Устройство для дискретной инч-терапии

 

Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано в физиотерапии для воздействия электромагнитным полем. Техническим результатом является расширение функциональных возможностей устройства за счет дополнительных показаний применения ИНЧ-терапии. Устройство содержит последовательно соединенное реле времени, генератор фиксированных частот повторения, конденсатор связи, формирователь сигналов и облучатель, а также индикатор колебаний, подключенный к реле времени и генератору фиксированных частот повторений, управляемый ключ, таймер, обнаружитель сигнала, включенный между выходом формирователя сигналов и входом таймера, выход которого подключен к управляющему входу ключа, выводами соединенного с земляной шиной и выходом формирователя сигналов. 5 ил.

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к аппаратам, применяемым в физиотерапии для воздействия электромагнитным полем.

Известно устройство для ИНЧ-терапии [1] Однако это устройство обладает ограниченными функциональными возможностями и наличием противопоказаний при остротекущих воспалительных процессах.

Известно устройство для магнитотерапии [2] Недостатком этого устройства является низкая эффективность и длительный курс лечения.

Известен импульсный низкочастотный физиотерапевтический аппарат ИНФИТА [3] разработанный на основе устройства для низкочастотной терапии [4] которое принимается за прототип. Устройство для низкочастотной терапии содержит индикатор колебаний и последовательно соединенные реле времени, генератор фиксированных частот повторений, конденсатор связи, формирователь сигналов, облучатель, при этом индикатор колебаний подключен к реле времени и генератору фиксированных частот. Устройство обеспечивает физиотерапевтическое воздействие ИНЧ-электромагнитным полем и предназначено для лечения гипертонической болезни, бронхиальной астмы. Недостатками известного устройства являются ограниченные функциональные возможности, не позволяющие использовать указанное устройство для лечения тяжелых, ослабленных и пожилых лиц с различной патологией.

Техническим результатом устройства является расширение функциональных возможностей устройства за счет дополнительных показаний применения ИНЧ-терапии.

Положительный эффект обусловлен получением качественно нового результата возможности работать в дискретном режиме воздействие пауза воздействие.

Технический результат достигается тем, что устройство для дискретной ИНЧ-терапии, включающее последовательно соединенные реле времени, генератор фиксированных частот повторений, конденсатор связи, формирователь сигналов и облучатель, а также индикатор колебаний, подключенный к реле времени и генератору фиксированных частот повторения, отличающееся тем, что в него введены управляемый ключ, таймер, обнаружитель сигнала, включенный между выходом формирователя сигналов и входом таймера, выход которого подключен к управляющему входу ключа, выводами соединенного с земляной шиной и выходом формирователя сигналов.

Существенным признаком устройства является введение обнаружителя сигнала, таймера и управляемого ключа с соответствующими связями. Именно указанные признаки позволяют получить качественно новый результат возможность работать в дискретном режиме. Причем такое дискретное воздействие обладает дополнительным биотропным свойством для гомеостаза организма, что позволяет повысить лечебную эффективность ИНЧ-терапии расширить контингент больных за счет охвата тяжелых, ослабленных лиц с различной патологией [5 7] Гомеостаз (относительное постоянство) организма человека определяется согласованной работой входящих в него клеток, органов и систем.

Болезнь есть нарушение гомеостаза. Лечение болезни есть процесс восстановления гомеостаза организма. Наилучший путь восстановления гомеостаза -за счет укрепления собственной управляющей системы (система саморегуляции).

Известно влияние импульсного низкочастотного электромагнитного поля на организм [8, 9] и сводится к воздействию на гипоталамо-гипофизо-андреналевую систему, коррегируя ее функциональное состояние, а также биоэлектрическую активность коры головного мозга [10, 11] Отмеченное позволяет рассматривать импульсное низкочастотное электромагнитное поле (ИНЭМП) как инструмент для восстановления системы саморегуляции организма.

Чем старше человек или чем больше его организм ослаб в результате перенесенного заболевания, тем медленнее в нем протекают обменные процессы и процессы саморегуляции. Поэтому при лечении пожилых людей и при тяжелых формах нарушения гомеостаза обеспечение высокой эффективности лечения требует снижения длительности воздействия или интервала между ними. В паузах между воздействием, когда отсутствует ИНЭМП, в самом организме происходят кумулятивные процессы [7] но при сокращении общей длительности воздействия биологическая эффективность ИНЭМП уменьшается. Следовательно, существует оптимальное соотношение между длительностью воздействия, интервалом времени между ними и общим количеством воздействия в одной процедуре. Это соотношение определяется характером и стадией заболевания, а также динамикой процесса выздоровления. Если динамика не удовлетворена, процесс выздоровления замедлился или прекратился, то необходимо увеличить время между воздействиями.

