Аппарат для физиотерапии
Аппарат для физиотерапии предназначен для воздействия на человека электрическим импульсным током с профилактической или лечебной целью. Технический результат заключается в повышении эффективности лечения за счет возможности независимой регулировки параметров выходного сигнала в широких пределах (длительность импульса, частота следования импульса, частота заполнения импульса, временная манипуляция) в зависимости от состояния пациента, фиксируемого по максимальной амплитуде тока, протекающего в цепи пациента. Аппарат для физиотерапии, содержащий блок управления, аналого-цифровой преобразователь, аналоговые усилители, датчики съема параметров воздействия, электроды воздействия стимулирующих импульсов, дополнительно содержит генератор временной манипуляции, задающий генератор, блок гальванической развязки, генератор импульсов заполнения, цифро-аналоговый преобразователь 1, цифро-аналоговый преобразователь 2, арифметико-логическое устройство, блок защиты от перегрузки, детектор максимальной амплитуды сигнала. 1 ил.
Полезная модель относится к области медицины, к электротерапевтическим аппаратам для физиотерапии, предназначенным для воздействия электрическим импульсным током с профилактической или лечебной целью для возбуждения или усиления деятельности нервно-мышечного аппарата определенных органов или систем.
Известен электростимулятор (RU 2277428 С2, 2006), содержащий блок управления, включающий управляющий микроконтроллер и вход сигнала обратной связи, блок связи с управляющей системой, первые вход и выход которого являются первыми входом и выходом электростимулятора соответственно, вторые выход и вход соединены соответственно с первым входом и вторым выходом управляющего микроконтроллера, первый выход которого соединен с входом блока формирования параметров воздействия, и электроды воздействия стимулирующих импульсов, отличающийся тем, что блок управления дополнительно содержит датчики съема параметров воздействия, первый вход которых соединен с третьим выходом управляющего микроконтроллера, второй вход - с выходом блока формирования параметров воздействия, первый выход - с первым входом аналоговых усилителей, а второй выход - является вторым выходом электростимулятора и соединен с электродами воздействия стимулирующих импульсов, при этом вход сигнала обратной связи соединен со вторым входом аналоговых усилителей и является вторым входом электростимулятора.
Признаками устройства, совпадающими с признаками заявляемого технического решения, являются блок управления, аналого-цифровой преобразователь, аналоговые усилители, датчики съема параметров воздействия, электроды воздействия стимулирующих импульсов.
Недостатками устройства, препятствующими получению требуемого технического результата, являются следующие. Пределы регулировки параметров импульсов воздействующего на человека электрического тока (длительность импульса, частота следования импульсов, форма импульса) являются сильно ограниченными. Отсутствует возможность регулировки параметров воздействия в широком диапазоне. Отсутствует возможность формирования коротких импульсов с заполнением в связи с тем, что применяется только один управляющий микроконтроллер.
Требования современной медицины при проведении процедур, воздействующих импульсным электрическим током на человека, предполагают индивидуальный подбор параметров электрических импульсов для каждого пациента в зависимости от типа проводимой процедуры, состояния пациента, его ощущений. Причем параметры воздействующих импульсов должны регулироваться в широких диапазонах: длительность импульса от нескольких микросекунд до нескольких секунд, частота следования импульсов от нескольких Гц до сотен КГц, частота заполнения импульса от 1 КГц до 1 МГц, необходимо наличие возможности генерации периодов посылки сигнала с периодами паузы (режим временной манипуляции) с регулировкой времени посылки (паузы) в диапазоне от нескольких микросекунд до нескольких секунд. Вышеперечисленные требования невозможно реализовать в рамках известного технического решения, поскольку в нем присутствует только один управляющий микроконтроллер, который не сможет справиться с формированием необходимой сложной импульсной последовательности, отсутствует возможность генерации импульсов с заполнением. Как следствие - недостаточная эффективность от проводимых процедур.
Для объективной оценки отклика на воздействия различных органов и систем человеческого организма достаточно иметь возможность оценки максимальной силы тока, протекающего в цепи пациента. Данные значения необходимы и достаточны, в частности, для построения кривой сила-длительность, определения таких величин как хронаксия и реобаза.
Задачей настоящего технического решения является повышение эффективности лечения.
