устройство для рефлексотерапии

Формула изобретения

Устройство для рефлексотерапии, содержащее инфракрасный светодиодный излучатель, объединенный в пару с фотодиодом, линейный усилитель, выход которого через фильтр низких частот соединен с входом формирователя триггера Шмитта, вырабатывающего стробирующие на пульсовую волну импульсы, отличающееся тем, что в него дополнительно введены опорный фотодиод, размещенный вне биологически активной точки, в индифферентном от нее месте, дифференциальный усилитель, к инвертирующему и неинвертирующему входам которого подключены фотодиоды, микропроцессор, усилитель мощности, генератор, управляемый переключатель и измеритель уровня сигнала, причем выход формирователя триггера Шмитта соединен с входом микропроцессора, выходы которого соединены с усилителем мощности, генератором, линейным усилителем и управляемым переключателем, выход генератора через усилитель мощности нагружен на светодиодный излучатель и соединен с микропроцессором, выход с дифференциального усилителя соединен с входом линейного усилителя, выход которого дополнительно соединен со входом микропроцессора и через управляемый микропроцессором переключатель с измерителем уровня сигнала.

Описание изобретения к патенту

Предлагаемое изобретение относится к медицине, в частности к рефлексотерапии, и представляет собой устройство для рефлексотерапии, которое, работая в нескольких режимах, дает возможность проводить диагностические исследования с достаточно большой точностью и осуществлять эффективное лечение.

В настоящее время для диагностики и лечения рефлексотерапией используется количественная оценка состояния акупунктурных каналов тестом Акабане [1] Его суть заключается в том, что на определенные репрезентативные точки исследуемого канала в такт с пульсом воздействуют источником тепла до появления порога болевой чувствительности. При этом число таких воздействий будет информативно относительно энергетического состояния исследуемого канала. Однако в данном классическом способе не случайно тестирующие тепловые воздействия рекомендуется осуществлять (синхронизировать) в такт с пульсовой волной, поскольку лишь в этом случае, маскируясь за пульсовой волной, как важнейшим синхронизатором для всего организма, диагностическое воздействие оказывает минимальный побочный эффект, связанный с изменением состояния канала в ходе тестирования. Поэтому возникает необходимость в создании устройств для синхронизации диагностического воздействия в такт с пульсом.

В качестве прототипа устройства взят так называемый "датчик пульса" [2]

Устройство состоит из инфракрасного светодиодного излучателя, объединенного в пару с фотодиодом, подключенным к входу двухступенчатого линейного усилителя, сигнал с которого через фильтр низких частот поступает на вход формирователя триггера Шмитта, который формирует стробирующие импульсы, соответствующие началу пульсовой волны.

Однако данному устройству присущ ряд существенных недостатков. Так, при соблюдении всех описанных в статье правил измерения пульса в идеальных для исследования условиях на подушечке пальца гарантированное измерение по данным авторов отмечено в 80% а по нашим наблюдениям менее 60% При оценке пульсовых волн в самих биологически активных точках (БАТ) на этом приборе показатель падал ниже 50% Основная причина этих сбоев, по нашему мнению, - слабая помехозащищенность устройства уже на входе сигнала, а также фиксированные режимы работ излучающего фотодиода и усилителей сигнала.

Техническим результатом изобретения является разработка устройства, лишенного перечисленных недостатков. Эта цель может быть достигнута путем создания устройства для рефлексотерапии, представляющего собой самонастраивающийся лечебно-диагностический датчик, который, работая по принципу обратной связи, способен выявить аномальные БАТ и синхронизировать с пульсовой волной диагностическое воздействие, объективно определяя при этом продолжительность тестирования и экспозицию лечебного воздействия.

