Co można uzyskać dzięki wynalazkowi

Prądy przemienne średniej częstotliwości wywołują w organizmie człowieka efekty stymulacyjne związane z wytwarzaniem potencjałów czynnościowych oraz efekty niestymulacyjne związane z miejscowym i ogólnym działaniem pola elektrycznego. Terapia poprzez stymulację nerwów i mięśni odnosi sukcesy od ponad 150 lat, natomiast efekty niestymulacyjne były zazwyczaj pomijane lub stosowane nieświadomie. Badania nad metodami terapeutycznymi ukierunkowano obecnie na jednoczesne zastosowania obu rodzajów efektów. Możliwość kontrolowanego stosowania efektów niestymulacyjnych zależy od parametrów generowanych sygnałów terapeutycznych. Generowane sygnały powinny w jak największym stopniu odwzorowywać krzywą progową wrażliwości człowieka na prąd w określonym zakresie częstotliwości ponieważ przekroczenie wartości progowych może prowadzić w obszary, gdzie terapia zaczyna być dokuczliwa dla pacjenta. Wynalazek pozwala na kształtowanie z dużą dokładnością krzywej progowej wrażliwości człowieka na prąd w całym zakresie częstotliwości średnich, tj. od 1kHz do 100kHz.

Istota wynalazku

Wynalazek ma na celu poprawę właściwości wybranych urządzeń elektroterapeutycznych poprzez umożliwienie kształtowania krzywej progowej wrażliwości człowieka na prąd z dużą dokładnością w całym zakresie częstotliwości średnich.

Przedmiot wynalazku przedstawiono na rysunku w załączniku nr 3.
Opis: Blok kontrolno-sterujący (1) taktowany sygnałem zegarowym wytworzonym w obwodzie taktującym mikrokontroler (1.2) wraz z zaimplementowanymi w mikrokontrolerze (1.3) algorytmami skanowania oraz programatora zarządza pracą układu. W pierwszym kroku działania, poprzez interfejs użytkownika (1.1), ustalane są odpowiednie wartości inicjujące warunki początkowe sytemu. Są to: zakres skanowanych częstotliwości począwszy od częstotliwości minimalnej do częstotliwości maksymalnej; krok skanowania częstotliwości oraz dla częstotliwości minimalnej przypisywana jest wartość amplitudy równa 0mA. Dane te zapisywane są w pamięci (1.5). W kroku kolejnym odbywa się proces skanowania krzywej wrażliwości człowieka na prąd w określonym zakresie częstotliwości. W tym celu blok kontrolno-sterujący (1) wytwarza i poprzez bufor (1.4) przesyła dane do bloku generacyjnego (2), taktowanego sygnałem wytworzonym w obwodzie (2.3). W generatorze (2.1) wytwarzany jest sygnał elektryczny o zadawanych parametrach w zakresie częstotliwości, natomiast jego amplituda strojona jest przetwornikiem (2.2) zgodnie z algorytmem skanowania współpracującym ze skanerem krzywej progowej (5). Sygnał z generatora przekazywany jest na wejście filtra (2.4), którego pasmo dobierane jest stosownie do określonego zakresu częstotliwości. Odfiltrowany sygnał przesyłany jest do wzmacniacza (2.5), skąd po wzmocnieniu do zadanego poziomu przekazywany jest do źródła prądowego sterowanego napięciem (3), które zapewnia utrzymanie stabilnej wartości amplitudy sygnału roboczego w skanowanym zakresie częstotliwości. Sygnał roboczy z bloku (3) kierowany jest do elektrod (4), które przyłożone do leczonych części ciała pacjenta zamykają obwód elektryczny. Bezpośrednio w sprzężeniu zwrotnym z elektrodami (4) działa blok skanera krzywej progowej (5), w którym dla kolejnych zmian wartości częstotliwości sygnału roboczego ustalane są wartość amplitudy odpowiadające wartościom amplitudy progu pobudliwości. Skaner krzywej progowej wrażliwości człowieka na prąd (5) przesyła uzyskane dane do bloku kontrolno-sterującego (1). W kolejnym kroku pracy układu, w bloku kontrolno-sterującym (1), na podstawie danych uzyskanych ze skanera (5) oraz przy wykorzystaniu algorytmów programatora kształtowany jest indywidualny przebieg krzywej progowej. Po jej określeniu, w zależności od programu terapeutycznego, wybieranego poprzez interfejs użytkownika (1.1), w bloku kontrolno-sterującym (1) programowany jest przebieg procesu terapeutycznego. Następnie, dane określające odpowiednie wartości amplitudy i częstotliwości przesyłane są do bloku generacyjnego (2), skąd wytwarzany sygnał przesyłany jest do źródła prądowego sterowanego napięciem (3), które zapewnia utrzymanie stabilnej wartości amplitudy sygnału w określonym procesem terapeutycznym zakresie częstotliwości. Sygnał terapeutyczny wychodzący ze źródła prądowego (3) kierowany jest do elektrod (4), które przyłożone do leczonych części ciała pacjenta zamykają obwód elektryczny. Parametry procesu terapeutycznego wyświetlane są w obwodzie wizualizacji (6). Interfejs użytkownika (1.1) zapewnia stałą oraz bezpośrednią komunikację z operatorem końcowym, umożliwiając bezwzględne przerwanie terapii w dowolnym czasie jej trwania.

Potencjał komercjalizacji

Wynalazek może zostać zastosowany jako element (blok) składowy w aparaturze stosowanej w metodach elektroterapii, gdzie sygnałem terapeutycznym jest prąd przemienny z zakresu częstotliwości średnich oraz w której zaimplementowane zostały algorytmy wykorzystujące (z medycznego punktu widzenia) elektroterapeutyczne efekty niestymulacyjne.

Zastosowanie bloku skanera krzywej progowej wrażliwości człowieka na prąd pozwala na dokładne jej odwzorowanie w określonym daną metodą elektroterapii zakresie częstotliwości, co stwarza możliwości szerokiego wykorzystania spektrum efektów niestymulacyjnych.

Prezentowane rozwiązanie cechuje się dużą dynamiką oraz precyzją odwzorowania rzeczywistego przebiegu krzywej progowej wrażliwości człowieka na prąd. Dzięki temu, układ zapewnia możliwości  wprowadzanie do organizmu większych ilości energii podczas trwania każdego z zabiegów elektroterapii, co też z drugiej strony pozwala na potencjalne skrócenie czasu trwania całego zabiegu terapeutycznego.