СПОСОБ ЛЕЧЕНИЯ ДИАФИЗАРНЫХ ПЕРЕЛОМОВ ДЛИННЫХ ТРУБЧАТЫХ КОСТЕЙ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 1994 года по МПК A61N2/04 

Изобретение относится к медицине, в частности к травматологии, и может быть испольовано при магнитотерапии в комплексном лечении больных с диафизарными переломамы длинных трубчатых костей, а также при разработке магниттерапевтических устройств для ускорения остеогенеза.

Известен способ лечения больных, перенесших реконструктивные операции на костях нижних конечностей (авт. св. N 1521493, кл. А 61 N 1/42, 1986), в соответствии с которым в костной ткани иммубилизованной конечности создают индуцированное электрическое поле, близкое по своим параметрам к естественному пьезоэлектрическому полю, возникающему во время выполнения конечностью опорной функции. Для этого воздействуют магнитным полем со скважностью 1, с частотой следования импульсов 1, 5, 1 Гц в течение 30 мин, 60 мин, 30 мин соответственно и с заданной формой импульса, близкой к трапецеидальной. При этом воздействие осуществляют ежедневно, начиная с 2-3 сут после операции в течение 12-14 дней.

Недостаток известного технического решения заключается в том, что оно может быть эффективно применено только для лечения переломов костей нижних конечностей, так как создаваемое импульсное электромагнитное поле является характерным только для вида биоэлектрических колебаний, возникающих во время выполнения конечностью опорной функции. Это сужает функциональные возможности известного способа. Кроме того, при клинической апробации способа отмечено, что при проведении воздействия у больных в конечности возникает ноюшее ощущение, как после интенсивной ходьбы. Формируемое в известном способе электромагнитное поле не обладает достаточными анальгетическими свойствами, что снижает функциональные возможности способа и соответственно приводит к удлинению сроков лечения. Кроме того, одинаковая для всех больных длительность процедуры не учитывает индивидуальную реакцию организма на воздействие электромагнитным полем и снижает эффективность известного способа.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является способ стимуляции остеогенеза, разработанный в Латв. НИИ травматологии и ортопедии, в соответствии с которым на область поврежденной кости воздействуют импульсным электромагнитным полем с индукцией 0,1-2,0 мТл. Для этого формируют в индукторе последовательность импульсов тока со скважностью 10-10³, коэффициентом формы тока 3,2-36,5 и шириной амплитудного спектра гармонических составляющих от 0-10 кГц и от 0 до 200 кГц. При этом, определенному значению индукции, которое определяют в зависимости от локализации и характера перелома, соответствуют вполне определенные значения скважности, коэффициента тока и ширины спектра гармонических составляющих. В некоторых случаях сформированное электромагнитное поле снижает боль. Воздействие осуществляют ежедневно от 6 до 24 ч. Учитывая неодинаковую чувствительность живого организма к воздействию электромагнитным полем, в первые дни применяют короткие сеансы воздействия: 30, 60, 90 мин. Контроль за реакцией больного на воздействие ведут измерением артериального давления. Продолжительность лечения от 2 до 8 месяцев ("Стимуляция остеогенеза и устройства для его осуществления". Методические рекомендации. Рига, МЗ Латв. ССР, 1983 г; авт. св. N 973109, кл. А 61 В 17/00, A 61 N 1/42, 1980).

Недостаток известного способа прежде всего состоит в том, что на область поврежденной кости воздействуют импульсным электромагнитным полем, представляющим собой последовательность импульсов.

