DE2510163A1

DE2510163A1 - Therapeutic nerve stimulating apparatus - has regulator auromatically adjusting pulse interval when duration of impulse is varied

Info

Publication number: DE2510163A1
Application number: DE19752510163
Authority: DE
Inventors: Lutz Dipl Ing Boettcher
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1975-03-08
Filing date: 1975-03-08
Publication date: 1976-09-16

Abstract

The generator produces the current impulses for the nerve stimulating apparatus. A regulator adjusts the duration of the pulse, and also therefore automatically influences the duration of the pulse interval, as the pulse length is varied. Hence the pulse interval increass with the pulse length. The regulator is divided into at least two zones, each part having a characteristic impulse interval of fixed duration, a potentiometer resistance in the regulator lying on a fixed direct voltage contains logarithmic characteristics and the voltage tapped from it simultaneously determines the direction of the pulse and of the interval. The system thus eliminates the requirement for two potentiometers to individually vary the pulse and the pulse interval.

Description

Reizstromgerät mit einem Generator #um Erzeugen von Reizstromimpulsen Die Erfindung bezieht sich auf ein Reizstromgerät mit einem Generator zum Erzeugen von Stromimpulsen und mit Einstellmitteln zum Verändern der Impulsdauer der Stromimpulse. Stimulation current device with a generator # to generate stimulation current impulses The invention relates to a stimulation current device with a generator for generating of current pulses and with setting means for changing the pulse duration of the current pulses.

Handelsübliche Reizstromgeräte, und insbesondere Reizstrom-Dianostikgeräte, geben an den Patienten Stromimpulse ab, das sind zum Beispiel dreieckförmige oder rechteckförmige Impulse, die in ihrer Impulsdauer und Impulspausendauer einstellbar sind.Commercially available electrical stimulation devices, and in particular electrical stimulation diagnostic devices, deliver current impulses to the patient, for example triangular or Square-shaped pulses, which can be set in terms of their pulse duration and pulse pause duration are.

Bei einem bekannten Reizstrom-Diagnostikgerät lassen sich Impulsdauer und Impulspausendauer mit je einem Potentiometer unabhängig voneinander einstellen. Damit ist zwar jede beliebige Kombination von Impulsdauer und Impulspausendauer möglich. Die Praxis hat aber gezeigt, daß die Zahl der Kombinationen die Bedienung des Gerätes unnötig erschwert.In a known stimulation current diagnostic device, pulse duration and set pulse pause duration with one potentiometer each independently. This means that any combination of pulse duration and pulse pause duration is possible possible. Practice has shown, however, that the number of combinations controls the operation of the device unnecessarily difficult.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Bedienbarkeit eines Reizstromgerätes und die Bereitstellung von Reizstromimpulsen unterschiedlicher Impulsdauer und Impulspausendauer zu vereinfachen.The invention is based on the object of improving the operability of a Stimulation current device and the provision of stimulation current impulses of different Simplify pulse duration and pulse pause duration.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem Reizstromgerät der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die Einstellmittel zum Verändern der Impulsdauer zwangsläufig die Impulspausendauer beeinflussen.According to the invention, this object is achieved in the case of a stimulation current device mentioned type solved in that the setting means for changing the pulse duration inevitably affect the pulse pause duration.

Bei Bei einem Reizstromgerät mit den vorgenannten Merkmalen braucht man zur Einstellung der Impulsdauer and der Impulspausendauer von Reizstromimpulsen nur noch ein Einstellmittel, zum Beispiel ein Potentiometer, zu betätigen. Mit dem Einstellen einer bestimmten Impulsdauer ist dann automatisch eine bestimmte Impulspausendauer gekoppelt.at With a stimulation current device with the aforementioned Features are needed to set the pulse duration and the pulse pause duration of stimulation current impulses only one setting means, for example a potentiometer, to operate. With the setting of a certain pulse duration is then automatic coupled to a specific pulse pause duration.