Для решения поставленной задачи предложен аппарат для физиотерапии, содержащий блок управления, аналого-цифровой преобразователь, аналоговые усилители, датчики съема параметров воздействия, электроды воздействия стимулирующих импульсов. При этом аппарат для физиотерапии дополнительно содержит генератор временной манипуляции, задающий генератор, блок гальванической развязки, генератор импульсов заполнения, цифро-аналоговый преобразователь 1, цифро-аналоговый преобразователь 2, арифметико-логическое устройство, блок защиты от перегрузки, детектор максимальной амплитуды сигнала, при этом первый выход блока управления соединен со входом генератора временной манипуляции, второй выход блока управления соединен со входом задающего генератора, третий выход блока управления соединен с третьим входом блока гальванической развязки, выход генератора временной манипуляции соединен с первым входом блока гальванической развязки, выход задающего генератора соединен со вторым входом блока гальванической развязки, первый выход блока гальванической развязки соединен со входом блока управления, второй выход блока гальванической развязки соединен с первым входом цифро-аналогового преобразователя 1 и со входом цифро-аналогового преобразователя 2, третий выход блока гальванической развязки соединен со входом генератора импульсов заполнения, выход цифро-аналогового преобразователя 1 соединен с первым входом арифметико-логического устройства, выход цифро-аналогового преобразователя 2 соединен со вторым входом арифметико-логического устройства, выход арифметико-логического устройства соединен со входом аналоговых усилителей, выход аналоговых усилителей соединен со входом датчиков съема параметров воздействия, первый выход датчиков съема параметров воздействия соединен со входом блока защиты от перегрузки, выход блока защиты от перегрузки соединен со входом электродов воздействия стимулирующих импульсов, второй выход датчиков съема параметров воздействия соединен со входом детектора максимальной амплитуды сигнала, выход детектора максимальной амплитуды сигнала соединен со входом аналого-цифрового преобразователя, выход аналого-цифрового преобразователя соединен с четвертым входом блока гальванической развязки.
Новый технический результат заключается в повышении эффективности лечения за счет возможности независимой регулировки параметров выходного сигнала в широких пределах (длительность импульса, частота следования импульса, частота заполнения импульса, временная манипуляция) в зависимости от состояния пациента, фиксируемого по максимальной амплитуде тока, протекающего в цепи пациента.
Полезная модель иллюстрируется рисунком, на котором изображена блок-схема заявленного аппарата для физиотерапии, содержащего блок управления (1), генератор временной манипуляции (2), задающий генератор (3), блок гальванической развязки (4), аналого-цифровой преобразователь (5), цифро-аналоговый преобразователь 1 (6), генератор импульсов заполнения (7), детектор максимальной амплитуды сигнала (8), цифро-аналоговый преобразователь 2 (9), арифметико-логическое устройство (10), аналоговые усилители (11), электроды воздействия стимулирующих импульсов (12), блок защиты от перегрузки (13), датчики съема параметров воздействия (14).
Аппарат для физиотерапии устроен и работает следующим образом.
Блок управления реализован на микроконтроллере, двухстрочном алфавитно-цифровом индикаторе, светоизлучающих диодах, предназначенных для индикации различных режимов и состояний аппарата, а также клавиатуры, обеспечивающей возможность выбора режимов и изменения текущих параметров воздействия.
Задающий генератор и генератор временной манипуляции реализованы с помощью микроконтроллера, с использованием встроенных в него таймеров-счетчиков и блоков сравнения/захвата. Использование генератора временной манипуляции позволяет организовать генерацию периодов посылок и пауз импульсов выходного тока, регулируя время посылки (паузы) в диапазоне от нескольких микросекунд до нескольких секунд.
Блок гальванической развязки выполнен на высокоскоростных оптронах, необходим для обеспечения безопасности аппарата в соответствие с требованиями нормативных документов, предъявляемых к изделиям медицинской техники.
Цифро-аналоговый преобразователь 1 предназначен для генерации импульса заданной формы в соответствие с ее табличным представлением, реализован на микросхеме.
Генератор импульсов заполнения реализован с помощью микроконтроллера с использованием встроенных в него таймеров-счетчиков. Позволяет генерировать импульсы, в том числе и в микросекундном диапазоне, с прямоугольным заполнением.
Цифро-аналоговый преобразователь 2 предназначен для задания амплитуды импульсов, сформированных цифро-аналоговым преобразователем 1. Реализован на микросхеме.
