медицинское лазерное устройство

Формула изобретения

МЕДИЦИНСКОЕ ЛАЗЕРНОЕ УСТРОЙСТВО, содержащее полупроводниковый лазерный диод с блоком питания, отличающееся тем, что блок питания содержит последовательно соединенные генератор шума, фильтр нижних частот, генератор, управляемый напряжением, и усилитель мощности, с выходом которого соединен лазерный диод.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к устройствам для физиотерапевтического воздействия лазерным излучением при лечении нервных, мышечных, сердечно-сосудистых, пульмонологических, иммунологических, септических, гастроэнтерологических заболеваний.

Известно устройство для лазерной терапии, содержащее блок управления, схему возбуждения лазера и полупроводниковый лазерный диод. Амплитудная модуляция средней мощности излучения лазерного диода осуществляется в частотном интервале от 1 до 512 Гц периодическим сигналом, что, однако, нефизиологично, так как импульсный характер функционирования органов и систем организма нехарактерен для биологических процессов.

Известно устройство для локального лечения с использованием лазерного излучения (прототип). Устройство содержит лазерный диод, соединенный посредством гибкого кабеля с источником питания, блок управления, обеспечивающий излучение лазерным диодом световых импульсов. Блок питания обеспечивает подачу на блок управления регулируемой периодической последовательности импульсов. На лазерный диод обеспечивается подача двух уровней напряжения, больший из которых используется в лечебных целях. Средняя мощность излучения изменяется по периодическому закону, что также нефизиологично.

Общим недостатком аналога и прототипа является то, что характер изменения средней мощности оптического излучения является периодическим и не совпадает с параметрами микродвижений и органов и тканей, что существенно снижает терапевтический эффект.

Из существующего уровня техники известно, что все органы и ткани совершают микродвижения с частотой, 0,1-3 Гц, которые сопровождаются медленными электрическими волнами. Эти микродвижения обеспечивают высокую скорость прохождения крови через органы, высокий обмен газов и веществ между кровью и тканями, то есть повышают проницаемость клеточной мембраны и улучшают дренаж жидкости из клеточных пространств в лимфатические сосуды. Известно также, что механизм взаимодействия низкоинтенсивного лазерного излучения с тканью живого организма имеет фотохимическую (нетепловую) природу и изменяет физико-химическую структуру клеточной мембраны.

Также известно, что биологические эффекты воздействия импульсного лазерного излучения для разных частот следования импульсов более выражены, чем для непрерывного излучения одинаковой средней мощности, при этом каждая определенная частота следования соответствует соматическому эмбрионологическому патологическому состоянию.

Задача изобретения разработка медицинского лазерного устройства с низкоинтенсивным импульсным излучением, обеспечивающего при лечении повышение терапевтического эффекта за счет совпадения спектра частот биопотенциалов органов и тканей, изменяющегося по случайному закону, со спектром частот средней мощности лазерного излучения.

Для решения поставленной задачи предложено устройство, сущность которого заключается в том, что в устройстве, содержащем блок управления, блок питания, полупроводниковый лазерный диод; блок управления выполнен в виде генератора случайных сигналов и последовательно соединенного с ним фильтра нижних частот. Блок питания выполнен из последовательно соединенных генератора управляемого напряжением и усилителя мощности. При этом, к выходу усилителя мощности подключен лазерный диод.

Новым в предлагаемом устройстве является то, что блок управления выполнен в виде последовательно соединенных генератора случайных сигналов и фильтра нижних частот, а блок питания выполнен в виде последовательно соединенных генератора управляемого напряжением и усилителя мощности.

Из анализа существующего уровня техники не обнаружено ни одно устройство с признаками, идентичными всем существенным признакам предлагаемого лазерного терапевтического устройства. Предложенное устройство соответствует критерию "новизна". Все признаки являются существенными и необходимыми в достижении технического результата.

Генератор случайных сигналов выполнен на основе сдвиговых регистров. Цепь, звеньями которой являются 4 группы последовательно соединенных сдвиговых регистров, замыкается с помощью элементов "исключающее или", осуществляющее суммирование по модулю двух последовательных импульсов, вырабатывающих на выходе отдельных звеньев. При этом генератор вырабатывает последовательность одинаковых по амплитуде прямоугольных по форме и случайных по длительности импульсов.

