Функціональна схема і технічні характеристики

пристрою «Міотон-2»

Прилад містить 6 ідентичних незалежних каналів (рис. 2). Кожен канал складається з підсилювача біопотенціалів (ПБП) 2, до входу якого підключені електроди 1, що відводять програмну ЕМГ, інтегратора 3, модулятора 4, попереднього підсилювача 5 стимулюючого сигналу, регулятора 6 максимального рівня стимулюючого сигналу одночасно по всім шести каналах, регулятора 7 рівня стимулюючого сигналу кожного каналу окремо, підсилювача потужності сигналу стимуляції 8, вимірювача струму стимуляції 9 і стимулюючих електродів 10.

Рисунок 2. Блок-схема двоканального пристрою керування " Міотон-2".

Загальними для всіх каналів керування є задаючий генератор стимулюючого сигналу 11 і відеоконтрольний пристрій 12. Для попереднього запису програми керування і наступного багаторазового її відтворення використовується 6-канальний магнітофон 13. Програму стимуляції задає або ЕМГ, що відводиться безпосередньо від м'язів людини, або ЕМГ, попередньо записана на багатоканальному магнітофоні 13.

Експерементальний зразок пристрою «Міотон-2» має наступні технічні характеристики:

1. Частота стимулюючого сигналу блоку керування 5 кГц.

2. Нестабільність частоти стимулюючого сигналу ±10%.

3. Коефіцієнт нелінійних спотворень стимулюючого сигналу 10± 5%.

4. Максимальне значення струму стимуляції при опорі навантаження 560 Ом 100 мА ± 10%.

5. Чутливість каналу керування 20 мкВ ± 10%.

6. Вхідний опір каналу керування не менш 100 кОм.

7. Смуга пропускання каналу керування 40—1000 Гц.

8. Нерівномірність частотної характеристики каналу керування не більш 3 дБ.

9. Рівень власних шумів підсилювача біопотенціалів, приведених до входу в смузі частот 40—1000 Гц, не менш 3 мкВ.

10. Коефіцієнт дискримінації синфазної перешкоди каналу керування не менш 40 дБ.

11. Динамічний діапазон каналу керування по входу не менш 30 дБ.

12. Смуга пропускання підсилювача вертикального відхилення відеоконтрольного пристрою 40 Гц—8 кГц.

13. Нерівномірність амплітудно-частотної характеристики підсилювача вертикального відхилення ПВВ не більш 3 дБ.

14. Чутливість підсилювача вертикального відхилення (ПВВ) не менш 1 В.

15. Частота генератора розгортки ПВВ має дві фіксовані частоти - 1 кГц ± 20% і 20 Гц ± 20%.

16. Плавна зміна частоти розгортки ПВВ на кожному піддіапазоні не менше ±20%.

17. За рівнем одержуваних радіоперешкод прилад відповідає вимогам ДСТ 16842—71 і нормам 1-72.

18. По електробезпеці прилад відповідає нормам - СНиП 64-1-203-69 для приладів класу 01. Прилад живиться від мережі 220 В. Потужність, що споживається приладом, 130 Вт. Габаритні розміри 1300 х 1000 х 410 мм.

Конструкція «Міотон-2»

«Міотон-2» — 6-канальний пристрій, виконаний на транзисторах. Конструктивний пристрій складається з функціонального блоку і транспортуючого візка, консольна частина якого одночасно використовується для установки магнітного реєстратора. Піддон, розташований у нижній частині візка, призначений для відвідних та стимулюючих електродів, чохлів для них і джгутів для кріплення електродів.

Функціональний блок пристрою складається з десяти окремих субблоків. Шість основних субблоків 4-9 — канали керування (рис. 3). Допоміжними є субблок живлення 2 каналів керування, субблок візуального контролю 3, а також субблок для проведення електродіагностики (хроноксиметр) 10 і його джерело живлення 1. Усі десять субблоків виконані в конструктивно ідентичних каркасах, у яких на бічних стінках розташовані друковані плати функціональних схем субблоку. На задній стінці є роз’єм для стикування субблоку зі схемою міжблокових з’єднань пристрою. На передній стінці субблока (передня панель) розташовані органи керування. Усі субблоки пристрою знаходяться в єдиному несучому каркасі, що розділений на десять відсіків, що постачаються направляючими для переміщення субблоків при стикуванні або розстикуванні їх зі схемою міжблокових з'єднань. На внутрішній стороні задньої стінки відсіків закріплені відповідні частини роз’ємів субблоків. Вертикальний поділ відсіків каркаса, розташування друкованих плат схем субблоків у вертикальній площині, а також вільний доступ повітря з піддона каркаса і наявність вентиляційних пазух у кришці забезпечують досить гарну природну циркуляцію охолодженого повітря

Рисунок 3. Функціональний блок пристрою «Міотон-2»:

1 — субблок живлення хроноксиметра; 2 — субблок живлення канальних субблоків; 3 —субблок візуального контролю; 4—9 —субблоки каналів керування, відповідно 1—6-му каналам; 10 — субблок електродіагностики.

