Реферат
Отчетсодержит с., рис., лит. ист., табл., прил.
Объектисследования – определение адекватной длительности стимулов электроанальгезии.
Предметисследования – блок автоматического управления длительностью стимулааппаратного комплекса для электроанальгезии.
Цельюисследования является разработка блока управления длительностью стимула, синтезэлектрической принципиальной схемы данного блока и программное моделирование.
Электроанальгезиянашла широкое применение в медицине, так решает одну из важнейших проблем –устранение болевого синдрома, который возникает в послеоперационный период, атакже при наличии хронических болевых синдромов. Это обусловило созданиеаппаратного комплекса, который, воздействуя на объект электрическим токомопределенной частоты понижает порог болевой чувствительности.
ЧРЕЗКОЖНАЯЭЛЕКТРОНЕЙРОСТИМУЛЯЦИЯ, ПОРОГ БОЛЕВОЙ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ, ЭЛЕКТРОАНАЛЬГЕЗИЯ,НОЦИЦЕПТОРЫ, АНТИНОЦИЦЕПТОРЫ, ЦЕНТРАЛЬНАЯ НЕРВНАЯ СИСТЕМА, НЕЙРОТРАНСМИТТЕРЫ,НЕЙРОМОДУЛЯТОРЫ, БИОТЕХНИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ЭЛЕКТРОАНАЛЬГЕЗИИ.
Содержание
Введение
1. Медико-техническоеобоснование
1.2 Физиологическое обоснованиеприменения электрического воздействия при лечении болевых синдромов
1.3.Биотехнические системыэлектроанальгезии. Теоретическое обоснование структуры и механизмов воздействия
2. Схемотехническое обоснование
2.1 Синтез структурной схемы
2.2 Синтез структурной схемы блока определениядлительности стимула для устройства электроанальгезии
2.2.1 Запоминающее устройство
2.2.2 Преобразователь «время – код»
2.2.3 Устройство управления
3. Расчетная часть
4. Моделирование схемы
5. Обзор аналогичных устройств
6. Патентные обзор
Заключение
Перечень ссылок
Приложение А
Приложение В
Приложение С
Приложение D
Введение
Впрактике современного здравоохранения широко используются медицинские системыэлектростимуляции органов и тканей. Технические устройства генерируют различныеэлектрические токи, которые, взаимодействуя с функциональными системамиорганизма, оказывают на него лечебное воздействие или дают информацию,используемую для постановки диагноза и в ходе дальнейшего лечения.
Лечебныеэффекты, возникающие при воздействие электричества на организм человека, былизамечены достаточно давно. Еще римские ученый Скриониус Ларгус ( 49 г. н. э. )прикладывал к телу больных электрическую рыбу «торпедо» для лечения головныхболей и подагры. Работы Л. Гальвани, опубликованные в 1791 г. и связанные спроблемой «живого электричества», изобретение А. Вольта первых химическихисточников тока, по существу, положили начало по изучению действияэлектрического тока на живые организмы. Однако первые ощутимые практическиерезультаты применения электрического тока в медицине появились лишь в начале 20века, когда прогресс в развитии науки и техники позволил создать аппараты,способные генерировать электрические токи необходимых характеристик и появилисьвысокочувствительные измерительные приборы, которые могли быть использованыбиоэлектрической активности, а уровень развития биологических наук в этотпериод времени позволил обоснованно применять эти средства в медицине. Внастоящее время методы электрического воздействия применяются практически вовсех областях медицины, как с лечебной, так и диагностической целью. Всоответствии с медицинской терминологией воздействие электрического тока наорганы и ткани стали чаще всего называть электрической стимуляцией, подчеркиваяпри этом то обстоятельство, что электрический ток в биологических тканяхвызывает усиление функциональной активности систем, органов и тканей. Наиболеевыражен этот эффект в возбудимых тканях: нервной и мышечной.
Электрическаястимуляция успешно сочетается с традиционной лекарственной терапией, а в рядеслучаев позволяет добиться лечебного эффекта там, где другие методы лечения недают положительного результата. Методы электростимуляции, применяемые вклинической медицине, зависят от конкретного объекта воздействия. Их можноразделить по функциональному признаку в соответствии с использованием вмедицине:
1. Электрокардиостимуляция( ЭКС );
2. ЭСжелудочно-кишечного тракта;
3. ЭС дыхания;
4. ЭС нервакаротидного синуса;
5. ЭС депрессорныхнервов;
6. ДиагностическаяЭС;
7. ПротивоболеваяЭС;
8. Центральнаяэлектроанальгезия;
9. Электроостеостимуляция;
10. Дефибриляция;
11. ЭС выделительныхорганов;
12. ЭС органов слухаи зрения;
13. ЭСопорно-двигательного аппарата;
14. Общаяэлектроанастеия.
Вданной работе более подробно рассматривается один из видов электростимуляции –электроанальгезия, основной задачей которой является ослабление или устранениеболевого синдрома, который возникает в послеоперационный период, при наличиихронических заболеваний и т.д.
Лечениехронических болевых синдромов по-прежнему остается одной из важнейших задач исложнейшей проблемой медицины. Боль представляет собой многоплановый феномен,который, сигнализирует об опасности повреждения, выполняет в организме информационныеи защитные функции, вместе с тем хроническая боль, истощая силы организма,снижая сопротивляемость, способствуя развитию осложнений, становится механизмомпатогенеза и основой для возникновения различных патологических нарушений.Хронические болевые синдромы являются одной из наиболее частых причиннетрудоспособности человека.
1. Медико-техническое обоснование
1.1 Физиологическое обоснование примененияэлектрического воздействия при лечении болевых синдромов
Лечениехронических болевых синдромов по-прежнему остается одной из важнейших задач исложнейшей проблемой медицины. Боль представляет собой многоплановый феномен,который, сигнализируя об опасности повреждения, выполняет в организмеинформационные и защитные функции, вместе с тем хроническая боль, истощая силыорганизма, снижая сопротивляемость, способствуя развитию осложнений, становитсямеханизмом патогенеза и основой для возникновения различных патологическихнарушений. Хронические болевые синдромы являются одной из наиболее частыхпричин нетрудоспособности человека. В СССР около 20 миллионов" людей, тоесть практически каждый пятый трудоспособный член общества, ежегодно страдалиот боли. Толькоиз-за хронической боли, связанной с заболеваниямиопорно-двигательного аппарата, от 10 до 30% взрослого населения надолговыбывают из сферы производства.
Защитнаяфункция боли может быть наиболее полно проанализирована с позиций теориифункциональных систем П. К. Анохина, согласно которой любая функциональнаясистема имеет однотипную структуру, ядром которой является системообразующийфактор — полезный приспособительный результат. При отклонении жизненно важнойфункции от необходимого уровня включается специальный рецепторный аппарат,широко представленный в организме. Рецепторы являются первым звеном формированиятак называемой обратной афферентации — физиологической обратной связи, играющейсигнальную роль в регуляции функций и в получении информации о результатахдействий, совершенных функциональной системой. Обратная афферентация являетсяосновой, которая определяет целенаправленную деятельность каждой функциональнойсистемы.