Weitere Einzelheiten und zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und werden an Hand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. In der Zeichnung bedeuten: Fig. 1 ein vereinfachtes Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Reizstromgerätes, Fig. 2 eine Skala für ein Reizstromgerät nach der Fig. 1, Fig. 3 ein ausführlicheres Blockschaltbild eines zu dem Reizstromgerät gehörenden Impulsgenerators und Fig. 4 eine Variante zu dem Blockschaltbild nach Fig. 3.Further details and expedient embodiments of the invention result from the subclaims and are shown in the drawing with reference to Embodiments explained in more detail. In the drawing: FIG. 1 is a simplified one Block diagram of a stimulation current device according to the invention, FIG. 2 a scale for a stimulation current device according to FIG. 1, FIG. 3 shows a more detailed block diagram of a the pulse generator belonging to the stimulation current device and FIG. 4 shows a variant of the Block diagram according to FIG. 3.

Ein Reizstromgerät nach dem Blockschaltbild in Fig. 1 enthält einen Potentiometerwiderstand 1, der zwischen einem Anschluß 2 praktisch konstanten Gleichspannungspotentials UB und Masse liegt. Der Potentiometerwiderstand hat eine logarithmische Kennlinie, so daß die an ihm abgegriffene Spannung Ue logarithmisch von der Bewegung seines Einstellelements abhängt. Je nach der Größe der Spannung U liefert ein mit dem Schleifer des Potentioe meterwiderstandes 1 verbundener Impulsgenerator 3 eine impulsförmige förmige Spannung UA mit verschiedener Impulsdauer ti und Impulspausendauer t (vgl. Spannungsverlauf oberhalb des Blockschaltp bildes in Fig. 1). An den Impulsgenerator 3 schließt sich ein Stromverstärker 4 an, dessen Ausgangsklemmenpaar 5 über in der Zeichnung nicht dargestellte Elektroden mit einem Patienten verbunden sind, der in Fig. 1 durch einen Widerstand 6 symbolisiert ist. Ein dem Patienten zugeführter Patientenstrom Ip hat dann ebenfalls den gezeigten Kurvenverlauf. Mit dem Potentiometerwiderstand 1 lassen sich beispielsweise Impulsdauern ti von 0,1 bis 1000 ms einstellen. Zur Anzeige der jeweils eingestellten Impulsdauer t. dient beispielsweise ein mit der Rinstellwelle des Potentiometerwiderstandes gekuppelter Zeiger 7, der parallel zu einer Skala 8 mit logarithmischer Skalenteilung bewegbar ist.A stimulation current device according to the block diagram in Fig. 1 contains one Potentiometer resistor 1, the practically constant DC voltage potential between a terminal 2 UB and ground is located. The potentiometer resistor has a logarithmic characteristic, so that the voltage Ue tapped off is logarithmic from the movement of his Adjusting element depends. Depending on the size of the voltage U, one delivers with the grinder of the potentioe meter resistance 1 connected pulse generator 3 a pulse-shaped shaped Voltage UA with different pulse duration ti and pulse pause duration t (see voltage curve above the block diagram in Fig. 1). The pulse generator 3 closes a current amplifier 4, the output terminal pair 5 of which is not shown in the drawing electrodes shown are connected to a patient, who in Fig. 1 by a resistor 6 is symbolized. A patient flow delivered to the patient Ip then also has the curve shape shown. With the potentiometer resistor 1, for example, pulse durations ti from 0.1 to 1000 ms can be set. To the Display of the set pulse duration t. is used, for example, with the Rinstellwelle the potentiometer resistor coupled pointer 7, which is parallel to a scale 8 with a logarithmic scale division is movable.

