Многофункциональный прибор низкочастотной магнитотерапии

Полезная модель относится к медицине, а именно к магнитотерапии, и может быть использовано в косметологии, дерматологии травматологии, а также для комплексного воздействия на организм человека при профилактики и лечении.

Технической задачей полезной модели является расширение функциональных возможностей за счет: введение вибрации; воздействие не только прямоугольными импульсами, но и пилообразными, знакопеременными, синусоидальными и др.; получение широкой диаграммы направленности (ДН), узкой ДН и возможность регулировки ДН; получение НЧ-магнитного поля только правозакрученного; возможность использования людьми с ограниченным зрением и слухом.

Для решения этой задачи предлагается многофункциональный прибор для низкочастотной магнитотерапии, содержащий микроконтроллер, усилитель мощности, индуктор, адаптер и кнопки включения режимов, отличающийся тем, что в него введены: драйвер, второй индуктор, усилитель НЧ, динамик, ЖК-индикатор внутренний и ЖК-индикатор внешний со следующими соединениями: выходы кнопок задания режимов соединены с первым входом микроконтроллера, выход схемы контроля питания соединены с его вторым входом, первый выход микроконтроллера через драйвер и усилитель мощности соединен с обмотками возбуждения первого и второго индукторов, второй выход микроконтроллера через усилитель НЧ соединен с динамиком, третий выход - с внутренним и через первый разъем с внешним ЖК-индикаторами, выходные цепи адаптера соединены с шинами питания прибора через второй разъем, кнопки включения вибрации и изменения диаграммы направленности соединены с соответствующими входами управления обоих индукторов. 1 илл

Полезная модель относится к медицине, а именно к магнитотерапии, и может быть использовано в косметологии, дерматологии травматологии, а также для комплексного воздействия на организм человека при профилактики и лечении.

Общеизвестно применение низкочастотной физиотерапии в восстановительной медицине, обладающей ярковыраженным обезболивающим эффектом при большинстве острых и хронических заболеваний за счет:

- физиологичности действия при индивидуальном подборе параметров;

- медленного развития адаптации к воздействию;

- широкого варьирования параметров процедур;

- возможности воздействия на функцию периферической нервной системы и внутренних органов.

см. «Магнито-терапевтическая аппаратура», Г.Р.Соловьева, М, Медицина, 1991.

Общеизвестно, что 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, массо-переноса, метаболизма, повышает функциональную активность отдельных органов и организма в целом, т.е. осуществляется новый 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 магнитотерапии 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 ~220 В/50 Гц, также следует заметить отсутствие полной научной теории: когда и конкретно какое НЧ-магнитное поле следует применять.

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», 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 220 В/50 Гц.

Известен аппарат низкочастотной магнитотерапии АНМТ - «Нейва», предназначенный для терапевтического воздействия на организм человека низкочастотным синусоидальным магнитным полем, см. рекламный проспект (прилагается к материалам заявки). Аппарат до примитивности прост (это его достоинство), нет никаких регулировок по частоте (принята постоянная частота 50 Гц), по магнитной индукции дискретно два режима: для детей и взрослых. Это уже недостатки. Также к его недостаткам относится напряжение питания ~220 В/50 Гц, что относит его ко II категории по электробезопасности.

Вообще приборов для магнитотерапии довольно большое разнообразие, но они все имеют следующие недостатки:

- простые по схеме и конструкции, довольно дешевы 20-30$, но малофункциональны;

- многофункциональные имеют различные регулировки: по частоте, виду импульсов (прямоугольные, треугольные, знакопеременные и т.д.), по амплитуде, величине магнитной индукции и т.д., но они сложны в работе, не каждый пользователь сумеет в них разобраться, и как следствие этого они довольно дороги >500$.

Однако, лечебное применение импульсных низкочастотных устройств может быть еще более расширено при использовании новых данных о физиологии нервной системы.

Исследования, проведенные Л.Х.Гаркави, Е.Б.Квакиной, Т.С.Кузьменко (1998), доказали, что помимо состояния стресса, возникающего при чрезвычайных психологических, физических и физиологических нагрузках (самые различные заболевания и травмы), в организме могут возникать переходные состояния (тренировка, спокойная и повышенная активация). Достижение этих, так называемых адаптационных реакций, способствует установлению оптимального функционирования не только нервной, но и иммунной систем организма, что позволяет достигать более быстрого выздоровления и предотвращения возникновения самых различных заболеваний. Разработанная Л.Х.Гаркави активационная терапия заключается в вызове и поддержании в организме антистрессовых реакций высоких уровней реактивности. Основой активационной терапии является использование колебательных свойств организма для коррекции его функционального состояния. В качестве основного фактора воздействия автор активационной терапии использовал воздействие низкочастотного переменного магнитного поля на головной мозг.