Иными словами, темп лечения и сила воздействия должны соответствовать состоянию пациента, и, как показали исследования, кратность воздействия (соотношение времени воздействия и времени паузы) является биотропным параметром. Она реализована в устройстве для дискретной ИНЧ-терапии, что существенно отлично от прототипа и позволяет получить положительный эффект.

На фиг. 1 изображена структурная схема устройства для дискретной ИНЧ- терапии; на фиг. 2, a d форма сигнала на выходе реле времени, формирователе сигнала, обнаружителе сигнала, таймере соответственно; на фиг. 3 пример выполнения обнаружителя сигнала 9; на фиг. 4 пример выполнения таймера 8; на фиг. 5 пример выполнения управляемого ключа 7.

Устройство содержит последовательно соединенные реле времени 1, генератор фиксированных частот повторения 2, конденсатор связи 3, формирователь сигналов 4 и облучатель 5, а также индикатор колебаний 6, подключенный к реле времени 1 и генератору фиксированных частот повторения 2, управляемый ключ 7, таймер 8, обнаружитель сигнала 9, включенный между выходом формирователя сигналов 4 и входом таймера 8, выход которого подключен к управляющему входу ключа 7, выводами соединенного с земляной шиной и выходом формирователя сигналов 4.

Устройство работает следующим образом.

Через реле 1 времени напряжение источника питания подается на импульсный генератор 2 фиксированных частот повторения. На выходе генератора сигналы отрицательной полярности имеют прямоугольную форму. Частота их может фиксированно (ступенчато) изменяться в диапазоне 20-80 Гц. С генератора 2 импульсы через конденсатор 3 связи подаются на формирователь 4 сигнала. Сигнал отрицательной полярности на выходе формирователя имеет следующие параметры.

Длительность переднего фронта 0,3 мкс.

Длительность заднего фронта по уровню 0,1 от максимальной амплитуды составляет 7,5 м/с. Амплитуда импульсов 15 В [3] Этот сигнал поступает на облучатель 5, который формирует импульсное низкочастотное квазистационарное электростатическое поле с напряженностью в зоне терапии E 1-2 мВ/см [9] (на расстояние 25 см от облучателя).

Этот же сигнал поступает на вход обнаружителя 9 сигнала и на управляемый ключ 7.

При наличии сигнала на входе обнаружителя 9 на его выходе формируется сигнал в виде логической единицы, при отсутствии сигнала на входе на его выходе формируется сигнал в виде логического нуля. При первоначальной работе все счетчики таймера 8 обнулены и при поступлении сигнала на его вход на выходе таймера 8 формируется сигнал в виде логического нуля, на заданное время воздействия t₁. Этот сигнал поступает на управляющий вход ключа 7. Ключ 7 разомкнут и сигнал с выхода формирователя 4 поступает на облучатель 5. Спустя время t₁ и при наличии сигнала на входе таймера 8 формируется сигнал на выходе таймера 8 в виде логической единицы. Этот сигнал подается на управляющий ключ 7, который переходит в замкнутое состояние и подключает земляную шину к выходу формирователя 4, тем самым блокируя вход облучателя 5 на заданное время паузы t₂. Спустя время t₂, таймер 8 переходит в исходное состояние. На его выходе формируется сигнал в виде логического нуля. Управляемый ключ 7 переходит в разомкнутое состояние. Вход облучателя 5 разблокируется и начинается воздействие в течение заданного времени t₁. И так цикл повторяется до тех пор, пока не сработает реле 1 времени и не снимет питание с генератора 2 (момент времени e, фиг. 2,а). По окончании установленного времени процедуры реле 1 времени подает сигнал на индикатор 6 колебаний, который отражает признак конца процедуры.

Пример выполнения обнаружителя 9 сигнала приведен на фиг. 3.

