способ дозирования энергии терапевтического воздействия и электротерапевтический аппарат для его осуществления

Формула изобретения

1. Способ дозирования энергии терапевтического воздействия, включающий изменение длительности воздействия при изменении рассогласования в линии передачи энергии к облучателю при высокочастотном воздействии, отличающийся тем, что при увеличении рассогласования в линии передачи энергии до первого контрольного уровня поддерживают постоянной излучаемую мощность, в пределах между первым и вторым контрольными уровнями рассогласования в линии передачи энергии увеличивают длительность воздействия с соответствующим снижением мощности излучения, а при превышении второго контрольного уровня рассогласования в линии передачи энергии в течение контрольного интервала времени терапевтическое воздействие прекращают.

2. Электротерапевтический аппарат, содержащий регулируемый генератор высокой частоты, последовательно соединенные согласующее устройство и систему излучения, устройство формирования сигналов управления, вход которого соединен с выходом генератора высокой частоты, а первый выход соединен с согласующим устройством, устройство защитного выключения, таймер и устройство стабилизации дозы, вход которого соединен с вторым выходом устройства формирования сигналов управления, а выход соединен с управляющим входом регулируемого генератора высокой частоты, отличающийся тем, что он снабжен анализатором продолжительности рассогласования и устройством поддержания дозы, при этом вход устройства поддержания дозы соединен с третьим выходом устройства формирования сигналов управления, а его первый и второй выходы соединены соответственно с первым входом таймера и входом анализатора продолжительности рассогласования, выход которого через устройство защитного выключения соединен с вторым входом таймера, а выход таймера соединен с входом устройства формирования сигналов управления.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к животноводству и ветеринарии.

Известно устройство, применяемое для УВЧ-терапии сельскохозяйственных животных [1] Это устройство содержит регулируемый генератор высокой частоты (ГВЧ), согласующее устройство (СУ) с системой излучения, таймер, устройство поддержания дозы с датчиком дозы облучения, устройство защитного выключателя. В этом устройстве поддерживается постоянный уровень мощности электромагнитного поля, излучаемого на животное при незначительных рассогласованиях нагруженных излучателей. При сильных, даже кратковременных рассогласованиях устройство отключается и сеанс лечения прерывается.

Известен способ дозирования энергии физиотерапевтического воздействия путем изменения длительности воздействия при изменении мощности излучения на тело животного, реализованный способ в устройстве для УВЧ-терапии сельскохозяйственных животных [2] (выбраны в качестве прототипа на способ и устройство), содержащем регулируемый ГВЧ, СУ с системой излучения, устройство поддержания дозы с датчиком дозы облучения, таймер, один из двух входов которого соединен с выходом устройства поддержания дозы. В этом способе и устройстве обеспечивается постоянство энергии электромагнитного поля, излучаемой на животное за сеанс лечения, за счет изменения длительности сеанса при случайном изменении излучаемой на животное мощности.

Известные способ и устройство не обеспечивают необходимой точности дозирования терапевтического воздействия практически всех животных. Этот недостаток объясняется тем, что максимальный терапевтический эффект от воздействия электромагнитным полем для определенного вида заболевания проявляется в узком диапазоне мощности и в узком интервале длительностей воздействия. Известные способ дозирования и устройство для УВЧ-терапии сельскохозяйственных животных обеспечивают максимальный терапевтический эффект только для отдельных экземпляров животных, для которых обеспечивается полное согласование линии передачи энергии (ЛПЭ) с излучателем, нагруженным на тело животного. В рассогласованном режиме происходит значительное снижение излученной на тело мощности, в первую очередь за счет снижения выходной мощности ГВЧ и увеличение длительности процедуры. В результате снижается точность дозирования терапевтического воздействия. Кроме того, в известном устройстве сеанс лечения прекращается при сильных рассогласованиях ЛПЭ и излучателями, несмотря на том, что они могут быть кратковременными. Например, при лечении гинекологических заболеваний животных путем воздействия электромагнитным полем на половые органы через стенку прямой кишки происходят кратковременные значительные рассогласования излучателей с ЛПЭ при прохождении газов вокруг корпуса излучателя. В этом случае известное устройство невозможно использовать. В результате эксплуатационные возможности известного устройства оказываются ограниченными.

Целью изобретения является повышение точности дозирования при одновременном расширении эксплуатационных возможностей, связанных с увеличением видов воздействия, заболеваний и животных, подвергающихся лечению высокочастотным электромагнитным полем и повышении надежности аппарата.