Фильтр нижних частот выполнен на операционном усилителе КР 140УД2. Он преобразует импульсный сигнал в аналоговую форму.

Генератор, управляемый напряжением, собран по схеме ждущего одновибратора, который в отсутствии управляющего напряжения настроен на частоту 1 кГц. При поступлении управляющего аналогового случайного напряжения с фильтра нижних частот, происходит изменение частоты следования импульсов генератора также по случайному характеру.

Усилитель мощности обеспечивает усиление импульсов по току, достаточному для возбуждения лазерного полупроводникового диода.

Предложенная взаимосвязь элементов и их взаимодействие обуславливает генерацию оптического лазерного излучения, величина средней мощности которого носит случайный характер, причем изменение средней мощности происходит в частотном интервале 0,2-0,3 Гц, что соответствует параметрам микродвижений органов и тканей, сопровождающихся медленноволновой электрической активностью.

Предлагаемое устройство является промышленно применимым, так как оно может быть выполнено на основе стандартных элементов и схем, безопасно и надежно при использовании.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства; на фиг. 2 осциллограмма сигналов на выходе генератора случайных сигналов; на фиг. 3 осциллограмма сигналов на выходе фильтра нижних частот; на фиг. 4 осциллограмма сигналов на выходе генератора управляемого напряжением.

Устройство содержит блок управления 1, состоящий из генератора случайных сигналов 2, включенного последовательно с ним фильтра нижних частот 3 и блока питания 4, состоящего из генератора, управляемого напряжением 5 и включенного последовательно с ним усилителя мощности 6. К выходу блока питания 4 подключен полупроводниковый лазерный диод 7.

Устройство работает следующим образом: генератор случайных сигналов 2 вырабатывает последовательность одинаковых по амплитуде и случайных по длительности импульсов, имеющую широкий спектральный состав (см. фиг. 2). Эта последовательность поступает на фильтр нижних частот 3 с частотой среза не выше 3 Гц, где последовательность преобразуется в аналоговый сигнал случайной формы в спектральном диапазоне 0,2-3 Гц (см. фиг. 3). Спектральный состав аналогового сигнала определяется со стороны нижних частот спектром последовательности, а со стороны верхних частот частотой среза фильтра. Генератор, который в отсутствии управляющего напряжения вырабатывает последовательность стандартных по амплитуде с частотой 1 кГц, в присутствии аналогового сигнала, поступившего с фильтра нижних частот 3, генерирует импульсы, частота которых изменяется по случайному закону (см. фиг. 4). При этом глубина модуляции достигает 60% Промодулированный сигнал поступает на усилитель мощности 6, где происходит усиление импульсов по току до величины, необходимой для нормальной работы полупроводникового лазерного диода 7. Импульсы тока, поступающие на лазерный диод 7, возбуждают в нем генерацию оптического излучения, средняя мощность которого изменяется по случайному закону в спектральной области 0,2-3 Гц аналогично сигналу случайной формы (см. фиг. 3).

Для лечения больных использовался импульсный полупроводниковый лазер со следующими техническими характеристиками: длина волны излучения 850 нм: средняя мощность излучения изменяется по случайному закону в пределах до 2 мВт; частота модуляций в пределах 0,2-3 Гц спектральной области.

С помощью вышеописанного лазерного устройства было проведено лечение 25 больных. У 10 больных хроническим остеомиелитом при комплексном лечении (фармпрепараты, физиолечение) наблюдалось стойкое септическое состояние. После проведения внутривенного лазерного облучения крови уже через сутки наблюдали: нормализацию температуры, стабилизацию дыхания и АД, уменьшение воспалительного процесса, при этом улучшались микрофлора и микроциркуляция тканей с нормализацией их трофики.

Устройство также успешно было применено при лечении дегенеративно-дистрофических и посттравматических заболеваний двигательной системы. У 15 больных с ложным суставом дополнительно проводилось лазерное облучение рефлексогенных точек по общепринятой схеме. Во всех случаях получено полное сращение костей.

Использование медицинского лазерного устройства обеспечивает повышение эффективности лазерной терапии благодаря слабому поглощению в тканях, его высокому проникающему действию и совпадению частотных параметров излучения с параметрами медленноволновой электрической активности органов и тканей.