Для этого в устройство для рефлексотерапии, содержащее инфракрасный световодный излучатель, объединенный в пару с фотодиодом, линейный усилитель, выход которого через фильтр низких частот соединен со входом формирователя триггера Шмитта, вырабатывающего стробирующие на пульсовую волну импульсы, согласно изобретению дополнительно введены опорный фотодиод, размещенный вне БАТ, в индифферентном от нее месте, дифференциальный усилитель, к инвертирующему и неинвертирующему входам которого подключены фотодиоды, микропроцессор, усилитель мощности, генератор, управляемый переключатель и измеритель уровня сигнала, причем выход триггера Шмитта соединен со входом микропроцессора, выходы которого соединены с усилителем мощности, генератором, линейным усилителем и через управляемый переключатель с измерителем уровня сигнала, выход генератора через усилитель мощности нагружен на инфракрасный светодиодный излучатель и соединен с микропроцессором, выход дифференциального усилителя соединен со входом линейного усилителя, выход которого дополнительно соединен со входом микропроцессора и через управляемый переключатель с измерителем уровня сигнала.

Разностный пульсовой сигнал, выделенный за счет введения дополнительного опорного фотодиода, размещенного вне БАТ в индифферентном от него месте, и подключение фотодиодов к дифференциальному усилителю таким образом, что один из сигналов поступает на инвертирующий вход усилителя, а другой на неинвертирующий, усиливается линейным усилителем с изменяемым по команде с микропроцессора коэффициентом усиления. На входы микропроцессора могут также поступать сигналы с линейного усилителя и формирователя триггера Шмитта, вырабатывающего стробирующие на пульсовую волну импульсы. Микропроцессор управляет также работой усилителя мощности и генератора, сигнал с которого поступает на усилитель мощности. Для визуальной оценки сигнала к выходу линейного усилителя подключен измеритель уровня сигнала.

Отличие предлагаемого устройства для рефлексотерапии от известного заключается прежде всего в том, что введение дополнительного опорного фотодиода, расположенного вне БАТ в индифферентном от него месте, и дифференцированного усилителя позволили уже на входе устройства выделить разностный пульсовой сигнал и работать с ним в оптимальном по его уровню режиме за счет введения системы управления коэффициентом усиления линейного усилителя. Выделение разностного пульсового сигнала и последующая работа с ним позволили резко повысить помехозащищенность устройства, так как уже на входе прибора все фоновые помехи, кроме разностного пульсового сигнала, взаимоуничтожаются и усиливается лишь один пульсовой сигнал, выделенный за счет локальной подсветки опорного фотодиода от инфракрасного светодиодного излучателя.

Другим существенным отличием предлагаемого устройства от известного является введение в него микропроцессора. Последнее позволило создавать различные режимы работы, синхронизированные с пульсовой волной и состоянием БАТ и оптимизировать работу входных датчиков (фотодиода и ИК-излучателя) за счет регулирования по принципу обратной связи коэффициента усиления линейного усилителя и мощности подсветки ИК-излучателя.

Именно эти принципиальные усовершенствования, введенные в схему прибора, позволили создать устройство для рефлексотерапии, представляющее собой лечебно-диагностический датчик, который, работая по принципу обратной связи, выявляет аномальные БАТ, синхронизирует с пульсовой волной диагностическое воздействие, объективно определяя при этом продолжительность тестирования и экспозицию лечебного воздействия.

Нижеследующие рисунки (фиг. 1 3) поясняют сущность предлагаемого устройства. На фиг. 1 представлена блок-схема устройства для рефлексотерапии; на фиг. 2 схематично представлены эпюры сигналов при работе устройства в различных режимах: кривая 1 показывает изменение силы тока, протекающего через ИК-излучатель в различных режимах работы; кривая 2 показывает пульсовую волну; кривая 3 показывает состояние стробирующих импульсов, поступающих в микропроцессор; кривая 4 показывает изменение коэффициента усиления К_у для усилителей A₁xA₂. На фиг. 3 представлено схематично расположение датчиков фотодиодов и ИК-излучателя на теле пациента.

Устройство для рефлексотерапии состоит из инфракрасного светодиодного излучателя ИК-излучателя 1, объединенного в пару с фотодиодом 2 и дополнительного фотодиода 3. Фотодиоды 3 и 2 подсоединены ко входу дифференциального усилителя 4 таким образом, что один из сигналов идет на инвертирующий вход дифференциального усилителя 4, а другой на неинвертирующий. Кроме того, устройство содержит линейный усилитель 5, фильтр низких частот 6, вырабатывающий стробирующие на пульсовую волну импульсы, формирователь триггера Шмитта 7, микропроцессор 8, усилитель мощности 9, генератор 10, измеритель уровня сигнала 11, управляющий переключатель 12 и конденсатор памяти импульсного сигнала 13.