При этом, спектральный состав формируемого в известном способе электромагнитного поля обусловлен только амплитудной модуляцией за счет изменения формы тока в индукторе. Это в свою очередь обуславливает малую плотность спектра. Так, например, при скважности 10 и ширине спектра 10 кГц, частота следования спектральных составляющих равна 100 Гц, а при ширине спектра 200 кГц - 200 Гц. В результате, несмотря на то, что в известном техническом решении в ширину спектра входит диапазон частот 500 Гц - 10 кГц, который, как известно из литературы, способствует стимулированию кальциевого обмена при остеогенезе (Basset C. A. Valdes M. G. Hernaudez E. // I. Bonc Ioint Surg, 1982, Vol, 64A - p. 888--895; Пфафрод Г. О. и др. "Электромагнитотерапия травм и заболеваний опорно-двигательного аппарата" Международный тематический сборник научных трудов. Рига, 1987, с. 146-150) из-за малой плотности сформированного спектра реализуется лишь незначительная часть частот, которые формируют в спектре сигнала частотно-энергетические окна, способствующие остеогенезу. Однако, положительное влияние этих частот в предлагаемом способе незначительно, так как спектр сформированного электромагнитного поля является несимметричным с максимумом на нулевой частоте, а амплитуда гармоник с возрастанием частоты уменьшается, что ухудшает энергетику спектра. Кроме того, в сформированном импульсном электромагнитном поле присутствует постоянная составляющая, что является отрицательным параметром, так как приводит к жесткому адаптационному синдрому, который ослабляет эффективность воздействия. Изложенные выше недостатки удлиняют сроки лечения и значительно ухудшают эффективность лечения. Кроме того, известно, что продолжительность воздействия электромагнитного поля ограничивает время адаптации к нему организма, предельная величина которого (в зависимости от величины напряженности электромагнитного поля) составляет примерно 40 мин. Поэтому, продолжительное воздействие электромагнитным полем от 6 до 24 ч, в соответствии с известным способом, дополнительного эффекта не дает, а только развивает адаптационную реакцию к нему организма, тем более, что величина индукции сформированного электромагнитного поля мала и составляет 0,1-2,0 мТл и, как уже отмечалось выше, сформированное ЭМП содержит постоянную составляющую. Это также удлиняет сроки лечения. Кроме того, анальгетические свойства известного способа носят случайный характер, что сужает его функциональные возможности. К недостаткам известного способа относится и контроль за реакцией организма к воздействию электромагнитным полем путем измерения артериального давления. Для больных с переломом, особенно в первые сутки после травмы, характерным являются колебания артериального давления. Поэтому оценка реакции организма такого больного на воздействие ЭМП по артериальному давлению недостаточно достоверна. Тем более потому, что при воздействии электромагнитным полем уже значимым является падение систолического или диастолического давления на 10 мм рт. ст. Эта величина является допустимой ошибкой при измерении давления, что также не позволяет дать достоверное заключение о реакции организма на воздействие. Это не позволяет оценить функциональные возможности способа.

Известно устройство для магнитотерапии (авт. св. N 1079254, кл. A 61 N 1/42, 1982), осуществляющее способ стимуляции остеогенеза по авт. св. N 973109, кл. А 61 В 17/00, A 61 N 1/42, 1980, ("Стимуляция остеогенеза и устройства для его осуществления" Методические рекомендации. Рига, МЗ Латв. ССР, 1983 г. , с. 4), содержащее последовательно соединенные генератор кода квазислучайных чисел, преобрзователь "Код-напряжение", модулируемый генератор импульсов и индуктор электромагнитного поля, причем выход модулируемого генератора кроме того соединен с входом генератора кода квазислучайных чисел. Устройство формирует в индукторе импульсное электромагнитное поле, при этом (в зависимости от вида выбранной модуляции) может изменяться или частота следования импульсов электромагнитного поля или их форма, или амплитуда, что позволяет снизить адаптацию организма к воздействию.