Указанная цель достигается тем, что в способе дозирования энергии терапевтического воздействия, включающем изменение длительности воздействия при изменении рассогласования в ЛПЭ к облучателю, при увеличении рассогласования в ЛПЭ до первого контрольного уровня поддерживают постоянной излучаемую мощность, в пределах между первым и вторым контрольными уровнями рассогласования в ЛПЭ увеличивают длительность воздействия со снижением мощности излучения, а при превышении второго контрольного уровня рассогласования в ЛПЭ в течение контрольного интервала времени терапевтическое воздействие прекращают.

Указанная цель достигается также тем, что в электротерапевтический аппарат, содержащий регулируемый генератор высокой частоты, последовательно соединенные согласующее устройство и систему излучения, устройство формирования сигналов управления, вход которого соединен с выходом генератора высокой частоты, а первый выход соединен с согласующим устройством, устройство защитного выключения, таймер и устройство стабилизации дозы, вход которого соединен с вторым выходом устройства формирования сигналов управления, а выход соединен с управляющим входом регулируемого генератора высокой частоты, введены анализатор продолжительности рассогласования и устройство поддержания дозы, при этом вход устройства поддержания дозы соединен с третьим выходом устройства формирования сигналов управления, а его первый и второй выходы соединены соответственно с первым входом таймера и входом анализатора продолжительности рассогласования, выход которого через устройство защитного выключения соединен со вторым входом таймера, а выход таймера соединен с входом устройства формирования сигналов управления.

Совокупность заявляемых признаков обеспечивает высокую точность дозирования энергии терапевтического воздействия всех видов животных при сохранении высокой надежности аппарата. Эти свойства обусловлены тем, что каждое заболевание каждого вида животного требует своих оптимальных параметров физиотерапевтического воздействия, к которым относятся мощность облучения и длительность облучения. Эти параметры в заявляемом способе и электротерапевтическом аппарате поддерживаются в первую очередь. Такая стабилизация параметров воздействия осуществляется до максимальной величины рассогласования электродов, нагруженных на тело животного, которую может обеспечить электротерапевтический аппарат, сохраняя при этом высокую надежность. Однако при больших рассогласованиях электродов нельзя поддерживать неизменной мощность излучения на тело животного, так как возможен выход аппарата из строя. В этом случае выходная мощность генератора высокой частоты поддерживается на максимальном и в то же время безопасном для генератора высокой частоты уровне, который в свою очередь зависит от мощности волн, отраженных от излучателя, а меняется длительность воздействия преимущественно пропорционально снижению мощности излучения. Если рассогласование электродов становится таким (критическим), что положительный эффект от воздействия не может быть получен, аппарат отключается и воздействие прекращается. Необходимость такого отключения объясняется тем, что положительный эффект от мощности физиотерапевтического воздействия чаще всего носит "пороговый" характер [3] т. е. при мощностях воздействия ниже определенного уровня лечебный эффект не проявляется. В то же время критическое рассогласование может быть кратковременным, например, при использовании аппарата с ректальными излучателями во время прохождения газов вокруг излучателя. Для исключения прекращения терапевтического воздействия из-за кратковременных сильных рассогласований в аппарате введена схема задержки сигнала отключения. Приведенные условия терапевтического воздействия и свойства электротерапевтического аппарата, обусловленные введенными блоками и связями между блоками аппарата обеспечивают высокую точность дозирования для всех видов животных при одновременном повышении надежности электротерапевтического аппарата.

На фиг. 1 представлены зависимости мощности излучения генерируемой мощности отраженных волн, характеризующие заявляемый способ; на фиг. 2 представлена блок-схема электротерапевтического аппарата; на фиг. 3 - устройство формирования сигналов управления; на фиг. 4 устройство стабилизации дозы; на фиг. 5 устройство поддержания дозы; на фиг. 6 - анализатор продолжительности рассогласования с устройством автоматического выключения.

Осуществление предлагаемого способа поясняется с помощью графиков на фиг. 1, где приведены зависимость выходной мощности генератора высокой частоты Рген. о при разомкнутом контуре стабилизации мощности излучения (кривая А), зависимость выходной мощности генератора высокой частоты Рген. с замкнутым контуром стабилизации мощности излучения (кривая В), зависимость мощности отраженной волны Ротр. (кривая С), зависимость мощности излучения Ризл. (кривая D). По оси абсцисс отложена величина коэффициента отражения мощности от нагрузки Готр. Ротр./Рген.

