Кардиологический магнитолазерный терапевтический аппарат

 

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к устройствам для физиотерапевтического воздействия лазерным и инфракрасным излучением в сочетании с магнитным полем. Сущность: аппарат, содержащий терминал I с полупроводниковым импульсным лазерным излучателем 6, источником постоянного магнитного поля 7, светодиодами 4, расположенными на насадке 3, и фотодиодом 5, пульт управления 2 с блоком звуковой индикации 8, таймером 9, автономным генератором запуска лазера 10, источником 11 питания и защиты лазера, источником питания светодиодов 12 и индикатором 13 отраженного излучения, дополнительно снабжен синхронизатором 14, включающим датчики 15 сигналов сердечного ритма, на вход которых поступают сигналы от биологического объекта, а выход соединен с усилителем 16 сигналов сердечного ритма, один выход которого соединен с дисплеем 19, а другой - с входом селектора 17 R-зубцов, соединенного с формирователем 18 пачек импульсов, первый выход которого также соединен с дисплеем, а со второго сформированные пачки импульсов, с необходимой задержкой по времени, поступают к источнику 11 питания и защиты лазера, при этом формирователь 18 пачек импульсов соединен с автономным генератором запуска лазера 10 и имеет возможность как внешнего так и внутреннего запуска. 1 ил.

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к устройствам для физиотерапевтического воздействия лазерным излучением и магнитным полем при лечении ишемической болезни, нарушений ритма сердца и др.

Известно устройство для магнито-лазерной терапии, содержащее ферритовый магнит и лазер, выполненный в виде излучающего диода [1]. Недостатком устройства является низкая точность дозировки световой энергии лазерного излучения.

Известен также аппарат для магнито-лазерной терапии [2], содержащий источник постоянного магнитного поля, лазерный излучатель в виде полупроводниковых лазеров с фотодиодами, расположенными со стороны нерабочих торцов каждого лазера, стабилизатор мощности излучения на основе операционного усилителя с коммутируемой отрицательной обратной связью, первый вход которого соединен с фотодиодами, а выход - с лазерами, последовательно соединенные усилитель синхроимпульсов, синхронизатор с переключателем режимов работы, коммутатор, задатчик режима предустановки тока, выход которого соединен со вторым входом стабилизатора мощности излучения, третий вход которого соединен со вторым выходом коммутатора. Данный аппарат может работать в синфазном с выбранным физиологическим ритмом режиме лазерного облучения световыми импульсами со стабильной регулируемой мощность.

Однако этот аппарат имеет ограниченную точность индивидуальной дозировки световой энергии при облучении, поскольку не регистрирует долю мощности лазерного излучения, отраженного от облучаемого биологического объекта, не контролирует и не регулирует величину фазового, или тактового рассогласования физиологического ритма и режима лазерного облучения световыми импульсами, обусловленного реакцией облучаемого биологического объекта на физиотерапевтическое воздействие.

Целью изобретения является повышение точности дозирования воздействия.

Для достижения поставленной цели в кардиологический магнито-лазерный терапевтический аппарат, содержащий терминал с полупроводниковым импульсным лазерным излучателем, источником постоянного магнитного поля, светодиодами, расположенными на насадке, и фотодиодом и пульт управления с блоком звуковой индикации, таймером и автономным генератором запуска лазера, с источником питания и защиты лазера, соединенным с лазерным излучателем, источником питания светодиодов, соединенным со светодиодами, и индикатором отраженного излучения, соединенным с фотодиодом, введен синхронизатор, включающий последовательно соединенные датчики сигналов сердечного ритма, усилитель сигналов сердечного ритма и селектор R-зубцов, а также включающий формирователь пачек импульсов и дисплей, при этом формирователь пачек импульсов через переключатель подключен к селектору R-зубцов и автономному генератору запуска лазера и подключен выходами к источнику питания и защиты лазера и к дисплею, второй вход которого соединен с усилителем сигналов сердечного ритма.

На чертеже изображена общая функциональная схема аппарата.

Кардиологический магнито-лазерный терапевтический аппарат содержит терминал 1 и пульт управления 2. В терминале 1 имеется насадка 3, на которой установлены светодиоды 4 и фотодиод 5, а также полупроводниковый импульсный лазерный излучатель 6 и источник постоянного магнитного поля 7. Пульт управления 2 содержит блок звуковой индикации 8, таймер 9, автономный генератор запуска лазера 10, источник питания и защиты лазера 11, соединенный с лазерным излучателем 6, источник питания светодиодов 12, соединенный со светодиодами 4, индикатор отраженного излучения 13, соединенный с фотодиодом 5, и синхронизатор 14, включающий последовательно соединенные датчики сигналов сердечного ритма 15, усилитель сигналов сердечного ритма 16 и селектор R-зубцов 17, а также включающий формирователь пачек импульсов 18 и дисплей 19, при этом формирователь пачек импульсов 18 подключен к селектору R-зубцов 17 и автономному генератору запуска лазера 10 через переключатель 20 и подключен выходами к источнику питания и защиты лазера 11 и к дисплею 19, второй вход которого соединен с усилителем сигналов сердечного ритма 16, причем таймер 9 подключен своими выходами к блоку звуковой индикации 8, входу автономного генератора запуска лазера 10 и входу источника питания светодиодов 12.

