способ формирования стимулирующего воздействия

Формула изобретения

СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ СТИМУЛИРУЮЩЕГО ВОЗДЕЙСТВИЯ, при котором выбирают вид сигнала, параметры которого затем преобразуют в сигнал случайной последовательности импульсов, отличающийся тем, что преобразование параметров осуществляют путем модуляции низкочастотным сигналом, имеющим частотный спектр 1/f, где f - спектральная частота.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к медицине, а именно к физиотерапевтическим способам формирования стимулирующего воздействия, и может быть использовано в лечебно-профилактических целях для восстановления психофизиологической кондиции человека путем различных воздействий, как-то электрическими и магнитными полями, СВЧ, УВЧ- и оптическим излучением.

Известен способ формирования стимулирующего воздействия на биологические объекты магнитным полем путем концентрации магнитного потока на исследуемой области при напряженности поля от 0,3 до 7000 Э и градиенте от 0,1 до 10,000 Э/см, при этом, повышая напряженность поля и его градиент от исходной величины до конечной в течение 10-12 мин и фиксируя максимальную напряженность и градиент, продолжают воздействие ежедневно в течение 10-20 дней от 30 мин до 10 ч в определенное время суток.

Данный способ за счет указанных изменений напряженности магнитного поля обеспечивает воздействие магнитным полем на функцию органов в соответствии с ритмикой их биологических процессов и глубиной их расположения.

Однако данный способ ориентирован в основном только на локальное воздействие по отношению к определенной зондируемой области, подверженной заболеванию, и не обеспечивает корреляции временных изменений воздействия магнитного поля с естественными биоритмами человека в целом. Как известно, эти биоритмы в подавляющем большинстве случаев характеризуются четким низкочастотным спектром, имеющим зависимость от частоты вида 1/f, в то время как предполагаемые вариации в известном способе не соответствуют этому спектру. Кроме того, изменения воздействий магнитного поля ограничены только медленными (10-12 мин) вариациями, что обуславливает ограничение спектра воздействия, и следовательно, ограничение функциональных возможностей способа.

Известен также описанный в устройстве для магнитотерапии способ формирования стимулирующего воздействия электромагнитным полем, биотропные спектральные параметры которого изменяют автоматически квазислучайным образом с помощью последовательности импульсов, параметры которых модулированы по квазислучайному закону.

В таком способе лечебное электромагнитное поле с изменяющимися случайным образом биотропными параметрами амплитудно-частотного спектра, созданное импульсами электрического напряжения, параметры которых модулированы по квазислучайному закону, исключает адаптацию организма к воздействию поля, что позволяет поддерживать лечебный эффект на требуемом уровне и сократить сроки лечения.

Недостаток такого способа заключается в отсутствии согласования временных случайных параметров воздействия с естественными регулярными ритмами человеческого организма.

Известен ближайший по технической сущности и достигаемому результату описанный в устройстве для ультразвуковой терапии способ формирования стимулирующего воздействия на человека ультразвуковым сигналом случайной последова- тельности, преобразованным из аналогового шумового сигнала с постоянной спектральной плотностью мощности в УЗ-диапазоне частот в случайную последовательность импульсов постоянной амплитуды со случайными моментами их появления и длительностью.

Данный способ за счет воздействия на человека импульсным УЗ-сигналом случайной последовательности исключает адаптацию организма, а также значительно расширяет спектр сигнала воздействия по сравнению с ранее рассмотренными способами.

Однако такой сигнал, обладающий постоянной спектральной плотностью белого шума, не может обеспечить в полной мере согласование воздействия с естественной биоритмикой человека, поскольку в большинстве случаев, как указано выше, последняя подчиняется закону 1/f, где f спектральная частота. Это приводит к снижению лечебного эффекта воздействия и удлинению сроков восстановления нормального психофизиологического состояния человека. Кроме того, данный способ также ограничен по функциональным возможностям, вследствие одного вида воздействия ультразвукового.