При осуществлении заявляемого способа дозирования энергии терапевтического воздействия электротерапевтическим аппаратом (фиг. 2) с пульта управления устанавливают номинальные параметры воздействия, которые для определенного вида заболевания и животного обладают максимальным терапевтическим эффектом. К этим параметрам относятся заданные мощности излучения Ризл. и длительность сеанса терапевтического воздействия.

Отклонение электромагнитных параметров тканей животного от среднего значения приводит к появлению в линии передачи энергии, отраженной от излучателя волны с мощностью Ротр. которая снижает излучаемую на животное мощность Ризл. и, кроме того, изменяет генерируемую мощность Рген. за счет расстройки генератора. Для обеспечения максимального терапевтического эффекта при увеличении рассогласования изменяют режим работы генератора и увеличивают мощность генератора Рген. поддерживая постоянной мощность, излучаемую на животное Ризл. до тех, пор пока величина рассогласования не достигнет первого контрольного уровня. На этом контрольном уровне рассогласования размыкается контур стабилизации мощности излучения. Мощность генератора уменьшается и начинается изменяться длительность воздействия. В том случае, когда мощность излучения становится ниже мощности, при которой проявляется терапевтический эффект, через контрольный интервал времени генератор высокой частоты отключается.

Электротерапевтический аппарат (фиг. 2) содержит регулируемый генератор высокой частоты 1, последовательно соединенные согласующее устройство 2 и систему излучения 3, устройство формирования сигналов управления 4, вход которого соединен с выходом генератора высокой частоты 1, а первый выход соединен с согласующим устройством 2, устройство защитного выключения 5, таймер 6 и устройство стабилизации дозы 7, вход которого соединен с вторым выходом устройства формирования сигналов управления 4, а выход соединен с управляющим входом регулируемого генератора высокой частоты 1, анализатор продолжительности рассогласования 8 и устройство поддержания дозы 9, при этом вход устройства поддержания дозы 9 соединен с третьим выходом устройства формирования сигналов управления 4, а его первый и второй выходы соединены соответственно с первым входом таймера 6 и входом анализатора продолжительности рассогласования 7, выход которого через устройство защитного выключения 5 соединен с вторым входом таймера 6, а выход таймера 6 соединен с входом устройства формирования сигналов управления 4.

Блок формирования сигналов управления 3 (фиг. 3) может быть выполнен, например, в виде рефлекторметра 3, содержащего направленные ответвители падающей 10 и отраженной 11 волн. Выходы направленных ответвителей соединены с каскадами детектирования из диодов 12, 13 и емкостных сглаживающих фильтров из конденсаторов 14, 15. Вторые выходы направленных ответвителей соединены с поглощающими нагрузками 16, 17. Выход каскада детектирования 12, 14 соединен с инвертирующим входом дифференциального усилителя 18 с отрицательной обратной связью из резисторов 19, 20. Второй вход усилителя 18 соединен с таймером 6, задающим опорным напряжением. Поглощающая нагрузка 16 направленного ответвителя падающей волны соединена с конденсатором 21 и выходом каскада детектирования 13, 15 направленного ответвителя отраженной волны. Выход дифференциального усилителя 18 соединен с вторым и третьим выходами блока 4, которые соединены соответственно с устройством стабилизации дозы и устройством поддержания дозы.

Устройство стабилизации дозы 7 (фиг. 4) может быть выполнено, например, в виде усилителя постоянного тока 22, вход которого соединен через токоограничивающий резистор 23 с входом устройства, а через диод 24 с источником опорного напряжения Uоп1. Выход усилителя постоянного тока соединен с управляющим входом регулируемого генератора высокой частоты.

Таймер 6 может быть выполнен, например, в виде управляемого ждущего мультивибратора [4] на микросхеме КР1006ВИ1.

Устройство поддержания дозы 9 (фиг. 5) может быть выполнено, например, в виде диода 25, анод которого соединен с третьим выходом устройства формирования сигналов управления 4, а катод соединен через резистор 26 с источником опорного напряжения Uоп1, а через резисторы 27 и 28 с первым и вторым выходами. Первый и второй выходы устройства поддержания дозы 9 соединены соответственно с управляющим входом таймера 6 и входом анализатора продолжительности рассогласования

Анализатор продолжительности рассогласования 8 и устройство защитного выключения 5 могут быть выполнены, например (фиг. 6), в виде последовательно соединенных компаратора 29, интегрирующей цепи из резистора 30 с конденсатором 31 и усилителя 32. Входы компаратора 29 соединены соответственно с вторым выходом устройства 9 поддержания дозы и источником опорного напряжения Uоп. 2 Вход усилителя 32, являющийся входом устройства защитного выключения, соединен с выходом анализатора продолжительности рассогласования 8, а выход усилителя 32 соединен с вторым входом таймера.

