимостей в определенных участках головы или распределением удельных проводимостей в окрестности внешней поверхности спины, торса, верхней или нижней конечностей, которые могут быть объектами для лечебных электрических воздействий.

Так, рассматривая голову как неоднократный электрический проводник, можно выделить существенные по занимаемому объему анатомические области, отличающиеся высокой удельной проводимостью и, вместе с тем, расположенные на незначительном удалении от внешней поверхности, к которой прикладываются электроды для электрического воздействия. Это кожные покровы головы с расположенными в них сосудами русла наружной сонной артерии. Указанный слой охватывает сравнительно плохо проводящий ток фиксации головы и костную ткань черепной коробки, под которой непосредственно располагается и прилегает вплотную хорошо проводящий слой сосудов и ликвора. Ткани же головного мозга, омываемые ликвором, по сравнению с последним обладают более низкой удельной электрической проводимостью. Вместе с тем, в них можно выделить интрамуральные области с относительно высокой удельной проводимостью. Это заполненные ликвором желудочки мозга, а также области, располагающиеся вдоль черепномозговых нервов, в частности, зрительных нервов, и которые омываются ликвором и кровоснабжаются сосудами внутренней сонной артерии.

В связи со сказанным, изображенные на фиг.3. две группы электродов 12-19 в виде замкнутых проводящих концентрических колец и при соответствующей полярности подаваемого на них электрического напряжения создают в прилегающих тканях кожного покрова головы и проводящего слоя ликвора и сосудов, расположенных непосредственно под черепной коробкой, повышенное удельное эффективное электрическое сопротивление, благодаря которому ток электрического воздействия между активным и индифферентным электродами 12,13 будет, в основном, протекать через структуры интрамуральных тканей с повышенной удельной проводимостью, расположенные в окрестности активного и индифферентного электродов 12.13.

При электрическом воздействии на мышечные ткани спины, торса или конечностей, поверхностный проводящий кожный покров с сосудами электрически не изолирован от расположенных интрамурально мышц и сосудов, в связи с чем возможно использование меньшего числа электродов (из 14-19 в виде замкнутых проводящих концентрических колец) по сравнению с предыдущим случаем, которые в своей окрестности (при подаваемом напряжении в соответствии со схемой на фиг. 4. ) повышают удельное эффективное сопротивление прилежащих тканей, препятствуя тем самым растеканию тока между активным и индифферентным электродами 12,13 в моменты воздействия по анатомическим областям, не лежащим непосредственно под электродами 12,13.

Следует отметить, что при стимуляции нервных структур головы можно также использовать и электроды, показанные на фиг.4, однако они только частично позволяют сфокусировать электрическое воздействие по сравнению с электродами, показанными на фиг.3.

Использование при стимуляции высоковольтных одиночных импульсов с частотой следования порядка 1 Гц по сравнению с высокочастотным высоковольтным воздействием прототипа повышает глубину проникновения электрического поля в интрамуральные ткани в окрестности электродов 12,13.

Устройство работает следующим образом. Активный электрод 12, окруженный группой электродов 14,15 в виде замкнутых проводящих концентрических колец, прикладывается к поверхности кожи в области повреждения. Индифферентный электрод 13 с окружающей его группой электродов 16-19 (или без них) прикладывается с противоположной стороны подверженного стимуляции объекта. В частности, при стимуляции зрительного тракта активный электрод 12 с окружающей его группой электродов 14,15 прикладывается к веку глаза, а индифферентный электрод 13 с окружающей его группой электродов 16-19 прикладывается к затылку в области зрительных бугров. После включения стимулятора одиночные импульсы с длительностью порядка 10-100 мк сек, частотой порядка 1 Гц и амплитудой порядка 1 киловольта подаются синхронно на выходные блоки, к которым подключены в соответствии с вышеуказанными схемами активный и индифферентный электроды 12,13, а также группы электродов 14,15 и 16-19 в форме замкнутых проводящих концентрических колец. Сеансы стимуляции по 10 мин. проводятся ежедневно в течение 10-15 дней.

Таким образом, использование предлагаемого устройства повышает эффективность и снижает травматичность электрического воздействия за счет его фокусировки на поврежденные интрамуральные структуры, позволяя тем самым сократить количество подаваемого заряда и его воздействие на окружающие ткани и структуры.