Ультразвуковой терапевтический аппарат

 

Использование: в медицинской технике, а именно в физиотерапевтической и диагностической. Сущность: ультразвуковой терапевтический аппарат содержит источник ультразвуковых колебаний и усилитель мощности, последовательно соединенный с широкополосным ультразвуковым излучателем, при этом источник ультразвуковых колебаний содержит вариатор частоты и фазы сигнала, а усилитель мощности - нормализатор амплитуды, в качестве широкополосного ультразвукового излучателя используют многомодовый объемный резонатор, выполненный в виде плавно изменяющегося по толщине диска, с возможностью перекрытия по частоте резонансных колебаний в зависимости от толщины и радиуса, ультразвуковой излучатель поляризован по нелинейному закону. Технический результат: модификация поля излучения ультразвука для повышения эффективности воздействия. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области медицинской техники, в частности, к диагностической, физиотерапевтической технике.

Известно устройство для ультразвуковой терапии УЗТ-3.04С, паспорт АЗ. 836.027 ПС. Прототип содержит источник электрических колебаний ультразвуковой частоты, состоящий из генератора фиксированной частоты 2.64 МГц, и рассчитанного на эту частоту преобразователя электрических колебаний в ультразвуковые, представляющего собой ультразвуковой излучатель моночастотный. Аппарат предназначен для генерации ультразвуковых колебаний в целях воздействия ими на различные участки лица и полости рта при лечении заболеваний в условиях медицинских учреждений. При эксплуатации предусмотрено выдерживать температуру +10 +35^o С, относительную влажность 80% при температуре 25^oС и атмосферном давлении от 720 до 780 мм рт.ст. В непрерывном режиме работы напряжение возбуждения представляет собой гармонические колебания с частотой 2.64 МГц, в импульсном режиме работы - радиоимпульсы длительностью 2,4,10 мс и периодом следования 20 мс.

Недостатком этого устройства является низкая эффективность ультразвукового лечебного воздействия.

Целью заявленного изобретения является повышение лечебного эффекта в патологическом очаге и снижение побочного воздействия на окружающие патологический очаг ткани.

Указанная цель достигается за счет того, что аппарат дополнительно содержит вариатор частоты и фазы сигнала, нормализатор амплитуды, включений в усилитель мощности, а широкополосный излучатель ультразвука выполнен в виде многомодового объемного резонатора, имеющего различные резонансные частоты излучения, причем диапазон частот находится в мегагерцевой области от f1 МГц до f2 МГц, например, от 0.8 МГц до 5.3 МГц или более, вплоть до частот f2, равных десяткам мегагерц, и от более низкой частоты f1 порядка десятой доли мегагерца. Один из вариантов исполнение такого излучателя это диск с плавно изменяющейся толщиной, резонансные колебания которого по толщине, радиусу и в области краев диска по его окружности перекрываются по частотам в диапазоне от f1 МГц до f2 МГц. Толщина диска в центре более чем в два раза отличается от толщины по периметру. Поверхности излучателя (S) можно представить как поверхности вращения с образующими вида S = A·Rα, где α 0-3, а R - расстояние от центра излучателя по его радиусу. Коэффициент А задает кривизну поверхностей, и для верхней поверхности он больше, чем для нижней, которая является контактной к пациенту.

С целью обеспечения дополнительной возможности возбуждения мод низкочастотных колебаний, модифицирующих и улучшающих поле излучения ультразвука, излучатель ультразвука поляризован по закону, отличному от линейного, и на него подают одновременно низкочастотный и высокочастотный информационные сигналы в пределах от f1 до f2, причем на входе излучатель связан с выходом усилителя мощности, который связан с выходом блока коммутации частот.

Схема аппарата изображена на рис.1.

Ультразвуковой терапевтический аппарат состоит из блока фиксированных частот 1, вариатора частоты и фазы сигнала 2, который выдает электрические широкополосные и стохастические сигналы; блока сигналов для электростимуляции 3, блока управления, контроля и индикации 4, блока коммутации 5, усилителя мощности (с нормализатором амплитуды) 6, разъема 7 для подключения ультразвукового излучателя 8 посредством соединительного кабеля 9, разъема 10 для подключения электродов электростимуляции и блока низкочастотных колебаний 11.

