Стимулятор джуны

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 А 61 N 1/375

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ (21) 4800303/14 (22) 21.03.90 (46) 07.11.92. Бюл. № 41 (76) Е.Ю.Давиташвили и А.М.Клейман (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1140796, кл. А 61 N 1/36, 1982. (54)(57) 1. СТИМУЛЯТОР ДЖУНЫ, содержащий подвижную опору с размещенным на ее поверхности излучателем, закрепленную на основании, и блок управления, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения эффективности стимулирования путем воздействия различным по виду и дозированию излучением, в него введены п-излучателей, расположенных на поверхности опоры, ограниченной проекцией кисти руки, и соединенных с блоком управления.

2. Стимулятор по п.1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что в качестве излучателей испольИзобретение относится к устройствам медико-биологического назначения, а именно к стимуляторам, и может быть использовано в исследовательских, профилактических и лечебных целях.

Известен способ воздействия на биологические объекты кистями рук оператора, физическое поле которого включает инфракрасное (ИК) излучение 8-14 мкм, сверхвысокочастотное (СВЧ) излучение в диапазоне 8-30 см и переменное электрическое поле частотой 10 Гц.

Известен стимулятор, содержащий излучатели световых и звуковых волн, установленные на подвижной опоре и соединенные с блоком питания и управления, Стимулятор устанавливают перед пациентом, определяют основную частоту элект„„ Ы„„1774878 А3 зуются источники переменного электричеСКОГО ПОЛЯ.

3. Стимулятор по п,1. о т л и ч а ю щ и йс я тем, что в качестве излучателей используются источники инфракрасного излучения.

4. Стимулятор по п.1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что в качестве излучателей используются источники сверхвысокочастотного излучения.

5. Стимулятор по и 1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что в качестве излучателей используются источники тепла, 6. Стимулятор по пп.1 — 5, о т л и ч а юшийся тем, что опора выполнена из двух частей и дополнительно на каждой из них излучатели размещены на поверхности, ограниченной проекцией левой и правой кисти руки. роэнцефалограммы пациента и воздействуют соответствующим излучением в ритме этой частоты.

Стимулятор обеспечивает повышение 4 работоспособности пациента, но не позво- фь ляет автоматизировать дозирование излуче- QQ ния. Кроме того. вид излучения и форма излучателей не адекватны тем, которые при- Q() меняются при бесконтактном методе стимуляции.

Цеяв изобретения — повышение зффективности стимулирования путем автомати- Ы зированного дозирования излучения.

Поставленная цель достигается тем, что в стимуляторе, содержащем излучатель, установленный на подвижной опоре, блок управления, и-излучателей расположены на поверхности опоры, ограниченной проек1774878 цией кисти руки, и соединены с блоком управления.

В качестве излучателей обычно исполь" зуются источники переменного электрического поля, ИК-излучения, СВЧ-излучения и тепла, Опора выполнена предпочтительно из двух частей, на каждой из которых дополнительно излучатели размещены на поверхности, ограниченной проекцией левой и правой кисти руки.

На фиг,1 показан стимулятор с использованием электрода в форме руки; на фиг,2 — пример выполнения стимулирующего электрода; на фиг.3 — функциональная схема ИК вЂ” и теплового стимулятора; на фиг.4 — пример управления уровнем (интенсивностью) стимуляции; на фиг,5 — пример использования в стимуляторе теплого воздушного потока; на фиг.б — пример контроля уровня стимуляции с помощью тепловизионного комплекса; на фиг.7— симметричная пара электродов с двумя видами стимулирующего воздействия; на фиг.8 — электроды, установленные на электромеханические управляемые штативы; на фиг,9 — функциональная схемастимулятора электромагнитным (ЗМ) полем, на фиг.10 — функциональная схема СВЧ-стимулятора; на фиг.11 — пример выполнения электрода СВЧ-стимулятора дециметрового диапазона; на фиг.12 — пример выполнения электрода СВЧ-излучателя рупорного типа в виде моноблока; на фиг.13 — электрод—

"кисть руки" с несколькими СВЧ-излучателями рупорного типа; на фиг.14 — функциональная схема комплексного стимулятора с

СВЧ-излучателями; на фиг.15 — функциональная схема стимулятора на основе автоматизированного манипулятора; на фиг.16пример выполнения роботизированного массажного комплекса.