Дляудержания полезного результата на заданном уровне каждая функциональная системаимеет различные исполнительные механизмы, которые реализуются посредствомповеденческой, вегетативной, гуморальной регуляции. Эффекторный аппаратфункциональных систем является, в определенной степени, универсальным, т. к.одни и те же исполнительные механизмы могут быть включены для выполненияразличных функций организма. Системообразующий фактор каждой функциональнойсистемы обусловлен определенной биологической потребностью организма. Еслисчитать боль своеобразной отрицательной потребностью организма, то можно вестиречь, по крайней мере, о двух приспособительных результатах, которые могут бытьположены в основу построения концепции функциональной системы с участием боли:целостность покровных оболочек организма, т. е. защита от повреждающихвоздействий со стороны внешней среды, и необходимый уровень окислительныхпроцессов в тканях организма, т. е. защита от воздействия веществ, которыенарушают химические тканевые процессы, поддерживающие нормальнуюжизнедеятельность. Сформированная на такой основе функциональная система ссистемообразующим фактором — болью показана на рис.1.1. Под действием болевойимпульсации, возникающей в рецепторном аппарате и передаваемой по каналуобратной афферентации, в организме возникает ряд специфических инеспецифических реакций, направленных на устранение причин возникновения боли ивосстановление гомеостаза.
Данныереакции можно разделить на несколько характерных групп:
— двигательные реакции, связанные срефлекторной мышечной активностью, например, реакции «отдергивания»;
— эмоционально-поведенческие,связанные, например, со щажением больного органа, и социально-поведенческие,обуславливающие процесс лечения;
— вегетативные, вызывающие, например,расширение сосудов, усиление деятельности сердечно-сосудистой и дыхательнойсистем;
— гематологические, связанные сускорением свертываемости крови, лейкоцитозом;
— гуморальные, определяемые повышениемактивности гормонов;
— метаболические, вызывающие измененияобмена веществ.
Такимобразом, данная функциональная система, охватывающая практически все основныефизиологические процессы, целенаправленно защищает организм как от последствийболевого раздражения, так и от возможных его повторений. Оценка указанныхреакций организма на боль позволяет найти физиологические корреляты болевогораздражения, которые имеют информационную значимость при исследовании боли иметодов обезболивания.
Раздражители,вызывающие ощущение боли, могут быть различными по своей природе:механическими, химическими, электрическими, термическими. Кроме того, учеловека боль может вызываться эмоциональными и психическими факторами. Болевоеощущение в нормальных физиологических условиях формируется в результатераздражения сложной афферентной системы, включающей рецепторный аппарат,афферентные волокна, передающие ноцицептивную информацию, спинальные зоныпереключения, восходящие пути в структуры ЦНС.
/>
Рисунок.1.1- Функциональная система организма с участием боли.
Внастоящее время существует несколько теорий рецепции и восприятия боли.Наиболее традиционными являются теории специфичности Фрея и теориинеспецифического паттерна Гольдшейдера, предложенные в конце прошлого столетия.Согласно первой основную роль в рецепции боли играют неинкапсулированныесвободные нервные окончания, возбуждающиеся при повреждающих воздействиях.Вторая теория придает основное значение при формировании болипространственно-временному соотношению афферентных сигналов в нервныхпроводниках различного типа. Ни одна из этих теорий до настоящего времени неотвергнута, более того, они продолжают подкрепляться соответствующимиэкспериментальными и клиническими данными, а поэтому имеют право насуществование.
Крецепторам боли — ноцицепторам — относят низкопороговые и высокопорогосыесоматические рецепторы и терминали, передающие импульсацию по А-дельта иС-волокнам (по классификации Гассера), которые по механизму реагирования можноразделить на механорецепторы и хеморецепторы. Обработка ноцицептивных сигналовна уровне спинного мозга изучалась в работах Р. Мелзака и П. Уолла, явившихсяпо сути дела попыткой создать теорию боли, в которой, с одной стороны,учитывалась физиологическая специализация, а с другой — осуществлялся анализразличных по интенсивности импульсных потоков. Теория «воротного контроля» болиР. Мелзака и П. Уолла предполагает, что нейронный механизм задних роговспинного мозга (спинальные зоны переключения) осуществляет модуляцию потокаимпульсации, идущей от периферических волокон в ЦНС. Степень уменьшения илиувеличения передачи импульсации определяется соотношением активности волокон,несущих ноцицептивную и сенсорную импульсацию, а также влиянием тормознойнисходящей системы из высших структур мозга. Согласно модели «воротногоконтроля» боли (рис.1.2), афферентные волокна проводят импульсацию вжелатинозную субстанцию и в передаточные Т-клетки. Модулирующее влияние,оказываемое со стороны желатинозной субстанции на передачу импульсации черезТ-клетки, усиливается при возбуждении толстых волокон и уменьшается привозбуждении тонких. Однако «воротная» теория боли не смогла в полной мереобъяснить явлений, возникающих при развитии болевых синдромов и их лечении.Недостаток теории по мнению ряда авторов состоит в том, что в ней торможениепроведения болевой импульсации объясняется, главным образом, пресинаптическимимеханизмами на спинальном уровне, а центральному влиянию отводитсявторостепенная роль.
Открытиев середине 70-х годов эндогенной системы контроля болевой чувствительности, атакже выделение эндогенных веществ, выполняющих функции нейромодуляторовболевой импульсации — опиоидных пептидов (эндорфинов и энкефалинов), позволилираскрыть более тонкие механизмы формирования болевой чувствительности учеловека. В различных органах и тканях, в первую очередь в ЦНС, в структурахспинного мозга, в кишечнике, печени, предсердиях и др. были обнаружены так называемыеопиатные рецепторы, с которыми взаимодействуют эндорфины и энкефалины.Существуют, по крайней мере, два вида данных рецепторов: мю-рецепторы,чувствительные к морфинам, активность которых предопределяет болевуючувствительность, и дельтарецепторы, посредством которых регулируетсяэмоциональное поведение.
/>
Рисунок.1.2- Модель «воротного» контроля боли:
1— волокна большогодиаметра, 2 — волокна малого диаметра, 3 — желатинозная субстанция, 4 —Т-клетки, 5 — система центрального контроля, 6 — система действия
Всвете современных представлений формирование болевого ощущения у человекапроисходит в результате взаимодействия двух антагонистически функционирующихсистем организма — ноцицептивной и антиноцицептивной. Ноцицептивная система(НС) восходит от ноцицепторов к глубоким структурам мозга. НС содержит в своемсоставе нейрохимический аппарат генерации специфических и неспецифическихмедиаторов болевой передачи — нейротрансмиттеров (НТ), который, располагаясь походу путей, проводящих ноцицепцию, преимущественно сосредотачивается впереключающих структурах. Типичными НТ являются: ацетилхолин, норадреналин,серотин. В тех же зонах представлены рецепторы антиноцицептивной системы (АНС),тормозящей передачу болевой импульсации за счет генерации нейромодуляторов (НМ)(рис.1.3.). Экспериментальные и клинические работы последних лет показали, чтоболевые ощущения у человека обусловлены изменением динамического соотношениямежду уровнями НМ и НТ. АНС и НС в процессе продукции НМ и НТ оказываютсявзаимосвязанными, т. к. активация одной из систем приводит не только к усилениюее функционирования, но и вызывает торможение другой системы. При воздействииноцицептивного раздражителя происходит торможение структур АНС и затем снезначительной задержкой — активация НС. При хронических болевых синдромах АНСистощена, что характеризуется низким уровнем НМ. Активация НС в рамках данныхпредставлений может произойти без воздействий, угрожающих повреждением,например, вследствие угнетения активности АНС. Так, введение блокаторов НМведет к развитию гипералгезии, т. е. к уменьшению болевого порога ивозникновению спонтанных болевых ощущений. Активация АНС, вызывающаясрабатывание эндогенных механизмов антиноцицепции и приводящая к снижениюболевой чувствительности, происходит при различных видах воздействия наорганизм. Этими механизмами могут быть объяснены анальгетические феномены,возникающие при акупунктуре, вибрационной и звуковой стимуляции, при чрескожнойэлектронейростимуляции и стимуляции спинномозговых проводящих путей.