Відмінні риси серійного зразка «Миотон-С»

Тривала експлуатація експерементального зразка «Міотон-2» показала ряд недоліків технічного й експлуатаційного характерів. Експерементальний зразок «Міотон-2» пройшов державні іспити, що проводилися Міністерством охорони здоров'я СРСР. З урахуванням зауважень і рекомендацій, отриманих під час іспитів, був розроблений серійний зразок пристрою «Міотон-С».

Серійний зразок має ряд функціональних і конструктивних відмінностей від раніше описаного експерементального зразка пристрою керування «Міотон-2» і виконаний на основі сучасної елементної бази. На відміну від експерементального зразка в серійному зразку сигнал керування є сумарним, що складається із сигналу стимуляції, рівного порогові порушення нервово-м'язових груп, і сигналу стимуляції, амплітуда якого змінюється в залежності від середнього значення програмної ЕМГ. Це викликано тим, що, як відомо, керована нервово-м'язова група збуджується при деякому граничному рівні сигналу стимуляції. Оскільки програмна ЕМГ починається практично з нульового рівня, то відповідно і сигнал стимуляції також починається з нульового рівня.

У серійному зразку реалізується описаний спосіб керування нервово-м'язовими групами. Цей зразок на відміну від експерементального дозволяє додатково одержувати імпульсні сигнали стимуляції, причому ці сигнали можуть бути або однополярними, або різнополярними. Різнополярні імпульсні сигнали володіють одночасно позитивними, з фізіологічної точки зору, властивостями.

У серійному зразку застосовано багатоканальний відеоконтрольний пристрій, що відображає одночасно по 6 каналам основну інформацію про роботу пристрою керування, дозволяючи одержувати наочне представлення про тимчасові співвідношення програм керування.

У зв'язку з додатковими функціями схема пристрою істотно змінена. Пристрій виконаний в основному на інтегральних мікросхемах. Це дало можливість, незважаючи на розширення функціональних можливостей, зменшити конструктивні габарити пристрою. При розробці серійного зразка була приділена особлива увага спрощенню процесу роботи з приладом у плані як запису програм керування, так і безпосереднього процесу керування.

Таким чином, на виході сумматора буде сума напруг порогу порушення і сигналу середнього значення програмної ЕМГ. Час наростання граничного сигналу визначається, величиною ємності С. Відповідний підбір цього часу попереджає виникнення болючих відчуттів. В іншому функціональна схема і методика практичної роботи оператора з пристроєм не відрізняються від раніше описаних у пристрої «Міотон-2».

Існує ряд зарубіжних апаратів, що діють змінним струмом підвищених частот, що в основному призначенні для лікувальної дії. Це апарати " Міодінафлюкс" фірми " Duflot" (Франція) та м’язовий стимулятор фірми " Micro Precision" (США).

В ВНИИМПє (Москва) розроблений експерементальний апарат " Стимул-02", що призначений для подразненням’язів змінним струмом синусоїдальної форми.

В 1960 році Г.Ф. Колєсніков, В.І. Кій та А.М. Смірнов запропонували використати для електростимуляції м’язів і діагностики збудження нервово-м’язового апарата в якості стимулюючих імпульсів підсилені ЕМГ тих же груп чи окремих м’язів іншої людини. Стимуляцію м’язів підсиленими біопотенціалами застосовували з лікувальною метою. При цьому на різних етапах захворювання та в період одужання пропонувалося послідовно змінювати спектр ЕМГ, приводячи його у відповідності з нормою, для цього підсилені біопотенціали попередньо видозмінювали за допомогою фільтрів, регулюючи верхню та нижню граничні частоти пропускання. На основі цих ідей в 1962 році був сконструйований одноканальний біоелектростимулятор БЕС-1 " Стимул", який використовували для лікування деяких форм центральних паралічів і керування активними рухами паралізованих кінцівок.

Спосіб електростимуляції м’язів безпосередньо підсиленими біопотенціалами не слід змішувати з поняттям " біоелектростимуляції", під якою розуміють електростимуляцію, що керується деякими параметрами тієї чи іншої реєструємої функції організму.