Техническим результатом изобретения является повышение лечебного эффекта, а также ускорение реабилитации человека за счет обеспечения гармонического резонанса параметров воздействия с биологическими ритмами человеческого организма и расширения функциональных возможностей, вследствие получения гарантируемого эффекта при всех видах воздействий.

Технический результат достигается тем, что в способе формирования стимулирующего воздействия, при котором выбирают вид сигнала, параметры которого затем преобразуют в сигнал случайной последовательности импульсов, согласно изобретению, преобразование параметров осуществляют путем модуляции низкочастотным сигналом, имеющим частотный спектр 1/f, где f спектральная частота.

Преобразование параметров выбранного вида сигнала в сигнал случайной последовательности импульсов путем модуляции низкочастотным сигналом, имеющим частотный спектр 1/f, где f спектральная частота, обеспечивает гармонический резонанс воздействия с биоритмами человека за счет полного согласования "1/f воздействия" по спектру с биологическими ритмами процессов, протекающих в человеческом организме.

Это приводит в итоге к повышению лечебного эффекта, а также к ускорению реабилитации человека.

Сравнение предлагаемого способа с известным позволяет сделать вывод, что он отличается тем, что преобразование параметров проводимого воздействия осуществляют путем модуляции низкочастотным сигналом, имеющим частотный спектр 1/f, где f спектральная частота, и, следовательно, соответствует критерию изобретения "новизна".

При изучении других технических решений в данной области техники можно сделать вывод, что данное заявляемое техническое решение вытекает из них неочевидным образом, и, следовательно, соответствует критерию "изобретательский уровень".

Возможность реализации предлагаемого способа в приборах медицинской терапевтической техники обеспечивает ему критерий "промышленной применимости".

На чертеже изображена структурная схема устройства для осуществления предлагаемого способа формирования стимулирующего воздействия.

Схема устройства включает источник низкочастотных сигналов 1 со спектром 1/f, усилитель 2 и переносной аппарат 3 "Полюс 101". Источник низкочастотных сигналов 1 со спектром 1/f и усилитель 2 соединены с переносным аппаратом 3 (пунктирная линия) для низкочастотной магнитотерапии "Полюс 101".

В качестве источника 1/f использован, например, генератор в виде высокоомного угольного сопротивления (1 МОм), по которому пропускают постоянный электрический ток, или другие известные электрические компоненты, вырабатывающие шум 1/f (транзисторы, полупроводниковые диоды и др.). В качестве усилителя постоянного тока может быть использована любая стандартная схема на транзисторах. В качестве блока 3 формирования сигнала воздействия использован переносной магнитотерапический прибор "Полюс 101". Блок 3 формирования сигнала воздействия включает маломощные генераторы 4 и 5 синусоидальных колебаний с рабочей частотой 1000 и 700 Гц, мультиплексор 6, электронное реле 7, усилитель мощности 8, индукторы 9, 10 с индикаторами 11 и 12 и конденсаторы С₁ и С₂. Индукторы 9, 10 и конденсаторы С₁ и С₂ образуют резонансные контура.

Способ осуществляют следующим образом.

Поступающие от источника 1 случайные сигналы в виде низкочастотных сигналов 1/f усиливаются усилителем 2 и поступают в качестве управляющего сигнала на реле 7. Последнее формирует посылки синусоидальных колебаний задающих генераторов 4 и 5, параметры которых следуют случайному закону, характеризующемуся спектром 1/f.

Синусоидальные колебания генераторов 4 и 5 поступают на входы мультиплексора 6, осуществляющего их поочередное пропускание на вход электронного реле 7. С реле 7 сигнал поступает на усилитель мощности 8, который усиливает сигнал до величины достаточной для возбуждения резонансных контуров.