Всевышесказанное позволяет утверждать, что в ответ на болевое раздражение ворганизме возникает системная реакция, направленная на устранение раздражения ихарактеризующаяся возбуждением основных физиологических систем. Передачаболевого раздражения от ноцицепторов к структурам ЦНС, ответственным завосприятие боли, происходит под контролем двух эндогенных систем организма — НСи АНС, взаимосвязанных при своем функционировании. Модуляция афферентныхпотоков болевой импульсации возможна путем влияния на активность данных систем.Возбуждение сенсорных структур, связанных с областью болевого раздражения,возникающее при противоболевой электронейростимуляции, активирует АНС ивызывает соответственное изменение уровней НМ и НТ, приводящее к повышениюболевого порога. Данные механизмы могут быть использованы для объясненияпроцессов регуляции боли при электронейростимуляции сенсорных структур в ходепериферической электроанальгезии.
/>
Рисунок1.3 — Регуляция болевой чувствительности с участием АНС и НС
1.2 Биотехническая система электроанальгезии.Теоретическое обоснование структуры и механизмов воздействия
Созданиеновых эффективных аппаратных методов и технических средств для периферическойэлектроанальгезии представляет собой проблему, решение которой требуеткомплексного подхода и всестороннего учета ее технических, физиологических иклинических аспектов. Создание новой медицинской техники и аппаратных методовлечения должно опираться, с одной стороны, на возможности современныхтехнологий, а с другой, — на глубокое понимание явлений, происходящих привзаимодействии технических средств и живого организма. Изучение такоговзаимодействия невозможно без использования системного подхода, в соответствиис которым технические и биологические звенья должны рассматриватьсявзаимосвязанно в рамках единой биотехнической системы (БТС). Биотехническийсистемный подход становится в настоящее время методологической основой длясоздания эффективных аппаратных методов и технических средств, пригодных дляиспользования в медицине. Сформулированные в общей теории БТС принципывзаимного согласования параметров биологических и технических компонентовсистемы, целевой функции, управления и регулирования по биотехническому контуруобратной связи, позволяют определить пути создания такой аппаратуры иразработки эффективных методов лечебного воздействия.
Длярешения проблемы создания эффективных аппаратных методов и технических средствпериферической электроанальгезии ее следует рассмотреть с этих же позиций иразработать БТС нового типа — биотехническую систему электроанальгезии (БТСЭА), объединяющую в своем составе биологические и технические звенья,участвующие в процессе обезболивания под влиянием электростимуляции.
РаботаБТС ЭА строится на основе взаимодействия системы контроля болевойчувствительности организма человека, являющейся физиологической частью БТС, итехнического компонента системы, в задачи которого должны входить не толькоформирование лечебного воздействия, но и оценка состояния физиологическихпоказателей и диагностических признаков для управления параметрами воздействия.При развитии болевого синдрома система контроля болевой чувствительностивозбуждается потоком ноцицептивной импульсации из очага боли. Лечебное воздействиев виде стимулирующего электротока, создаваемого блоком воздействия, будетформировать поток сенсорной афферентации, поступающий на управляемый входсистемы контроля болевой чувствительности. Блок воздействия включает в себяканал согласования, содержащий возбуждаемые афференты, участки пассивнойпередачи тока воздействия, стимулирующие электроды, а также устройствоформирования электрического воздействия. Формирование управляющих сигналов,задающих параметры и режимы стимуляции, осуществляется на основе оценкифизиологических показателей и определения диагностического признака. Реализацияцелевой функции БТС, заключающаяся в минимизации отклонения диагностическогопризнака от нормы, осуществляется различными способами в зависимости отфункциональных особенностей использования аппаратуры.
Диагностическимпризнаком в БТС ЭА служит степень выраженности у пациента болевого синдрома,которая проявляется в виде болевых ощущений, а также в виде характерного сдвигафизиологических показателей, косвенно связанных с интенсивностью боли.
Привозникновении у пациента болевых ощущений управление параметрамиэлектронейростимуляции осуществляется врачом на основе клиническогообследования состояния больного, причем включение стимулов и установкавыбранного режима воздействия может происходить автоматически по программе,составленной с учетом индивидуальных особенностей проявления болевого синдрома.В определенных случаях, например, при лечении хронических болей, управлениепараметрами стимулов может осуществляться самим пациентом по инструкции врача.В случаях, когда контакт с пациентом в ходе лечения затруднен или вообщеневозможен, например, во время проведения хирургических вмешательств,единственным наблюдаемым проявлением болевого синдрома является изменениефизиологических показателей, отражающих состояние пациента. Для диагностикисостояния в этом случае в БТС ЭА необходимо ввести блоки измеренияфизиологических параметров и оценки показателей, дающие врачу информацию обэффективности электроанальгезии. В соответствии с вышеизложеннымструктурно-функциональная схема БТС ЭА приобретает вид, показанный на рис.1.4.Для БТС ЭА эндогенная регулировка болевой чувствительности осуществляется состороны двух систем организма: АНС и НС, связанных с зонами переключенияболевой чувствительности, находящимися на пути ноцицептивной импульсации отпериферии к структурам ЦНС, воспринимающим боль.
/>
Рисунок1.4 — Структурная схема БТС ЭА:
ПБЧ— переключение болевой чувствительности; Н — ноцицепторы; ФС — физиологическиесистемы; КС — канал согласования БТС; Э — электроды; ПБТ — пассивнаябиологическая ткань; СА — сенсорные афференты; ТЗ — технические звенья; ЗГ —задающий генератор; ФС — формирователь стимула; ВУ — выходной усилитель; БУ, БО— блоки управления и оценки; КН — клиническое наблюдение; ИФП — измерениефизиологических показателей; ОП — оценка показателей; ВП — выработка показаний
Биотехническийконтур управления образуется с помощью устройства генерации и формированиястимулирующего тока, воздействующего через электроды и участки тканей,передающие стимул на соответствующие сенсорные структуры. Ядром биологическогозвена БТС ЭА является зона управления болевой чувствительностью, происходящиепроцессы в которой за счет электрического воздействия определяют эффективностьобезболивания, достигаемого в результате функционирования биотехническогоконтура управления. Технические звенья, входящие в состав биотехническогоконтура управления в соответствии с функциональным назначением в БТС ЭА —возбуждением сенсорных афферентов — должны содержать каскады задающегогенератора, формирователя стимулов, выходного усилителя тока, а также блокуправления параметрами выходного тока стимула. Задающий генератор определяетчастоту следования стимулов и синхронизирует работу устройства, в формирователепроисходит задание формы стимула и его временных параметров (длительности, фронта,среза, заполнения и т.п.). Выходной усилитель задает необходимую амплитуду токастимулов и определяет условия согласования с электродами и биологическойтканью. Динамическое согласование параметров стимулирующего тока ибиологической ткани может быть достигнуто введением блока оценки условийстимуляции, осуществляющего обратную связь канала согласования БТС и блокауправления параметрами выходного тока. Блоки измерения физиологическихпараметров и оценки показателей входят в информационное звено БТС. В качествеизмеряемых параметров для оценки выраженности болевого синдрома и степениэлектроанальгезии могут быть выбраны:
параметрысердечно-сосудистой системы, являющейся надежным индикатором изменениясостояния организма — сердечный ритм, гемодинамические показатели, а такжепоказатели внешнего дыхания.
Структурноепостроение технических звеньев БТС ЭА в определенной степени зависит от областимедицинского применения. Аппаратура для индивидуального пользования поинструкции врача должна иметь минимум возможных вариаций ручных регулировокпараметров стимула и повышенную безопасность в работе. Для клиническогоиспользования блок управления может включать программное устройстводолговременного задания параметров. Информационные звенья целесообразно включатьв состав БТС в случаях интраоперационного обезболивания, когда контакт сбольным отсутствует. Таким образом, предложенная структура БТС ЭА являетсяфункционально полной для описания различных вариантов обезболивания путемпериферической электронейростимуляции сенсорных структур.
