устройство для биоуправляемой инч терапии

Формула изобретения

Устройство для биоуправляемой ИНЧ терапии, включающее индикатор колебаний, последовательно соединенные реле времени, генератор фиксированных частот повторения, конденсатор связи, формирователь сигналов и облучатель, при этом индикатор колебаний подключен к реле времени и генератору фиксированных частот повторения, а формирователь сигналов выполнен в виде согласующей цепи, подключенной к цепи разряда, выход которой является выходом формирователя сигналов, отличающееся тем, что в него введены датчики дыхания и пульса, два усилителя-формирователя и сумматор, при этом в формирователь сигнала введен модулятор, выход которого подключен к входу согласующей цепи, первый вход является входом формирователя сигналов, а второй вход соединен с выходом сумматора, входы которого подключены через соответствующие усилители-формирователи к датчикам пульса и дыхания.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано в физиотерапии для воздействия электромагнитным полем.

Известен импульсный низкочастотный физиотерапевтический аппарат ИНФИТА [1] разработанный на основе устройства для низкочастотной терапии [2] которое принимается за прототип.

Устройство для низкочастотной терапии содержит индикатор колебаний и последовательно соединенные реле времени, генератор фиксированных частот повторения, конденсатор связи, формирователь сигналов, облучатель, при этом индикатор колебаний подключен к реле времени и генератору фиксированных частот. Устройство обеспечивает физиотерапевтическое воздействие ИНЧ электромагнитным полем и предназначено для лечения гипертонической болезни, бронхиальной астмы. Недостатком известного устройства являются ограниченные функциональные возможности, не позволяющие его использовать для лечения трофических язв.

Техническим результатом устройства является расширение функциональных возможностей за счет дополнительных показаний применения ИНЧ терапии.

Технический результат обусловлен получением качественно нового результата возможностью синхронизировать физиотерапевтическое ИНЧ воздействие с ритмами дыхания и сердечных сокращений, благодаря чему нормализуется локальный кровоток в месте воздействия и согласовывается с магистральным кровотоком.

Технический результат достигается тем, что устройство для биоуправляемой ИНЧ терапии содержит индикатор колебаний, последовательно соединенные реле времени, генератор фиксированных частот повторения, конденсатор связи, формирователь сигналов, облучатель, при этом индикатор колебаний подключен к реле времени и генератору фиксированных частот, датчик дыхания, датчик пульса, два усилителя-формирователя и сумматор. Датчик дыхания подключен через первый усилитель-формирователь к первому входу сумматора, датчик пульса подключен через второй усилитель-формирователь к второму входу сумматора, выход которого подключен к второму входу формирователя сигналов. Существенным признаком устройства является введение датчика дыхания, датчика пульса, двух усилителей формирователей, сумматора с соответствующими связями. Именно указанные признаки позволяют получить качественно новый результат возможность синхронизировать физиотерапевтическое воздействие с ритмами дыхания и сердечных сокращений. Причем такая биоуправляемая ИНЧ терапия обладает дополнительными биотропными свойствами для локального кровотока в месте воздействия, согласованного с магистральным кровотоком, благодаря автоматической выработке связи реакций капиллярной сети с дыханием и пульсом пациента. Влияние импульсного низкочастотного электромагнитного поля на организм известно и сводится к воздействию на гипоталамо-гипофизо-адреналовую систему, коррегируя ее функциональное состояние, а также биоэлектрическую активность коры головного мозга.

Существующие устройства не учитывают индивидуальные биоритмологические особенности пациентов.

Биоуправление, осуществляемое методом биосинхронизации, заключается в обеспечении динамического соответствия уровня воздействия периоду (фазе) цикла жизнедеятельности. Дыхание и пульс являются важнейшими циклическими процессами жизнедеятельности человека. Ритмы регионального кровотока в месте терапевтического воздействия ИНЧ полем совпадают с ритмами дыхания и пульса, что позволяет ИНЧ воздействие оптимально согласовать с временной организацией трофических процессов на тканевом и клеточном уровнях. Модулируя ИНЧ воздействие сигналами с датчиков пульса и дыхания пациента, устройство для биоуправления ИНЧ терапией автоматически синхронизирует функциональную нагрузку с трофикой клеток и с нужными фазами ритмов центрального кровотока, перестраивает и согласует ритмы микроциркуляции в месте воздействия, обеспечивая максимальный пластический и лечебный эффект. Основные достоинства биоуправляемого устройства для ИНЧ терапии в сравнении с аппаратом ИНФИТА состоят:

