Результат интеллектуальной деятельности: ЭЛЕКТРОДНОЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к электростимуляции, и может использоваться в электронейростимуляторах.

В патенте Российской Федерации №2135078, МПК⁶ А 61 В 5/0408, публ. 1999 г. описано электродное устройство, предназначенное для регистрации биопотенциалов. Устройство содержит диэлектрический корпус и закрепленный на ней рабочий электрод с токоотводом. Рабочий электрод выполнен из материала, имеющего коэффициент теплопроводности, сравнимый с теплопроводностью ткани биологического объекта. Такое выполнение электрода позволяет исключить подготовительную фазу при проведении электрофизиологических измерений за счет уменьшения температурного, механического и химического раздражения участка кожи, расположенного непосредственно под электродом, и допускает регистрацию биопотенциалов без применения промежуточного контактного вещества (электродных паст или гелей). Недостаток описанного электродного устройства - отсутствие второго электрода, что исключает возможность его использования в электронейростимуляторах.

Известно электродное устройство для электростимуляции нервно-мышечного аппарата (см. патент Российской Федерации №2124344, МПК⁶ А 61 В 5/05, А 61 Н 39/00, публ. 1999 г.), содержащее неподвижный электрод, выполненный в виде электропроводной пластины, и подвижный электрод. Подвижный электрод выполнен двухслойным, причем один слой изготовлен из эластичного электропроводного материала, а второй слой - из электроизоляционного эластичного материала и снабжен элементами крепления к ладони оператора. За счет конструкции электродного устройства и его крепления на руке оператора достигается пальпаторный контроль эффективности электростимуляции. Однако такое электродное устройство не может быть применено для использования в электронейростимуляторах, так как имеет большое реактивное сопротивление.

Из описания к авторскому свидетельству СССР №1024061, МПК³ А 61 В 5/05, публ. 1983 г. известно электродное устройство, содержащее корпус, стенки которого имеют различную степень эластичности, и контактный элемент, выполненный в виде тарельчатой мембраны с радиальными прорезями, причем периферийный участок контактного элемента укреплен в корпусе. Такое электродное устройство не пригодно для использования в электронейростимуляторах, так как не обеспечивает необходимого постоянства реактивной составляющей подэлектродного сопротивления.

Авторским свидетельством СССР №706062, МПК² А 61 В 5/02, публ. 1977 г. защищено устройство для отведения биопотенциалов, содержащее корпус с коаксиально расположенными электродами, которые разделены изолирующей прокладкой. Электроды выполнены из разнородных материалов, а корпус со стороны контактной поверхности электродов имеет полость, заполненную электролитом. Недостаток такого электродного устройства - нестабильность реактивной составляющей межэлектродного сопротивления из-за разнородности материалов электродов и наличия электролита в полости корпуса между электродами.

Наиболее близким к заявляемому электродному устройству, по мнению заявителя, является электродное устройство, защищенное патентом Российской Федерации №2120231, МПК⁶ А 61 В 5/04, публ. 1998 г. Электродное устройство, выбранное в качестве прототипа, содержит диэлектрический корпус, рабочий и контролирующий электроды с электрическими выводами, крышку с крепежным приспособлением. Рабочий и контролирующий электроды закреплены на корпусе и выполнены в виде концентрических полусферических поверхностей. Крышка с крепежным приспособлением расположена на корпусе. Такое выполнение корпуса и электродов позволяет обеспечить постоянство снимаемого биопотенциала человека независимо от прижатия электродного устройства к его телу. Недостаток прототипа - малое реактивное сопротивление между электродами, что существенно затрудняет его использование в электронейростимуляторах.

Задачей заявляемого технического решения является повышение эффективности использования электронейроадаптивного стимулятора за счет увеличения межэлектродного реактивного сопротивления и обеспечения возможности воздействия на труднодоступные участки тела и варьирования площадью контакта электродов с телом.

Решение указанной задачи достигается тем, что в электродном устройстве, содержащем диэлектрический корпус и электроды с электрическими выводами, установленные на корпусе, электроды выполнены в виде трех Г-образных узких полос, установленных на корпусе параллельно друг другу, при этом толщина каждой полосы равна 0,5…3,0 мм, ширина 3…10 мм, длина короткой части 15…30 мм, длина длинной части 50…100 мм, радиус изгиба перехода от длинной части к короткой 5…30 мм, а расстояние между соседними электродами 2…20 мм. Выводы крайних Г-образных пластин электрически соединены друг с другом. Электроды установлены на корпусе электрическими выводами в клеммы-гнезда, подключенные к выходам электронейростимулятора.

Изобретение поясняется чертежами. На фиг.1 изображено электродное устройство, вид сбоку, на фиг.2 - вид спереди, на фиг.3 - вид с торца, на фиг.4 изображено электродное устройство, вид сбоку, в котором короткая часть Г-образных пластин выполнена в виде дуги окружности.