Терминал 1 и пульт управления 2 для удобства эксплуатации аппарата размещены в отдельных корпусах, а связывающие их между собой электрические проводники проложены в соединительном кабеле.

Конструктивно корпус терминала выполнен в виде выносной трубки, внутри которой размещены насадка 3 с установленными на ней светодиодами 4, фотодиодом 5 на основе серийного фотодиода и полупроводниковым импульсным лазерным излучателем 6. Установленный на насадке 3 кольцевой источник постоянного магнитного поля 7 является стандартным и имеет вид плоского кольцевого магнита, одна сторона которого, отвечающая плоскому краю его северного полюса, представляет собой лицевую часть терминала 1, а другая сторона, соответствующая плоскому краю его южного полюса, обращена к насадке 3. Плоскость одного из торцевых отверстий корпуса терминала 1 совпадает с плоской поверхностью его лицевой части. Это торцевое отверстие и лицевая часть терминала 1 закрыты стерилизуемым сменным чехлом, прозрачным для используемых световых излучений. Через другое торцевое отверстие трубчатого корпуса терминала 1 подведен соединительный кабель.

Корпус пульта управления 2 имеет для облегчения управления аппаратом лицевую панель с выведенными на нее органами переключения и регулировки параметров светового излучения и снабженную светодиодными индикаторами готовности аппарата к работе, дисплеем 19, переключателем режимов работы 20 и сегментным светоиндикаторным цифровым табло индикатора отраженного излучения 13, связанного с фотодиодом 5. Датчики 15 представляют собой биополярные отведения-электроды 21, 22, 23, 24 и 25, устанавливаемые на пациенте и преобразующие ритмы работы сердца пациента в электрические сигналы (потенциалы), изменяющиеся во времени. Отведения 21 и 22 накладываются на соответственно правую и левую подключичные области, отведения 23 и 42 - на области правого и левого подреберья и отведение 25 - на эпигастральную область. Пары отведений 21 и 24, 22 и 23 являются сигнальными, отведение 25 создает опорный электрический потенциал, приравниваемый к потенциалу корпусов терминала 1 и пульта управления 2, а также потенциалу земли операционной.

После включения аппарата и его прогрева на усилитель сигналов сердечного ритма 16, являющийся дифференциальным усилителем, подаются потенциалы от сигнальной пары отведений 21, 24 либо от пары 22, 23. Использование биополярных отведений 21 - 25 облегчает выделение R-зубца селектором R-зубцов 17. Усилитель сигналов сердечного ритма 16 формирует электрический сигнал, отвечающий электрокардиограмме сердца пациента, который выводится на дисплей 19 и селектор R-зубцов 17. В качестве дисплея 19 использована электронно-лучевая трубка с вертикальным и горизонтальным отклонениями луча. Селектор R-зубцов 17 выделяет R-зубцы электрокардиограммы и формирует из них синхроимпульсы, отстающие от R-зубцов на определенное время, обусловленное задержкой сигналов в синхронизаторе 3. Синхроимпульсы с выхода селектора R-зубцов через переключатель 20 поступают на вход формирователя пачек импульсов 18. Оператор, работающий с кардиологическим магнитолазерным аппаратом, может с помощью формирователя пачек импульсов 18 изменять вручную с лицевой панели пульта управления 2 задержку пачки импульсов по отношению к R-зубцу и число импульсов в пачке (от 1 до 20), контролируя результат этих операций по экрану дисплея 19. Формирователь пачек импульсов вырабатывает соответствующие этим импульсам пачки-импульсы электрического напряжения, запускающие в действие источник питания и защиты лазера 11, причем время запаздывания импульсов запуска лазера в режим излучения световых импульсов относительно R-зубцов может регулироваться оператором.

При работе аппарата в автономном режиме импульс от автономного генератора запуска лазера 10, повторяющийся с частотой около 5 Гц, поступает через переключатель 20 на формирователь пачек импульсов 18, следующих со скоростью 5 импульсов в секунду. В автономном режиме оператор также имеет возможность регулировать число импульсов в пачке (от 1 до 20), как и в случае режима внешнего запуска аппарата.

В каждом из двух используемых режимов работы аппарата насадка 3 обеспечивает требуемую апертуру терминала 1, т.е. определенные диаметр пятна и угловую расходимость световых излучений светодиодов 4 и полупроводникового импульсного лазерного излучателя 6 при выходе излучения из отверстия кольцевого источника постоянного магнитного поля 7 в лицевой части терминала 1, и осуществляет равномерное по площади этого отверстия смешивание световых излучений за счет обеспечения совмещения в нем пятен, или оснований конусов, светового излучения каждого светодиода 4 и лазера 6, причем площадь этих пятен равна площади отверстия. Световые излучения, собранные терминалом 1 в отверстии источника постоянного магнитного поля 7, которое играет роль облучающего раскрыва в лицевой части терминала 1, выходят из него и оказывают, в пределах экспозиции, совместно с постоянным магнитным полем физиотерапевтическое воздействие на сердце пациента.