Недостаток известного устройства состоит в том, что оно формирует в индукторе импульсное электромагнитное поле, которое хотя и является характерным для биоэлектрической активности живого организма, но обладает низкой энтропийной характеристикой, что не создает условия информационного воздействия на организм, а оказывает на него лишь физическое воздействие. Это снижает эффективность устройства. Кроме того, известное устройство не позволяет формировать электромагнитное поле с большой спектральной плотностью мощности, что объясняется присутствием в сигнале только одного из видов модуляции. В следствие этого, в спектре результирующего сигнала могут отсутствовать частоты, оказывающие стимулирующее воздействие на больной орган, в частности, стимулирующие кальциевый обмен при остегенезе. Это удлиняет сроки лечения и сужает функциональные возможности устройства. Удлиннение сроков лечения обуславливается еще и тем, что в формируемом с помощью известного устройства электромагнитном поле присутствует постоянная составляющая, что ускоряет адаптацию организма к воздействию и ослабляет его эффективность. Несмотря на возможность изменения одного из параметров электромагнитного поля, влияние адаптационных свойств организма на лечение не исключается, а лишь несколько оттягивается.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является аппарат для магнитотерапии, содержащий индуктор в виде катушки индуктивности, питаемой модулятором, принимающим выходные сигналы генераторов несущей и модулирующих частот. Каждый из генераторов вырабатывает сигналы различной формы (синусоидальной, прямоугольной, треугольной) и переменной частоты под управлением программируемого блока и таймера. Каждый из генераторов содержит генератор линейного напряжения, индикатор частот, преобразователь напряжения в частоту, генератор синусоидального напряжения и мультиплексор (Великобритания, авт. св. N 2188238, кл. А 61 N 1/42, кл. A5R, 1987). Аппарат обладает обезбаливающим, трофическим и противовоспалительным действием.

Недостаток известного устройства заключается в том, что он формирует в индукторе электромагнитные поля, которые не могут изменяться по принципу формирования биоэлектрической активности, свойственной живому организму. Применяемое ЭМП оказывает лишь физическое воздействие, что требует тщательного подбора параметров воздействия и не способствует повышению эффективности и сокращения сроков лечения. Это удлиняет сроки лечения и снижает функциональные возможности устройства. В следствие того, что известное устройство формирует сигналы синусоидальной, прямоугольной и треугольной формы, спектральная плотность сформированного индуктором электромагнитного поля мала. Это не позволяет сфоровать спектральный состав сигнала воздействия таким, чтобы он содержал в себе необходимую совокупность частот, стимулирующих заживление больного органа, в частности, стимулирующих кальциевый обмен при остиогенезе. Кроме того, малая спеектральная плотность уменьшает энергетику сигнала воздействия, так как не позволяет оптимизировать спектр, сгруппировав около максимума спектра частоты, оказывающее стимулирующее воздействие на организм. Все это удлиняет сроки лечения и сужает функциональные возможности устройства. Кроме того, устройство не исключает влияния адаптационных свойств организма на процесс лечения, что также удлиняет сроки лечения.

Цель изобретения - сокращение сроков лечения, снижение адаптации и расширение фукнциональных возможностей.

Поставленная цель достигается тем, что в способе лечения диафизарных переломов длинных трубчатых костей, в соответствие с которым на область поврежденной кости воздействуют низкочастотным импульсным электромагнитным полем и определяют реакцию организма на воздействие электромагнитным полем, при этом воздействие после начала лечения осуществляют ежедневно в течение нескольких суток, воздействие осуществляют сложномодулированным низкочастотным импульсным электромагнитным полем с частотой гармонических составляющих от 500 Гц до 10 кГц и с неоднократно изменяющимися в течение оной процедуры магнитной индукцией от 5 до 19 мТл, частотой следования импульсов сложномодулированного электромагнитного поля от 30 до 90 Гц и частотой модулирующих импульсов от 0,8 Гц до 1,2 Гц, при этом продолжительность одной процедуры и курса лечения для каждого больного определяют индивидуально, для чего устанавливают максимальную продолжительность процедуры, равную 20 мин, и в течении первых 4-5 процедур определяют реакцию организма на воздействие электромагнитного поля путем подсчета частоты сердечных сокращений, после чего проводят полиреографическое исследование перераспределения интенсивности кровотока в основных жизненно важных органах (мозг, сердце, легкие) и по результатам сравнения с данными до начала лечения принимают решение о продолжительности процедуры и курса лечения; воздействие начинают с 1-5 суток после травмы при компенсированном состоянии больного.

