DE69916133T2

DE69916133T2 - Elektro-neuro-adaptiver stimulator

Info

Publication number: DE69916133T2
Application number: DE69916133T
Authority: DE
Inventors: Alexandr Alexandrovich Karasev
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-05-17
Filing date: 1999-12-06
Publication date: 2005-01-05
Anticipated expiration: 2019-12-07
Also published as: DE69916133D1; WO2000069516A8; EP1181951A1; EP1181951B1; EP1181951A4; WO2000069516A1; RU2162353C1

Description

TECHNISCHER BEREICH
Die Erfindung bezieht sich auf Medizin und besonders auf elektroneuroadaptive Stimulatoren, und kann für Elektrostimulationsverfahren zum Ziele der vorbeugenden Behandlung und Diagnose benutzt werden.
STAND DER TECHNIK
Heutzutage sind Elektrostimulatoren weitverbreitet, das heißt Geräte, die auf den Körper mit elektrischen Signalen verschiedener Form, Dauer und Leistung einwirken.
Die Mehrzahl dieser Geräte sind wenig wirksam, da sie nicht mit dem Steuersystem der Körperreaktionen auf die Elektrostimulation versorgt werden (siehe z. B. Elektrostimulatoren, geschützt durch die US-Patente Nr. 3,511,641, IPC A61N 1/36 aus 1966, Nr. 3,589,370, IPC A61N 1/36 aus 1967, Nr. 4,177, 819, IPC 4 A61N 1/36 aus 1979, UdSSR-Urheberschein Nr. 865300, IPC A61N 1/36 aus 1981, Nr. 103475, IPC 4 A61N 1/36 aus 1983, Nr. 1351612, IPC 5 A61N 1/37 aus 1987).
Vollkommener sind Elektrostimulatoren, die erlauben, die Aktionszeit durch die Reaktion des Körpers auf die Elektrostimulation zu bestimmen. Solche Geräte werden als elektroneuroadaptive Stimulatoren oder bioelektrische Reglern der psychosomatischen Homeostase bezeichnet, da sie den Funktionszustand des Körpers durch Signale, ähnlich Nervensignalen, regulieren.
Im UdSSR-Urheberschein Nr. 1817335, IPC 6 A61N 1/36, veröffentlicht im Jahre 1995, Patentblatt Nr. 24, wird ein Elektrostimulator beschrieben, der erlaubt, die Einwirkungsdosis entsprechend der Reaktion des Körpers auf die Einwirkung einzustellen. Dieser Elektrostimulator besteht aus einem gepulsten Oszillator, einem Modulator, einem Leistungsverstärker, aktiven und passiven Elektroden, einem Differenzierer, einer Anzeige, einem Hüllkurvenformer, einem Multiplizierer und einem Energieimpulscontroller. Der Nachteil dieses Elektrostimulators besteht in der geringen Erkennungsgenauigkeit der Adaptation des Körpers an die stimulierende Aktion, was zu einer Reduzierung der therapeutischen Wirkung des Geräts führt.
Das Elektrostimulationsgerät, geschützt durch das Patent der Russischen Föderation Nr. 2091089, IPC 6 A61N 1/36, veröffentlicht im Jahre 1997, Patentblatt Nr. 27, unähnlich dem Elektrostimulator nach dem Urheberschein Nr. 1817335, enthält zusätzlich einen Signalformer, dessen Eingänge mit den Ausgängen des gepulsten Oszillators verbunden sind, und wo der Leistungsverstärker ein Zeittor und ein Summierer zwischen den Hüllkurvenformer und den Multiplizierer geschaltet sind. Als Ergebnis wird die Beobachtungsgeschwindigkeit der Körperreaktion auf die Stimulationsaktion, die Dosierungsgenauigkeit und daraus folgend die Wirksamkeit der Behandlung erhöht. Der Nachteil dieses Elektrostimulationsgeräts ist die niedrige Diagnosetauglichkeit, da die Diagnose anhand der Frequenz und Intensität des Aufleuchtens der im Versorgerschaltkreis des Leistungsverstärkers geschalteten LED-Anzeige ausgeführt wird und in einem größeren Maß von der subjektiven Auffassung der Person, die das Experiment durchführt, abhängt.
