Устройство для местной дарсонвализации

 

Использование: в физиотерапии для воздействия на кожные покровы тела. Сущность изобретения: устройство для местной дарсонвализации содержит задающий генератор 1, генератор ударного возбуждения 2, электрод 3, детектор сгибающей 4, схему сравнения 5, первый формирователь импульсов 6, блок совпадения 7, второй формирователь импульсов 8. Экономия мощности достигается за счет изменения частоты задающего генератора в зависимости от работы устройства, т.е. в зависимости от воздействия устройства на кожные покровы человека, что обеспечивает повышенную электробезопасность. 10 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 А 61 Й 1/32

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ5(К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4901277/14 (22) 09.01.91 (46) 23.03.93. Бюл.N. 11 (71) Научно-исследовательский институт средств автоматизации (72) А.В.Рывкин, А.А.Кусков, М,А.Гуранчик, В.А.Константинов, Г.Х.Стерлин и П.Я.Гапонюк (56) Ливенсон А,Р, и др. Электромедицинская аппаратура, М,: Медицина, 1981, с.179.

Там же, с.173. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МЕСТНОЙ ДАР СОНВАЛИЗАЦИИ

SU 1803152 А1. 2 (57) Использование: в физиотерапии для воздействия на кожные покровы тела, Сущ. ность изобретения: устройство для местной дарсонвализации содержит задающий генератор 1, генератор ударного возбуждения 2, электрод 3, детектор сгибающей 4, схему сравнения 5, первый формирователь импульсов 6, блок совпадения 7, второй формирователь импульсов 8. Экономия мощности достигается за счет изменения частоты задающего генератора в зависимости от:работы устройства, т.е. в зависимости от воздействия устройства на кожные покровы человека, что обеспечивает повышенную электробезопасность. 10 ил.

1803152

Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано в физиотерапии для воздействия на кожные покровы тела.

Цель — повышение электробезопасности за счет уменьшения потребляемой мощности. Это обеспечивает возможность работы в автономном режиме от источника, с безопасным, более низким напряжением питания, например, батарейным.

На фиг.1 изображена электрическая структурная схема устройства для местной дарсонвализации; на фиг.2, а и б — эпюры напряжений в различных точках схемы при его работе. Вариант выполнения задающего генератора изображен на фиг.3, генератора ударного возбуждения — на фиг.4, детектора огибающей — нэ фиг.5, первого формирователя импульсов — на фиг.6, второго формирователя импульсов — на фиг.7.

На фиг.8 приведены эпюры напряжений, поясняющие работу задающего генератора; на фиг.9 — эпюры напряжений, .поясняющие работу генератора ударного возбуждения; на фиг,10 — эпюры напряжений, поясняющие работу первого формирователя импульсов.

Схему сравнения 5 можно реализовать, например, с помощью компаратора

597САЗ. B качестве блока совпадения мож. но применить элемент И-НЕ. Предлагаемое устройство для местной дарсонвализацйи (фиг.1) содержит задающий генератор 1, генератор ударного возбуждения 2, электрод

3, детектор огибающей 4, схему сравнения

5, первый формирователь импульсов 6, блок совпадения 7, второй формирователь импульсов 8.

Поясним приведенные примеры выполнен ия: а.) Задающий генератор 1 {фиг.3) содержит элементы И-НЕ 9, 10, 11, резистор 12, конденсатор 13. На элементах 9, 10, 12, 13 собран генератор прямоугольных импульсов, частота которых зависит от величины резистора 12 и конденсатора 13. B зависимости от сигнала на управляющем входе элемент И-НЕ 11 пропускает или не пропускает прямоугольные импульсы на выход задающего генератора 1. б.) Генератор ударного возбуждения 2 (фиг.4) содержит преобразователь напряжения 14, коммутирующее устройство 15, трансформатор 16, резистор 17 и конденсатор 18.