Обнаружитель 9 состоит из входного усилителя (V₂, R₂, R₃), двух инверторов формирователей, реализованных на триггерах ШМИДТА (DD 1.4, DD 1.3), пикового детектора (V₁, R₁, C₁) и двух последовательно включенных инверторов- формирователей. Импульсы отрицательной полярности амплитуды A_u с выхода формирователя сигналов 4 (фиг. 2,б) поступают на вход полевого транзистора V₂, имеющего напряжение отсечки , где A_u -15 В.

Таким образом, на вход DD 1.4 поступают импульсы положительной полярности с периодом, равным периоду входных импульсов и длительностью, соответствующей длительности входных импульсов по уровню от -5 до -10 В.

После формирователей DD 1.4 и DD 1.3 импульсы детектируются на пиковом детекторе, имеющем постоянную времени цепи разряда , где F_мин минимальная частота повторения импульсов на выходе формирователя 4.

При таких параметрах пикового детектора и при наличии на входе обнаружителя импульсов с частотой F ≥ F_мин на выходе формирователя DD 1.1 будет логическая единица (фиг. 2,с). При реализации обнаружителя возможно использовать следующие элементы: DD 1.0 K 561 ТЛ1; V₁ КД 522 Б; V₂ КП 303 Е; R₁ R₃ C2-23, C1-K73-17. Пример выполнения таймера 8 приведен на фиг.4.

Таймер 8 состоит из делителя частоты тактовых импульсов (DD 2.0) с коэффициентом деления K_g 1024, генератора тактовых импульсов (DD 3.1), времязадающих переменных резисторов R₁, R₂ и конденсатора C1 управляемой частоты схемы управления частотой тактовых импульсов на двухканальном аналоговом ключе (DD 4.0) с инвертором управляющего сигнала (DD 1.3).

В исходном состоянии на входе таймера устанавливается сигнал в виде логического нуля. Этот сигнал пройдя инвертор DD 1.1 на входе R счетчика DD 2.0 принимает значение логической единицы (счетчик заперт), а на входе 1 генератора DD 3.1, пройдя через инвертор DD 1.2, принимает значение логического нуля (генератор заперт).

При включении реле 1 времени (фиг. 1) на входе таймера 8 появляется логическая единица, которая запускает генератор DD 3.1 и счетчик DD 2.0.

Первые 1024 периодов тактовой частоты F_TI на выходе 15 делителя частоты DD 2.0 устанавливается логический нуль. При этом с инвертора DD 1.3 на управляющий вход первого канала аналогового ключа DD 4.0 поступает логическая единица и резистор R₁ через малое сопротивление открытого аналогового ключа DD 4.0 соединяется с выходом генератора частоты DD 3.1, частота генерации определяется формулой Время нахождения на выходе таймера 8 логического нуля составляет (фиг. 2) t₁ 1024 · 0,7 · R₁ · C₁,
спустя указанное время счетчик переключается и на его 15 выходе появляется логическая единица, являющаяся выходным сигналом таймера, которая через инвертор DD 1.3 подключает резистор R₂ через второй канал аналогового ключа DD 4.0 к выходу генератора частоты DD 3.1.

Частота генерации определяется формулой

Время нахождения на выходе таймера 8 логической единицы составляет
t₂ 1024 · 0,7 · R₂ · C₁.

При этом управляемый ключ 7 замкнут, на выходе формирователя 4 сигнал отсутствует, на входе таймера 8 устанавливается логический нуль, но счетчик DD 2.0 продолжает считать, поскольку на входе 2 инвертора DD 1.1 присутствует логическая единица, которая на входе R счетчика DD 2.0 дает логический нуль. По окончании времени t₂ на выходе таймера 8 формируется логический ноль (фиг. 2, d), ключ 7 размыкается, на входе таймера появляется логическая единица и цикл повторяется до тех пор пока не сработает реле времени 1 (фиг. 1), которое снимает сигнал на выходе формирователя 4 (линия e на фиг. 2).

Диапазон изменения t₁ и t₂ при C₁=0,1 мкФ и R₁, R₂ 0-2,2 мОм составляет 0-157 с соответственно.

При реализации таймера 8 можно использовать следующие элементы: DD 1-K 561 ЛЕ 5; DD 2-K 561 ИЕ 16; DD 3-K 561 T_л 1; DD 4-K 561 КТ3; CI-K73-17; R₁, R₂ СП3.

