Устройство для рефлекторной терапии

 

Область использования: медицинская техника, предназначается для лечебного воздействия на организм человека с целью нормализации функций органов и систем. Сущность изобретения: устройство содержит генератор СВЧ колебаний в диапазоне частот 1-12 ГГц, на вход которого для обеспечения широкополосного воздействия на биологически активные точки (БАТ) и рефлекторные зоны (РЗ) подается сигнал с модуля управления частотой. К выходу СВЧ генератора подсоединены амплитудный модулятор, электрически управляемый аттенюатор N контактных облучателей. В схему введен генератор инфранизкочастотного сигнала в диапазоне частот 0,01- 5 Гц с синтезируемой формой сигналов: прямоугольной, треугольной, параболической, трапециидальной, полообразной, колоколообразной, экспоненциальной и гармонической. На выходе генератора инфранизкочастотного сигнала последовательно включены синтезатор формы сигналов, электронный коммутатор и амплитудный модулятор. В схему также введены генератор шума, контактный головной электрод с измерителем омега-потенциала, модули управления частотой и микроконтроллер. Устройство обладает высокой эффективностью воздействия за счет оптимизации частоты СВЧ сигнала и модуляции электромагнитного воздействия инфранизкочастотными колебаниями с частотами, соответствующими частотам медленно регулирующей центральной нервной системы. С помощью "врезки" в информационное воздействие случайного сигнала минимизируется эффект привыкания организма к виду воздействия. 1 ил.

Изобретение относится к медицинской технике, а именно электромагнитной терапии, и предназначено для лечебного воздействия на организм человека с целью нормализации функций органов и систем.

Известны устройства для рефлекторной терапии воздействующие на биологически активные точки (БАТ) и рефлекторные зоны (РЗ), содержащие генератор электромагнитного излучения, связанный с устройством управления уровнем сигнала, соединенный с облучающим контактным электродом [1] Однако известные устройства обладают ограниченными функциональными возможностями. В них не реализуется возможность оперативного поиска оптимальных терапевтических частот, вид воздействия ограничен амплитудной импульсной модуляцией, не учитывающей эффекта привыкания организма. В устройствах также отсутствует оперативная диагностическая связь с пациентом во время сеанса.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство, содержащее N источников электромагнитного излучения, каждый из которых состоит из последовательно соединенных управляемого источника питания и КВЧ генератора, на открытом конце которого установлена диафрагма-переключатель, при этом вход управления и контрольный выход каждого управляемого источника питания подключены к соответствующим выходам и входам блока управления и контроля [2] Недостатком известного устройства является то, что оно не позволяет гибко управлять параметрами электромагнитного воздействия на БАТ и РЗ человека и не осуществляет диагностирование состояния больного.

Для повышения оперативности и расширения функциональных возможностей в устройство для рефлекторной терапии, содержащее генератор электромагнитного излучения, к управляющему входу которого подключен первый модуль управления частотой, а к выходу последовательно соединенные амплитудный модулятор, управляемый аттенюатор и N контактных облучателей введены генератор инфранизкочастотного сигнала, к управляющему входу которого подключен выход второго модуля управления частотой, а к выходу последовательно соединенные синтезатор формы сигналов, первый вход электронного коммутатора, выход которого подсоединен к управляющему входу амплитудного модулятора; генератор шума, выход которого соединен со вторым входом электронного коммутатора; контактные поисковый и опорный электроды, соединенные со входами измерителя электропроводности; контактный головной электрод, соединенный со входом измерителя омега-потенциала; микроконтроллер, к первому и второму входам которого подсоединены выходы измерителей электропроводности и омега-потенциала, а выходы которого в свою очередь соединены с управляющими входами первого и второго модулей управления частотой синтезатора формы сигналов, электронного коммутатора, управляемого аттенюатора и ЭВМ верхнего уровня.