Стимулятор (фиг.1), в котором электроды — "кисти рук" расположены симметрично и укреплены на подвижной опоре, выполнен в виде колпака с возможностью его перемещения по высоте.

На станине 1 укреплена цилиндрическая полая штанга 2, на которой установлены блок управления 3 и колпак 4 с электродами-излучателями. На боковой стенке колпака 4 изображен контур электрода, обозначающий направление и расположение элементарных излучателей (показаны точками) на электроде — "кисти руки" (фиг.2), В станине 1 размещен блок питания устройства, Гибкий электрический жгут 5 соединяет блок питания с блоком управления 3, на котором установлены регуляторы режимов излучения, например

55 теплового, и излучателями колпака 4 Êðåпежные втулки со стопорными зажимами б позволяют перед стимуляцией установить колпак 4 и блок 3 на штанге 2 на требуемой высоте. Электрод (фиг.2) в местах, обозначенных точками 7, имеет посадочные места для элементарных излучателей, соединенные с источником излучения или питания гибкими жилами 8.

Подобная конструкция позволяет благодаря замкнутому объему колпака 4 в комплексе с тепловым воздействием как бы повысить эффективность ИК-излучения. Для этого в корпусе под кожухом размещен фен — нагревательный элемент с микровентилятором (на чертеже не показан). Необходимая температура нагревательного элемента устанавливается блоком управления 3, а воздуховоды трубчатого типа создают в областях, близких к электродам — "кистям рук", повышенный воздухообмен. Конструкция электрода — "кисти руки" может быть упрощена и унифицирована, В качестве элементарных излучателей используются светоизлучающие диоды (СИД) ИК-диапазона, которые устанавливаются на посадочные места штепсельными разьемами или винто-цокольными зажимами. Ввиду их малых габаритов в каждой посадочной точке возможно размещение группы из 3 — 7 СИД, а их питание осуществляется с помощью гибкого электрического жгута. В зависимости от требуемой интенсивности излучения количество коммутируемых в группе СИД различно, но ток в цепи их последовательного питания поддерживается оптимальным и каждый из излучающих в данный момент СИД имеет максимальную отдачу, Область ИК-диапазона при лечебном воздействии может быть расширена применением светоизлучающих полупроводниковых лазеров (СИПЛ) того ИК-поддиапазона, который значительно расширяет эффективное ИК-воздействие (до 8 — 12 мкм).

С применением СИПЛ в режиме интерференционного смешивания (интерференционных смесителей) от двух СИПЛ достигается полный диапазон (до 16 мкм)

ИК-излучений. Применение же СИД видимого диапазона позволяет использовать световое лечебное воздействие, а чередование на электроде — "кисть руки" СИД видимого и ИК-диапазонов повышает эффективность комплексной стимуляции.

На фиг.3 раскрыт принцип ИК вЂ” и тепловой стимуляции. При поступлении на командный блок 9 пусковой команды включается блок l0 питания. а с ним один из пусковых блоков, соответствующих включению ИКизлучения (11) или теплового стимулятора

1774878 (12, после чего регулировка уровней стимулирующего воздействия осуществляется управляющим коммутатором 13 и регулятором

14. Управляющий коммутатор 13 представляет собой группу управляемых ключей 15 (фиг.4), которые включаются распределителем 16 в соответствии с уровнем опорного сигнала. Уровень опорного сигнала устанавливается командным блоком 9 в зависимости от заданного лечебным курсом (лечебной программой) уровня воздействия.

Группы СИД 17 подключаются к источнику питания через стабилизатор тока 18. Каждый из ключей 15 переключает вывод шины заземления и тем самым ступенчато изменяет интенсивность излучения ИК-СИДгрупп, в данном случае режимы излучения определяются четырьмя вариантами: а) 7

СИД (ключи 15 отключены); б) 5 СИД (включен нижний ключ 15); в) 3 СИД (включен средний ключ 15); r) 1 СИД (включен один . верхний ключ 15). Для плавной (точной) подрегулировки уровня излучения стабилизатор тока имеет управляющий вход, Регулятор температуры тепловых излучателей (фиг.5) включает нагревательные элементы 19, обдуваемые вентилятором 20, Температурный режим определяется стабилизатором тока 21. B качестве нагревательных элементов 19 могут быть использованы спирали из константана (манганина), а также специальные электролампы с отражателями в колбе, обеспечивающими помимо светового излучения в нижней части видимого спектра (длинноволновая граница} и коротковолновую часть ИК-диапазона, Уровень подогрева точно поддерживается в заданных пределах сигналами скомандного блока,,по управляющему входу стабилизатора 21 соединенного с блоком питания 22.

