Устройство для магнито- и вибротерапии

 

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к магнито- и вибротерапии, и может быть использовано в косметологии, дерматологии, а также для комплексного воздействия на организм человека при профилактике и лечении. Технической задачей является повышение лечебного эффекта и эксплуатационных качеств. Устройство для магнито- и вибротерапии содержит формирователь сигналов, силовой блок, индуктор, блок управления и индикации, микропроцессор, сенсорный блок, измерительный блок. В состав индуктора включены индукционные катушки, вибратор и сенсорный датчик. Устройство позволяет обеспечить возможность проведения профилактики, лечения и массажа любой части человеческого тела, включая лицо, проведения регулировки выходных параметров в широких пределах, обеспечения безопасности пациентов и обслуживающего персонала. 1 з.п.ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к магнито- и вибротерапии, и может быть использовано в косметологии, дерматологии, а также для комплексного воздействия на организм человека при профилактике и лечении.

Общеизвестно положительное влияние переменного магнитного поля низкой частоты при лечении и профилактике различных заболеваний человека, причем непрерывное магнитное поле оказывает седативное действие, а прерывистое - возбуждающее, стимулирующее действие, которое особенно усиливается в неритмичном режиме.

Такое пульсирующее (импульсное) магнитное поле обеспечивает однонаправленные электродинамические силы, которые действуют на заряженные частицы в организме (анионы, катионы, полярные молекулы), перемещая их. Это позволяет активизировать в организме (в зоне действия) процесс диффузии, массопереноса, метаболизма, повышает функциональную активность отдельных органов и организма в целом, т.е. осуществляется новый лечебный метод - магнитофорез, т. е. сочетание двух одновременно действующих лечебных факторов: магнитного поля и лекарственного или косметического препарата (в виде крема, геля и т. д.), применяемого как при массаже, так и при лечении.

Одной из проблем современной матитотерапии является: во-первых, неудобство в эксплуатации в силу громоздкости медицинской техники, а, во-вторых, низкий лечебный эффект как следствие первого, т.к. не все участки человеческого тела могут быть подвергнуты лечебным процедурам, в-третьих, отдельно стоит вопрос безопасности пациентов, т.к. в настоящее время, в основном, для питания индукторов применяется промышленная электрическая сеть ~220В/50Гц.

Известно "Устройство для магнито- и вибротерапии" (см. Патент РФ N2.101.039 кл. A 61 N 2/00), содержащее электромагнит в виде сердечника с катушкой и аппликатор, последний выполнен в виде сердечника катушки или его части, а параллельно электромагниту подключен усилитель напряжения, причем в аппликаторе дополнительно размещена мембрана.

Недостатком этого устройства является то, что в нем магнитное поле непрерывное, а это существенно сужает его применение, кроме того, отсутствует регулирование частоты и амплитуды магнитного поля.

Известны отечественные приборы для генерации низкочастотного магнитного поля: "Полюс-1", "Полюс-2", "Полюс-101", "Магнитер", "МАГ-30" и др. (см. ж. "Приборы и системы управления" N 5 - 93 г, стр. 13-14).

Все указанные приборы содержат принципиально общую для всех часть: соленоиды из изолированной проволоки, создающие электро- и магнитное поле определенной величины и конфигурации, что не позволяет оперативно варьировать форму и размеры магнитного поля, отнесенные к единице мТл, а приводные механизмы слишком громоздки.

Известен японский магнито-терапевтический аппарат "Магнетайзер" (см. Г. Р. Соловьева "Магнито-терапевтическая аппаратура", М., Медицина, 1991 г., стр. 146 - 147), в котором индукторы создают магнитное поле частотой 50 - 60 Гц, это поле сопровождает вибрация, причем вибрация возникает сразу после включения, а нагрев - постепенно. Аппарат сконструирован в стационарном варианте в виде кресла и индукторы вмонтированы в различных его частях, что, конечно, существенно ограничивает его применение, например, его нельзя применить для массажа или лечения лица.