На фиг.1... 4 цифрами обозначены: 1 - корпус, 2₁, 2₂, 2₃ - Г-образные пластины, 3 - короткая часть Г-образной пластины, 4 - длинная часть Г-образной пластины, 5 - изгиб между короткой и длинной частями Г-образной пластины, 6 - электрические выводы электродов.

Заявленное электродное устройство (фиг.1... 3) содержит диэлектрический корпус 1, внутри которого может быть установлен электронейроадаптивный стимулятор (на чертежах не показан). Если же электродное устройство является выносным, то в корпусе размещены только клеммы-гнезда для соединения электродов с кабелем подключения электродного устройства к электронейростимулятору (на чертежах не показаны). Электроды 2₁..._{23 Г-образной формы, длина короткой части 3 которых равна 15... 30 мм, длинной части 4 50... 100 мм, а радиус перехода 5 от длинной части к короткой 5... 30 мм, устанавливаются в эти клеммы-гнезда электрическими выводами 6. Электрические выводы 6 крайних электродов, например 21 и 23, соединены друг с другом и с выводом электронейростимулятора для подключения пассивного электрода. Электрический вывод срединного электрода 22 соединен с выводом электронейростимулятора для подключения активного электрода.}

Характерной особенностью электронейроадаптивного стимулятора является формирование электростимулирующего сигнала, приближающегося по фазовой структуре к току действия мембраны нервно-мышечных клеток здорового человека, которые наилучшим образом воспринимаются возбудимыми структурами и вызывают наиболее адекватные ответные реакции организма. Электростимулирующий сигнал электронейростимулятора - электрические колебания в резонансном контуре ударного возбуждения, образованном индуктивностью высокодобротной катушки индуктивности и импедансом подэлектродной ткани, изменяет концентрацию тканевых ионов у клеточной оболочки и, изменяя ее проницаемость, действует по типу естественных биотоков через периферические отделы нервной системы, находящиеся в подэлектродных тканях, на соответствующие зоне воздействия области вегетативной нервной системы. Поступающие от этой области к обрабатываемой зоне нервные импульсы по принципу положительной обратной связи вызывают нормализацию состояния обрабатываемого участка, т.е. происходит саморегуляция организма. Изменение состояния подэлектродной ткани (реактивной и активной составляющих импеданса) вызывает изменение характеристик резонансного контура, а следовательно, и параметров электростимулирующего сигнала. Это обстоятельство используется для точного дозирования электростимуляции. Поэтому так важна роль электродного устройства в работе электронейростимулятора. Авторы экспериментально установили, что заявленная конструкция электродного устройства отвечает практически всем требованиям, обеспечивающим эффективную работу электронейростимулятора. Наличие трех параллельных плоских электродов 2 Г-образной формы, из которых крайние 2₁ и 2₃ соединены электрически, позволяет строго локализовать зону воздействия и обеспечивает возможность воздействия на труднодоступные участки тела. Съемность электродов 2 обеспечивает индивидуальный подбор электродов и возможность их обеззараживания отдельно от корпуса. Длинная часть 4 Г-образного электрода 2 используется при воздействии на протяженные зоны иннервации, например спина, воротниковая зона, короткая часть 3 - при воздействии на верхние и нижние конечности, изгиб 5 от длинной части к короткой - при воздействии на труднодоступные части тела. Толщина электродов зависит от используемого материала и технологии изготовления. При толщине менее 0,5 мм не обеспечивается жесткость конструкции, при толщине более 3 мм возникают проблемы при изготовлении электродов. При ширине электродов 2 более 10 мм и расстоянии между электродами менее 2 мм велика межэлектродная емкость, что отрицательно влияет на точность дозировки воздействия. При расстоянии между электродами более 20 мм ухудшаются условия адресности воздействия, что также отрицательно сказывается на эффективности электростимулирующего воздействия. При ширине электродов 2 менее 3 мм возникают проблемы с обеспечением необходимой площади контактирования электродов с кожей. Увеличение радиуса изгиба 5 свыше 30 мм не рационально из-за возрастания габаритов при снижении удобства воздействия на труднодоступные участки тела. Если же радиус изгиба 5 менее 5 мм, то не обеспечивается необходимая площадь контактирования при воздействии на малые зоны иннервации (подушечки пальцев рук). Выполнение короткой части 3 и радиуса изгиба 5 в виде дуги окружности создает удобства при воздействии с перемещением электродов по телу, так как не нужно следить за положением руки для обеспечения постоянства площади контактирования. В сравнении с известными электродными устройствами заявленное устройство является более универсальным, технологичным и обеспечивает более эффективное использование электронейростимулятора.