Для повышения эффективности воздействия путем оптимизации терапевтических частот частота генератора электромагнитного излучения помещается в диапазоне СВЧ 1-12 ГГц, а генератора инфранизких частот в диапазоне 0,01-5 Гц с синтезируемой формой сигналов: прямоугольной, треугольной, параболической, пилообразной, трапециидальной, колоколообразной, экспоненциальной и гармонической, предусмотрен панорамный режим воздействия, а контактные облучатели выполнены широкополосными.

Введение модуля управления частотой генератора электромагнитного излучения СВЧ, связанного с микроконтроллером позволяет обеспечить режим панорамного излучения с целью формирования широкополосного воздействия и поиска оптимальных терапевтических частот для конкретного пациента.

Амплитудный модулятор СВЧ сигнала и управляемый аттенюатор, связанный с микроконтроллером, обеспечивают оперативное формирование на СВЧ несущей сложного информационного воздействия на БАТ и РЗ.

Широкополосные СВЧ контактные облучатели позволяют расширить функциональные возможности устройства путем обеспечения возможности поиска оптимальной несущей частоты СВЧ сигнала.

Введение генератора ИНЧ сигнала, связанного со вторым модулем управления частотой, синтезатором формы сигнала и электронным коммутатором, а также генератора шума, которые, в свою очередь, связаны с микроконтроллером, позволяют осуществить программное формирование комплексного информационного сигнала в области ИНЧ, который модулирует несущее колебание СВЧ и, таким образом, формирует информационное воздействие на организм пациента через БАТ и РЗ. "Врезка" случайного сигнала с равномерной спектральной плотностью мощности в полосе О-3 Гц в последовательность импульсов специальной формы минимизирует эффект "привыкания" организма к виду воздействия.

Выбор диапазона частот 0,01-5 Гц и формы ИНЧ сигнала: прямоугольной, треугольной, параболической, пилообразной, трапециидальной, колоколообразной, экспоненциальной и гармонической позволяют учесть особенности функционирования регулирующей нервной системы.

Введение измерителей электропроводности БАТ и РЗ и омега-потенциала головного мозга, связанных со входом микроконтроллера обеспечивают обратную связь с пациентом во время сеанса по состоянию медленно регулирующей центральной нервной системы и позволяют корректировать и оптимизировать параметры терапевтического воздействия.

Введение микроконтроллера обеспечивает сбор, обработку и оперативное управление параметрами синтезируемого информационного сигнала, обеспечивает связь с ЭВМ верхнего уровня для протоколирования и хранения методик лечения, карт пациентов и отображения информации.

На чертеже приведена функциональная схема устройства.

Устройство содержит генератор СВЧ электромагнитного излучения 1, последовательно соединенный с амплитудным модулятором 2, электрически управляемым аттенюатором 3, к выходу которого подключены N широкополосных контактных облучателей КО 4. С генератором СВЧ 1 связан первый модуль управления частотой МУЧ 5.

Устройство также содержит генератор инфранизких частот ИНЧ 6, последовательно соединенный с синтезатором формы сигналов СФС 7 и одним из входов электронного коммутатора 8. Выход электронного коммутатора 8 подключен к управляющему входу амплитудного модулятора 2. С генератором ИНЧ 6 связан второй модуль управления частотой МУЧ 9, а ко второму входу электронного коммутатора 8 подключен генератор шума ГШ 10.

Устройство содержит измеритель электропроводности ИЭП 11 БАТ и РЗ, нагруженный на поисковый ПЭ 12 и опорный ОЭ 13 контактные электроды, а также измеритель омега-потенциала головного мозга ИОП 14, связанный с контактным головным электродом ГЭ 15.

Выходы измерителей ИЭП 11 и ИОП 14 соединены с первым и вторым информационными входами микроконтроллера 16, выходы которого, в свою очередь, соединены с управляющими входами первого МУЧ 5, генератора ИНЧ, второго МУЧ 9, синтезатора формы сигналов СФС 7, электронного коммутатора 8, управляемого аттенюатора 3 и ЭВМ верхнего уровня.