При этом в устройство для магнитотерапии, реализующее способ и содержащее модулятор и низкочастотный генератор модулирующей и несущей частоты, подключенный выходами к входам модулятора, а также индуктор электромагнитного поля, содержащий катушку индуктивности, кроме того, генератор модулирующей и несущей частот, содержит преобразователь напряжения в частоту, выходы которого являются выходами генератора, введен генератор сложномодулированных импульсов, подключенный входом к выходу модулятора, а выходом - к катушке индуктивности индуктора. Кроме того, в низкочастотный генератор модулирующей и несущей частот введен генератор пилообразного напряжения, выход которого подключен к входу преобразователя напряжения в частоту. При этом, генератор сложномодулированных импульсов содержит два n-p-n транзистора, база одного из которых является входом генератора и через резистор подключена к плюсу источника питания, эмиттеры обоих транзисторов заземлены, коллектор первого транзистора подключен к базе второго и, через параллельную RC-цепь, - к плюсу источника питания, коллектор второго транзистора через параллельный перестраиваемый LC-контур подключен к плюсу источника питания и через индуктивную связь - к входу индуктора электромагнитного поля.

Положительный эффект в предлагаемом способе лечения диафизарных переломов длинных трубчатых костей достигается тем, что используют для воздействия низкочастотное импульсное сложномодулированное электромагнитное поле, параметры которого близки по своему характеру к колебательным процессам, происходящим в живом организме, что создает возможность управления процессом лечения. Воздействие на пораженные участки органа низкочастотным импульсным сложномодулированным электромагнитным полем с параметрами, близкими параметрам колебательных процессов органа, вызывает в нем возникновение собственных колебательных процессов, что стимулирует (усиливает) обменные процессы в органе. Кроме того, в результате воздействия происходит процесс улучшения кровоснабжения как пораженных тканей, так и здоровых, окружающих пораженный участок. Это способствует быстрому заживлению органа и сокращает сроки лечения. Положительный эффект усиливается еще и тем, что в колебательном процессе участвуют все виды тканей. В результате сигнал воздействия одновременно стимулирует заживление всех пораженных слоев тканей, в том числе и костной, что сокращает сроки лечения и расширяет функциональные возможности способа. Кроме того, благодаря изложенному выше механизму воздействия на организм низкочастотного импульсного сложномодулированного электромагнитного поля снижается эффект адаптации организма. Кроме того, эффект адаптации снижается и благодаря тому, что в сложномодулированном электромагнитном поле отсутствует постоянная составляющая, которая увеличивает адаптационные реакции организма к сигналу воздействия. При этом, формируемый диапазон частот гармонических составляющих спектр сигнала воздействия от 500 Гц до 10 кГц способствует стимулированию кальциевого обмена при остиогенезе, что усиливает процесс остеосинтеза и тем самым сокращает сроки лечения. (Basset C. A. L. Valdes M. G. Hernandez E. //-I. Bonc Ioint Surg, 1982, Vol. 64A-P. 888-895; Пфафорд Г. О. и др. "Электромагнитотерапия травм и заболеваний опорно-двигательного аппарата" Международный тематический сборник научных трудов, Рига, 1987, с. 146-150). Электромагнитное сложномодулированное поле имеет амплитудную модуляцию, фазовую и частотную модуляции. Сигнал такого поля имеет большую спектральную плотность. Это позволяет наиболее полно сформировать требуемую совокупность спектральных составляющих, частоты которых образуют необходимые частотно-энергетические окна, способствующие остеогенезу, что также приводит к сокращению сроков лечения и расширяет функциональные возможности предлагаемого способа. Возможность динамического изменения частоты следования импульсов сложномодулированного электромагнитного поля от 30 до 90 Гц в течение времени одной процедуры позволяет изменять интенсивность воздействия, а также позволяет в процессе одной процедуры изменять индукцию электромагнитного поля от 5 до 19 мТл, что снижает адаптацию организма, повышает эффективность лечения и сокращает его сроки. Благодаря тому, что частоту следования модулирующих импульсов импульсного сложномодулированного низкочастотного электромагнитного поля формируют в диапазоне от 0,8 до 1,2 Гц, сформированный сигнал воздействия обладает анальгетическими свойствами, что расширяет функциональные возможности предлагаемого способа и повышает эффективность лечения. ("Современные проблемы анестезиологии, реаниматологии и интенсивной терапии". Алма-Ата. Минздрав Каз. ССР, 1984, с. 270: "Получение быстрой анальгезии с помощью низкочастотного импульсного сложно-модулированного электромагнитного поля", В. И. Баньков и др. ). Сокращение сроков лечения обеспечивается в предлагаемом способе и подбором продолжительности процедуры, первоначальную продолжительность которой устанавливают 20 мин, а затем в течение 4-5 процедур определяют реакцию организма на воздействие электромагнитным полем, путем подсчета частоты сердечных сокращений и полиреографического исследования перераспределения интенсивности кровотока. По результатам сравнения с данными до начала лечения принимают решение о длительности процедуры и курса лечения. Используемый в способе метод определения реакции организма на воздействие является объективным, что и обеспечивает достоверность результатов, а, следовательно, и правильность подбора длительности процедуры и курса лечения. Это также сокращает сроки лечения, а также расширяет функциональные возможности предлагаемого способа.