Устройство работает следующим образом:

Над БАТ размещен фотодиод 2 в паре с ИК-излучателем 1 для контроля состояния пульсовой волны непосредственно в БАТ. На расстоянии 1 1,5 см вне БАТ в индифферентном от нее месте размещен фотодиод 3. Фотодиоды 2 и 3 подключены ко входу дифференциального усилителя 4 таким образом, что один из сигналов фотодиодов 2 или 3 поступает на инвертирующий вход усилителя 4, а другой на неинвертирующий. Разностный сигнал затем усиливается линейным усилителем 5 с изменяемым по команде с микропроцессора 8 коэффициентом усиления. На один, аналого-цифровой вход микропроцессора 8 поступает аналоговый сигнал с линейного усилителя 5, на другой, цифровой, вход микропроцессора 8 поступают стробирующие импульсы с формирователя триггера Шмитта. Один из выходов микропроцессора управляет работой усилителя мощности 9, нагрузкой которого является ИК-излучатель 1, а другой двунаправленный вход-выход микропроцессора управляет работой генератора 10, сигнал с которого поступает на усилитель мощности 9. К выходу линейного усилителя 5 дополнительно через управляемый от микропроцессора 8 переключатель 12 уровня аналогового сигнала подключен стрелочный индикатор 11 для визуальной оценки сигнала.

При работе устройства в режиме тестирования изучающий ИК-диод 1 помещается над верифицированным эпицентром БАТ. По команде с микропроцессора 8 через усилитель мощности 9 на ИК-излучатель 1 подается линейно возрастающий ток J₁ от 1 до 8 ма, отмеченный на диаметре эпюр напряжений (см.фиг.2, кривая 1). Одновременно по команде с микропроцессора 8 увеличивается коэффициент усиления K_у линейного усилителя 5, что приводит в определенный момент времени к выделению пульсового сигнала с выхода фильтра низких частот 6 и формированию пульсового синхроимпульса формирователем триггера Шмитта 7. Синхроимпульс поступает на вход микропроцессора 8, при этом микропроцессор 8 фиксирует ток J₁ и K_у усилителя 5 на данной величине.

После надежного захвата 3 4 пульсовых волн микропроцессор 8 определяет частоту сердечных сокращений (ЧСС) и выдает сигнал на разрешение тестирования на усилитель мощности 9, который переходит в импульсный режим работы, подавая на ИК-излучатель 1 синхронно со строб-сигналом с формирователя 7 ток J₂ 200 250 мА в виде прямоугольных импульсов продолжительностью 1/2 2/3 от периода P пульсовых волн. После окончания тестирующего воздействия импульса микропроцессор 8 на короткий промежуток времени переводит усилитель мощности 9 в третий режим работы, соответствующий на графике временному интервалу t_A, когда ток на выходе усилителя мощности 9 равен 0 (см. фиг.2). Этот режим характеризуется тем, что позволяет сопоставить разностный ИК-сигнал с БАТ и вне БАТ с дополнительного фотодиода 3 без подсветки ИК-излучателя, что позволяет исключить выделение пульсовой волны и ввести сопоставление уровня ИК-излучения над БАТ и вне ее. Сравнивая в этот момент фоновое ИК-излучение с БАТ и вне БАТ, по величине разностного сигнала с дифференциального усилителя 4 можно контролировать состояние тестируемой БАТ, а следовательно, и состояние ее канала, избегая субъективной в определении порога чувствительности боли, доводя фоновое свечение всех контролируемых БАТ в ходе тестирования разных каналов до одного значения, соответствующего началу болевого восприятия. Такие меры существенно повышают точность диагностики. После такой оценки состояния тестируемой БАТ микропроцессор 8 вновь переводит усилитель мощности 9 в первый режим работы по выявлению пульсовых волн в условиях слабой подсветки ИК-излучателя 1 в период расчетного ожидания следующей пульсовой волны.