Известно применение бегущего импульсного низкочастотного магнитного поля в лечении больных на основе аппарата "Алимп-1", состоящего из задающего генератора, усилителя мощности и индукторов. Аппарат генерирует магнитное поле с импульсами прямоугольной формы частотой 10-100 Гц, с магнитной индукцией 3 мТл в центре и 10 мТл по краям индуктора (см. ж. "Вопросы курортологии, физиотерапии и лечебной физкультуры", N 4 - 89 г., М., Медицина, стр. 43 - 46).

Недостатком данного аппарата является ограниченность его применения, в основном для лечения поясничного остеохондроза, в силу его громоздкости из-за применения в качестве индукторов соленоидов, которые к тому же требуют дополнительных мер безопасности, т.к. для питания соленоидов используется сеть переменного тока 220В/50Гц.

Известно "Устройство для лечения человека магнитным полем" (см. патент РФ N 2104720 кл. A 61 N 2/02 от 31.05.95 г.), содержащее формирователь сигнала, усилитель мощности, магнитный индуктор, датчик тока и регулятор тока, блок сравнения, блок задания времени работы - ПРОТОТИП.

Недостатком данного устройства является: - неудобство в эксплуатации в силу громоздкости индукторов, выполненных на индукционных катушках; - низкий лечебный эффект из-за применения непрерывного постоянной величины магнитного поля промышленной частоты 50Гц.

Технической задачей изобретения является повышение лечебного эффекта и повышение эксплуатационных свойств за счет: - обеспечения возможности проведения профилактики, лечения и массажа любой части человеческого тела, включая лицо; - обеспечения возможности проведения регулировки выходных магнитных параметров в широких пределах; - обеспечения безопасности пациентов и лечащего персонала.

Для решения поставленной задачи предлагается устройство для магнито- и вибротерапии, содержащее формирователь сигналов (ФС), первый управляющий выход которого соединен с первым входом силового блока (СЛБ), первый выход которого соединен со входом индуктора, выход которого является выходом устройства на потребителя (пациента). В устройство дополнительно введены блок управления и индикации (БУИ), микропроцессор (МП), сенсорный блок (СБ) и измерительный блок (ИБ), причем первый управляющий вход БУИ соединен со вторым управляющим выходом ФС, второй вход БУИ соединен первой шиной данных (ШД) с третьим задающим выходом ФС, третий вход БУИ и первый вход ФС соединены с первым выходом МП второй ШД, а выходная третья ШД БУИ соединена с первым входом МП, второй вход и третий вход прерывания которого соединены с первым и вторым управляющими соответственно выходами ИБ, четвертый вход прерывания МП соединен со вторым выходом СЛБ, второй управляющий выход МП соединен со вторым входом СЛБ, третий тактовый выход МП соединен с первым тактовым входом ИБ, второй вход которого соединен с четвертым управляющим выходом ФС, третий информационный вход ИБ соединен с информационным выходом СБ, а третий выход ИБ соединен со вторым входом ФС четвертой ШД, причем индуктор содержит индукционные катушки, вибратор и сенсорный датчик, обмотки индукционных катушек являются входом индуктора, исходной информацией сенсорного датчика является проводимость участка кожи пациента, а выход сенсорного датчика является выходом индуктора, выход которого подключен к входу СБ.

Индуктор содержит в своем составе индукционные катушки с вибратором и с сенсорным датчиком.

Вибратор помещен внутри индукционных катушек индуктора.

На фиг.1 показана блок-схема устройства для магнито- и вибротерапии, на фиг.2 - упрощенная электрическая принципиальная схема МП; на фиг.3 - БУИ; на фиг.4 - СБ; на фиг.5 - ФС: на фиг.6 - СЛБ: на фиг.7 - ИБ.