Устройство работает следующим образом.

Включением в сеть блока питания (п.0) приводим в рабочее состояние блоки 1-6, 11. Блок фиксированных частот 1 генерирует электрические сигналы на фиксированных частотах 0.88, 1.76, 2.64 и 5.28 МГц или других. Вариатор частоты и фазы генерирует широкополосные сигналы со случайной частотой, фазой, амплитудой в интервале частот от f1 до f2, например 0.8-5.3 МГц. Таким образом, совокупность блоков п. 0,1,2,4,5,11 на рис.1 составляет источник электрических колебаний ультразвуковой частоты, который через усилитель 6 соединен с преобразователем электрических колебаний в ультразвуковые, являющийся ультразвуковым излучателем широкополосным (п.8 на рис.1). Нормализатор амплитуды, входящий в состав усилителя п.6, автоматически поддерживает необходимую амплитуду электрического сигнала на выходе усилителя мощности п.6 для создания ультразвука заданной интенсивности при наложении ультразвукового излучателя (п.8) на биологические объекты и ткани с различными акустическими характеристиками. Блок электростимуляции 3 генерирует последовательность электрических импульсов для электростимуляции. Выбираем режим воздействия посредством блока управления, контроля и индикации 4, задавая требуемый вид сигнала фиксированной частоты, непрерывный или импульсный режим, широкополосный, стохастический или электрической стимуляции, тип ультразвукового излучателя или электродов для электрической стимуляции, интенсивность ультразвука и время экспозиции. Затем команда с блока 4 попадает на блок коммутации 5, который направляет необходимый (заданный) сигнал на усилитель мощности 6. Одновременно блоком 4 осуществляется контроль наличия акустического контакта между ультразвуковым излучателем 8 и тканью пациента.

В случае отсутствия акустического контакта блок 4 отключает усилитель 6, подает звуковой сигнал и прекращает отсчет времени процедуры.

С усилителя мощности 6 через высокочастотный разъем 7 сигнал поступает на ультразвуковой излучатель 8 посредством кабеля 9. К клемме 10 подключены электроды для электростимуляции. Блок низкочастотных колебаний 11 вырабатывает электрический сигнал в килогерцевом диапазоне, который через блоки 5 и 6 подается на ультразвуковой широкополосный преобразователь.

Сопоставительный анализ результатов воздействия заявленным аппаратом позволяет сделать следующие выводы: (см. рис.2) воздействие на биологический объект стохастическим сигналом обеспечивает достижение положительного эффекта (нормализация синтетической активности лимфоцитов крови больных, например, хроническим тонзиллитом 12 историй болезни) в 90% случаях против 20% по прототипу.

Экспериментально клиническая апробация ультразвукового терапевтического аппарата подтвердила эффективность лечения за счет воздействия стохастическим и широкополосным ультразвуком, который воздействует на клеточном уровне, вызывая нормализацию функционирования большего числа пораженных клеток. Стохастический широкополосный сигнал не вызывает эффекта привыкания к внешнему воздействию, что имеет место при традиционном моночастотном воздействии и дает снижение побочного воздействия на окружающие патологический очаг ткани в 92% случаев, т.к. акустическая энергия распределена в широком диапазоне частот.

Формула изобретения

1. Ультразвуковой терапевтический аппарат, содержащий источник электрических колебаний ультразвуковой частоты, усилитель мощности, последовательно соединенный с преобразователем электрических колебаний в ультразвуковые, являющийся ультразвуковым излучателем, отличающийся тем, что он дополнительно содержит вариатор частоты и фазы сигнала, нормализатор амплитуды, включенный в усилитель мощности, и широкополосный излучатель ультразвука.

2. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что в качестве широкополосного излучателя ультразвука используют многомодовый объемный резонатор, выполненный в виде диска с плавно изменяющейся толщиной, резонансные колебания которого по толщине и радиусу перекрыты по частоте.

3. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что ультразвуковой излучатель поляризован по закону, отличному от линейного.

РИСУНКИ

Рисунок 1