Положительный эффект в предлагаемом устройстве для магнитотерапии, осуществляющем способ, достигается благодаря тому, что в устройство введен генератор сложномодулированных импульсов, управляемый выходным сигналом модулятора и подключенный выходом к катушке индуктивности индуктора. Генератор сложномодулированных импульсов содержит электронный ключ, содержащий входной усилитель и подключенный к его выходу управляемый ключ, в коллекторную цепь которого включен перестраиваемый колебательный LC-контур. На выходе модулятора формируется последовательность пачек прямоугольных импульсов. Электронный ключ срабатывает от каждого импульса в пачке, открываясь по переднему фронту и закрываясь по заднему фронту. При этом, в перестраиваемом параллельном LC-контуре по каждому импульсу в пачке возбуждаются электрические колебания, имеющие вид периодических затухающих колебаний с многочисленными гармониками. При этом, в катушке индуктивности индуктора, связанной с катушкой контура индуктивно, также наводятся аналогичные электрические колебания, что приводит к формированию индуктором импульса полигармонического сложномодулированного электромагнитного поля. Так как на вход электронного ключа поступают пачки импульсов, то и электромагнитное поле, формируемое индуктором, также представляет последовательность пачек импульсов полигармонического сложномодулированного электромагнитного поля, а так как генератор модулирующей и несущей частот вполнен низкочастотным, то и сформированное электромагнитное поле также будет низкочастотным. Наличие перестраиваемого колебательного LC-контура позволяет формировать требуемый спектральный состав импульсов сложномодулированного электромагнитного поля. Благодаря тому, что спектр импульсного сложномодулированного электромагнитного поля имеет большую спектральную плотность, что позволяет сформировать его таким оразом, что он будет содержать в себе наиболее активные частотно-энергетические окна, стимулирующие заживление органа, в частности, стимулирующие остеогенез. Так как в сигнале, сформированном контуром в результате колебательного процесса, отсутствует постоянная составляющая, из параметров электромагнитного поля исключается отрицательный фактор, вызывающий адаптацию организма к воздействию, что сокращает сроки лечения. Введение в низкочастотный генератор модулирующей и несущей частот генератора пилообразного напряжения, подключенного выходом к входу преобразователя напряжения в частоту, позволяет формировать на входе модулятора последовательности пачек импульсов и последовательности импульсов в пачке с изменяющейся частотой слеования (увеличивающейся или уменьшающейся). В результате и сформированное низкочастотное импульсное сложномодулированное электромагнитное поле также представляет собой последовательности пачек импульсов и импульсов в пачке с изменяющейся частотой следования, что снижает адаптацию организма к воздействию. Кроме того, в сигнал воздействия привносятся допонительные виды модуляции, что еще больше обогащает спектр сформированного электромагнитного поля и повышает эффективность лечения. Возможность формирования модулирующих импульсов в диапазоне частот, вызывающих анальгетический эффект, расширяет функциональные возможности устройства и сокращает сроки лечения. ("Современные проблемы анастезиологии, реаниматологии и интенсивной терапии", г. Алма-Ата: Минздрав Каз. ССР, 1984, с. 270: "Получение быстрой анальгезии с помощью низкочастотного импульсного сложномодулированного электромагнитного поля", В. И. Баньков и др. ).