Устройство для магнито- и вибротерапии содержит МП1, БУИ2, СБ3, ФС4, СЛБ5, ИБ6, индуктор 7, в состав которого входят индукционные катушки, вибратор и сенсорный датчик. Первый управляющий вход 8 БУИ 2 соединен со вторым управляющим выходом 9 ФС4, второй вход 10 БУИ2 соединен с третьим выходом 11 ФС4 второй шиной данных, третий вход 12 БУИ2 и первый вход 13 ФС4 соединены с первым выходом 14 МП1, а выход 15 БУИ2 третьей шиной данных соединен с первым входом 16 МП1, второй и третий входы 17 и 18 соответственно МП1 соединены с первым и вторым выходами сигналов прерывания 19 и 20 соответственно ИБ6, четвертый вход 21 МП1 является также входом прерывания и соединен со вторым выходом 22 СЛБ5, второй управляющий выход 23 МП1 соединен со вторым входом 24 СЛБ5, а третий тактовый выход 25 МП1 соединен с первым тактовым входом 26 ИБ6, второй вход 27 ФС4 четвертой шиной данных соединен с третьим выходом 28 ИБ6, первый управляющий выход 29 ФС4 соединен с первым входом 30 СЛБ5, а четвертый управляющий выход 31 ФС4 соединен с вторым входом 32 ИБ6, выход 33 СЛБ5 соединен с входом 34 индуктора 7, выход 35 которого является выходом устройства на потребителя (пациента) соединен с входом 36 СБ3, информационный выход 37 которого соединен с третьим информационным входом 38 ИБ6, обмотки индукционных катушек являются входом индуктора, исходной информацией сенсорного датчика является проводимость участка кожи пациента, выход сенсорного датчика является выходом индуктора.

Указанные блоки представляют собой: МП1, например, типа Intel P87C51FA с соответствующими периферийными устройствами; БУИ2 включает в себя блок клавиатуры для задания режимов (продолжительность процедуры, частота следования импульсов и т.д.), а также индикацию задающих и текущих параметров; СБ3 представляет собой задающий генератор и связанный с его входом емкостной датчик; ФС4 включает в себя дешифратор адреса и регистр-защелку;
СЛБ5 включает в себя датчик тока с регулятором и силовые тиристоры;
ИБ6 включает в себя делители частоты, счетчик импульсов и буферный регистр;
индуктор 7 включает в себя индукционные катушки с вибратором и, при необходимости, сенсорный датчик.

Первая шина данных соединяет ФС4 с БУИ2 для индикации частоты сигналов, выдаваемых устройством в автоматическом режиме.

Вторая шина данных соединяет МП1 с БУИ2 для передачи данных, которые высвечиваются на табло во время набора параметров, и с блоком ФС4 для управления СЛБ5.

Третья шина данных соединяет МП1 с БУИ2 для задания выходных параметров устройства (частота, мощность и т.д.).

Четвертая шина данных соединяет ИБ6 с ФС4 для формирования последним сигналов управления СЛБ5 в автоматическом режиме (от сенсора).

Первый сигнал прерывания служит для остановки процедуры по срабатыванию защиты СЛБ5 (выход 22).

Второй сигнал прерывания служит для остановки процедуры от ИБ6 в случае выхода из строя СБ3 (выход 19).

Третий сигнал прерывания (переполнение счетчика) служит для остановки процедуры в сенсорном режиме (выход 20).

Четвертый управляющий выход 31 с выхода ФС4 служит для чтения содержимого счетчика в ИБ6.

Второй управляющий выход 9 с ФС4 служит для записи данных в регистре-защелке БУИ2, поступающих по первой шине данных (выход 11).

Первый управляющий выход 29 с ФС4 служит для включения-выключения силовых тиристоров в СБ5 по заданной программе с МП1 (выход 14) или по сигналам СБ3 через ИБ6 по четвертой шине данных.

Второй управляющий выход 23 с МП1 служит для отключения защиты СЛБ5.

Информационный выход 37 с СБ3 служит для передачи информационного сигнала в ИБ6 для последующей его обработки.

Тактовая частота f_такт определяет быстродействие МП1 и также используется для обработки сигналов СБ3 в ИБ6.

Устройство может работать в трех режимах:
- ручная установка выходных параметров;
- автоматическая установка параметров (сенсорный режим);
- режим сканирования.

Ручной режим.

При этом режиме все выходные параметры устройства (выходная мощность, частота следования импульсов, период) задаются вручную с клавиатуры БУИ2. Устройство в этом режиме работает следующим образом.