Основнымвопросом, определяющим эффективность функционирования БТС ЭА, являетсявыработка критериев формирования стимулирующего воздействия на основе анализапроцессов, происходящих в зоне регуляции болевой чувствительности биологическогозвена под действием управляющего воздействия. Данные критерии определяюталгоритм функционирования БТС, направленный на реализацию ее целевой функции.Анализ структуры БТС ЭА показывает, что существуют два уровня определенияискомых критериев. На уровне канала согласования БТС целесообразно определитькритерии выбора стимулирующего воздействия, обеспечивающие наибольшуюэффективность возбуждения соматических афферентов, а на уровне зоны регуляцииболевой чувствительности — критерии эффективной электроанальгезии.
Критерииканала согласования касаются выбора параметров и режимов стимуляции, формыстимулов, обеспечивающих высокую интенсивность импульсации в возбуждаемыхнервных структурах. Критерии зоны регуляции определяются на основе анализапроцессов в НС и АНС, определяющих уровень болевой чувствительности ворганизме. При синтезе сигнала воздействия для БТС ЭА необходим совместный учеткритериев обоих уровней, в результате чего создаются условия для эффективнойэлектроанальгезии. С точки зрения теории БТС задание подобных критериевявляется реализацией принципов адекватности и единства информационной среды.
Определениеданным путем характеристик и параметров стимулирующего воздействия позволяетпровести синтез структуры технического звена, в частности,электронейростимулятора на основе формирования требований к отдельным егоблокам, отвечающим конкретной технической реализации. Алгоритмыфункционирования технического звена целесообразно определить, исходя иззакономерностей изменения как параметров канала согласования БТС, так идинамики процессов, происходящих в зоне управления болевой чувствительностью,что необходимо для обеспечения эффективного функционирования БТС в целом.
ЯдромБТС электроанальгезии является зона управления болевой чувствительностью,процессы в которой определяют эффективность обезболивания, достигаемого за счетдействия биотехнического контура управления. Процессы, происходящие в зонеуправления под влиянием противоболевой электронейростимуляции, зависят отизменения уровней НМ и НТ в структурах АНС и НС и интенсивностей ноцицепции истимуляции. Это позволяет описать процесс формирования болевой чувствительностив зоне управления методом камерного моделирования, позволяющим рассматриватьпроцессы управления в биосистемах в терминах «вход-выход-состояние».
Подкамерой обычно понимается некоторый легко формализуемый элемент биосистемы, скоторым связано перемещение или преобразование отдельного ее компонента,имеющего количественную характеристику. Каждая камера биосистемы характеризуетсяодной переменной состояния, а биосистема в целом — вектором состояния.
Вкамерных моделях открытых биосистем в качестве входных и выходных переменныхиспользуются темпы изменения количества вещества или энергии на входе и выходебиосистемы, а в качестве переменных состояния — их уровни, регулирующие этитемпы. Такие представления отвечают закономерностям важнейших процессов вбиосистемах, описываемых с помощью обыкновенных дифференциальных уравнений,определяющих диффузионный и конвективный транспорт вещества, ферментативныереакции, воздействие активных веществ на органы и ткани, нейрогуморальныепроцессы.
Камернаямодель, в отличие от существующих качественных методов описания процессовформирования болевой чувствительности, позволяет установить зависимость междутемпами поступления входных переменных, в данном случае — ноцицепции исенсорной афферентации, и уровнями НТ и НМ, определяющими порог болевоговосприятия. Это дает возможность использовать данную модель не только дляанализа процессов регуляции болевой чувствительности, но и для определениянаиболее эффективных параметров и режимов воздействия на АНС с целью подавленияболевых синдромов.
Анализмодели позволяет определить требования к формированию стимулирующеговоздействия для эффективного подавления боли. В пределах линейности уравнениймодели увеличение амплитуды тока стимула ведет к повышению болевого порога. Этазависимость хорошо подтверждается клинически, однако в случае чрескожнойстимуляции возникновение электрокожных тепловых эффектов, сопровождающихсяболевыми ощущениями под электродами, ограничивает увеличение тока. Достижениеобезболивания при ограниченных амплитудах тока стимула возможно путемувеличения значения порога болевого раздражения, которое зависит от выбраннойформы стимулирующего тока.
Исследованиевозбудимости нервных волокон различного диаметра, ответственных за проведениеразличных видов чувствительности показывает, что дифференциация пороговсенсорного и болевого раздражения возрастает с укорочением длительности стимулаи увеличением крутизны его фронта. Таким образом, для повышения эффективностипротивоболевого воздействия необходимо выбирать стимулы с коротким фронтом,длительность которого не превышает единиц процентов от длительности стимула.Уменьшение длительности прямоугольного стимула ограничено величиной временирелаксации тока в тканях, окружающих возбудимую структуру, т. к. при дальнейшемукорочении стимула возрастает величина энергии, рассеиваемой в тканях.
Причрескожной электростимуляции требование уменьшения энергии, рассеиваемой втканях, усиливается, т. к. из-за падения амплитуды стимула при его передаче квозбудимому звену приходится значительно увеличивать ток, проходящий в ткани.Возникающие при этом чрескожные эффекты в значительной степени зависят отсоотношения составляющих, образующих частотный спектр стимула. Сравнениеразличных форм стимула для чрескожной электронейростимуляцииопорно-двигательного аппарата, а также электростимуляции мышц показывает, чтоуменьшение чрескожных эффектов в зоне расположения электродов при больших токахстимула достигается путем увеличения частоты основных спектральных компонентстимула, а также использования синусоидальных стимулирующих токов с частотойпорядка 3...5 кГц. Причем уменьшение частоты сопровождается усилениемболезненности под электродами, а значительное увеличение частоты приводит крезкому падению эффективности стимуляции.
Исследованиечрескожных эффектов действия тока показывает, что минимальные пороги болевыхощущений наблюдаются и области «низких» частот порядка десятков-сотен герц.Здесь же достш ают максимума термические эффекты, обусловленные потерямистимулирующего тока в тканях. С повышением частоты спектральных компонентстимулов увеличивается шунтирующее действие проводимости межэлектродного промежутка,что обуславливает падение напряжения стимулов на возбудимой структуре. Так,если для модели чрескожного импеданса воспользоваться трехзвенной электрическойэквивалентной схемой, то зависимость напряжения стимулов от частоты тока приметвид, показанный на рис. 1.5.
/>
Рис.1.5 — Частотные зависимости при синусоидальном стимуле: а — модуль напряжениястимула; б — экспериментальные пороги возбуждения;
в— пороги, рассчитанные для модели.
Здесьже показаны зависимости для порогов возбуждения М-ответов срединного нерва дляслучая чрескожной регистрации при воздействии стимулом, имеющимквазимонохроматический спектр, а также рассчитанная по модели каналавоздействия для условий эксперимента.
Сопоставлениезависимостей показывает, что для рассматриваемых условий стимуляции в области«верхних» частот, где происходит падение напряжения стимула, порог возбуждения,начиная с частот 10...15 кГц, удваивается и быстро растет. В области «средних»частот, там, где напряжение уменьшается не более, чем в 2 раза, порогивозбуждения оказываются минимальными.
Такимобразом, рассмотрение зависимостей чрескожных эффектов действия тока ихарактеристик возбудимости нервного волокна от частотных компонент воздействующеготока, с точки зрения критерия минимального порогового воздействия и уменьшенияноцицептивных эффектов под электродами, показывает существование области«средних» адекватных частот стимулирующего тока.