Der Anzeigebereich der Skala ist beispielsweise in drei Teilbereiche 9, 10 und 11 aufgeteilt, von denen der erste Teilbereich 9 Impulsdauern von 0,1 bis 10 ms, der zweite Teilbereich 10 Impulsdauern von 10 bis 100 ms und der dritte Teilbereich 11 Impulsdauern von 100 bis 1000 ms umfaßt. Jedem der Teilbereiche 9, 10 und 11 ist eine charakteristische Impulspausendauer t p zugeordnet. In dem Teilbereich 9 beträgt die Impulspausendauer beispielsweise 100 rs, in dem Teilbereich 10 beispielsweise 500 ms und in dem Teilbereich 11 beispielsweise 2000 ms.The display area of the scale is, for example, divided into three sub-areas 9, 10 and 11, of which the first sub-area 9 has pulse durations of 0.1 up to 10 ms, the second part 10 pulse durations from 10 to 100 ms and the third Sub-area 11 includes pulse durations from 100 to 1000 ms. Each of the sub-areas 9, 10 and 11 are assigned a characteristic pulse pause duration t p. In the sub-area 9, the pulse pause duration is, for example, 100 rs, in sub-area 10, for example 500 ms and in the sub-area 11, for example, 2000 ms.

Die teilbereichsweise Zuordnung der Impulspausendauern t zu den p Impulsdauern t. erfolgt automatisch in dem Impulsgeber 3, der an Hand der Fig. 3 und 4 erläutert wird. Nach Fig. 3 dient zum Einstellen der Impulsdauern t. ein Potentiometerwiderstand 12 mit linearer linearer Kennlinie. Ein solcher Potentiometerwiderstand hat gegenüber dem Potentiometerwiderstand 1 nach Fig. 1 den Vorteil, mit hoher Genauigkeit leichter herstellbar und preiswerter zu sein.The assignment of the interpulse periods t to the p Pulse durations t. takes place automatically in the pulse generator 3, which is shown on the basis of FIG and Fig. 4 will be explained. According to Fig. 3 is used to set the pulse durations t. a potentiometer resistor 12 with linear linear characteristic. Such a potentiometer resistor has the advantage over the potentiometer resistor 1 according to FIG. 1, with high accuracy to be easier to manufacture and cheaper.

Um die gewünschte logarithmische Abhängigkeit zwischen der Bewegung des Potentiometer-Einstellelements und der an dem Potentiometerwiderstand abgegriffenen Spannung Ue zu erhalten, wird nach Fig. 3 eine Schaltung 13 mit logarithmischer Kennlinie verwendet, deren Ausgangsspannung der Spannung U nach Fig. 1 entspricht.To get the desired logarithmic dependence between the movement of the potentiometer setting element and that tapped at the potentiometer resistor To obtain voltage Ue, according to FIG. 3, a circuit 13 with a logarithmic Characteristic curve is used, the output voltage of which corresponds to the voltage U according to FIG. 1.

e Der Impulsgenerator 3 (in Fig. 3 durch gestrichelte Linien umrahmter Schaltungsteil) hat einen ersten Eingang 14, einen zweiten Eingang 15 und einen Ausgang 16. Der Eingang 14 steht über einen Widerstand 17 mit einem invertierenden Eingang 18 eines Differenzverstärkers 19 in Verbindung, dessen nichtinvertierender Eingang 20 auf dem Massepotential liegt. Ein Ausgang 21 ist erstens über einen Kondensator 22 mit dem invertierenden Eingang 18, zweitens mit dem Ausgang 16 des Impulsgenerators 3 und drittens mit einem ersten Eingang 23 eines Komparators 24 verbunden. Ein zweiter Eingang 25 des Komparators 24 entspricht dem Eingang 15 des Impulsgenerators. Der Komparator 24 hat einen Ausgang 26, der mit einem Eingang einer monostabilen Kippschaltung 27 in Verbindung steht. An einen Ausgang 28 der monostabilen Kippschaltung 27 schließt sich über einen Widerstand 29 die Basis eines Transistors 30 an. Die Emitter-Kollektorstrecke des Transistors 30 überbrückt den Kondensator 22. e The pulse generator 3 (framed by dashed lines in FIG. 3 Circuit part) has a first input 14, a second input 15 and a Output 16. The input 14 is via a resistor 17 with an inverting one Input 18 of a differential amplifier 19 in connection, its non-inverting Input 20 is at ground potential. An output 21 is first via a capacitor 22 to the inverting input 18, secondly to the output 16 of the pulse generator 3 and thirdly connected to a first input 23 of a comparator 24. A second Input 25 of comparator 24 corresponds to input 15 of the pulse generator. Of the Comparator 24 has an output 26 which is connected to an input of a monostable multivibrator 27 communicates. An output 28 of the monostable multivibrator 27 closes The base of a transistor 30 is connected via a resistor 29. The emitter-collector line of transistor 30 bridges capacitor 22.