Ein bioelektrischer Regler der psychosomatischen Homeostase, geschützt durch das Patent der Russischen Föderation Nr. 2068277, IPC 6 A61N 1/36, A61H 39/00, veröffentlicht im Jahre 1996, Patent blatt Nr. 35, weist eine höhere Diagnosegenauigkeit (Offenlegung des Krankheitsbildes) auf und erlaubt, die Wirkung der Behandlung zu prognostizieren.
Dieser bioelektrische Regler der psychosomatischen Homeostase (elektroneuroadaptiver Stimulator) besteht aus einer Reihenschaltung eines Rechteckgenerators, einer Stimulationssignalerzeugereinheit, eines getakteten Verstärkers mit einem Transformatorausgang, der mit der aktiven und passiven Elektrode verbunden ist, eines mit der aktiven Elektrode verbundenen Einweggleichrichters, einer Messeinheit, die die Laufzeit und die Änderungsgeschwindigkeit der Laufzeit der ersten Halbwelle der erzwungenen Schwingung misst, eine Anzeige- und Steuereinheit und einer Einstelleinheit, um die Parameter des stimulierenden Signals einzustellen, die mit dem zweiten Eingang der Stimulationssignalerzeugereinheit verbunden ist. Die Diagnosegenauigkeit wird durch die Laufzeit der ersten Halbwelle der gedämpften Schwingung, die der Art und Tiefe der Pathologie entspricht, und der Änderungsgeschwindigkeit der Laufzeit, die dem Ergebnis der Behandlung entspricht, erhöht.
Der Nachteil dieses bioelektrischen Reglers der psychosomatischen Homeostase, der im Stand der Technik benutzt wird, besteht darin, dass aufgrund des schmalbandigen Ausgangs des getakteten Verstärkers der Wechsel in der Aktionsfläche zu einem Wechsel im Stimulationssignal führt, so dass die Wirkung der Behandlung und die Diagnosegenauigkeit abnehmen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Der technische Erfolg der Anwendung dieser Erfindung besteht darin, einen elektroneuroadaptiven Stimulator zu schaffen, der eine höhere Wirkung in der Behandlung und weitere Diagnosemöglichkeiten vorsieht, verursacht durch Anpassen der Pegel des Stimulationssignals an die elektrophysiologischen Parametern des Körperbereichs, auf den sie einwirken.
Der oben erwähnte technische Erfolg wird durch die Tatsache erreicht, dass der elektroneuroadaptive Stimulator aus einem Netzteil, einer Einstelleinheit für die Parameter des Stimulationssignals, aktive und passive Elektroden besteht, und der getaktete Blindlastverstärker mit einem seiner Anschlüsse mit der aktiven Elektrode und die passive Elektrode mit dem anderen Anschluss verbunden ist; einen Mikroprozessor enthält, dessen erster Eingangskanal mit der Einstelleinrichtung für die Parameter des Stimulationssignals verbunden ist, einen A/D-Wandler, dessen Eingang mit der aktiven Elektrode verbunden ist und dessen Ausgang mit dem zweiten Eingangskanal des Mikroprozessors verbunden ist und der Eingang der Blindlasteinstelleinheit mit dem ersten Ausgang des Mikroprozessors verbunden ist, so dass ihr zweiter Ausgang mit dem Eingang des getakteten Verstärkers verbunden ist, wobei die Blindlast des getakteten Verstärkers eine Einstelleinheit hat, die mit der Blindlasteinstelleinheit verbunden ist, die Anzeigeeinheit mit dem dritten Ausgang des Mikroprozessors verbunden ist und das Netzteil mit einem der Anschlüsse der Blindlast des getakteten Verstärkers verbunden ist. Im Zusammenhang mit der bevorzugten Ausführungsform des elektroneuroadaptiven Stimulators ist die Blindlast des getakteten Verstärkers als eine induktive Spule mit einem ferromagnetischen Kern als Einstelleinheit ausgebildet, wobei die Blindlasteinstelleinheit einen Komparator enthält, dessen erster Eingang gleichzeitig der Eingang der Einstelleinheit ist, dessen zweiter Eingang der Eingang der Referenzspannung ist und dessen Ausgang mit der Steuerwicklung des Mikromotors verbunden ist, dessen Welle über eine Untersetzung mit dem ferromagnetischen Kern, der in der induktiven Spule installiert ist, verbunden ist, so dass er verschiebbar ist.