Преобразователь напряжения 14 преобразует напряжение источника питания в высокое напряжение нескольких сот вольт, Коммутирующее устройство 15 подключает левую обкладку конденсатора 8 к нулевой шине с частотой входных импульсов.

Трансформатор 16 преобразует напря5. жение первичной обмотки — сотни вольт, до напряжения — десятков киловольт на выходе вторичной обмотки.

Резистор 17 защищает преобразователь напряжения 14 от короткого замыка-.

10 ния при подключении коммутирующим устройством 15 левой обкладки конденсатора 18 к нулевой шине.

Конденсатор 18 служит для накопления энергии, 15 Преобразователь напряжения 14 может быть выполнен по известной схеме.

Поясним работу генератора ударного возбуждения 2. Эпюры напряжений,.поясняющие работу генератора ударного возбуж20 дения 2,показаны на фиг.9.

Преобразователь напряжения 14 пре- . образует напряжение питания схемы в напряжение нескольких сот вольт.

Конденсатор 18 заряжается через первич25 ную обмотку трансформатора 16 до величины напряжения на выходе преобразователя напряжения 14.

При подаче на вход коммутирующего устройства 15 импульса прямоугольной

30 формы, он дифференцируется цепочкой ре зистор 17, койденсатор 18 01. Отрицатель, ным выбросом открывается транзистор 23.

На коллекторе транзистора 23 образуется положительный импульс напряжения U2, 35 который открывает тиристор 26, в результате чего левая обкладка конденсатора 18 подключается к нулевой шине .U3.

Индуктивность первичной обмотки трансформатора 16 и конденсатор 18 образуют

40 колебательный контур с затухающими колебаниями. При колебаниях в контуре направление тока периодически меняется. В одном . случае он протекает через тиристор 26, в другом — через диод 27. Эти колебания с

45 первичной обмотки трансформатора поступают на второй. выход генератора ударного возбуждения. На первый выход генератора ударного возбуждения поступает напряжение со вторичной обмотки трансформатора

50 16, амплитудой — десятки киловольт. в.) Детектор огибающей 4 фиг.5 содержит диод 28, резисторы 29,30 и конденсатор

31, Резисторы 29,30 ослабляют входной сиг-, нал, а диод 28 и конденсатор 31 выделяют

55 огибающую высокочастотных колебаний.

r.) Схему сравнения 5 можно реализовать, например, с помощью компаратора

597 CA3. д.) Первый формирователь импульсов 6 фиг,6 содержит триггер 32, элементы И-НЕ

1803152

33, 34, 35, резисторы 36, 37 и конденсаторы

38,39 и служит Anя формирования положительного импульса фиксированной длительности, задержанного относительно входного сигнала на определенное время.

Эпюры, напряжений, поясняющие работу первого формирователя импульсов, показаны на фиг.10.

Триггер 32 запускается положительным

10 перепадом входного импульса, и вырабатывает прямоугольный импульс определенной длительности U>, которая зависит от величины резистора 36 и конденсатора 38. По заднему фронту этого импульса с помощью элеменФОв И-НЕ 33, 34, 35 и интегрирующей

15 цепочки резистор 37, конденсатор 39 вырабатывается импульс положительной полярности. Интегрирующая цепочка резистор

37, конденсатор 39 играет роль задержки и

20 определяет длительность выходного импульса. д.) Блок совпадения можно реализовать, например, с помощью элемента И-НЕ, е.) Второй формирователь импульсов выработки прямоугольного импульса с низким активным уровнем. Длительность выходного импульса определяется резистором 42 и конденсатором 43.

Поясним работу устройства для мест 30 ной дарсонвализации. Анализируя работу прототипа видно, что основная часть потребляемой мощности уходит на выработку

35 генератором ударного возбуждения 2 импульсов затухающих колебаний высокого напряжения, Частота вырабатываемых импульсов на выходе генератора ударного возбуждения 2 зависит от частоты задающего генератора 1; Частота же задающего гене40 рэтора фиксирована и равна 50 Гц, Поэтому если уменьшить частоту задающего генератора 1 в несколько раз, то существенно уменьшиться потребляемаямощность.