Der Impulsgenerator 3 funktioniert folgendermaßen: Entsprechend der jeweiligen Einstellung des Potentiometerwiderstandes 12 gibt die die Schaltung 13 eine bestimmte Spannung U ab. Über den Widere stand 17 fließt ein von der jeweiligen Spannung U abhängiger, e konstanter Strom Ic, , der den Kondensator 22 auflädt. An dem zweiten Eingang 15 des Impulsgenerators 3 liegt eine feste Gleichspannung Us, die beispielsweise 6 V beträgt. Sobald sich der Kondensator 22 auf einen Spannungswert von 6 V aufgeladen hat, gibt der Komparator 24 ein Signal ab, das die monostabile Kippschaltung 27 von ihrem stabilen Ausgangszustand in den quasistabilen Zustand überführt. Während in dem stabilen Ausgangszustand der monostabilen Kippschaltung der Ausgang 28 ein L-(Low)Signal abgibt, das den Transistor 30 sperrt, gibt-#der Ausgang im quasistabilen Zustand ein H-(High)Signal an den Transistor 30 ab, dessen Emitter-Kollektorstrecke dadurch leitend wird und den Kondensator 22 kurzschließt.The pulse generator 3 works as follows: According to the respective setting of the potentiometer resistor 12 is the the Circuit 13 a certain voltage U from. Over the resistance stood 17 a flows from the respective voltage U dependent, e constant current Ic, which the capacitor 22 charges. A fixed DC voltage is applied to the second input 15 of the pulse generator 3 Us, which is 6 V, for example. As soon as the capacitor 22 has reached a voltage value Has charged from 6 V, the comparator 24 outputs a signal that the monostable Flip-flop 27 from its stable initial state to the quasi-stable state convicted. While in the stable initial state of the monostable multivibrator the output 28 emits an L- (low) signal, which blocks the transistor 30, gives- # the Output in the quasi-stable state from an H (high) signal to transistor 30, whose As a result, the emitter-collector path becomes conductive and the capacitor 22 short-circuits.

Damit wird also der Ladevorgang, das heißt die Impulsdauer ti, beendet. Jetzt beginnt die Impulspausendauer t , deren Länge von der an der monostabilen Kippschaltung 27 eingestellten Zeit des quasistabilen Zustandes abhängt. Kippt die monostabile Kippschaltung am Ende der Impulspausendauer wieder in den stabilen Zustand zurück, so wird der Transistor 30 gesperrt. Somit kann sich der Kondensator 22 erneut aufladen.The charging process, that is to say the pulse duration ti, is thus ended. The interpulse period t now begins, the length of which differs from that of the monostable Toggle circuit 27 depends on the set time of the quasi-stable state. Tilt the monostable multivibrator back to the stable state at the end of the pulse pause duration back, the transistor 30 is blocked. Thus, the capacitor 22 can again charge.