Пакеты синусоидальных колебаний, длительность и время посылки которых варьируется таким образом, что в частотной области выполняется закон 1/f, поступают на резонансные контура, которые формируют магнитное поле, изменяющееся случайным образом так, что спектр этих изменений также имеет вид. При этом индикаторы 11 и 12, подключенные к индукторам 9 и 10, сигнализируют светом (светятся) только при достижении заданного напряжения на индукторах 9 и 10 или при заданной магнитной индукции не ниже 25 мТл. После этого начинают воздействие магнитным полем на пациента. Выбор магнитотерапевтического прибора "Полюс 101" для апробации заявляемого способа при воздействии на любую область организма человека связан с выявлением в медицинской практике большого биоэффекта низкочастотных магнитных полей в диапазоне альфа-ритмов ЗЭГ (8-14 Гц). Как известно, частотный спектр этих ритмов как раз следует закону 1/f, когда человек находится в спокойном комфортном состоянии, поэтому придание такой спектральной зависимости воздействующему магнитному полю естественно приводит к увеличению терапевтического эффекта. В связи с этим введение низкочастотного сигнала в виде низкочастотных флуктуаций со спектром типа 1/f в качестве модулирующего воздействия на магнитное поле в блок 3 формирования сигнала обеспечивает (в общем случае для любого рода воздействия) гармонический резонанс последнего с биоритмами человека, что приводит к повышению терапевтической эффективности воздействия и повышению лечебного эффекта.

Предлагаемый способ применялся при лечении магнитотерапией пациентов с заболеваниями нервно-мышечной системы, сопровождающимися болевыми синдромами (плекситы, невриты, радикулиты и т.д.), при травматических поражениях (ушибы мышц, суставов, растяжение связок), а также при лечении периартритов, деформирующих артрозов, эндатермитов и т.д. Как показали клинические исследования, у пациентов наблюдалось форсирование их лечения по сравнению с традиционными методами лечения магнитотерапией в 1,5-2 раза.

Объективные клинические данные подтверждают активацию кровообращения у всех больных, усиление процессов обмена и регенерации. Низкочастотное магнитное поле оказывает болеутоляющее и стимулирующее влияние на нейроэндокринную систему. В большинстве случаев применение низкочастотного поля по сценарию 1/f позволяло сократить количество 12-15 минутных процедур до 8-10 вместо 15, необходимых для достижения ощутимого эффекта при обычной традиционной н/ч магнитотерапии.

В настоящее время подготавливается испытание предлагаемого способа в офтальмологии.

Предлагаемый способ может быть таким же образом реализован при местном применении переменного магнитного поля, например (до 40 мТл) на область глаза и его придатков.

Выявлено противовоспалительное, противоотечное, а также выраженное анальгезирующее действие сформированного по указанному закону магнитного поля и его способность улучшать микроциркуляцию и ускорить процессы регенерации тканей при воздействии последнего по сравнению с традиционными методами лечения.

Было также замечено, что сочетание воздействия указанного магнитного поля и лекарственных препаратов увеличивало лечебный терапевтический эффект, чем каждый из этих факторов в отдельности.

Блок-схема устройства, реализующего заданный способ, может быть использована не только с магнитотерапевтическими методиками, но и также встроена, например, в электростимуляторы "Дельта 30", "Утеростин" (для акушерской практики), в приборы фототерапии, в аппараты для электросна ("Электросон-4Т"), для УВЧ и УЗ-терапии.

В качестве источника 1/f может быть также использован (математический) генератор, представляющий собой микропроцессор, формирующий случайную последовательность импульсов по заданному закону, а также "гармонический датчик", в котором низкочастотные сигналы 1/f моделируются музыкальным произведением, записанным на любом носителе. В данном случае управляющим сигналом служит выходное напряжение, снимаемое с магнитофона, плейера и т.д.

Таким образом, предлагаемый способ формирования стимулирующего воздействия позволяет за счет модуляции низкочастотным сигналом, имеющим универсальный спектр типа 1/f, выбранного вида сигнала, повысить терапевтическую эффективность воздействия и лечебный эффект, а также ускорить реабилитацию человека, расширить область применения способа за счет получения гарантируемого положительного эффекта при всех видах стимулирующих воздействий.