Оказывается, более простым и менее эффективным воздействием может являться использование низкочастотных импульсных воздействий, поскольку близость их параметров к колебаниям естественных биотоков организма человека позволяет ритмически организованной информации, распространяющейся по восходящим путям спинного мозга, достигать высших вегетативных центров спинного мозга. Перевод организма из состояния стресса в состояние адаптации может достигаться пошаговым изменением частоты или силы тока согласно подобранному и апробированному Л.Х.Гаркави коэффициенту реакции.

Принципиально значимым с практической точки зрения является возможность использования предлагаемого способа как для местного (на непосредственный очаг поражения), так и для общего (антистрессорного) воздействия, см. открытие 158.

К недостатку относится следующее. Так в нем принято, что интервал воздействующих частот между собой подчиняется определенному музыкальному звукоряду, а именно малой терции, а воздействующие эффекты связываются с понятием диссонансных и консонансных звуков в музыкальном ряду. Практика показывает, что связь физиологии и музыки не более, чем «красивый образ» и научного обоснования не имеет. Т.о. выбранные частоты воздействия только иногда близки к реальным, действительно воздействующим на организм в нужном направлении.

Известен аппарат для НЧ-магнитотерапии патент РФ 2227049, в котором практически решены задания частот по открытию 158 - ПРОТОТИП.

Прототип представляет собой прибор с электронной схемой, содержащий микроконтроллер, усилитель мощности, индуктор, схему управления и источник питания, а также светодиодную индикацию режимов.

Его недостатки: малая функциональность, т.е. кроме генерирования указанных частот с жестко заданными параметрами в нем ничего больше не заложено.

Технической задачей полезной модели является усиление лечебного эффекта (расширение функциональных возможностей) за счет:

- введение вибрации;

- воздействие не только прямоугольными импульсами, но и пилообразными, знакопеременными, синусоидальными и др.;

- получение широкой диаграммы направленности (ДН), узкой ДН и возможность регулировки ДН;

- получение НЧ-магнитного поля только правозакрученного;

- возможность использования людьми с ограниченным зрением и слухом.

Для решения этой задачи предлагается многофункциональный прибор для низкочастотной магнитотерапии, содержащий микроконтроллер, усилитель мощности, индуктор, адаптер и кнопки включения режимов, отличающийся тем, что в него введены: драйвер, второй индуктор, усилитель низкой частоты (НЧ), динамик, жидкокристаллический (ЖК)-индикатор внутренний и ЖК-индикатор внешний со следующими соединениями: выходы кнопок задания режимов соединены с первым входом микроконтроллера, выход схемы контроля питания соединены с его вторым входом, первый выход микроконтроллера через драйвер и усилитель мощности соединен с обмотками возбуждения первого и второго индукторов, второй выход микроконтроллера через усилитель НЧ соединен с динамиком, третий выход - с внутренним и через первый разъем с внешним ЖК-индикаторами, выходные цепи адаптера соединены с шинами питания прибора через второй разъем, кнопки включения вибрации и изменения диаграммы направленности соединены с соответствующими входами управления обоих индукторов; панель включения режимов содержит следующие кнопки: включения/выключения, начало работы, включения вибрации, включения звука, выбор диаграммы направленности; первый и второй индукторы выполнены с вибрационными элементами, а схема их соединения между собой предусматривает их параллельное включение или последовательное для получения нужной диаграммы направленности поля, а направление обмоток индукторов при изготовлении выбирается из условия создания ими правосторонней закрутки магнитного поля, т.е. по часовой стрелке при виде со стороны индукторов.

На чертеже показана электрическая структурная схема прибора, на которой изображено: 1 - собственно прибор, 2 - микроконтроллер (МС), 3 - драйвер, 4 - усилитель мощности, 5 - ЖК-индикатор (ЖКИ), встроенный в прибор, 6 и 7 - первый и второй индукторы, 8 - усилитель низкой частоты (УНЧ), 9 - динамический громкоговоритель (динамик), 10 - панель кнопок включения режимов, 11 - схема контроля питания, 12 - внешний ЖКИ, 13 - адаптер AC/DC, шина М.

Схема имеет следующие соединения: выходы кнопок включения режимов 10 соединены с первым входом микроконтроллера 2, выход схемы контроля питания 11 соединен с его вторым входом, первый выход микроконтроллера 2 через драйвер 3 и усилитель мощности 4 соединен с обмотками возбуждения первого 6 и второго 7 индукторов, второй выход микроконтроллера 2 через усилитель НЧ8 соединен с динамиком 9, третий выход - с внутренним 5 и через первый разъем с внешним 12 ЖК-индикаторами, выходные цепи адаптера 13 соединены с шинами питания прибора через второй разъем, кнопки включения вибрации и изменения диаграммы направленности соединены с соответствующими входами управления обоих индукторов 6 и 7.