Die Drosselspule ist zweiteilig ausgeführt mit einem Windungsverhältnis von 2 : 1 bis 10 : 1 in den Abschnitten, wobei die Abschnitte in Reihe geschaltet sind. Ist die Blindlast des getakteten Verstärkers als zweiteilige Drosselspule ausgeführt, so ist, falls der Verbindungspunkt der Abschnitte der Anzapfung für den Anschluss an das Netzteil entspricht, dann entspricht das Ende des Abschnitts der weniger Windungen enthält der Anzapfung zur Verbindung mit dem getakteten Verstärker und das Ende des Abschnitts der mehr Windungen enthält der Anzapfung zum Anschluss der aktiven Elektrode. Wenn der Verbindungspunkt der Abschnitte der Anzapfung zur Verbindung der aktiven Elektrode entspricht, dann entspricht das Ende des Abschnitts der weniger Windungen enthält der Anzapfung zur Verbindung mit dem getakteten Verstärker und das Ende des Abschnitts der mehr Windungen enthält der Anzapfung zur Verbindung mit dem Netzteil und der passiven Elektrode. Wenn der Verbindungspunkt der Abschnitte der Anzapfung zur Verbindung mit dem getakteten Verstärker und der passiven Elektrode entspricht, dann entspricht das Ende des Abschnitts der weniger Windungen enthält der Anzapfung zur Verbindung mit dem Netzteil und das Ende des Abschnitts der mehr Windungen enthält der Anzapfung zur Verbindung mit der aktiven Elektrode. Falls der Verbindungspunkt der Abschnitte der Anzapfung zur Verbindung mit dem getakteten Verstärker entspricht, dann entspricht das Ende des Abschnitts, der weniger Windungen enthält, der Anzapfung zur Verbindung mit dem Netzteil und der passiven Elektrode und das Ende des Abschnitts, der mehr Windungen enthält, der Anzapfung zur Verbindung mit der aktiven Elektrode.
Die Drosselspule sollte eine hohe Güte von 500 haben, die Induktivität bei 1,0 ± 0,9 Henry liegen, und die Einstellkomponente sollte eine Induktivitätsveränderung in der Spule zwischen 0,5 bis maximal 1,0 ermöglichen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die Erfindung wird durch die Zeichnungen, wie in 1 bis 5 gezeigt, erläutert.
1 zeigt einen modularen Schaltkreis des beanspruchten elektroneuroadaptiven Stimulators.
2 zeigt einen elektrischen Schaltkreis des getakteten Verstärkers.
3 zeigt Anschlussvariationen der zweiteiligen Drosselspule als Blindlast des getakteten Verstärkers.
4 zeigt ein Strukturdiagramm der Blindlasteinstelleinrichtung des getakteten Verstärkers.
5 zeigt einen Ablaufalgorithmus des Mikroprozessors.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
Der beanspruchte elektroneuroadaptive Stimulator (1) besteht aus einer Einstelleinheit 1 für die Parameter des Stimulationssignals, einem Mikroprozessor 2 und einem getakteten Verstärker 3 mit einer Blindlast 4, mit damit verbundenen aktiven 5 und passiven 6 Elektroden, die in Reihe geschaltet sind. Der Eingang des A/D-Wandlers (ADC) 7, der elektrische Potentialunterschiede zwischen der aktiven 5 und passiven 6 Elektrode in eine codierte Abfolge umwandelt, ist mit der aktiven Elektrode 5 verbunden. Der Ausgang des ADC 7 ist mit dem zweiten Kanal des Eingangs des Mikroprozessors 2 verbunden. Die Blindlast 4 enthält eine Einstellkomponente, die ihre reaktive Komponente zwischen 0,5 bis maximal 1,0 ändert. Die Einstellkomponente der Blindlast 4 ist mit der Blindlasteinstelleinheit 8 verbunden, deren Eingang mit dem zweiten Ausgang des Mikroprozessors 2 verbunden ist. Am dritten Ausgang des Mikroprozessors 2 ist eine Anzeigeeinheit 9, zum Anzeigen der Parameter der Zündpulse und der Stimulationsaktion, verbunden. Das Netzteil 10 stellt eine präzise Versorgung des getakteten Verstärkers 3 über die Blindlast 4 und eine Referenzspannung für die Einstelleinheit 8 dar. Im herkömmlichen Stimulator wird der getakteten Verstärker 3 (2) durch einen Transistor V1 dargestellt, dessen Basis (Eingang 13) mit Zünd(Freigabe)Pulsen von normaler Amplitude und vorbestimmter Dauer von dem Mikroprozessor 2 versorgt wird und dessen Kollektor über die Schutzdiode V2 mit einer der Anzapfungen der Blindlast 4 (Ausgang 14) verbunden ist.
Entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform des elektroneuroadaptiven Stimulators ist die Blindlast 4 als eine zweiteilige Drosselspule (3) ausgeführt, die in den Abschnitten ein Windungsverhältnis von 2 : 1 bis 10 : 1 hat. Als Einstellungskomponente hat die Drosselspule einen ferromagnetischen Kern 11. In diesem Fall enthält die Blindlasteinstelleinheit 8 (4) einen Komparator 15, dessen erster Eingang mit dem Ausgang 12 des Mikroprozessors 2, dessen zweiter Eingang mit der Sammelschiene E des Netzteils 10 verbunden ist und dessen Ausgang mit der Steuerwicklung des Mikro motors 16 verbunden ist, dessen Welle mechanisch wiederum über eine Untersetzung 17 mit dem ferromagnetischen Kern 11 verbunden ist.
Verbindungsvarianten der Anzapfungen der Blindlast 4 sind in den 3a bis 3d gezeigt.
3a zeigt den Verbindungspunkt der Abschnitte I und II, der mit der passiven Elektrode 6 und der Stromschiene E des Netzteils 10 verbunden ist, wobei der weniger Windungen enthaltende Abschnitt I mit dem Ausgang 14 des getakteten Verstärkers 3 und der mehr Windungen enthaltende Abschnitt II mit der aktiven Elektrode 5 verbunden ist. 3b zeigt den Verbindungspunkt der Abschnitte I und II, der mit der aktiven Elektrode 5 verbunden ist, wobei der Abschnitt I mit dem Ausgang 14 des getakteten Verstärkers 3 und der Abschnitt II mit der passiven Elektrode 6 und der Stromschiene E des Netzteils 10 verbunden ist. 3c zeigt den Verbindungspunkt der Abschnitte I und II, der mit dem Ausgang 14 des getakteten Verstärkers 3 und der passiven Elektrode 6 verbunden sind, wobei der Abschnitt I mit der Stromschiene E des Netzteils 10 und der Abschnitt II mit der aktiven Elektrode 5 verbunden ist. 3d zeigt den Verbindungspunkt der Abschnitte I und II, der mit dem Ausgang 14 des getakteten Verstärkers 3 verbunden sind, wobei der Abschnitt I mit der Stromschiene E des Netzteils 10 und der passiven Elektrode 6 und der Abschnitt II mit der aktiven Elektrode 5 verbunden ist.
Die Arbeitsweise des elektroneuroadaptiven Stimulators basiert auf der Tatsache, dass Stimulationssignale, die auf die Gewebestruktur unter der Elektrode einwirken, elektrische Schwingungen in einem Schwingkreis, gebildet durch die Serienschaltung einer Blindlast und Kapazitiv- und Blindwertkomponenten der Impedanz der Gewebestruktur unter der Elektrode, die zusammen mit dem Anhalten der Ausgabe von Zündpulsen an den Eingang des getakteten Verstärkers 3, von dem er getrennt wurde, auftreten. Parameter dieser Schwingungen (Amplitude, Frequenz, Dämpfungszeit) hängen nur 90 bis 95% von den elektrophysiologischen Bedingungen der Gewebestruktur unter der Elektrode ab.