Все блоки устройства (с 1 по 6 позиции фиг.1 включительно) конструктивно находятся в одном корпусе, на лицевую панель которого выведены все необходимые для работы органы управления и индикации.

При включении питания и выходе питающих напряжений на режим МП1 выдает общий сигнал установки нуля и устройство переходит в режим "Ожидание", на лицевой панели загорается соответствующая лампочка, которая на схеме условно не показана) т. е. устройство готово к вводу параметров. На лицевой панели нажимается кнопка "Ручн. режим", затем кнопка "Частота" (обе с памятью и подсветкой). Затем нажимается и удерживается в этом положении кнопка "Задание", при этом МП1 начинает перебор (увеличение) частоты с дискретностью 1 Гц, начиная с единицы. При достижении нужной (заданной медицинскими рекомендациями) частоты (контроль по показаниям семисегментных индикаторов лицевой панели) отпускается кнопка "Задание". Выбранное значение частоты автоматически заносится в энергонезависимую память (ЭНЗУ) МП1. Затем нажимается кнопка "Время" с памятью и подсветкой (кнопка "Частота" предварительно отключается). Снова нажимается и удерживается кнопка "Задание" до установления нужной длительности процедуры, которая также заносится в ЭНЗУ МП1, контроль тот же. Выключается кнопка "Время", нажимается кнопка "Период" (с памятью и подсветкой). Нажимается и удерживается кнопка "Задание" и т.д., затем так же вводится значение требуемой мощности.

Следует отметить, что частота следования импульсов устанавливается в пределах от 1 до 250 Гц, диапазон регулировки периода повторения импульсов - от 0,2 до 8,0 с и непрерывный, время процедуры от 1 до 30 мин, величина мощности магнитной индукции до 15 мТл.

Прикладывается индуктор 7 к нужному участку тела пациента и нажимается кнопка "Ввод" (с памятью и подсветкой), лампочка "Ожидание" гаснет, при этом заданные и выбранные параметры процедуры (частота и период) по второй шине данных с МП1 (выход 14) через ФС4 (выход 29) в виде управляющих сигналов поступают на СЛБ5 (вход 30), где окончательно формируются в выходную последовательность импульсов с заданными частотными и мощностными параметрами. С выхода 33 СЛБ5 сигналы поступают на вход 34 индуктора 7, где преобразуются в электромагнитное поле, а вибратор индуктора колеблется, естественно, с частотой электромагнитного поля. По окончании заданного времени процедуры по сигналу таймера МП1 выключится режим, кнопка "Ввод" выключится, загорится на лицевой панели лампочка "Ожидание". Устройство готово к повторной процедуре либо к набору других параметров.

Режим сканирования.

Нажимается кнопка "Режим сканир. " (с памятью и подсветкой), при этом кнопка "Ручн. режим" автоматически выключается. В этом режиме частота импульсов изменяется по синусоидальному закону (данные этого режима запрограммированы заранее), а настройка производится по трем параметрам: длительность процедуры, верхняя частота сканирования и период повторения импульсов (от 0,2 до 8,0 с и "белый шум"). Затем также прикладывается индуктор 7 к нужному участку тела пациента, нажимается кнопка "Ввод" и далее все, как в ручном режиме вплоть до окончания времени процедуры.

Сенсорный режим.