Для определения контрольных режимов, выбора того или иного курса лечебного воздействия точность распределения тепловых полей излучателей и картину температурного рельефа на кожном покрове пациента при лечебном излучающем воздействии устанавливают с помощью тепловизионного комплекса (тепловизора).

Он (фиг.6) состоит из тепловизионной камеры 23 и цветного тепловизионного монитора 24, Камера 23 направлена на воздействующую кисть руки 25 (электрод устройства или руки массажиста) и сфокусирована на поверхность руки. Преобразованный в камере 23 сигнал о распределении температур на поверхности кисти руки высвечивается на экране монитора 24. Изображение 26 на экране монитора 24 соответствует температурному рельефу по5

30

35 вдоль втулок 32 с помощью электродвигате40

55 верхности кисти руки (на ладони и фалангах пальцев). Участки поверхности руки 25 с одинаковой температурой высвечиваются на изображении 26 одним цветом, причем чем ниже температура. тем цвета ближе к красному, чем выше — к голубому и синему, Подобным же образом снимаются поверхностные температурные рельефы на теле пациента под электродом стимулятора.

Режим стимуляции. при котором обеспечивается максимал ьн ый лечебный (оздоровительный, успокаивающий и т,д.) эффект, фиксируется и вносится в программу лечебного курса.

Наиболее эффективен комплексный характер стимуляции, например ИК-излучением и ЭМ-полем. При воздействии ЭМ-полем сигналы поступают от генератора на электроды (обкладки конденсатора) из элеытропроводящих материалов, например двух металлизированных пластин. а в посадочных токах для излучателей (фиг.2) имеется возможность установки тепло-световых или

ИК-излучателей (фиг.7). Тепло-световые или

ИК-излучатели(СИД, СИПЛ) питаются от пускового блока 27, а выводы электродов

28 соединены с генератором 29 ЭМ-по- ля. Для расширения функциональных возможностей стимулятора с симметричными электродами он дополнен электромеханическими штативами с перемещающимися по вертикали узлами (фиг.8). В штативах 30 штанги 31 с прикрепленными к ним электродами перемещаются лей 33 с редуктором. Могут быть также использованы управляемые шаговые двигатели. Теперь при комплексном стимулировании лечебные курсы (программы) могут содержать данные не только о конкретных режимах стимуляции, но и о координатах расположения электродов (по высоте), при нормировании по времени того или иного рода воздействия. В устройстве с управлением по координатам воздействия наиболее полно достигается и вариант комплексной стимуляции совместно с СВЧ-воздействием.

Рассматривая работу ЭМ и СВЧ-стимуляторов (фиг.10), отметим наличие сходных по функциям блоков, с помощью которых устанавливается тот или иной уровень лечебного воздействия. Например, ЭМ-стимулятор (фиг,9) состоит из генератора 34, аттенюаторов(ослабителей) 35, 36. коммутаторов 37, излучающих электродов 28 (фиг.7) с полупрозрачными зеркалами 38 и оптронами 39. К выходам аттенюаторов 35 подключены индикаторы 40 режимов воздействия. Аттенюаторы 35 управляются

1774878 блоками 41 с индикаторами 42 результатов воздействия на выходе при помощи сигналов от оптронов 39 и блока 43 связи с блоком управления. Генератор 44 через блоки управления 45, коммутаторы 37 и аттенюаторы 36, а также генератор 46 поддерживают уровень излучения на электродах 28 в заданных пределах.

СВЧ-стимулятор (фиг.10) питается от блока 47. Блок автоматики 48 поддерживает постоянный уровень излучения СВЧ-генератора 49 благодаря цепи обратной связи (генератор 49, измеритель мощности 50 и блок автоматики 48), через управляющий вход которого (блока 48) осуществляется и запуск СВЧ-генератора. Далее сигнал через волновод 51 (коаксиальн,ы и кабель) поступает на излучающий электрод 52 — цилиндриче-. ский диполь с защитным колпаком из ударопрочного полистирола (фиг.11). Коаксиальный волнавод 53 подключается к

СВЧ-генератору разъемом 54..