Es hängt von dem konstanten Level der Schwingungsenergie, Parameterstabilität der Blindlast und der Unterdrückung von Impedanzeinflüssen des Kontakts zwischen "Elektrode – Gewebe unter der Elektrode" ab. Die Parameterstabilität der Blindlast wird durch eine Drosselspule mit hoher Güte (mit Güte über 500) erreicht. Die Gleichmäßigkeit der Schwingungsenergie wird dadurch erreicht, dass die in der Drosselspule angesammelte Energie gleich der ist, mit der der getakteten Verstärker 3 eingeschaltet wird, und nur von der Dauer der Zündpulse abhängt. Um jeglichen Einfluss auf die Parameter der elektrischen Schwingung durch die Kontaktimpedanz "Elektrode – Gewebe unter der Elektrode" auszuschließen, reicht es aus, Elektroden zu verwenden, die eine Kontaktfläche größer 5 mm² haben und eine Resonanzfrequenz des Schwingkreises über 100 kHz auf Kosten der Parameter der Drosselspule zu wählen. Unter solchen Bedingungen ist der Wert des kapazitiven Anteils der Kontaktimpedanz "Elektrode – Gewebe unter der Elektrode" zwei Größenordnungen geringer als der Wert des kapazitiven Anteils der Impedanz der Gewebestruktur unter der Elektrode. Somit werden durch Zündpulse mit hoher Stabilität, der Charakteristiken des getakteten Verstärkers 3, den Parametern der Blindlast 4, die einfach unter modernen technischen Bedingungen realisiert werden können, und angenommen, dass die Kontaktfläche über 5 mm² beträgt und die Resonanzfrequenz des Schwingkreises über 100 kHz ist, die Parameter der freien Schwingung in dem Schwingkreis biochemische Prozesse und physikalische Bedingungen der Gewebestruktur unter der Elektrode mit einer hohen Genauigkeit wiedergeben, da der aktive Bestandteil der Impedanz dieser Strukturen durch die Blutmenge und dem Zugang zu dem Zwischengewebe und kapazitiven Anteil zellulare und interzellulare Polarisation charakterisiert. Ungleichgewichte des biochemischen Prozesses unter dem Einfluss des Stimulationssignals verursachen die Veränderung der Wirk- und Blindlastanteile der Impedanz der Gewebestruktur unter der Elektrode. Diese Änderungen wiederum verursachen Änderungen der Parameter der freien Schwingung in dem Schwingkreis, der durch Serienschaltung der Induktivität der Blindlast 3 und des kapazitiven Anteils der Impedanz der Gewebestruktur unter der Elektrode gebildet wird. Das Messen der Parameter dieser Schwingung erlaubt die Körperreaktion aufgrund der Stimulation zu bewerten. Wenn ein Gleichgewicht des biochemischen Prozesses erreicht ist, endet der Einfluss der Stimulierung auf den Impedanzwert der Gewebestruktur unter der Elektrode und sie sollte angehalten werden, da eine Überdosierung der Stimulierung zu negativen Ergebnissen führen kann. Der Therapeutische Effekte der Anwendung von elektroneuroadaptiven Stimulationen auf psychosomatische Homeostase hängt in vielen Fällen von der Genauigkeit ab, mit der der Moment erkannt wird, in dem das Gleichgewicht des biochemischen Prozesses erreicht wird, das heißt, wenn die Impedanz der Gewebestruktur unter der Elektrode sich nicht mehr durch den Einfluss des Stimulationssignals verändert.
Die Bedienung des beanspruchten elektroneuroadaptiven Stimulators für psychosomatische Homeostase wird anhand des Ablaufalgorithmus des Mikroprozessors 2, wie in 5 gezeigt, beschrieben.
Durch die Einstelleinrichtung 1 des Stimulationssignals wird der elektroneuroadaptive Stimulator mit Hilfe eines Druckknopfbedienfelds eingeschaltet und die Parameter der Zündpulse – Dauer der Zündpulse
, Zündpulswiederholzeit
, Anzahl der in Folge abgegebenen Zündpulse
, Dauer der Zündpulsfolge τ_cep., Dauer der Sti mulationsaktion t_C.B. und Wiederholfrequenz der Stimulationsaktion F_C.D. werden in einem Onlinespeicher des Mikroprozessors 2 aufgenommen. Nachdem die Parameter der Zündpulse in den Onlinespeicher des Mikroprozessors 2 aufgenommen wurden, wird der Timer aktiviert, wobei die Steuerzeit und die derzeitige Anzahl der Pulse auf Null gesetzt wird und die aktuelle Zeitmessung beginnt, die mit der Steuerzeit verglichen wird. Wenn die aktuelle Zeit gleich der Steuerzeit ist (t – t_K = 0), wird der Zündpulsformungsschaltkreis gestartet und, wenn die Differenz zwischen der jetzigen und der Steuerzeit gleich
ist, zurückgesetzt. Pulse mit normaler Amplitude werden vom Ausgang des Zündpulsformungsschaltkreises an den Eingang 13 des getakteten Verstärkers 3 geliefert und schalten diesen ein. Während der Zündpulse wird elektrischer Strom zwischen der Drosselspule der Blindlast 4 geleitet, wodurch innerhalb der Drosselspule elektromagnetische Energie angesammelt wird, die durch den folgenden Ausdruck bestimmt werden kann:
L – entspricht dem Induktivitätswert der Blindlast 4,
E – entspricht der Spannung des Netzteils 10,
r₀ – entspricht dem Innenwiderstand des Netzteils 10,
r_L – entspricht dem ohmschen Widerstand der Blindlast 4,
r_KΠ – ist der Leerlaufwiderstand des getakteten Verstärkers 3,

– entspricht der Pulsdauer.