Mit dem vorstehend beschriebenen Impulsgenerator lassen sich nur Impulse variabler Impulsdauer ti, jedoch konstanter Impulspausendauer t erzeugen. Wenn die Impulspausendauer t bei einem p p Übergang von einem Teilbereich, zum Beispiel 9, auf den nächsten Teilbereich, Teilbereich, zum Beispiel 10 (vgl. Fig. 2), umgeschaltet werden soll, dann findet vorzugsweise eine Schaltung nach Fig. 4 Anwendung. Ein Impulsgenerator nach Fig. 4 hat zwei Komparatoren 24 und 31. Während der Komparator 24 dem in Fig. 3 mit gleicher Bezugszahl gekennzeichneten Komparator entspricht, ist der Komparator 31 folgendermaßen geschaltet. Ein erster Eingang 32 des Komparators 31 steht mit dem Eingang 14 des Impulscgenerators 3 in Verbindung. Ein zweiter Eingang 33 liegt auf einem Potential U51 und der zweite Eingang des Komparators 24 auf einem Potential U52. Während die Spannung Usl einen Spannungswert von zum Beispiel 4 V hat, beträgt der Spannungswert von U52 zum Beispiel 6 V.The pulse generator described above can only produce pulses generate variable pulse duration ti, but constant pulse pause duration t. If the Pulse pause duration t with a p p transition from a sub-range, for example 9, to the next sub-area, Sub-area, for example 10 (cf. Fig. 2), is to be switched, then preferably finds a circuit Fig. 4 application. A pulse generator according to FIG. 4 has two comparators 24 and 31. While the comparator 24 is identified by the same reference number in FIG. 3 Comparator corresponds, the comparator 31 is connected as follows. A first Input 32 of comparator 31 is connected to input 14 of pulse generator 3 in Link. A second input 33 is at a potential U51 and the second Input of the comparator 24 at a potential U52. While the tension Usl a Has a voltage value of 4 V, for example, the voltage value of U52 is for example 6 V.

Wird mit dem Potentiometerwiderstand 12 eine Spannung U von zum e Beispiel 5 V gewählt, die einen bestimmten Ladestrom 1 und damit c eine bestimmte Impulsdauer t. zwischen 10 und 100 ms (Teilbereich 10) zur Folge hat, dann spricht der Komparator 31 noch nicht an. In diesem Fall ist ein Widerstand 35 von zwei Widerständen 34 und 35 eines Zeitkreises einer in ihrer Zeitkonstante umschaltbaren monostabilen Kippschaltung 36 eingeschaltet. Hat die Spannung an dem Kondensator 22 einen der Spannung U52 entsprechenden Wert erreicht, dann wird die monostabile Kippschaltung 36 in ihren quasistabilen Zustand gekippt, in welchem sie für eine von dem Wert des Widerstandes 35 abhängige Zeit verharrt. Damit ist eine bestimmte Impulspausendauer t von zum p Beispiel 500 ms gegeben.If a voltage U from the e Example 5 V chosen, which has a certain charging current 1 and thus c a certain Pulse duration t. between 10 and 100 ms (sub-range 10) then speaks the comparator 31 is not yet on. In this case one resistor 35 is made up of two resistors 34 and 35 of a time circuit of a monostable switchable in its time constant Toggle switch 36 switched on. If the voltage on capacitor 22 has one of the If the voltage U52 reaches the corresponding value, the monostable trigger circuit is activated 36 tilted into its quasi-stable state, in which it is for one of the value of the resistance 35 remains dependent on time. This means that there is a certain interval between pulses t of, for example, p is 500 ms.

Wird dagegen mit dem Potentiometerwiderstand eine Spannung U von e zum Beispiel 7 V gewählt, entsprechend einer Impulsdauer zwischen 0,1 und 0,1 und 10 ms (vgl. Teilbereich 9), so spricht sofort der Komparator 31 an, der dann an Stelle des Widerstandes 35 den Widerstand 34 einschaltet. Der Widerstand 34 hat einen solchen Wert, daß damit die Dauer des quasistabilen Zustandes der monostabilen Kippschaltung 36 bzw. die Impulspausendauer t p auf zum Beispiel 100 ms (Teilbereich 9) herabgesetzt wird.If, on the other hand, a voltage U of e for example 7 V selected, corresponding to a pulse duration between 0.1 and 0.1 and 10 ms (cf. sub-area 9), the comparator 31 responds immediately, which then instead of the resistor 35, the resistor 34 switches on. The resistor 34 has such a value that the duration of the quasi-stable state of the monostable Flip-flop 36 or the interpulse period t p to, for example, 100 ms (subrange 9) is reduced.