3а излучающими диполями-55 размещен экран 56 конической формы, что предотвращает попадание СВЧ-излучения с тыльной стороны электрода. Диполи 55 закрыты кожухом (колпаком) 57, защищающим пациента от соприкосновения с токопроводящими элементами электрода, Характер потока от СВЧ-электрода с цилиндрическими диполями — строго концентри ческий, с максимальным уровнем излучения в центре и слабым воздействием по его краям, что подтверждается результатами тепловизионных измерений. При закреплении на внутренней поверхности кожуха 57 металлической пластины 58 (стального экранного формирователя). например из фольги толщиной 0,15-0,18 мм с отверстиями диаметром 180 — 2ьО мм (разрез А-А на фиг,11), приближающими СВЧ-стимулирующий поток по форме к "кисти руки.", излучение устанавливается равномерным по всей поверхности излучающего электрода — "кисти руки".

Использование электрода в виде "кисти руки" допускает многовариантность лечебного СВЧ-воздействия в сантиметровом диапазоне (от 2 до 10 ГГц), Излучающий электрод конструйруется на. основе полых волноводов и рупорных излучателей, Согласующие СВЧ-распределители (ослабители} в указанном диапазоне, из-за их малых габаритов свободно вписываются в объем излучающего электрода — "кисти руки" (фиг.2,12).

Моноблочный СВЧ вЂ” излучающий электрод (фиг.12) получает регулируемый по мощности излучения сигнал от компактного

15 полупроводникового СВЧ-генератора через волновод, выполненный в виде разветвленного волноводного распределителя, при этом на выходе каждой ветви установлен индивидуальный рупор, один — с наибольшей площадью сечения для "участка ладони", а пять других — для обозначения излучающих "пальцевых" зон, При определении уровня излучающего воздействия каждого из рупоров на участке волновода, прилегающем к рупору, может быть встроен тиристорный датчик излучающей мощности. Для создания уровня излучения— достаточного лечебного воздействия, можно испольэовать полупроводниковые

СВЧ вЂ” генераторы в каждом рупорном излучателе (фиг.13). В. этом случае при со-ставлении лечебной программы (курса стимулирующих воздействий) режим каж20 дога из излучателей дозируется индивидуально для каждого пациента, Соотношение между уровнями излучения ат каждого из излучателей и соответствующими результатами стимулирующих воз25 действий устанавливаются с помощью тепловизора (фиг.6).

Изменяя частоту СВЧ-воздействия и устанавливая его уровень в каждом из излучателей с точйым контролем встроенным

30. термисторным датчиком излучающей.мощности, для каждого, пациента составляется индивидуальный наиболее эффективный лечебный курс, так как тепловизионный монитор показывает точное распределение

35 температур(кожные температуры) при излучающем воздействии. Таким образом, можно полностью повторить температурный рельеф на участке кожи пациента при воздействии на этот участок кистью руки" мас40 сажиста-человека, причем с указанием вида излучения, частоты и уровня СВЧ— воздействия. Расширение функциональных возможностей при СВЧ-воздействии достигается и за счет того, что спектр СВЧ45 стимуляции может быть расширен конструктивно-схемным путем. Генератор для

"ладони" электрода — "кисти руки" вырабатывает. как имеющий большие габариты, нижнюю частоту излучающего спектра, а

50 генератор для "фаланг среднего пальца"— несколько большую частоту, с соответствующими уменьшенными .габаритами. Закономерность соблюдается и для других генераторов СВЧ-диапазона, причем для

55 указательного с безымянным и для большого с мизинцем пальцев руки могут быть использованы волноводы с распределителем на два канала и только два СВЧ-генератора. Пары могут быть сгруппированы и много проще: большой палец указатель1774878 ным, а безымянный с мизинцем. В этом случае волноводные распределители можно не использовать, и излучающий рупор должен своей диаграммой направленнЬсти (см.фиг.12) охватывать фаланги двух смежных пальцев. Уровень мощности излучения регулируется с помощью управляемых от командного пульта блоков, соединенных с

СВЧ-генераторами гибким электрическим жгутом. Функционально работа комплексного стимулятора (фиг.14) заключается в следующем. Командный блок 59, получая сигналы с программатора 60, подключает блок питания 61 к одному из пусковых блоков 62 или одновременно к двум. Пусковой блок 63 вертикального перемещения электродов запускается, если поступил сигнал о выполнении координатной программы, и тогда блоки 64 вертикального перемещения

ИК-(65) и СВЧ-(66) излучателей в соответствии с выбранными координатами устанавливают электроды на определенном по высоте уровне. Пусковыми блоками 62 управляют коммутаторы 67, с помощью которых строго по программе дозируется уровень ИК- и СВЧ-воздействия, включение той или иной группы излучателей или одновременно — при комплексном воздействии, Принцип коммутирования ИК- и СВЧ-полупроводниковых излучателей аналогичен и раскрыт полно на фиг.4.