Nachdem die Zündpulse angehalten wurden, wird der getakteten Verstärker 3 ausgeschaltet und in dem Schwingkreis, der durch die Serienschaltung der Induktivität der Blindlast 4, Ersatzkapazität C₀ und Ersatzwiderstand R₀ der Gewebestruktur unter der Elektrode gebildet wird, treten elektrische Schwingungen auf, die durch den folgenden Ausdruck beschrieben werden können:
U_m – entspricht der Amplitude der ersten Halbwelle der Schwingungen;
α – entspricht der Geschwindigkeit der Schwingungsdämpfung,
f – entspricht der Oszillationsfrequenz,
L – entspricht der Induktivität der Blindlast 4,
C₃ – entspricht der Ersatzkapazität der Gewebestruktur unter der Elektrode,
E – entspricht der Spannung des Netzteils 10,
r₀ – entspricht dem Innenwiderstand des Netzteils 10,
r_L – entspricht dem ohmschen Widerstand der Blindlast 4,
r_KΠ – entspricht dem Widerstand des eingeschalteten getakteten Verstärkers 3,

– ist die Dauer der Zündpulse,
R₃ – entspricht dem ohmschen Ersatzwiderstand der Gewebestruktur unter der Elektrode.
Vom Ausgang 7 des ADC werden Spannungscodes zwischen der aktiven Elektrode 5 und der passiven Elektrode 6 mit einer Frequenz, die 10 bis 20 mal höher als die Oszillationsfrequenz ist, ausgelesen und an den Mikroprozessor 2 geliefert. Im Mikroprozessor 2, der mit einem speziellen Unterprogramm versehen ist, werden U_m – Amplitude der ersten Halbwelle der Schwingung, f – Oszillationsfrequenz und T_0,5 – benötigte Zeit, um die Amplitude der Schwingung auf einen Level von 0,5 zu dämpfen, bestimmt. Danach wird die Steuerzeit gleich der Startzeit der nächsten Zündpulse
gesetzt und zu der derzeitigen Anzahl der Pulse (NΔN + 1) wird 1 addiert; danach wird die neue Anzahl der Pulse mit dem Sollwert der Pulse in N Folgen verglichen, und wenn sie nicht gleich sind, wird ein weiterer Zündpuls erzeugt und neue Werte für U_m, f und T_0,5 werden bestimmt. Wenn diese gleich sind, wird die Steuerzeit gleich der Zeit zum Starten der neuen Abfolge von Zündpulsen
gesetzt, wobei die derzeitige Anzahl der Pulse gleich Null gesetzt wird (NΔO) und ein Unterprogramm zum Einstellen der Drosselspule der Blindlast 4 gestartet wird. Entsprechend diesem Programm wird die Änderung von U_m während der Dauer der Zündpulsabfolge bestimmt und entsprechend dieses Änderungswertes wird die PWM-Spannung, die an den Eingang 8 der Blindlasteinstelleinheit geliefert wird, korrigiert und mit der Hilfe der Einstellkomponente wird der ferromagnetische Kern 11 der Induktivität der Drosselspule geändert, bis der Wert U_m ungleich dem Anfangswert ist. Dies erlaubt eine Erhöhung der Bestimmungsgenauigkeit der Körperreaktion auf die Stimulationsaktion, wobei gegenüber dem Ändern der Ersatzkapazität der Impedanz der Gewebestruktur unter der Elektrode der Wellenwiderstand des Schwingkreises konstant gehalten wird.
Anzeichen von keiner Körperreaktion auf die Stimulationsaktion und Beenden der Stimulation wird durch die Konstanz von mindestens einem der Parameter der elektrischen Schwingung (U_m, f und T_0,5) während der nächsten Abfolge von Zündpulsen bestimmt, das heißt, wenn die folgende Bedingung erfüllt ist:
ΔU_m – entspricht der Amplitudenänderung der ersten Halbwelle der elektrischen Schwingung während der Abfolge der Zündpulse;
U_m1 – entspricht der Amplitude der ersten Halbwelle der elektrischen Schwingung des ersten Pulses der Abfolge;

– entspricht der Amplitude der ersten Halbwelle der elektrischen Schwingung des letzten Pulses in der Abfolge;
Δf – entspricht der Frequenzänderung während der Abfolge von Zündpulsen;
f₁ – entspricht der elektrischen Schwingungsfrequenz nach dem ersten Zündpuls der Abfolge;

– entspricht der elektrischen Schwingungsfrequenz nach dem letzten Puls in der Abfolge;
ΔT_0,5 – entspricht der Zeitänderung der Amplitudendämpfung der freien Schwingung auf einem Level von 0,5 während der Dauer der Abfolge der Zündpulse;
T'_0,5 – entspricht der Dämpfungszeit der Schwingungsamplitude auf einen Level von 0,5 nach dem ersten Puls der Abfolge;
T^N _0,5 – entspricht der Dämpfungszeit der Schwingungsamplitude auf einen Level von 0,5 nach dem letzten Puls der Abfolge.