Генератор СВЧ может быть выполнен на основе серийных генераторных модулей типа Я2Р-71, Я2Р-72, Я2Р-73, обеспечивающих рабочую полосу 1-12 ГГц. Генератор выполняется на СВЧ транзисторе или диоде Ганна. В качестве перестраиваемого контура генератора используется ферритовая сфера, помещенная в поле электромагнита (разработчик Краснодарский НИИ радиоизмерительной аппаратуры "Ритм").

Амплитудный модулятор 2 и электрически управляемый аттенюатор 3 могут быть выполнены по микрополосковой технологии на р-i-n структурах с шагом ослабления 1,3,5 30 дБ. (НПО "Кварц" г.Нижний Новгород, Радиоизмерительная техника N 8, 1991).

Широкополосные контактные облучатели выполняются на основе отрезков жесткой коаксиальной линии со смещенным концом центрального проводника и согласуются в диапазоне частот работы генератора. Контактные облучатели для локализации области облучения БАТ и РЗ выполняются с диаметром излучающей части 5,3 мм и 19 мм соответственно.

Генератор ИНЧ 6 в цифровом исполнении выполняется в виде последовательно соединенных генератора тактовой частоты, делителя с дробным переменным коэффициентом деления и переменным коэффициентом деления. (Пример технической реализации делителя см. Валихов В.В. Пересчетная декада с дробным переменным коэффициентом деления / ПТЭ N 1, 1986, с.81).

Генератор ИНЧ 6 совместно с синтезатором формы сигналов СФС 7 в цифровом исполнении реализует метод ступенчатой равномерной аппроксимации для кусочно-гладких функций: прямоугольной, треугольной, параболической, трапециидальной, пилообразной, колоколообразной, экспоненциальной и гармонической. СФС 7 в этом случае представляет собой репрограммируемое постоянное запоминающее устройство, в котором "прошиты" все виды генерируемых сигналов. (Конкретная реализация может быть выполнена на РПЗУ К573РФ4, К573РФ6А, с организацией памяти 8к·8, управляемая по адресным входам двоичным счетчиком, построенным на микросхеме К555ИЕ10, К555ИЕ19).

Второй модуль управления частотой МУЧ 9 генератора ИНЧ представляет собой запоминающее устройство хранения кода частоты и кода множителя частоты в режимах одночастотного и панорамного излучения. В соответствии с заданным кодом (например: 12-разрядный двоично-десятичный код частоты и 2-разрядный код множителя частоты) на выходе генератора ИНЧ формируется последовательность аппроксимирующих импульсов заданной частоты. Генератор шума ГШ 10 дает возможность реализовать флуктуационный процесс с равномерной спектральной плотностью мощности в полосе частот f 3 Гц. Он может быть реализован цифровым способом на основе генератора М-последовательностей с режекцией необходимой полосы фильтром нижних частот. Принципы построения генераторов М-последовательностей см. например: Варакин Л. Е. Системы связи с шумоподобными сигналами. М. Радио и связь, 1985, гл.3).

Измерители ИЭП 11 и ИОП 14 могут быть реализованы по известным схемам. (См. например: Титце У. Шенк К. Полупроводниковая схемотехника. Спр. руководство. Пер. с нем. М. Мир, 1982).

Поисковый электрод ПЭ 12 представляет собой щуп с малой поверхностью подпружиненного контакта, позволяющий работать с БАТ и РЗ в областях со сложным профилем (в ушной раковине). См. например, авт.свид. СССР N 1635995. Опорный пассивный электрод ОЭ 13 может представлять собой контактный зажим для крепления в непосредственной близости от зоны поиска БАТ и РЗ, а также щуп или кольцо для работы на руке пациента.

Головной электрод ГЭ 15 выполняется из графита, посеребренной меди или сплавов металлов с целью минимизации поляризации мягких тканей головного покрова. Сечение контакта 5 мм. Крепление ГЭ 15 осуществляется в затылочной части головы пациента с помощью резиновых жгутов. Могут быть использованы электроды ЭПСЭ-01 и доработанная система крепления от серийно выпускаемых электроэнцефалографов (НПО РЭМА г.Львов).