Для реализации предложенного технического решения по стимуляции и бесконтактному массажу s полном объеме, с использованием средств автоматизации и вычислительной техники, разработано устройство стимуляции и лечебного воздействия на основе автоматизированного манипулятора — роботизированного стимулирующего комплекса. Из функциональной схемы стимулятора (фиг.15) видна последовательность включения того или иного воздействия в зависимости от выполняемого лечебного курса (лечебной программы). Введение лечебной программы и последующее ее считывание осуществляется командным блоком 68. Как по уровню, так и по характеру воздействия излучателями различного рода сигналов (свето — тепловых, ИК-, СВЧ- и т.д.) управляет многоканальный формирователь 69 команд, связанный с оператором через командный блок 68. Командный блок 68 представляет собой клавиатуру устройства ввода персонального компьютера, а многоканальный формирователь 69 команд — его центральный процессор. связанный через контроллеры 70 постоянного запоминающего устройства (ПЗУ) и 71 накопителя с ПЗУ 72 и накопителем 73 на

25

35

45 Предложенный стимулятор позволя50

5

15 магнитной ленте или гибком "флоппи-диске", на которых записаны управляющие лечебные программы. Формирователь 69 связан с электродами 74, выполненными в форме "кистей рук" через пусковые блоки

75, Включаемый по программе координатный узел 76, представляющий собой исполнительный механизм (манипулятор), перемещает электроды 74 в соответствии с координатными данными. вносимыми в блок 77 вертикальных и блок 78 горизонтальных перемещений в соответствии с выполняемой управляющей лечебной программой. Уровень и вид (род) воздействия, координата того или иного электрода—

"кисти руки" манипулятора, время (интервал) выбранного излучения (воздействия) или функционирование манипулятора в комплексе в цифровом виде введены в программу, записанную на магнитном носителе, например гибком "флоппи-диске", и последовательно устанавливаются включаемыми блоками и группами воздействующих стимуляторов-излучателей. Тепловизор также смонтирован на автоматизированном манипуляторе, поэтому в течение сеанса контролируется сам эффект воздействия по температурному рельефу стимулируемого (массируемого) участка, При превышении заданного уровня стимуляции, предельного для конкретного пациента, изменении данных лечебного курса, желании самого пациента и т.д. лечебная стимуляция автоматически прекращается, Все блоки управляются сенсорными (псевдосенсорными) клавишами, что обеспечивает необходимое быстродействие.

Блоки управления и вычислительные средства выполнены на современной элементной базе, с использованием типовых микропроцессорных комплектов, восьмиили шестнадцатиразрядных К-МДП-серий и

МДП-логики (К176, К561 и т.д,). ет повысить эффективность воздействия путем автоматизации дозирования излучения и обеспечить адекватность бесконтактного воздействия за счет размещения излучателей на опоре в рамках отпечатков кисти руки, снабжения блока управления регулятором интенсивности излучателей от различных участков поверхности излучения и использования сочетания источников переменного электрического поля, ИК-излучения, СВЧ-излучения и тепла.

Этому же способствует выполнение опорного элемента из двух частей, на каждой из которых размещены в рамках отпечатков правой и левой руки излучатели. Сти12

1774878

11 мулятор может быть выполнен в виде роботизированного комплекса, включающего кинематически связанный с опорным элементом движитель и считыватель введенных в программу управляющих команд, например, программируемой

Э ВМ.

Стимулятор может быть использован в качестве индивидуального и коллективного

5 средства психологической разгрузки, 1774878

1774878

1774878

2б

1774878

1774878

3774878

1774878

1774878

Фиа 6

Составитель

Техред M,Ìîðãåíòàë

Корректор M.Äåì÷èê

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 3939 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35,. Раушская наб., 4/5