Die Konstanz eines der Parameter der elektrischen Schwingung während der Anwendung des Stimulationssignals (
-Signale mit einer Pulswiederholungsperiode
) sagt aus, dass die elektrophysiologischen Bedingungen der Gewebestruktur unter der Elektrode gleich bleiben oder sich innerhalb der Empfindlichkeit des Geräts ändern, wobei eine weitere Aktion die Bedingungen von kräftigend hin zu belastend umwandeln und den therapeutischen Effekt eliminieren.
Die Erfüllung einer der oben genannten Bedingungen wird zu einer Abschaltung des Geräts führen.
In Übereinstimmung mit dem Unterprogramm der Indikation und Diagnostik werden Signale zur Wiedergabe der Charakteristiken erzeugt, die es erlauben den elektrophysiologischen Zustand der Gewebestruktur unter der Elektrode vor und nach der stimulierenden Einwirkung objektiv zu beurteilen. Solche Charakteristiken sind das Leistungsniveau der stimulierenden Einwirkung (
und
werden wiedergegeben), Werte des Wirk- und Blindlastanteils der Impedanz des Gewebes unter der Elektrode am Anfang und am Ende der Einwirkung (R₃, C₃, ΔR₃ und ΔC – die Endwerte des Wirk- und Blindlastanteils der Impedanz und ihre Änderung während der Einwirkzeit – werden wiedergegeben).
Der Effekt der therapeutischen Anwendung wird durch die Erhöhung der Dosierungsgenauigkeit der Stimulationsanwendung erhöht. Diagnostische Möglichkeiten werden durch die Objektivierung der Wirkergebnisse erhöht.
Der beanspruchte elektroneuroadaptive Stimulator kann einfach durch Komponenten, die in der Industrie verfügbar sind, hergestellt werden. Der Mikroprozessor 2, ADC 7 kann mit programmierbaren logischen Elementen FLEX 10k, der getakteten Verstärker kann aus einem KT815-Transistor hergestellt werden. Als Drosselspule kann eine Drosselspule mit dem Tassenkern Ƃ-18, Ƃ-22 verwendet werden.
In den 1 bis 5 bezeichnen die Zahlen und Buchstaben folgendes:

1: Einstelleinheit für die Parameter des Stimulationssignals;
2: Mikroprozessor;
3: getakteten Verstärker;
4: Blindlast des getakteten Verstärkers;
5: aktive Elektrode;
6: passive Elektrode;
7: A/D-Wandler;
8: Blindlasteinstelleinheit des getakteten Verstärkers;
9: Anzeigeeinheit;
10: Netzteil;
11: Verbindung der Blindlasteinstelleinheit mit dem Einstellteil
: der Blindlast;
12: Eingang der Blindlasteinstelleinheit des getakteten Verstär
: kers;
13: Eingang des getakteten Verstärkers;
14: Ausgang zum Verbinden des getakteten Verstärkers mit der
: Blindlast;
15: Komparator;
16: Mikromotor;
17: Untersetzung;

I – Abschnitt der Drosselspule, der weniger Windungen enthält;
II – Abschnitt der Drosselspule, der mehr Windungen enthält;
E – Sammelschiene des Netzteils;
V1 – Transistor (Kristalltriode);
V2 – Kristalldiode;
– Dauer der Zündpulse;
– Zündpulswiederholzeit;
– Anzahl der in Folge abgegebenen Zündpulse;
τ_cep. – Dauer der Zündpulsfolge;
t_C.B. – Dauer der Stimulationsaktion;
F_C.D. – Wiederholungsfrequenz der Stimulationsaktion;
t_K – Steuerzeit;
t – aktuelle Zeit;
U_m – Amplitude der ersten Halbwelle der freien Oszillation;
f – Frequenz der freien Oszillation;
T_0,5 – Zeit um die freie Oszillation auf einen Pegel von 0,5 U_m zu dämpfen;
ΔU_m – Wechsel der Amplitude der ersten Halbwelle während der Dauer einer Serie von Zündpulsen.