2.Схемотехническое обоснование
2.1Синтез структурной схемы
Формированиеадекватной длительности стимулов, при которой достигается минимизация пороговойэнергии стимуляции и поддерживание этих условий в процессе длительноговоздействия, требует контроля величины времени релаксации тока в зонерасположения электродов и введение управления в формирователь длительностистимулов. Структурная схема, реализующая данный принцип управлениядлительностью стимула, показана на рис. 2.1. Задающий генератор 1 определяетчастоту следования стимулов, длительность которых задается в управляемомформирователе 2, связанном через коммутатор 3 и усилитель 4 с электродами 5,расположенными на участке биологической ткани. Сигнал тактового генератора 6,синхронизированный с импульсами стимуляции, переводит устройство в режимуправления. В этом режиме на электроды 5 подается сигнал с формирователяизмерительного импульса 7, представляющий собой импульс с прямоугольнойогибающей. Возникающее на электродах под действием измерительного импульсаэкспоненциально возрастающее напряжение поступает на измеритель переходногопроцесса 8, который формирует временной интервал, соответствующий временинарастании входного напряжения, т.е. контролируемой величине времени релаксациитока. Для сохранения измеренного значения на весь период управления служитзапоминающее устройство 9, сбрасываемое в начале каждого такта управлениясигналом тактового генератора 6. Выход запоминающего устройства 9 черезустройство управления 10 связан с управляющим входом формирователя длительностистимула 2. Таким образом, длительность стимулов в режиме стимуляцииустанавливается в соответствии с измеренным значением времени релаксации тока втканях в предыдущем периоде управления. Период управления выбирается достаточнобольшим по сравнению с длительностью измерительного импульса и периодастимуляции. Для отслеживания изменений релаксационных свойств ткани в процессестимуляции достаточно выбрать период управления равным 2…4 с, а длительностьизмерительного импульса 1,5…2,0 мс. Достоинством данной схемы являетсяиспользование одной пары электродов для стимуляции и контроля параметров, чтоупрощает построение технического звена БТС.
/>
8
9
10
7
6 5 /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> />
Рисунок2.1 — Структурная схема автоматического управления длительностью стимула.
1. – задающийгенератор;
2. – управляемыйформирователь;
3. – коммутатор;
4. – усилитель;
5. – электроды;
6. – тактовыйгенератор;
7. – формировательизмерительного импульса;
8. – измерительпереходного процесса;
9. – запоминающееустройство;
10. – устройствоуправления.
2.2Синтез структурной схемы блока определения длительности стимула для устройстваэлектроанальгезии
Блокопределения длительности стимулирующего импульса для аппарата электроанальгезииявляется совокупностью трех блоков устройства для электроанальгезии, которыепредставлены под цифрами 8 -10 структурной схемы аппарата для ЭА (рис.2.1),упрощенная структурная схема приведена на рис.2.2. Более подробная структурнаясхема приведена в Приложении А.
/>
Рисунок2.2 — Структурная схема блока определения длительности стимула для устройстваэлектроанальгезии.
Измерительпереходного процесса представляет собой компаратор напряжения, которыйсравнивает между собой Uоп и Uизм, которые предварительно проходят через входные усилители.Далее сигнал поступает на запоминающее устройство, которое выполняет рольпреобразователя «время – код», после чего код в цифровом виде поступает наустройство управления.
Устройствоуправления предназначено для формирования кода длительности стимула длязадающего генератора и обеспечивает как автоматическую установку длительностистимула, так и ручную.2.2.1 Запоминающееустройство Запоминающее устройство, которое представлено вструктурной схеме, которая подробно рассмотрена в предыдущем пункте, подномером 9, является ничем иным, как преобразователем «время — код». Рассмотримболее подробно его структуру и принцип работы. 2.2.2Преобразователь «время — код»
Преобразователь «время – код » (ПВК) широко используется при построенииразличных автоматических систем радиотехнических, (дальномеры, высотомеры,радиолокация, радионавигация), при автоматизации научных исследований(например, физика плазмы), при построении информационно-справочных систем(например, для обслуживания спортивных соревнований) и т.д. В ряде случаев ПВКиспользуется в качестве промежуточных преобразователей, когда исходнаяаналоговая величина предварительно преобразуется во временной интервал, а затемвременной интервал – в код. Например, при преобразовании напряжения в код,частоты и фазы в код. Наконец, основные идеи построения ПВК используются припроектировании цифровых часов, широко распространенных в настоящее время.
Методэлектронного нониусапоказан на рис.2.3. Схема работает следующим образом. В исходном состояниитриггеры T1 и T2,а также первый и второй счетчики установлены в нуль. По сигналу старт –импульса начинается измерение временного интервала классическим методом. Посигналу стоп – импульса в момент времени t1 в первом счетчике формируется число N, триггер T2 устанавливается в единицу и запускает ГИ2с ударным возбуждением (рис.2.3.б), первый импульс которого совпадает со стоп –импульсом. Импульсы с периодом t2 от ГИ2начинают поступать на второй счетчик и на второй вход схемы И2, напервый вход которой приходят импульсы от ГИ1. В момент времени t2 импульсы ГИ1 и ГИ2 совпадают, аимпульсы с выхода И2 устанавливают в нуль триггер T2, который сорвет колебания ГИ2и тем самым прекратит поступление его импульсов во второй счетчик. В счетчике 2зафиксируется поправка DN,пропорциональная погрешность Dt2. Докажемсправедливость последнего утверждения. Пусть требуется на основании уравнения
d = t/m
уменьшитьмаксимальную погрешность Dt2 и значенийd. Тогда необходимо так выбрать t1 и t2,чтобы d = t1 — t2. Из рис.2.3.бследует, что Dt2 = pt1 — pt2 = pd, где p– число периодов t1 и t2, по прохождении которых произошло совпадение на схемеИ2 импульсов ГИ1 и ГИ2. При правильной работесхемы pm. Однако в счетчике 2 фиксируется нечисло интервалов p, а числоимпульсов l, прошедших в него и которыхоказывается на единицу больше, чем число интервалов p. Следовательно, p = l– 1, а Dt2 = pd = / l– 1/*d = DNd. Следовательно, соотношение дляподсчета значения временного интервала Txс учетом уменьшения погрешности Dt2, при допущении, что Dt1 = 0, на основании уравнения
TX = TX* — Dt1 + Dt2
выглядиттак:
TX=t1* N + S*DN.
Обычновеличина m = 10…100.
Увеличениеm в схеме электронного нониусаприводит к более жестким требованиям стабильности частоты генератора с ударнымвозбуждением ГИ2 и стабильности длительности импульсов t1 и t2, так как впротивном случае при p >m, что приведет к неверной оценкипогрешности Dt2.
ГИ1
&1 />
+1 CT2 1
2
C1 .
.
.
R 1 2n 2n />/>
/>/>/>/> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> />
/>
/>/>
+1 CT2 1
2
C1 .
.
.
R 2 2n />
S T2 R /> /> /> /> /> />
ГИ2 /> /> />
/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>
&2
/>
Рисунок 2.3.а. – Схема преобразователя «время — код»
/>
/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>И1 стоп.имп.
t1
ГИ2 Dt2
t2
pt2 совпадение
/>/>/> pt1
t1 и t2
Рисунок2.3.б. – Преобразование временного интервала в код
2.2.3 Устройство управления
Устройствоуправлении обеспечивает работу блока определения длительности стимула как вавтоматическом, так и в ручном режиме. В автоматическом режиме осуществляетсяпреобразование кода, полученного на выходе ПВК, в значение необходимое дляправильной работы генератора сигналов. В ручном режиме управлениеосуществляется при помощи нажатия кнопок, которыми можно изменить длительностьв диапазоне от 10 мкс до 630 мкс с шагом 20 мкс.