Микроконтроллер включает в себя следующие основные узлы: узел центрального процессора, узлы связи с измерителями 11 и 14, узлы связи с первым и вторым модулями управления частотой 5 и 9, узлы связи с СФС 7, электронным коммутатором 8, управляемым аттенюатором 3 и управляющую панель с дисплеем и клавиатурой.

Узел центрального процессора выполняет функции ввода и хранения параметров и режимов работы устройства, управления узлами устройства и обработку результатов измерений.

Микроконтроллер программно реализует методики терапевтического воздействия конкретных заболеваний, корректировку режима работы устройства в течение сеанса.

Микроконтроллер обеспечивает отображение текущей информации (например: изменение потенциала головного мозга) в цифровом виде на дисплее устройства, а также имеет последовательный интерфейс для связи с ЭВМ верхнего уровня и таймер, управляющий временем воздействия. ЭВМ верхнего уровня используется для ввода и хранения информации в виде методик лечения, протоколов работы устройства и карт пациентов.

Микроконтроллер может быть реализован на основе микропроцессора КР1821ВМ85 (Intel 8085), принципы реализации которого подробно изложены в литературе: Фридман М. Ивенс М. Проектирование систем с микроконтроллерами: Пер. с англ. М. Мир, 1986, гл. 6,8.

Устройство работает следующим образом. Перед проведением сеанса рефлексотерапии на основании предварительных диагностических результатов производится поиск и локализация БАТ и РЗ, соответствующих лечению конкретного вида заболевания. Поиск осуществляется поисковым электродом ПЭ 12, и положение БАТ и РЗ маркируется карандашом. В процессе поиска опорный электрод ОЭ 13 располагается по возможности ближе к месту нахождения БАТ и РЗ с тем, чтобы уменьшить флуктуации электропроводности. Величины электрической проводимости БАТ и РЗ, характеризующие их состояние, измеряются ИЭ 11 последовательно в двухполярном режиме и считываются микроконтроллером 16. В затылочной части головы пациента укрепляется головной электрод ГЭ 15 для измерения и контроля с помощью ИОП 14 омега-потенциала в течение сеанса. Сигнал с измерителя омега-потенциала ИОП 14 постоянно считывается микроконтроллером 16 для текущей обработки.

Измеренные значения электропроводности БАТ и РЗ и омега-потенциала вместе с предварительными диагностическими результатами являются исходными в выборе методики и вида информационного воздействия на БАТ и РЗ.

В соответствии с исходными данными, требованиями терапии и методики лечения с помощью микроконтроллера 16 программируется сеанс рефлекторного воздействия, включающий в себя набор параметров, формы, последовательности и длительности рефлекторного воздействия на БАТ и РЗ. В ряде БАТ и РЗ (одна, две и более) с помощью гибких штативов фиксируются контактные облучатели КО 4.

Формирование воздействия осуществляется следующим образом. Генератор СВЧ 1, управляемый первым МУЧ 5, вырабатывает сигнал заданной частоты, поступающий через амплитудный модулятор 2 и управляемый аттенюатор 3 на контактные облучатели 4. Значение частоты несущего колебания и уровень задаются управляющими сигналами микроконтроллера 16 на входы МУЧ 5 и электрически управляемого аттенюатора 3.

Генератор ИНЧ 6, управляемый вторым МУЧ 9, вырабатывает сигнал наперед заданной частоты, поступающий на вход СФС 7. В СФС 7 синтезируется одна из форм сигнала: треугольная, прямоугольная, параболическая, трапециидальная, пилообразная, колоколообразная, экспоненциальная или гармоническая. Сигнал с выхода СФС 7 через электронный коммутатор 8 поступает на вход амплитудного модулятора 2. Значение частоты генератора ИНЧ 6 и форма сигнала задаются управляющими сигналами микроконтроллера 16 на управляющие входы МУЧ 9 и СФС 7.