Электротерапевтический аппарат работает следующим образом. Генератор высокой частоты 1, управляемый устройством стабилизации дозы 7, вырабатывает высокочастотные колебания заданной мощности, которые последовательно через устройство формирования сигналов управления 4 и согласующее устройство 2 поступают в систему излучения 3. Система излучения 3 формирует высокочастотное электромагнитное поле, воздействующее на животное. Номинальная мощность и продолжительность воздействия задаются таймером 6 величиной опорного напряжения, установленного на неинвертирующем входе усилителя 18 устройства формирования сигналов управления 4. В устройстве 4 формирования сигналов управления направленными ответвителями 10 и 11 вырабатываются напряжения, пропорциональные значения мощности падающей и отраженной волн. Разность этих напряжений подается на инвертирующий вход усилителя 18, на выходе которого устанавливается напряжение, пропорциональное отклонению разностного напряжения от опорного, поданного на неинвертирующий вход.

При полном согласовании системы излучения 3 с ЛПЭ ГВЧ1 вырабатывает высокочастотные колебания заданной амплитуды в течение заданного интервала времени. В этом случае на выходах всех устройств установлены номинальные значения напряжений. При уменьшении выходной мощности ГВЧ1 и мощности излучения из-за рассогласования излучателей с ЛПЭ увеличивается уровень напряжения на выходе усилителя 18 и на втором и третьем выходах устройства 4 формирования сигналов управления. Соответственно увеличивается уровень напряжения на входе и выходе устройства 7 стабилизации дозы, которое воздействует на управляемый вход ГВЧ1 и увеличивает его выходную мощность. Тем самым до первого контрольного уровня рассогласования ЛПЭ с системой излучения стабилизируется излучаемая на тело животного мощность высокочастотных колебаний.

При превышении первого контрольного уровня рассогласования в ЛПЭ и соответственно превышении уровня напряжения на входе устройства 7 величины опорного напряжения Uоп1 параметры устройств в схеме начинают определяться двумя процессами. Во-первых, вход усилителя 22 начинает шунтироваться сопротивлением открытого диода 24. В результате напряжения на входе и выходе усилителя 22 устанавливаются на уровне, определяемом напряжением Uоп1. Таким образом, при превышении первого контрольного уровня рассогласования системы излучения 3 с ЛПЭ выходная мощность ГВЧ 1 и излучаемая мощность перестают стабилизироваться. Во-вторых, диод 22 открывается и на управляющем входе таймера 6 начинает действовать напряжение, поданное с выхода усилителя 18, которое увеличивает продолжительность сеанса воздействия на животное с уменьшением излучаемой на животное мощности и тем самым с уменьшением напряжения на входе усилителя 18 и увеличением напряжения на его выходе.

При превышении второго контрольного уровня рассогласования в ЛПЭ и соответственно превышении уровня напряжения на выходе устройства 9 величины опорного напряжения Uоп2 в анализаторе продолжительности рассогласования 8 срабатывает компаратор 29, начинает заряжаться конденсатор 31 интегрирующей цепи 31, 32. Если превышение второго контрольного уровня рассогласования превысит контрольный интервал времени, установленный постоянной времени интегрирующей цепи 30, 31, то величина напряжения на входе и выходе усилителя 32 устройства защитного выключения достигнет уровня напряжения сброса таймера. Таймер возвращается в исходное состояние, а сеанс лечения прекращается. Если превышение второго контрольного уровня рассогласования кратковременное и напряжение на входе компаратора 29 станет ниже Uоп2 раньше, чем произойдет сброс таймера, то сеанс лечения продолжается.

Введенные в "способ" условия, указанные приведенными выше характеристиками, обеспечивающие возможность дозирования энергии терапевтического воздействия и введенные в электротерапевтический аппарат устройство поддержания дозы и анализатор продолжительности рассогласования позволяют расширить эксплуатационные возможности аппарата, повысить его надежность и увеличить точность дозирования.