Claims

Elektroneuroadaptiver Stimulator, der aufweist: eine Stromquelle, eine Parametereinstelleinheit für das stimulierende Signal, aktive und passive Elektroden, und einen Blindlast-Schaltverstärker, wobei die aktive Elektrode an einen seiner Abgriffe und die passive Elektrode an den anderen Abgriff angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, dass er als Bauteil einen Mikroprozessor enthält, an dessen ersten Eingangsanschluss die Parametereinstelleinheit für das stimulierende Signal angeschlossen ist; einen Analog-Digital-Wandler, dessen Eingang an die aktive Elektrode und dessen Ausgang an den zweiten Eingangsanschluss des Mikroprozessors angeschlossen ist; eine Blindlast-Einstelleinheit, deren Eingang mit dem ersten Ausgang des Mikroprozessors verbunden ist, dessen zweiter Ausgang mit dem Eingang des Schaltverstärkers verbunden ist, wobei die Blindlast des Schaltverstärkers ein Einstellbauteil enthält, das mit der Blindlast-Einstelleinheit verbunden ist, wobei eine Anzeigeeinheit mit dem dritten Ausgang des Mikroprozessors verbunden ist, und wobei die Stromquelle mit einem der Abgriffe der Blindlast des Schaltverstärkers verbunden ist.
Elektroneuroadaptiver Stimulator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Blindlast des Schaltverstärkers als eine Drosselspule mit einem ferromagnetischen Kern als Einstellbauteil ausgeführt ist; und die Blindlast-Einstelleinheit einen Komparator enthält, dessen erster Eingang gleichzeitig der Eingang der Einstelleinheit ist, dessen zweiter Eingang der Eingang für die Referenzspannung und der Ausgang mit der Steuerwicklung eines Mikromotors verbunden ist, dessen Welle über ein Untersetzungsgetriebe mit dem in die Drosselspule eingebauten ferromagnetischen Kern verbunden ist, so dass sie verschoben werden kann.
Elektroneuroadaptiver Stimulator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Drosselspule zweiteilig mit einem Wicklungsverhältnis in den Teilen von 2 : 1 bis 10 : 1 ausgeführt ist, wobei die Teile in Reihe geschaltet sind
Elektroneuroadaptiver Stimulator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass in der als zweiteilige Drosselspule ausgeführten Blindlast des Schaltverstärkers der Verbindungspunkt der Teile der Abgriff für den Anschluss der Stromquelle und der passiven Elektrode ist, das Ende des Teils mit kleinerer Wicklungszahl der Abgriff für den Anschluss des Schaltverstärkers ist, und das Ende des Teils mit größerer Wicklungszahl der Abgriff für den Anschluss der aktiven Elektrode ist.
Elektroneuroadaptiver Stimulator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass in der als zweiteilige Drosselspule ausgeführten Blindlast des Schaltverstärkers der Verbindungspunkt der Teile der Abgriff für den Anschluss der aktiven Elektrode ist, das Ende des Teils mit kleinerer Wicklungszahl der Abgriff für den Anschluss des Schaltverstärkers ist, und das Ende des Teils mit größerer Wicklungszahl der Abgriff für den Anschluss der Stromquelle und der passiven Elektrode ist.
Elektroneuroadaptiver Stimulator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass in der als zweiteilige Drosselspule ausgeführten Blindlast des Schaltverstärkers der Verbindungspunkt der Teile der Abgriff für den Anschluss des Schaltverstärkers und der passiven Elektrode ist, das Ende des Teils mit kleinerer Wicklungszahl der Abgriff für den Anschluss der Stromquelle, und das Ende des Teils mit größerer Wicklungszahl der Abgriff für den Anschluss der aktiven Elektrode ist.
Elektroneuroadaptiver Stimulator nach einem der Anspruch 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Drosselspule eine hohe Qualität von mehr als 500 hat, eine Induktivität innerhalb von 1,0 ± 0,9 H, und das Einstellbauteil die Induktivitätsänderung der Spule im äußersten Grenzwertbereich innerhalb von 0,5 ... 1,0 liefert.