Für jeden weiteren Teilbereich bzw. für jede weitere Umschaltung der Impulspausendauer t wird ein weiterer Komparator p mit einer für ihn charakteristischen Spannung U sowie ein 5 weiterer Widerstand benötigt.For each further sub-area or for each further switchover of the Pulse pause duration t becomes a further comparator p with a comparator which is characteristic of it Voltage U and another 5 resistor are required.

PatentansprücheClaims

Claims

Claims stimulation current device with a generator for generating Current pulses and with setting means for changing the pulse duration of the current pulses, characterized in that the setting means (e.g. 12) for changing the pulse duration (ti) inevitably influence the pulse pause duration (tp).

2. Stimulation current device according to claim 1, characterized in that the Setting means (z. B. 12) and the generator (z. B. 3) are such that With an increase in the pulse duration (ti), the pulse pause duration inevitably increases (t) p increases.

3. Stimulation current device according to claim 1 or 2, characterized in that that the setting range of the setting means (e.g. 12) for changing the pulse duration (ti) is divided into at least two sub-areas (9, 10) and that each sub-area a characteristic pulse pause duration (t) is permanently assigned to zup.

4. Stimulation current device according to claim 1, 2 or 3, characterized in that that the setting means have a potentiometer resistor connected to a fixed direct voltage (UB) (1) with a logarithmic characteristic and that one on the potentiometer resistor tapped voltage (U) the pulse duration (ti) and at the same time the pulse pause duration (t: p determined.

5. Stimulation current device according to one of claims 1 to 3, characterized in that that the setting means have a potentiometer resistor connected to a fixed direct voltage (UB) (12) with a linear characteristic contain that a circuit (13) with a logarithmic Characteristic curve is provided, the one tapped on the potentiometer resistor (12) Converts voltage into a logarithmically dependent voltage (Ue), and that this voltage (Ue) the pulse duration (ti) and at the same time the pulse pause duration (t) certainly.

p 6. stimulation current device according to claim 1 or 2, characterized in that that the stimulation current device has a pulse generator (3) with a capacitor (22), which is charged by a current (Ic) dependent on the voltage (Ue), that the pulse generator contains switching means (e.g. 24, 27, 30) which control the capacitor when a given capacitor voltage is reached for a presettable, bridge the interpulse period (t p determining time.

7. stimulation current device according to claim 6, characterized in that the Switching means of the pulse generator (3) a comparator (24), a monostable multivibrator (27) and a transistor (30) include that the comparator the voltage on the Capacitor (22) with a fixed predetermined voltage (U5) compares that the comparator if the voltage equality is established, the flip-flop (27) in its quasi-stable State flips that an output (28) of the flip-flop with the base of the transistor is connected, the emitter-collector path of which is in a quasi-stable state Toggle switch bridged the capacitor, and that the flip-flop contains a time cycle, which the duration of the quasi-stable state and thus the Pulse pause duration (t) determined.

p 8. electrical stimulation device according to claim 3, 6 or 7, characterized in that that the pulse generator (3) in a stimulation current device with one in two sub-areas (e.g. 9, 10) divided setting range of the pulse duration (ti) a further Comparator (31) contains that the further comparator with its one input (32) to the input (14) of the pulse generator and to its other input (33) a fixed voltage (um1) that the fixed voltage (um1) has such a value has as it has the voltage (Ue) if a pulse duration (ti) is to be generated, which lies between two adjacent sub-areas (e.g. 9, 10), and that the monostable Toggle circuit (36) has a duration of its switchable by the further comparator (31) quasi-stable state.

9. stimulation current device according to claim 8, characterized in that the further comparator (31) has two outputs, each with one to a time circuit of the monostable multivibrator (36) belonging resistor (34, 35) are connected, and that the further comparator (31) is at a voltage below the fixed voltage (uns1) Voltage value of the voltage (Ue) one resistor and one voltage value the voltage - (Ue), which is at least equal to the fixed voltage (um1), the other Resistance turns on and that the resistors have different resistance values to have.

L e r s e i t e