в стабильности лечебного эффекта, благодаря образованию тканевой памяти по типу натурального условного рефлекса, также в результате сочетания дыхания пациента как условного сигнала и реакции капиллярной сети как трофического подкрепления при усилении в моменты вдоха;

в адекватности формы суммарного воздействия восстановлению оптимальной микроциркуляции благодаря регуляции соотношения глубин модуляции по пульсу и дыханию соответственно нарушениям в артериальной и веночной частях капиллярного русла;

в усилении скорости внутриклеточной и клеточной регенерации и тканевой пролиферации, благодаря чему биофизических механизмов взаимодействия ритмов функциональной нагрузки с ритмами энергетики и трофики.

На фиг.1 изображена структурная схема устройства для биоуправляемой ИНЧ терапии; на фиг.2 крепление датчиков дыхания и пульса на держателе; на фиг.3 размещение держателя на голове пациента; на фиг.4 форма сигнала на выходе усилителя-формирователя датчика дыхания, сумматора, формирователя сигнала; на фиг.5 усилитель-формирователь датчика дыхания, пример выполнения; на фиг. 6 усилитель-формирователь датчика пульса, пример выполнения; на фиг.7 - сумматор, пример выполнения; на фиг.8 формирователь сигнала, пример выполнения.

Устройство для биоуправляемой ИНЧ терапии, включающее индикатор колебаний 1, последовательно соединенные реле времени 2, генератор фиксированных частот повторения 3, конденсатор связи 4, формирователь сигналов 5 и облучатель 6, датчик дыхания 7 и датчик пульса 8, два усилителя формирователя 9, 10, сумматор 11. При этом индикатор колебаний 1 подключен к реле времени 2 и генератору фиксированных частот повторения 3. Датчик дыхания 7 подключен через усилитель-формирователь 9 к первому входу сумматора 11, а датчик пульса 8 через усилитель-формирователь 10 к второму входу сумматора 11, выход которого подключен к второму входу формирователя сигналов 5. Формирователь сигналов 5 содержит последовательно соединенные модулятор 12, два входа которого являются входами формирователя, согласующую цепь 13 и цепь разряда 14, являющуюся выходом формирователя сигнала 5.

Устройство работает следующим образом.

Через реле 2 времени напряжение источника питания подается на импульсный генератор 3 фиксированных частот повторения (фиг.1). Частота их может фиксированно (ступенчато) изменяться в диапазоне 20-80 Гц. С генератора 3 импульсы через конденсатор связи 4 подаются на первый вход формирователя 5 сигналов.

Датчики дыхания и пульса (фиг.2) расположены вместе на общем держателе, который размещается на голове пациента (фиг.3) с помощью верхней дуги 15 (фиг. 2 и 3). Нижняя дуга 16 с помощью шарнира 17 крепится к верхней. Пластмассовые направляющие 18 позволяют регулировать положение верхней и нижней дуг. На нижней дуге 16 находится датчик дыхания 7, представляющий собой терморезистор, расположенный на расстоянии 0,5-1 см от ноздри (фиг.3). К одному из шарниров крепится дуга 19, на которой установлен датчик пульса 8, представляющий собой пару светодиод 20 и фотоприемник 21. Датчик дыхания 7 и датчик пульса 8 через разъем 22 подключаются к усилителям-формирователям 9 и 10 соответственно. Дуга 19 с закрепленными на ней светодиодом 20 и фотоприемником 21 устанавливаются на ушную раковину сверху (фиг.3).

При наличии сигнала с датчика дыхания 7 на выходе усилителя-формирователя присутствует гармонически изменяющееся промодулированное дыханием напряжение (фиг. 4, в). Глубина модуляции составляет 60-80% Указанное напряжение поступает на 1 и 2 входы сумматора 11. При наличии сигнала с датчика пульса 8 на выходе усилителя-формирователя 10 присутствует прямоугольное напряжение (меандр), промодулированное пульсом (фиг.4,а). Указанное напряжение поступает на второй вход сумматора 11.

На выходе сумматора 11 присутствует сумма двух напряжений (фиг.4,с). Это напряжение поступает на второй вход формирователя 5 сигналов.