Блокавтоматического выбора длительности стимула состоит из компаратора напряжения иD-триггера, на управляющий входкоторого поступает сигнал с ВЧ генератора импульсов (f = 50 кГц).
Блокручного выбора длительности стимула состоит из коммутатора и НЧ генератораимпульсов (f = 5 Гц). Коммутатор является кнопочным идополнен схемой для устранения дребезга контактов кнопок.
После выбора режима работы сигнал с блока выбора длительностипоступает на мультиплексор. Далее данные с выхода мультиплексора поступают нареверсивный счетчик, направление счета которого определяется нажатием кнопки«+» или «-».
3Обзор устройств для электроанальгезии
В последние годы медицинская промышленность серийно выпускаетболее совершенную аппаратуру для электроанестезии (приборы«Элиман-101», «Элиман-206», «Дельта-102»,«ЭТНС-100-1», «ЭТНС-100-2» и др.), которая генерируетимпульсные токи частотой от 30 до 200 Гц. Токи таких параметров обладаютвыраженным седативным и анальгезирующим эффектом. Однако существенныминедостатками указанных токов являются быстро возникающая адаптация организма кним и закономерное уменьшение степени анальгезии. Кроме того, характерный дляэтих токов нагрев электродов в ряде случаев приводит к ожогам в результатеэлектролитической диссоциации в месте наложения электродов.
Аппарат«ЭЛИМАН-101»
Предназначендля чрескожной электроней-ростимуляции в условиях хирургических, реанимационныхи неврологических отделений лечебных учреждений, в родильных домах с целью:снятия послеоперационных болей, снятия острых посттравматических болей,обезболивания родов, лечения хронических нейрогенных, ангиогенных,вертеброгенных и онкогенных болевых синдромов. По своему построению аппаратотносится к первому типу конструкции электростимуляторов из функциональногоряда аппаратуры для периферической электроанальгезии.
Основныетехнические характеристики аппарата «ЭЛИМАН-101»:
Частотаследования пачек импульсов, Гц 100...250;
Длительностьпачек импульсов, мкс 100...300;
Длительностьимпульсов в пачке, мкс 10;
Частотаимпульсов в пачке, кГц 50;
Длительностьфронта и среза импульсов, мкс, не более 2;
Неравномерностьплоской вершины и относительные величины
выбросов,%, не более 15;
Амплитудавыходного тока на нагрузке 1к, мА 0...50;
Напряжениепитания сети, В 220;
Частота,Гц 50;
Потребляемаямощность, В-А, не более 10;
Габариты,мм:
аппарата 270x150x60,
электродов250x18x0,2;
Масса,кг, не более 1,2.
Аппарат«ЭЛИМАН-206»
Реализуетвторой тип конструкции электростимуляторов из функционального ряда аппаратурыдля периферической электроанальгезии. Он выполнен в виде портативнойконструкции с батарейным питанием для использования в условиях поликлиник,травмпунктов, станций скорой медицинской помощи, лечения на дому. Для повышенияэффективности воздействия аппарат содержит два независимых канала, чтопозволяет более полно выполнить условия выбора зон расположения электродов. Этоделает аппарат удобным при терапии политопных болей. В отличие от существующихв отечественной и зарубежной практике двухканальных электростимуляторов, непозволяющих раздельно регулировать временные параметры стимула по отдельнымканалам воздействия, аппарат «ЭЛИМАН-206» обладает независимой регулировкой какамплитуды, так и длительности стимулов по каждому каналу. Необходимость вподобной регулировке вызвана тем, что на достижение адекватных параметровстимулирующего тока существенное влияние оказывают импедансные свойства тканей,которые при чрескожном приложении стимулов будут различными для различных участковтела в зонах расположения пар электродов.
Основныетехнические характеристики аппарата «ЭЛИМАН-206»:
Числоканалов стимуляции 2;
Частотаследования пачек импульсов, Гц 100;
Длительностьпачек импульсов, мкс 100...300;
Длительностьимпульсов в пачке, мкс 10;
Частотаследования импульсов в пачке, кГц 50;
Длительностьфронта и спада импульсов, мкс, не более 2;
Неравномерностьплоской вершины огибающей пачки
иотносительный выброс, %, не более 20;
Амплитудавыходного тока на нагрузке 1к, мА 0...50;
Напряжениепитания (батарея из 6 элементов «316»), В 9;
Габариты,мм;
аппарата 200x100x40,
электродов 250x18x0,2;
Масса,кг, не более 0,5.
Чрескожныйэлектростимулятор «ЭЛИМАН-401»
/>
Построенпо третьему типу конструкции аппаратов из функционального рядаэлектростимуляторов для периферической электроанальгезии. В основу работыаппарата положена реализация временного алгоритма формирования адекватнойдлительности стимулов. В соответствии с данным алгоритмом длительность стимулаустанавливается в соответствии с измеренным значением времени релаксации тока втканях под электродами. Периодическое повторение процессов измерения икорректировки длительности стимула позволяет сохранить эффективность воздействияв течение длительного обезболивания, т. к. периодическое изменение параметровстимуляции способствует ослаблению влияния адаптационных процессов к действиюэлектрического тока. Введение биорегулировки позволило расширить областьмедицинского использования аппарата. Электростимулятор «ЭЛИМАН-401»предназначен для достижения анальгезии при общей анестезии во времяхирургических операций, когда контакт с больным невозможен, для обезболиванияво время родов, для снятия интенсивных болей невралгического, травматическогохарактера, для послеоперационного обезболивания.
Основныетехнические характеристики аппарата «ЭЛИМАН-401»:
Частотаследования пачек импульсов, Гц 100…250
Диапазонавтоматической установки длительности стимула, мкс 50…500
Длительностьимпульсов в пачке, мкс 10
Частотаимпульсов в пачке, кГц 50
Длительностьфронта и среза импульсов, мкс, не более 2 Неравномерность плоской вершиныимпульса в пачке и относительные величины выбросов, %
Длительностьогибающей измерительного импульса, мс 1.2 Отношение частоты следованияизмерительного импульса к частоте следования стимулов 0.01
Амплитудавыходного тока на нагрузке 1к, мА 0…100
Напряжениепитания сети, В 220
Частотасети, Гц 50
Потребляемаямощность, ВА 15
Масса,кг, не более 1.2
Комплексный электротерапевтический аппарат“МЕТА-1”
/>
Портативность, многофункциональность, большие возможностииспользования в медицине и спорте:
— Электрофорез
— Электронаркоз
— Электросон
— Электромиостимуляция
— Электронейростимуляция
— Электроанальгезия
— Гальванизация
— Электромассаж
Техническиехарактеристики
Силапостоянного тока, мА…….1-20
Силаимпульсного тока, мА…..1-100
Типимпульса…биполярный асимметрический с равновеликой площадью положительной иотрицательной частей с регулируемой длительностью, мкс ……20-500 (20-100 мкс,100-500 мкс.)
Количестводиапазонов регулировки частоты ….….3 (2-20 Гц, 20-200 Гц, 200-2000 Гц.)
Пределырегулировки длительности серии импульсов и паузы между ними, сек ….0,5-3
Девиациячастоты, % ……………150 от заданной
Количествовыходных каналов …… 4
Включениеканалов автоматическое по круговому последовательному циклу при подключенииэлектродов Класс защиты ………………………ІІ
Питание…….сеть переменного тока 220 В, 50 Гц
Потребляемаямощность, ВА …….16
Габаритныеразмеры, мм … 240х230х85
Массане более, кг ………………..1,5
Количествоэлектродов…………… 14
Цена: 480грн.