Весь цикл повторяется n-ое число раз, регистрируемое счетчиком микропроцессора 8, до тех пор, пока фоновое излучение с возбужденной в ходе тестирования БАТ превысит определенное критическое значение, соответствующее началу болевого порога восприятия. При этом в момент перехода усилителя мощности 9 в режим J₃ открывается шина связи АЦП микропроцессора 8 с выходом линейного усилителя 5 и микропроцессор 8 анализирует полученный сигнал по амплитуде. Непосредственная привязка тестирующего сигнала к моменту начала пульсового кровонаполнения непосредственно в тестируемой БАТ дает идеальное временное согласование двух процессов, что позволяет за счет этой синхронизации свести к минимуму нежелательное воздействие на канал в ходе тестирования. Для визуальной оценки состояния тестируемой БАТ в момент t_А по команде с микропроцессора 8 может открываться управляемый переключатель 12, выполненный, например, на МОП транзисторе, в результате заряжается конденсатор памяти импульсного сигнала 13 и происходит отклонение стрелки прибора пропорционально величине разностного сигнала с БАТ.

В режиме лечебного воздействия генератор импульсов 10 вырабатывает прямоугольные импульсы в ножном диапазоне частот, например 28 Гц. С выхода генератора 10 эти импульсы поступают на вход усилителя мощности 9, который работает в режиме при токе нагрузки на ИК-излучатель 1, равном 100 150 мА в импульсе (все значения тока взяты для ИК-светодиода АЛ-106). Одновременно импульсы от генератора 10 поступают в микропроцессор 8, который в перерывах между импульсами, когда ИК-излучатель 1 не излучает, открывает вход АЦП для оценки уровня сигнала с линейного усилителя 5. Одновременно открывается управляемый переключатель 12 и заряжается конденсатор памяти импульсного сигнала 13, что дает возможность визуальной оценки уровня ИК-излучения с БАТ с помощью измерителя уровня сигнала 11. При достижении определенного порога лечебное воздействие прекращается.

С помощью устройства может быть реализовано воздействие, при котором предусмотрена коррекция состояния каналов путем воздействия на определенные БАТ "электромагнитными промодулированными прямоугольными импульсами излучения ИК-диапазона с длиной волны 780 1400 нм, с частотой от 15 до 30 Гц, оказывающими возбуждающее действие на БАТ". Устройство позволяет объективно количественно контролировать продолжительность такого воздействия на БАТ по наличию обратного ИК-излучения с точки, величина которого анализируется устройством в промежутки t_A между лечебными импульсами воздействия. Установлено, что в ходе такого возбуждающего воздействия, оказываемого в функции потребности конкретного канала в тонизации, БАТ канала, через которую проводится воздействие, сама начинает генерировать нарастающее по интенсивности ИК-излучение, на фоне которого затем появляются болевые ощущения, которые указывают, что дальнейшая тонизация канала нежелательна. Таким образом, оценивая величину этого излучения можно контролировать состояние БАТ и канала посредством обратной связи, точно дозируя лечебное воздействие.

В режиме поиска аномальных точек один светодиод 2 устанавливается над аномальной точкой, а другой 3 вне ее. По разностному сигналу с линейного усилителя 5, по его максимальной амплитуде можно определить местоположение таких точек и их эпицентр (см. фиг.3), поскольку некоторые БАТ, находясь в аномальном возбужденном состоянии сами становятся источником ИК-излучения. В этом режиме ИК-излучатель 1 не излучает, управляемый переключатель 12 открыт, и оценка сигнала идет по величине отклонения стрелки измерителя уровня сигнала 11, а также по числовым значениям с АЦП микропроцессора 8, которые могут, например, высвечиваться на индикаторе и для удобства записываться в память.

Таким образом, предлагаемое многофункциональное устройство, работающее в нескольких режимах, дает возможность существенно повысить точность диагностических исследований и эффективность лечения, дает дополнительный сервис в работе для пользователя.