Арифметико-логическое устройство необходимо для формирования итогового текущего значения амплитуды выходного сигнала в зависимости от значений сигналов, сформированных двумя цифро-аналоговыми преобразователями. Реализовано с помощью микроконтроллера.
Аналоговые усилители реализованы на дискретных элементах (транзисторах и транзисторных сборках), выходной каскад двухтактный, на полевых транзисторах. Усилители позволяют подавать выходной электрический сигнал на пациента с силой тока до 100 мА.
С помощью цифро-аналоговых преобразователей и аналоговых усилителей возможна реализация сложной импульсной последовательности с регулировкой длительности импульса от нескольких микросекунд до нескольких секунд, частоты следования импульсов от нескольких Гц до сотен КГц, частоты заполнения импульса от 1 КГц до 1 МГц.
Блок защиты от перегрузки (в случае короткого замыкания электродов) выполнен на аналоге динистора, состоящего из двух транзисторов.
Съем параметров воздействия производится с помощью датчиков съема параметров воздействия, представляющих собой резистивные датчики тока, и детектора максимальной амплитуды сигнала, выполненного на операционном усилителе. Выходной сигнал детектора максимальной амплитуды сигнала оцифровывается с помощью аналого-цифрового преобразователя, реализованного на микросхеме. Полученное значение через блок гальванической развязки принимается блоком управления для отображения на индикаторе и принятия решения о дальнейших лечебных мероприятиях.
С помощью аппарата проводятся процедуры электростимуляции, электроанальгезии и анестезии, процедуры диадинамотерапии, амплипульстерапии, гальванизации и электрофореза лекарственных веществ, интерференцтерапии. Аппарат применяется при разнообразных патологиях в неврологической, терапевтической, педиатрической, рефлексотерапевтической, ангеологической, стоматологической, дерматологической, ЛОР-практике, при хирургических заболеваниях, при врожденной челюстно-лицевой патологии, в гериатрии, гинекологии, эндокринологии. С помощью аппарата может проводиться классическая, расширенная, хронаксиметрическая электродиагностика, рефлексодиагностика.
Заявленное техническое решение будет реализовываться в аппаратах для физиотерапии "Магнон-29Д", "Магнон-ПРБ", "МАГНЭЛИТ" и других аппаратах, разработанных заявителем ООО "Магнон" (г.Екатеринбург).
Аппарат для физиотерапии, содержащий блок управления, аналого-цифровой преобразователь, аналоговые усилители, датчики съема параметров воздействия, электроды воздействия стимулирующих импульсов, отличающийся тем, что он дополнительно содержит генератор временной манипуляции, задающий генератор, блок гальванической развязки, генератор импульсов заполнения, первый цифроаналоговый преобразователь, второй цифроаналоговый преобразователь, арифметико-логическое устройство, блок защиты от перегрузки, детектор максимальной амплитуды сигнала, при этом первый выход блока управления соединен со входом генератора временной манипуляции, второй выход блока управления соединен со входом задающего генератора, третий выход блока управления соединен с третьим входом блока гальванической развязки, выход генератора временной манипуляции соединен с первым входом блока гальванической развязки, выход задающего генератора соединен со вторым входом блока гальванической развязки, первый выход блока гальванической развязки соединен со входом блока управления, второй выход блока гальванической развязки соединен с первым входом цифроаналогового преобразователя и со входом второго цифроаналогового преобразователя, третий выход блока гальванической развязки соединен со входом генератора импульсов заполнения, выход первого цифроаналогового преобразователя соединен с первым входом арифметико-логического устройства, выход второго цифроаналогового преобразователя соединен со вторым входом арифметико-логического устройства, выход арифметико-логического устройства соединен со входом аналоговых усилителей, выход аналоговых усилителей соединен со входом датчиков съема параметров воздействия, первый выход датчиков съема параметров воздействия соединен со входом блока защиты от перегрузки, выход блока защиты от перегрузки соединен со входом электродов воздействия стимулирующих импульсов, второй выход датчиков съема параметров воздействия соединен со входом детектора максимальной амплитуды сигнала, выход детектора максимальной амплитуды сигнала соединен со входом аналого-цифрового преобразователя, выход аналого-цифрового преобразователя соединен с четвертым входом блока гальванической развязки.