В заявляемом устройстве для местной дэрсонвализации с помощью блоков: детектора огибающей 4, схемы сравнения 5, первого формирователя импульсов 6, блока совпадения 7 и второго формирователя им-. 50 пульсов 8; регулируется частота задающего генератора 1 в зависимости от работы устройства, То есть, когда к электроду 3 не подключается нагрузка — тело человека, то задающий генератор 1 вырабатывает редкие импульсы, и расход энергии незначительный. При работе на нагрузку, то есть тело человека, задающий генератор 1 вырабатывает импульсы чаще. Когда же электрод

3 удаляется от тела человека, задающий гефиг.7 содержит триггер 40, диод 41, рези- 25 стор 42, конденсатор 43 и предназначен для нератор 1 переходит в эконол1ичный режил1 редкой частоты.

Рассмотрим подробней работу устройства для местной дарсонвализации (фиг.2, а и б), Задающий генератор 1 вырабатывает импульс. В результате на выходе генератора ударного возбуждения 2 формируется импульс затухания колебаний высокого напряжения, который поступает на электрод 3.

Детектор огибающей 4 выделяет огибаю щую высокочастотных колебаний. Схема сравнения 5 сравнивает входной сигнал с опорным напряжением Upq. При превышении взводным сигналом опорного напряжения Uori, схема сравнения 5 вырабатывает прямоугольный сигнал высокого уровня, который поступает на второй вход блока совпадения 7.

Одновременно сигнал с выхода задающего генератора 1 запускает первый формирователь импульсов 6, который формирует импульс, задержанный нэ определенный промежуток времени относительно переднего фронта вхгдного сигнала. Этот импульс поступает на первый вход блока совпадения 7. В результате на выходе блока совпадения появляется импульс, который запускает второй формирователь импульса

8, Второй формирователь импульсов 8 формирует импульс низкого уровня, соответствующего логическому нулю, который поступает на управляющий вход задающего генератора 1. В результате нэ выходе задающегогенератора 1 прекращается генерация импульсов на время управляющего импульса, с выхода второго формирователя импульсов 8. Когда сигнал на выходе второго формирователя импульсов 8 принимает значение логической единицы, задающий генератор 1 снова вырабатывает импульс, и весь процесс повторяется снова.

При сближении электрода 3 с телом человека или при его контакте с ним (фиг,2,б) возникает электрический разряд. На электрический разряд расходуется энергия, то есть в контур, образованный конденсатором 18 и первичной обмоткой трансформатора 16, вносятся дополнительные потери.

При этом колебательный процесс в первичной обмотке трансформатора 16, затухает значительно быстрее. В результате на выходе схемы сравнения 5 появляется импульс меньшей длительности, который поступает на второй вход блока совпадения 7. На первый же вход блока совпадения 7 по-прежнему поступает импульс с выхода первого формирователя импульсбв 6, задержанный на определенный промежуток времени относительно переднего фронта входного сиг1803152 нала на входе первого формирователя импульсов 6. В результате на выходе блока совпадения 7 не вырабатывается импульс.

В свою очередь второй формирователь импульсов 8 не вырабатывает импульса низкого уровня, и не происходит блокировки задающего генератора 1. Поэтому частота выходных импульсов на выходе задающего генератора 1 увеличивается.

При удалении электрода 3 от тела человека электрический разряд между электродом 3 и телом человека прекращается. Тем

10 самым прекращается pacxog энергии на электрический разряд, то есть в контур, образованный конденсатором 18 и первичной. 15 обмоткой трансформатора 16; дополнительные потери не вносятся. Поэтому увеличивается время затухания колебаний в первичной обмотке трансформатора 16, в результате на выходе схемы сравнения 5

20 длительность выходного импульса увеличивается. На выходе блока совпадения 7 снова появляется импульс, который запускает второй формирователь импульсов 8. Второй

25 формирователь импульсов 8 вырабатывает импульс низкого уровня, который блокирует задающий генератор 1. В результате на выходе задающего генератора 1 импульсы появляются реже.