Аппарат«БИОМАГ»
«БИОМАГ»- новейший аппарат, в котором сочетаются два физиотерапевтических воздействия:первое — знаменитая низкочастотная магнитотерапия, применяемая теперьпрактически во всех лечебных учреждениях, второе — современное достижение вобласти электронного обезболивания.
Методынизкочастотной магнитотерапии являются самыми щадящими из известныхфизиотерапевтических воздействий. А метод электроанальгезии, наоборот, следуетотнести к наиболее интенсивным методам подавления боли. В настоящее времялечебное общебиологическое действие обоих методов широко распространено и имеетвесьма солидную репутацию. Именно их одновременное сочетание позволяетэффективно влиять на улучшение самочувствия. Наиболее целесообразно применениеобоих воздействий одновременно при остеохондрозе позвоночника, травматическихневритах, невралгиях, отеках, судорогах, аритмиях, атеросклерозах, болях приязвах желудка и двенадцатиперстной кишки, мигренях и др.
«БИОМАГ» генерирует иэлектрические импульсы, сходные с биотоками нервных волокон при нормальномсостоянии здорового организма. Мозг воспринимает их, и на этом фоне теряетсяпатологическое болевое ощущение. Это можно сравнить с тем, как звучная мелодияперекрывает невнятный шум. Данный метод очень щадящий и экономичный. Крометого, недавние исследования показали, что электроанальгезия на низкой частотеподобна классической китайской акупунктуре: она тоже вызывает выработку ворганизме эндорфинов — природных «гормонов счастья».
Динамический электросон «Магнон-ДЭС»
/>
- Аппарат Магнон-ДЭС предназначен для проведения процедурэлектросонной терапии и электроцеребрального воздействия в динамическом режиме.Это достигается путем программного изменения параметров воздействия на пациентав процессе проведения процедур. Программирование параметров воздействия можетосуществляться как непосредственно на аппарате Магнон-ДЭС, так и накомпьютере, с которого может управляться прибор.
- Аппарат оказывает трансцеребральноевоздействие на подкорковые и корковые образования ЦНС, вызывает естественныйфизиологический сон, нормализующий деятельность нервной системы, поведенческуюреакцию, психоэмоциональную деятельность и функционирование внутренних, в томчисле эндокринных органов. Применяется в неврологии, при заболеванияхсердечно-сосудистой системы, органов опоры и движения, органов дыхания, а такжев профилактических целях.
- Аппарат полностью заменяетнебезопасные для организма химические лекарственные вещества: транквилизаторы,нейролептики, психостимуляторы, может быть использован также для лечениеастеноневротических и депрессивных состояний, в том числе, сопровождающихсячувством тревоги и страха.
- Процедуры от аппарата просты,безболезненны, безопасны, не вызывают появления жжения под электродами,отличаются хорошей переносимостью пациентами всех возрастных групп, начиная сдетей 3-5 летнего возраста. Физиологический сон наступает уже с первых минутподачи тока на голову пациента.
- Характеристики аппарата позволяютосуществлять терапевтическое воздействие в режимах электротранквилизации илиэлектроанальгезии, заменяя аппараты типа «Лэнар».
Аппаратэлектронейромиоимпульсации«Магнон-СКИФ-24»
/>
— Аппарат «Магнон — СКИФ -24» предназначен дляпроведения диагностики и лечения импульсами электрического тока в диапазонечастот от 0 до 1000 Гц.
— Аппарат генерирует любые формы импульсного тока из четырехпредложенных: треугольный, экспоненциальный, синусоидальный, прямоугольныйдлительностью от 50 микросекунд до 1 секунды. Импульсы тока могут бытьмонополярны с положительной или отрицательной полярностью и биполярные свысокочастотным заполнением и без него. Частота заполнения импульсов от 0,1 до16 кГц.
— Прибор имеет два канала, которые могут работать какнезависимо друг от друга, так и скоррелировано. Возможны различные типы корреляции:от простейших типа «бегущая волна» до сложномодулированнойинтерференции. Аппарат может работать в режиме электропунктуры.
— С помощью аппарата проводятся классическое, расширенное,хронаксиметрическая электродиагностика, рефлексодиагностика с последующейэлектростимуляцией, электроцеребральные воздействия в виде гальванизацииголовы, электросна, биоэлектросна, электроанальгезии и анестезии, процедурыдиадинамотерапии, амплипульс — терапии, гальванизации и электрофорезалекарственных веществ, интерференцтерапии. Аппарат применяется приразнообразных патологиях в неврологической, терапевтической, педиатрической,рефлексотерапевтической, атрологической, ангеологической, стоматологической,дерматологической, ЛОР-практики, при хирургических заболеваниях, при врожденнойчелюстно-лицевой патологии, в гериатрии, гинекологии, эндокринологии.
— Аппарат заменяет все известные мировой практике генераторыимпульсных и короткоимпульсных сигналов, включая «Скэнар»,«Дельта», «Рефлекс», «Аксон»,«Амплипульс», «Нейропульс» и т.д.
— Масса аппарата не более 3 кг.
— Габариты 300х200х100 мм.Техническиехарактеристики:
1. Аппарат имеет два гальванически развязанных канала снезависимым формированием выходного сигнала (форма импульса, частота следованияимпульсов, частота заполнения, временные параметры и регулировка выходныхтоков)
2. Может быть задано четыре разных формы импульса — треугольная, прямоугольная. полусинусоидальная и экспоненциальная.
3. Аппарат работает в двух функциональных режимах — непрерывной генерации и импульсной генерации
4. Полярность выходного сигнала:
-биполярные радиоимпульсы;
-радиоимпульсы положительной или отрицательной полярности;
-видеоимпульсы положительной полярности;
-видеоимпульсы отрицательной полярности;
-положительная составляющая отдельно, либо в сочетании сразличными режимными комбинациями.
5. Частота следования импульсов регулируется от 1 до 999 Гц.
6. Длительность импульса регулируется от 50 мкс до 999 мс.
7. Частота заполнения в режиме радиоимпульса регулируется от1,0 до 16,0 кГц.
8. В режиме временной манипуляции время работы и время паузырегулируются от 0,1 до 10 секунд.
9. Аппарат работает в режиме миллитоков до 99,9 мА, имикротоков до 999 мкА. Последний режим обеспечивает проведение процедурэлектрорефлексотерапии.
10. Аппарат поставляется в дипломате, в комплекте с наборомэлектродов (кнопочный электрод-прерыватель, прямоугольные электроды дляпроведения процедур на зоны большой площадщи, круглые электроды дляэлектропунктуры), с паспортом (гарантия — 1 год, недорогое послегарантийноеобслуживание) и методиками.
— Аппарат поставляется в комплекте с методиками клиническогоиспользования. Методики разработаны специалистами кафедры физиотерапии иэлектрорефлексотерапии Уральской Государственной Медицинской Академии (г.Екатеринбург) совместно с практикующими врачами- физиотерапевтами подруководством доктора медицинских наук, профессора Гуляева В. Ю.
Аппаратфизиотерапии МГН Адаптон Слип Эсон Россия
/>
Основныеособенности
- Аппарат«Адаптон-СЛИП» предназначен для проведения электросонной терапии,электротранквилизации и электроанальгезии, оказывая трансцеребральноевоздействие на подкорковые и корковые образования ЦНС
- Аппарат«Адаптон-СЛИП» вызывает естественный физиологический сон,нормализующий деятельность нервной системы, поведенческую реакцию,психоэмоциональную деятельность и функционирование внутренних, в том числеэндокринных органов.
- Аппаратможет быть использован также для лечения астеноневротических и депрессивныхсостояний, в том числе, сопровождающихся чувством тревоги и страха, осуществляяболее физиологичное воздействие, чем от известных аппаратов электроцеребральнойтерапии.