Составные части прибора могут быть выполнены на следующих электрорадиоэлементах и интегральных микросхемах (ИМС): МС2 - микроконтроллер, типа Zilok, PIC или любой другой с достаточным программным обеспечением; драйвер 3, например, на ИМС серии 555; индукторы 6 и 7 собственного изготовления, усилитель мощности 4 на любом НЧ-транзисторе средней мощности, УНЧ 8 на ИМС серии 174, см. Справочник. Интегральные микросхемы. Т6, М, Радио-Софт, 2001 г., стр1173, динамик 9 типа ДГ-9 или любой малогабаритный, ЖКИ5 на любом малогабаритном; ЖКИ12 на любом с большим экраном цветном; адаптер 13 собственного изготовления; 10 - панель кнопок включения режимов напсевдосенсорах, например, на пленочной клавиатуре «Testa-Flex».

Многофункциональный прибор НЧ-магнитотерапии работает следующим образом. При подключении и включении адаптера 13, затем включения кнопки питания, на панели 10 МС2 обнуляется, а на табло ЖКИ5 загорается надпись «ГОТОВ». После включения кнопки «ПУСК» МС2 начинает выдавать частоту 100 Гц, о чем сигнализирует табло ЖКИ5 надписью 100 Гц. При этом пациент прикладывает индуктор(ы) прибора к гипоталамусу (затылочная часть головы) и держит его назначенное время (5-10 мин). После чего нажимает кнопку «Режим», при этом МС2 генерирует частоту 30 Гц (на ЖКИ5 высвечивается надпись «30 Гц»), а пациент прикладывает индуктор к ушибленному или больному месту организма и также удерживает его, проходя последовательно все шесть частот, а именно: 30 Гц, 18 Гц, 10,8 Гц, 6,48 Гц, 3,88 Гц, 2,32 Гц, контролируя их по индикатору ЖКИ5. Переход от одной частоты к другой сопровождается кратковременным зуммером на динамике 9. По окончании выдержки времени последней самой низкой частоты выдается продолжительный зуммер, что свидетельствует об окончании процедуры. Нажимается кнопка выключения прибора 1 и вынимается адаптер 13 из сети.

При общем недомогании, депрессии, упадке сил и пр. необходимо воздействовать на гипоталамус 100 Гц, а затем на акупунктурные точки на руках остальными шестью частотами, затем повторить, воздействуя на акупунктурные точки на ногах.

При зубной боли или флюсе нужно воздействовать всеми частотами, начиная с 100 Гц на больное или опухшее место.

Для слабовидящих предусмотрено подключение через разъем Ш1 внешнего ЖКИ12, который имеет увеличенный экран и более яркие контрастные символы.

Для плохослышащих предусмотрено нажатие кнопки «звук» на панели 10, при этом включается повышенная громкость звука динамика 9. По требованию заказчика предусмотрен синтезатор речи на МС2, который произносит проходимые частоты. Совместная сигнализация световая на ЖКИ12 и звуковая на динамике 9 создает необходимый комфорт для пользователя.

Также предусмотрены дополнительные опции в виде включения вибрации на индукторы 6 и 7 от отдельной кнопки (по шине М - символ на чертеже +), что усиливает лечебный эффект, особенно при укусах, ушибах, гематомах, вообще при поверхностных поражениях. Еще одной опцией является изменение диаграммы направленности НЧ-магнитного поля от отдельной кнопки (по шине М - символ #). она может быть широкой (опять же для поверхностных поражений), либо узкой для глубинных патологий: ревматизм, артрит и т.д., глубоко проникая под кожный покров.

Частоты (всего шесть, кроме 100 Гц), их выбор обоснован в открытии Гаркави за 158. Выбор формы электромагнитного поля: прямоугольное, синусоидальное и др. выбирается самим пациентом, исходя из собственного опыта, т.е. мах лечебного воздействия. В принципе можно использовать любое, но можно перепробовать все от сеанса к сеансу и как показывает практика все зависит от индивидуальных особенностей организма.

Электроника прибора имеет защиту от «пропадания» питания по первичной цепи ~220 В/50 Гц или по вторичной цепи на выходе адаптера 13, для чего служит ИМС контроля питания 11.