Генератор шума 10 вырабатывает случайный по амплитуде сигнал, поступающий на вход электронного коммутатора 8. Электронный коммутатор 8 по управляющему сигналу микроконтроллера 16 обеспечивает "врезку" случайного сигнала длительностью 2-4 с и периодом 30 с в последовательность импульсов, поступающих с выхода СФС 7 на управляющий вход амплитудного модулятора 2.

Таким образом, на выходе контактных облучателей 4 формируется информационный сигнал, представляющий собой СВЧ несущее колебание заданного уровня и частоты, модулированное сложной огибающей, состоящей из пачек импульсов ИНЧ заданной формы, интервалы между пачками в которой заполнены случайным сигналом.

Управление параметрами сигнала в процессе работы осуществляется микроконтроллером 16, который по заданной программе изменяет параметры информационного воздействия. Управляющие программы заложены в ПЗУ микроконтроллера.

Для поиска оптимального вида информационного воздействия предусмотрен режим сканирования дискретных значений частоты генераторов со временем экспозиции для каждого значения 4 с для СВЧ и 1 с для ИНЧ. Оптимизация осуществляется по данным текущих измерений омега-потенциала и периодического контроля электропроводности БАТ и РЗ. Микроконтроллер обеспечивает обработку текущих измерений и корректировку программы воздействия. Текущая информация (значения параметров) отображается на экране дисплея микроконтроллера. Режим сканирования может быть использован в диагностических целях как характеризующий отклик БАТ и РЗ, т.е. организма человека, на широкополосное модулированное рефлекторное воздействие.

С помощью интерфейса микроконтроллер связывает с ЭВМ верхнего уровня, которая используется для протоколирования сеанса лечения, хранения карт пациентов, дальнейшего анализа и обработки результатов лечения.

Таким образом, устройство обладает высокой эффективностью воздействия за счет оптимизации частоты СВЧ сигнала и модуляции электромагнитного воздействия инфранизкочастотными колебаниями с частотами, соответствующими частотам медленно регулирующей центральной нервной системы. В устройстве с помощью "врезки" в информационное воздействие случайного сигнала минимизируется эффект "привыкания" организма к виду воздействия. Наличие обратной связи с пациентом в течение сеанса по измерениям омега-потенциала и периодического контроля электропроводности БАТи РЗ позволяет учитывать особенности функционирования регуляторных систем организма.

Устройство обладает расширенным функциональными возможностями в части формирования заданного воздействия с фиксированными параметрами, широкополосного воздействия и поискового оптимизирующего воздействия. В устройстве предусмотрен целый набор модулирующих сигналов, формы которых наиболее благоприятны для регулирующих систем организма. Устройство также обладает диагностическими функциями за счет измерения омега-потенциала головного мозга и электропроводности БАТ и РЗ.

Устройство обладает высокой оперативностью и позволяет программными средствами корректировать и оптимизировать информационное воздействие в течение сеанса. Формула изобретения

Формула изобретения

Устройство для рефлекторной терапии, содержащее генератор электромагнитного излучения, к управляющему входу которого подключен первый модуль управления частотой, а к выходу последовательно соединенные амплитудный модулятор, управляемый аттенюатор и N контактных облучателей, отличающееся тем, что в него введены генератор инфранизкочастотного сигнала, к управляющему входу которого подключен второй модуль управления частотой, а к выходу последовательно соединенные синтезатор формы сигналов и электронный коммутатор, выход которого соединен с управляющим входом амплитудного модулятора, а также генератор шума, выход которого соединен с вторым входом электронного коммутатора, контактные поисковый и опорный (пассивный) электроды, соединенные с входами измерителя электропроводности, контактный головной электрод, соединенный с входом измерителя омега-потенциала, микроконтроллер, входы которого соединены с выходами измерителей электропроводности и омега-потенциала, а выходы с управляющими входами первого и второго модулей управления частотой, синтезатора формы сигналов, электронного коммутатора, управляемого аттенюатора и ЭВМ верхнего уровня.

РИСУНКИ

Рисунок 1