В ходе облучения на фотодиод 5 попадает доля мощности воздействующих световых излучений, отраженных от облучаемого объекта, взаимосвязанная с величиной их световой энергии, поглощенной тканями сердца. Электрический сигнал, уровень которого пропорционален принятой фотодиодом 5 доле мощности световых излучений, поступает с фотодиода 5 на связанный с ним индикатор 13, показания которого пропорциональны уровню электрического сигнала с фотодиода 5 и тем самым однозначно определяются величинами коэффициентов отражения и поглощения тканями облучаемого биологического объекта световых излучений в области физиотерапевтического воздействия.

В аппарате имеется возможность выбора экспозиции с помощью таймера 9.

Наличие в аппарате источника питания светодиодов 12 позволяет устанавливать мощность излучения светодиодов 4 в пределах от 0 до номинального уровня посредством плавной регулировки их тока питания. Максимальная плотность мощности излучения, создаваемая суммарно четырьмя светодиода 4 типа АЛ-119Б в облучающем раскрыве терминала 1, достигала 25 мВт/см².

Мощность и длительность импульсов светового излучения, генерируемых в аппарате модулированным полупроводниковым импульсным лазерным излучателем 6 типа ЛПИ-102, взяты по своим величинам, близким к соответствующим паспортным данным на этот излучатель. Частота повторения пачек лазерных импульсов близка к 5 Гц.

Примененные в аппарате светодиоды АЛ-119Б и лазер ЛПИ-102 являются источниками низкоэнергетического светового излучения с длиной волны, лежащей в ближнем инфракрасном диапазоне оптического спектра (0,84...0,89 мкм), и обеспечивают возможность воздействия этим излучением на достаточно глубоко локализованные ткани сердца.

На точность дозирования световой энергией при проведении магнитолазерной или лазерной терапии существенно влияет не только учет оптических свойств тканей облучаемого биологического объекта, в данном случае - сердца пациента, но и реакция организма пациента на это воздействие. Применительно к последней проблеме экспериментально-клиническими исследованиями соответствующей реакции организма подопытных животных (кошек, собак, мышей), проведенными в ближнем инфракрасном диапазоне оптического спектра, установлена первоочередная необходимость в обеспечении синфазности воздействия и изменяющегося в процессе воздействия сердечного ритма. Величина возникающего фазочастотного рассогласования может значительно изменяться в зависимости от таких факторов, как топография анатомической области локализации воздействия на сердце пациента, возрастная группа пациентов, длина волны используемого светового излучения и величина поглощенной дозы облучения. В серийных отечественных и зарубежных магнитолазерных и лазерных терапевтических аппаратах, содержащих в качестве источника светового излучения светодиоды или полупроводниковые лазеры, нет встроенного устройства, наподобие синхронизатора 14, позволяющего учитывать и устранять асинхронизм воздействия и сердечного ритма, что, с учетом изменчивости типов и характера реакций организма пациентов на световое воздействие, проявляющихся на электрокардиограмме, практически лишает врача-кардиолога возможности выбирать эффективную лечебную дозу облучения, позволяя ему основываться при этом лишь на собственном опыте использования вышеупомянутых аппаратов, либо использовать (вынужденно) дорогостоящие и дефицитные лекарственные препараты и средства.

Рассматриваемый с этой точки зрения данный кардиологический магнитолазерный терапевтический аппарат, с учетом его функциональных возможностей, перечисленных ранее, обеспечивает повышенную точность дозирования световой энергии при облучении сердца.

Формула изобретения

КАРДИОЛОГИЧЕСКИЙ МАГНИТОЛАЗЕРНЫЙ ТЕРАПЕВТИЧЕСКИЙ АППАРАТ, содержащий терминал с полупроводниковым импульсным лазерным излучателем, источником постоянного магнитного поля, светодиодами, расположенными на насадке, и фотодиодом, и пульт управления с блоком звуковой индикации, таймером и автономным генератором запуска лазера, с источником питания и защиты лазера, соединенным с лазерным излучателем, источником питания светодиодов, соединенным со светодиодами, и индикатором отраженного излучения, соединенным с фотодиодом, отличающийся тем, что, с целью повышения точности дозирования воздействия, в него введен синхронизатор, включающий последовательно соединенные датчики сигналов сердечного ритма, усилитель сигналов сердечного ритма и селектор R-зубцов, а также включающий формирователь пачек импульсов и дисплей, при этом формирователь пачек импульсов через переключатель подключен к селектору R-зубцов и автономному генератору запуска лазера и выходами к источнику питания и защиты лазера и к дисплею, второй вход которого соединен с усилителем сигналов сердечного ритма.

РИСУНКИ

Рисунок 1