Электронная схема прибора имеет ряд защитных элементов, как-то:

- прибор можно запитывать от адаптера, преобразующего напряжение ~220 В/50 Гц в постоянное напряжение под выбранный тип аккумулятора, при этом предусмотрено, что этим же напряжением заряжается аккумулятор, а от превышения напряжения выше допустимого или даже от пробоя ~220 В/50 Гц на вход аппарата, служит предохранитель и быстродействующий стабилитрон VD1, который ограничивает напряжение на уровне стабилизации до тех пор, пока не срабатывает предохранитель. Для подключения адаптера служит разъем Ш2;

- при пользовании прибором без адаптера питание электронной схемы происходит от аккумулятора, емкость которого рассчитана на 10-12 часов непрерывной работы, при этом предусмотрена защита МС от пониженного напряжения питания (ИМС СП), которая выключает МС и включает мигающий светодиод HL7, который и сигнализирует о разряде аккумулятора ниже допустимого, схемы переключателей SW 1.1 и SW 1.2 (оба находятся в одной ИМС) служат для включения первого и второго индукторов или последовательно или параллельно по команде на вход «упр», с кнопки СН4 «ДН». При параллельном включении индукторов получается широкая ДН, при последовательном - узкая (игольчатая). Это позволяет воздействовать как на наружные повреждения, так и на глубинные. Причем ДН можно регулировать механически, изменял положение сердечника внутри второй катушки, выбирая нужную, но это лучше использовать в кабинетах физиотерапии, т.к. медицинский пе5рсонал может четко определить и назначить глубину воздействия, а следовательно и величину ДН (на чертеже условно не показана);

- остальные электрорадиоэлементы служат для задания рабочих режимов электронной схемы и не представляют особого интереса.

Конструктив прибора выполнен с учетом требований эргономики и современного дизайна, форма его слегка закруглена, удобно ложится в ладонь, как бы является продолжением руки, это мнемонически соответствует ее естественным движениям при пользовании: круговое, последовательное, сканирующее (галсами), массажное и т.д. Конструктив прибора может быть выполнен в двух вариантах: для «правшей» (большинство людей) и «левшей» (их тоже немало 15-20% от «правшей»).

Особо хочется отметить, что прибор в целом (особенно его принципиальная схема) разработан из условия «стоимость-эффективность». Если учесть, что современные аппараты для магнитотерапии, как отечественные так и зарубежные, стоят порядка 500 и более долларов, что, конечно, недоступно большинству пенсионеров, то цена предложенного аппарата с учетом его многофункциональности не превышает 100 $ при серийном производстве.

Кроме того, прибор в целом обладает следующими достоинствами, а именно:

- имеет эффективную рыночную стоимость и коммерческую жизнеспособность;

- имеет низкий уровень потребляемой мощности и высокий КПД;

- незначительные геометрические размеры;

- низкую стоимость аппаратных средств;

- технологическую прозрачность;

- удобство в эксплуатации для людей с ограниченным зрением и слухом.

Далее обратим внимание, что большинство современных аппаратов для низкочастотной магнитотерапии совершенно не учитывают направление знака поля (его закрученность), а напрасно. Из теории торсионных полей известно, что правозакрученное поле оказывает положительное влияние, а левозакрученное - наоборот, но магнитное или электромагнитное поля - это разновидность торсионных полей, поэтому в прелагаемом аппарате строго учитывается направление «закрутки»: только по часовой стрелке, т.е. правозакрученное, если смотреть со стороны мембран индукторов, которые прикладываются к пациенту. Конструктивно мембраны находятся рядом, а так они имеют минимальные габариты и вес, то и сам прибор миниатюрен и имеет привлекательный внешний вид, что немаловажно.

1. Многофункциональный прибор для низкочастотной магнитотерапии, содержащий микроконтроллер, усилитель мощности, индуктор и кнопки включения режимов, отличающийся тем, что в него введены: драйвер, адаптер, второй индуктор, усилитель НЧ, динамик, жидкокристаллический индикатор внутренний и жидкокристаллический индикатор внешний со следующими соединениями: выходы кнопок включения режимов соединены с первым входом микроконтроллера, выход схемы контроля питания соединен с его вторым входом, первый выход микроконтроллера через драйвер и усилитель мощности соединен с обмотками возбуждения первого и второго индукторов, второй выход микроконтроллера через усилитель НЧ соединен с динамиком, третий выход - с внутренним и через первый разъем с внешним жидкокристаллическими индикаторами, выходные цепи адаптера соединены с шинами питания прибора через второй разъем, кнопки включения вибрации и изменения диаграммы направленности соединены с соответствующими входами управления обоих индукторов.

2. Многофункциональный прибор для низкочастотной магнитотерапии по п.1, отличающийся тем, что панель режимов содержит следующие кнопки: включения/выключения, начало работы, включения вибрации, включения звука, выбор диаграммы направленности.

3. Многофункциональный прибор для низкочастотной магнитотерапии по п.1, отличающийся тем, что первый и второй индукторы выполнены с вибрационными элементами, а схема их соединения между собой предусматривает их параллельное включение или последовательное для получения нужной диаграммы направленности поля, а направление обмоток индукторов при изготовлении выбирается из условия создания ими правосторонней закрутки магнитного поля, т.е. по часовой стрелке при виде со стороны индукторов.