- Процедурыот аппарата «Адаптон-СЛИП (ЭСОН)» просты, безболезненны, безопасны,не вызывают появления жжения под электродами, отличаются хорошей переносимостьюпациентами всех возрастных групп, начиная с детей 3-5 летнего возраста.
- Физиологическийсон наступает уже на первых минутах подачи тока на голову пациента.
- Конструкцияэлектродов позволяет при закреплении на голове пациента организоватьперекрестное прохождение тока, достигая при этом большего эффекта от проводимойпроцедуры.
Техническиехарактеристики
Количествоканалов: два;
Формаимпульса: прямоугольная;
Полярностьимпульса
/> двуполярныйимпульсный сигнал одинаковой амплитуды с изменяющейся начальной фазой дляотрицательной полуволны и однополярный импульсный сигнал положительнойполярности;
Длительностьимпульса: 250 микросекунд;
Фазовыйсдвиг между положительной и отрицательной полуволной: от 5 мкс до 250 мкс;
Частотаследования импульсов (отдельно в каждом канале): от 2 Гц до 200 Гц;
Частотазаполнения импульса: от 5 кГц до 50 кГц;
Наличиережима частотной модуляции: частота модуляции от 1.0 Гц до 10.0 Гц;
Амплитудаимпульсного тока (отдельно в каждом канале): от 0.0 до 15.0 мА(стабилизациятока);
Измерениеи индикация амплитуды тока в обоих каналахАппарат для электротранквилизации «МИКРО-ЛЭНАР»
/>
Портативность прибора (220x140x50мм, вес 1,5кг), простота вобслуживании (пациент может сам регулировать процедуру по своим ощущениям:приятное тепло, расслабленность, дремотное состояние), отсутствие каких-либосерьезных противопоказаний, а также полная электробезопасность позволяютиспользовать его не только стационарно, но и на дому.
АппаратАФТ СИ-01 «МикроМед»
Аппарат предназначен для реализации лечебных ипрофилактических функций методами электротерапии:
I. Амплипульстерапия;
П. Диадинамотерапия;
III. Флюктуоризация;
IV. Электростимуляция импульсная;
V. Электростимуляция — синусоидальный ток;
VI. Короткоимпульсная электроанальгезия.
Электропитание аппарата осуществляется от сети переменноготока напряжением 220 В, с допустимым отклонением ±10%, 50 Гц.
Мощность, ВА — 12,0
Ток в цепи пациента при нагрузке 500 Ом, мА — 1,0-70,0
Габаритные размеры (без источника питания), мм — 200х120х80
Масса, кг-0,4
Три степени обеспечения безопасности пациента
Основные технические данные и характеристики:
Метод «Короткоимпульсная электроанальгезия».
— Формытока:
МП- монополярный прямоугольный,
МТ- монополярный треугольный,
БП- биполярный прямоугольный,
БТ- биполярный треугольный,
БА- биполярный асимметричный.
— Длительностьимпульсов на уровне 50% амплитуды, мС — 0,05; 0,1; 0,2; 0,3; 0,4; 0,5.
— Частотаимпульсов, Гц
1- 30 Гц с дискретностью 1 Гц,
30- 150 Гц с дискретностью 10 Гц,
150- 400 Гц с дискретностью 50 Гц.
— Количествоимпульсов в последовательности — 5-100, с дискретностью 5.
— Скважность(отношение периода повторения к времени импульсной последовательности –
1(без паузы), 2,3,4,5.
Врезультате проведенного анализа мы сделали вывод, что разрабатываемый прибор, аточнее блок для определения длительности стимула обладает рядом преимуществ:
— напряжение питания 9 В;
— навыходе аналоговый сигнал с амплитудой 0-1 В;
— диапозон длительности стимула 50-500 мс.;
— частота измерения 1-15 Гц.;
— относительная погрешность 2%;
— результат отображается на семисегментном индикаторе;
— разрабатываемый блок содержит как автоматический, так и ручной блоки управлениядлительностью стимула, который позволяет вручную уменьшать или увеличиватьдлительность, путем нажатия кнопок «-» или «+».
4.Патентные исследования
Врезультате патентного поиска были обнаружены следующие источники:
1.Способ терапевтического лечения мигрени путем стимуляции блуждающего нерва.930601(США).
Прилечении симптомов мигрени пациента, подверженного приступам мигрени, детектируютфизиологический симптом, связанный с началом приступа мигрени у пациента вовремя лечения. В ответ на обнаруженный симптом мигрени на блуждающий нервпациента избирательно воздействуют электрическим раздражателем с цельюмодуляции электрических волокон блуждающего нерва таким образом, чтобы ослабитьприступ мигрени.
2.Устройство для электротерапии. 940818 (Великобритания).
Предложенноеустройство для обезболивания посредством электростимуляции. Устройство содержитне менее двух электродов, через которые поступают электрические импульсы к двумучасткам тела пациента, под поверхностью которых находятся определенные участкиЦНС. В состав устройства также генератор импульсов, соединенный с элементамидля доставки электрических импульсов. Последние характеризуются пиковымиформами параметров, наиболее благоприятными для стимулирования ЦНС с цельюдостижения обезболивающего эффекта. При этом не происходит стимулированиепериферийных нервных окончаний, лежащих между электродом и стимулируемымучастком ЦНС.
3.Аппарат генерирования электрических импульсов. 931202 (Германия).
Аппаратгенерирования электрических импульсов для стимуляции нервов и \или мышцпосредством электрических токов раздражения и \или напряжения и раздражения.
4.Компактный генератор импульсных сигналов для стимуляции костных тканей. 930608(США ).
5.Аппарат для электростимуляции. 1488957 (Великобритания).
6.Способ и устройство многоканальной электростимуляции. 940211 (Франция).
Заключение
Вовремя выполнения данной дипломной работы была изучена литература по теме:«Электроанальгезия», произведено ознакомление с положением данной проблемы всовременной медицине (в Интернете), а также с аппаратной реализацией даннойтемы.
Быласинтезирована структурная схема блока управления длительностью стимулирующегоимпульса для аппарата электроанальгезии. Более детально рассмотрена структураодного из блоков (запоминающего устройства), произведен его расчет имоделирование.
Переченьссылок
1. Системыкомплексной электромагнитотерапии./Под ред. А. М. Беркутова, В. И. Жулева, Г.А. Кураева и др. – М.: Лаборатория базовых знаний. БИНОМ, 2000. – С.289-346.
2. Г.Г. Гришанин,Л.В. Калюжный, О.С. Раевская и др.//Стоматология. – 1991. — №3. – С. 43-45.
3. А.О. Иванов, А.С.Фирсов.//Анестезиология и реаниматология. – 1991. — №2. – С. 43-46.
4. Л.И.Колюжный.//Физиологический журнал СССР им. И.М. Синченко. – 1991. — №4 –С.123-133.
5. Лебедев А. А.Электростимуляция депрессорных нервов при артериальной гипертонии // Тезисыдокладов II Всесоюзной конференции «Электростимуляция органов и тканей». —Киев, 1979. — С. 93-94.
6. А. с. 793582 (СССР),МКИ А61 N 1/32. Способ обезболивания / Г. Л. Ратнер, А. С. Дильдин, Л. И.Калакутский и др. — Опубл. 1981. — № 1.
7. Франсуа Ж., Кара М.,Делез М. Неотложная терапия, анестезия и реанимация. Перевод с французского.1984.- 344с.
8. Утямышева Р.И. иВраны М. Электронная аппаратура для стимуляции органов и тканей. – Киев, 1983.-543с.
9. Гусятин В.М., КалининГ.А. Применение устройства ЦВМ. – Харьков: ХПИ, 1986. – 94с.