Предлагаемое устройство для местной дарсонвализации позволяет уменьшить потребляемую мощность по сравнению с прототипом, 8. этом легко убедиться; так как значительная часть потребляемой энергии расходуется на. выработку высоковольтного импульса, по- 35 ступающего на электрод 3, а прототип работает в режиме высокой частоты генерации и поэтому потребляет большую мощность.

Предлагаемое же устройство для мест40 ной дарсонвализации работает с высокой частотой генерации выходных импульсов высокого напряжения только в том случае, если электрод 3 находится вблизи тела человека или в контакте с ним, Когда же электрод 3 находится вне зоны воздействия, то

45 есть когда не происходит электрического разряда между электродом 3 и телом человека, то заявляемое устройство для местной

GoB высокого напряжения, В результате потребляемая мощность меньше примерно во столько же раз, во сколько раз различаются частоты. То есть, в паузах, когда электрод 3

55 находится вне зоны воздействия, устройство для местной дарсонвализации потребляет меньшую мощность. На практике электрод 3 часть рабочего времени находится вне эоны воздействия, поэтому заявляемое устройство для местной дарсонвализации работает в режиме низ кой частоты следования выходных импуль-. 50 дарсонвализации потребляет меньшую мощность. Это особенно важно для малогабаритных устройств с автономным источником питания; например, батарейным.

Первичными физическими факторами биологического воздействия устройства являются: электрический разряд в воздушном промежутке и в выводных протоках поверхностных слоев кожи и высокочастотный ток, протекающий в глубине ткани.

Вторичными факторами являются: электромагнитное поле в широкой полосе частот, ультразвуковые колебания слабой интенсивности, возникающие непосредственно в тканях организма, химически активные вещества — озон и в небольших количествах окислы азота, При этом вторичные факторы возникают не только в воздушном промежутке, но и в глубинах ткани за.счет ионизационных процессов в жидкостной среде выводных протоков потовых и сальных желез, что существенно отличает действие обычных физиопроцедур.

Применение устройства возможно для лечения и профилактики кожных заболеваний, заболеваний верхних дыхательных путей, невралгических и сосудистых заболеваний, лечение трофических язв, ран, ожогов. Особенно эффективно использование аппарата для профилактики и лечения респираторных и вирусных заболеваний, .

Устройство предназначено для приме нения в косметологической практике, спор- . тивной медицине, домашней физиотерапии и в лечебно-профилактический учреждениях широкого профиля.

Формула изобретения

Устройство для местной дарсонвализации, содержащее последовательно соединенные задающий генератор, генератор ударного возбуждения и электрод, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения электробезопасности за счет уменьшения потребляемой мощности, в него дополнительно введены детектор. огибающей, схема сравнения, первый формирователь импульсов, блок совпадения, второй формирователь импульсов, причем вход детектора огибающей соединен с вторым выходом схемы сравнения, выход которой соединен с вторым входом блока совпадения, вход первого формирователя импульсов соединен с выходом задающего генератора, выход первого формирователя импульсов соединен с первым входом блока совпадения, выход которого соединен с входом второго формирователя импульсов, выход которого соединен с управляющим входом задают его генератора.

1803152

0вых. задающего генератора

Эгорой выход генератора ударного возбуждения шкод детектора огибающей

Uon

Вькод схеиы сравнения

%код первого

Форыирователя иыпульсов

Выход блока совпадения

В.код второго

Форин рователя импулъсон

Цвых . ведающего генератора

Эгорой выход генератора ударного воабулдения всход детектора . огибающей

О п

Выход схемы сравнения

Ькод первого

Формирователя иыпулъсов . Вкод блока . совпадения шкод второго форыирователя иыпульсов

1803152

1803152

Увых.

Фиг. 8

1803157

Фиг. 9

4иг. 10