В этом режиме настройка производится по двум параметрам: длительность процедуры и начальная частота (мощность при этом режиме постоянно средняя). Нажимается кнопка "Режим сенсор" (с памятью и подсветкой), при этом кнопка "Режим сканир. " автоматически выключается. Нажимается кнопка "Ввод", при этом начинает работать СБ3, задающий генератор которого настроен на определенную начальную частоту. Эта частота с выхода 37 поступает на информационный вход 38 ИБ6, где преобразуется в последовательность импульсов, и после дополнительных преобразований и синхронизации тактовой частотой f_такт (вход 26) поступает на счетчик, затем на буферный регистр и по четвертой шине данных (выход 28) поступает на ФС4 (выход 27). С ФС4 (выход 11) эта импульсная последовательность с одной стороны поступает по первой шине данных на вход БУИ2 для отображения на индикаторе, а с другой стороны в виде управляющих сигналов через первый управляющий выход 29 поступает на СЛБ5 (вход 30) для управления силовыми тиристорами. С выхода 33 СЛБ5 эта импульсная последовательность поступает на индуктор 7 (вход 34), приложенный к какому-либо участку тела пациента (выход 35). В индуктор 7 введен сенсорный датчик, представляющий собой простую латунную пластинку диаметром приблизительно 5-6 мм и толщиной 1 мм. Эта пластинка через коаксиальный кабель соединена напрямую с входом СБ3 (вход 36), конкретно с управляющим входом его генератора, внося дополнительную емкость. В результате начальная частота генератора СБ3 изменяется в зависимости от физического состояния участка тела пациента, к которому приложен индуктор с сенсорным датчиком. Эта измененная частота вновь измеряется ИБ6 и через ФС4 и СЛБ5 в виде последовательности импульсов поступает на индуктор 7, воздействуя на данный участок тела. В результате этого магнито- и вибровоздействия через какое-то время происходят физические изменения данного участка тела пациента, в результате чего изменится его емкость, как следствие этого, изменится частота генератора СБ3 и процесс идет далее по кругу до какого-то конкретного постоянного значения частоты (в результате стабилизации физического состояния участка тела) или до окончания времени процедуры.

К устройству можно подключить один или два индуктора (имеется два равнозначных выхода). Индукторы же применяются трех типов:
- для косметического массажа в виде цилиндра диаметром 22 мм и длиной 45 мм (с сенсорным датчиком или без него);
- для массажа тела в виде четырех цилиндров на общем основании толщиной 12 мм и диаметром 87 мм. Диаметр цилиндров 22 мм, от основания 20 мм (сенсорный датчик в одном из цилиндров);
- для лечения в виде двух дисков диаметром 40 мм, толщиной 25 мм (в одном из них может находиться сенсорный датчик).

При включении двух индукторов сенсорный датчик должен находиться только в одном из них.

Применение такого устройства для магнито- и вибротерапии позволяет проводить лечебные процедуры на любом участке тела пациента, также проводить массажные процедуры. Все процедуры можно проводить как в жестко заданных параметрах импульсной последовательности, так и в вариациях, в зависимости от индивидуальных особенностей пациента. Следует отметить, что одновременное применение индукторов для лечения и массажа повышает лечебный эффект за счет того, что выходные параметры импульсной последовательности в том и другом случае одинаковы и при прикладывании двух индукторов - одного, например, на поясничную область, а другого - на лицо получается взаимное положительное влияние их друг на друга, своего рода квазирезонанс.

Формула изобретения

1. Устройство для магнито- и вибротерапии, содержащее формирователь сигнала, первый управляющий выход которого соединен с первым входом силового блока, первый выход которого соединен с входом индуктора, отличающееся тем, что в него введены блок управления и индикации, микропроцессор, сенсорный блок, измерительный блок, причем первый управляющий вход блока управления и индикации соединен со вторым управляющим выходом формирователя сигнала, второй вход блока управления и индикации первой шиной данных соединен с третьим задающим выходом формирователя сигнала, третий вход блока управления и индикации и первый вход формирователя сигнала соединены с первым выходом микропроцессора, второй шиной данных, а выходная третья шина данных блока управления и индикации соединена с первым входом микропроцессора, второй вход и третий вход прерывания которого соединены с первым и вторым управляющими соответственно выходами измерительного блока, четвертый вход прерывания микропроцессора соединен с вторым выходом силового блока, второй управляющий выход микропроцессора соединен со вторым входом силового блока, третий тактовый выход микропроцессора соединен с первым тактовым входом измерительного блока, второй вход которого соединен с четвертым управляющим выходом формирователя сигнала, третий информационный вход измерительного блока соединен с информационным выходом сенсорного блока, а третий выход измерительного блока соединен со вторым входом формирователя сигнала четвертой шиной данных, причем индуктор содержит индукционные катушки, вибратор и сенсорный датчик, выход которого подключен к входу сенсорного блока.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что вибратор размещен внутри катушки.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7