Пример выполнения управляемого ключа 7 приведен на фиг. 5.

Ключ 7 состоит из усилителя управляющего сигнала на транзисторе V₁, резисторах R₁ R₃ и ключевого каскада на полевом транзисторе с P-каналом.

Если на управляющем входе 7 присутствует логический нуль, транзистор V₁ открыт и на затвор ключевого транзистора V₂ подается запирающее напряжение E_п +9 В, ключ 7 разомкнут.

Если на управляющем входе ключа 7 присутствует логическая единица, транзистор V₁ закрыт и на затвор транзистора V₂ подается открывающее напряжение E_пр -9 В. Ключ 7 переходит в открытое состояние и шунтирует импульсы на выходе формирователя 4.

При реализации управляемого ключа 7 можно использовать следующие элементы:
V₁ KT 3107 E и V₂ КП 304 А.

Опытный образец устройства для дискретной ИНЧ-терапии был испытан в клинической больнице N 83 МЗ России. Опытный образец состоял из серийно выпускаемого аппарата ИНФИТА и приставки, подключенной к выходным гнездам аппарата. Приставка состоит из обнаружителя сигнала 9, таймера 8, управляемого ключа 7, устройств управления и индикации. Результаты испытаний положительны. Они подтверждают положительный эффект, технический результат и отличительные признаки, указанные в формуле и описании изобретения.

Устройство для дискретной ИНЧ-терапии позволяет осуществлять лечение гипертонической болезнью, ослабленных, пожилых лиц с более тяжелым клиническим течением заболеваний, с частыми кризисами, относительно резистентных лекарственной терапии, а также больных с атеросклерозом сосудов мозга, недостаточностью мозгового кровообращения, аллергическими состояниями, которые либо не поддавались лечению аппаратом НИФИТА, либо плохо его переносили. Приставка выполнена на аккумуляторах и электробезопасна. Пользоваться устройством для дискретной ИНЧ-терапии можно в клиниках, амбулаториях, в домашних условиях, в воинских частях.

Источники информации.

1. Патент РФ N 2008034, кл. A 61 N 1/00, 1989.

2. Aвт. св. СССР N 1351613, кл. A 61 N 1/42, 1981.

3. Импульсный низкочастотный физиотерапевтический аппарат ИНФИТА БАЗ. 293. 011.

4. Aвт. св. СССР N 773994, кл. A 61 N 1/00, 1979.

5. Холодов Ю.А. Лебедева Н.Н. Реакция нервной системы человека на электромагнитные поля. М. Наука, 1992, с. 34, 84.

6. Лебедева Н. Н. Реакция центральной нервной системы человека на электромагнитные поля с различными биотропными параметрами: Автореф. дис. на соиск. учен. степени д-ра биол. наук. М. 1992/ с. 46.

7. Вопросы использования электромагнитных излучений малой мощности крайне высоких частот (миллиметровых волн) в медицине./Под ред. акад. Н.Д. Девяткова. Ижевск, 1991, с. 22, 34, 55.

8. Маркаров Г.С. Конверсия аппарата НИФИТА. Медицинская газета, N 91 от 18.11.92 г.

9. Маркаров Г.С. Заславский А.Ю. Новый импульсный низкочастотный физиотерапевтический аппарат НИФИТА.-Всероссийская конференция "Физиотерапевтическая аппаратура. Применение и перспективы развития на современном этапе", М. 1992.

10. Лебедева Н.Н. Исследование воздействия на мозг. Институт высшей нервной деятельности и нейрофизиологии АМН СССР, М. 1990.

11. Комарова Е.Т. О влиянии импульсной низкочастотной терапии с аппарата НИФИТА на спортсменов после больших физических и эмоциональных нагрузок: Отчет центрального Совета ВДСО "Трудовые резервы", 1990.

Формула изобретения

Устройство для дискретной ИНЧ-терапии, включающее последовательно соединенные реле времени, генератор фиксированных частот повторения, конденсатор связи, формирователь сигналов и облучатель, а также индикатор колебаний, подключенный к реле времени и генератору фиксированных частот повторения, отличающееся тем, что в него введены управляемый ключ, таймер, обнаружитель сигнала, включенный между выходом формирователя сигналов и входом таймера, выход которого подключен к управляющему входу ключа, выводами соединенного с земляной шиной и выходом формирователя сигналов.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5