В модуляторе 12 формирователя сигналов 5 осуществляется амплитудная модуляций проинвертированных коротких импульсов, поступивших по входу 1 в соответствии с амплитудой модулирующего сигнала на входе 2. В согласующей цепи 13 осуществляется привязка уровня импульсов с выхода модулятора к нулевому потенциалу. Короткие импульсы отрицательной полярности поступают на вход цепи разряда 14 с малой постоянной времени заряда (t 0,3 мкс) и большой постоянной времени разряда (t 7,5 мс).

Сигнал отрицательной полярности на выходе формирователя 5 сигналов имеет следующие параметры (фиг.4,а). Длительность переднего фронта 0,3 мкс. Длительность заднего фронта по уровню 0,1 составляет 7,5 мс. Амплитуда импульсов, промодулированная дыханием и пульсом пациента, составляет 5-15 В.

Этот сигнал поступает на облучатель 6, который формирует импульсное низкочастотное квазистационарное электростатическое поле, промодулированное пульсом и дыханием пациента с напряженностью в зоне терапии Е 1-5 В/см. Расстояние от выносных конденсаторных пластин, являющихся облучателем, до зоны терапии при этом составляет 0,5 1 см.

Пример выполнения усилителя формирователя датчика пульса приведен на фиг. 5. Усилитель-формирователь выполнен на операционном усилителе ДАI. Разность потенциалов между входами операционного усилителя определяется величиной разности сопротивлений терморезистора R_t и резистора R1. Относительная амплитуда (глубина модуляции) гармонического сигнала на выходе усилителя-формирователя 9 определяется величиной



где Rt величина изменения сопротивления терморезистора при вдохе-выдохе.

Глубина модуляции устанавливается переменным резистором R2. В качестве усилителя ДАI может быть применен операционный усилитель с малой величиной и высокой стабильностью напряжения смещения типа 14ОУД14, резисторы типа С2-23 и СП5-22, терморезистор R_t типа СТ3-18.

Пример выполнения усилителя формирователя 10 приведен на фиг.6. Резистор T1 определяет рабочий ток через светодиод 17 датчика пульса 8. Усилитель формирователь выполнен на операционном усилителе ДАI, как и в усилителе-формирователе 9. Датчик пульса включен по мостовой схеме. Величина резистора R_свет<R2,

где R_свет, R_темн световое и темновое сопротивление фотоприемника 18.

Элементная база аналогична примененной в усилителе-формирователе 9. В качестве диода фотоприемника 18 может быть использован ФД263, в качестве светодиода 17 может быть использован АЛ1076.

Сумматор 11 приведен на фиг.7. Он может быть реализован на суммирующем операционном усилителе А1. Коэффициент усиления определяется отношением 2/1. Элементная база аналогична примененной в усилителе-формирователе 9.

Формирователь сигналов 5 приведен на фиг.8. Формирователь 5 состоит из модулятора 12, согласующей цепи 13 и цепи разряда 14. Модулятор 12 может быть реализован на транзисторном ключе (V1, P1, P2) с амплитудной модуляцией по коллекторной цепи транзистора V1. При подаче короткого (t=3 мкс) импульса на вход 1 транзистор V1 открывается, на выходе модулятора формируется импульс отрицательной полярности, амплитуда которого определяется текущим значением модулирующего напряжения на входе 2.

Согласующая цепь 13 может быть реализована на дифференцирующей цепочке C1, R1, осуществляющей привязку максимального уровня промодулированных импульсов к нулевому потенциалу.

Цепь разряда 14 может быть реализована на ключевом диоде V1, резисторе R1 и конденсаторе C1. Короткий отрицательный импульс (t 2 мкс) с выхода согласующей цепи 13 через открытый диод V1 (конденсатор C1 был ранее разряжен) быстро (t 0,3 мкс) заряжает конденсатор C1. С окончанием отрицательного импульса на входе цепи разряда 14 диод V1 закрывается и начинается процесс разряда конденсатора C1 через резистор R1 с постоянной времени t 7,5 мс. В формирователе могут быть использованы транзистор КТ3102, резисторы C2-, конденсаторы К10-17.

Устройство для биоуправляемой ИНЧ терапии позволяет осуществлять лечение больных с нарушенной трофикой клеток, восстанавливает микроциркуляцию в месте патологии. Пользоваться устройством можно в клиниках, амбулаториях.