Таким образом, предагаемое устройство для магнитотерапии, осуществляющее предлагаемый способ, формирует сигнал воздействия в виде низкочастотного импульсного сложномодулированного электромагнитного поля с требуемыми параметрами, которое является адекватным биоэлектрическим колебаниям, существующим в живом организме. Это позволяет оказывать на орган информационное воздействие, инициируя в нем возникновение свойственных для него электромагнитных колебаний, тем самым стимулируя восстановление биологических процессов в поврежденных органах. Это повышает эффективность устройства и сокращает сроки лечения, а также позволяет использовать предлагаемое устройство для лечения широкого круга заболеваний различных органов живого организма, что расширяет функциональные возможности устройства. Кроме того, благодаря тому, что в колебательном процессе в организме учавствуют все виды ткани органа, сформированный сигнал воздействия одновременно стимулирует обменные процессы во всех слоях ткани, что приводит к сокращению сроков лечения. Возможность придания сформированному сигналу воздействия анальгетических свойств также расширяет функциональные возможности устройства и повышает его эффективность.

Технических решений, имеющих признаки, сходные с признаками, отличающими предлагаемые способ лечения диафизарных переломов длинных трубчатых костей и устроство для магнитотерапии, осуществляющее предлагаемый способ, не обнаружено.

Изложенное выше позволяет сделать вывод о том, что предлагаемые технические решения удовлетворяют критерию существенность отличий.

На фиг. 1 изображена функциональная схема устройства для магнитотерапии; на фиг. 2 - диаграммы, поясняющие работу устройства.

Устройство для магнитотерапии, осуществляющее предлагаемый способ, содержит индуктор 1, содержащий катушку индуктивности, модулятор 2, низкочастотный генератор 3 модулирующей и несущей частот и генератор сложномодулированных импульсов 4. Генератор 3, модулятор 2 и генератор сложномодулированных импульсов 4 соединены последовательно. Катушка индуктивности индуктора 1 связана с выходом генератора сложномодулированных импульсов 4 индуктивной связью. Низкочастотный генератор 3 модулирующей и несущей частот содержит последовательно соединенные генератор пилообразного напряжения 5 и преобразователь 6 напряжения в частоту, выходы 7, 8 которого являются выходами генератора 3. Генератор сложномодулированных импульсов 4 содержит первый 9 и второй 10 n-p-n транзисторы, перестраиваемый колебательный LC-контур 11, резисторы 12, 13 и конденсатор 14. База транзистора 9 является входом генератора 4 и подключена через резистор 12 к плюсу источника питания. Эмиттеры транзисторов 9, 10 заземлены. Коллектор транзистора 9 подключен к базе транзистора 10 и через параллельную RC-цепь подключен к плюсу источника питания. Коллектор транзистора 10 через перестраиваемый параллельный LC-контур 11 подключен к плюсу источника питания.

Модулятор 2 может быть выполнен, например, в виде элемента И-НЕ.

Способ используют следующим образом. Воздействие наинают с 1-5 суток после травмы при компенсированном состоянии больного. На область поврежденной кости воздействуют низкочастотным импульсным сложномодулированным электромагнитным полем с частотой гармонических составляющих от 500 Гц до 10 кГц и с неоднократно изменяющимися в течение одной процедуры магнитной индукцией от 5 до 19 мТл, частотой следования импульсов сложномодулированного электромагнитного поля от 30 до 90 Гц и частотой модулирующих импульсов от 0,8 до 1,2 Гц, при этом продолжительность одной процедуры и курса лечения определяют для каждого больного индивидуально, для чего устанавливают максимальную продолжительность процедуры, равную 20 мин, и в течение первых 4-5 процедур определяют реакцию организма на воздействие электромагнитным полем путем подсчета частоты сердечных сокращений, после чего проводят полиреографическое исследование перераспределения интенсивности кровотока в основных жизненно важных органах (мозг, сердце, легкие). Затем по результатам сравнения полученных данных с имеющимися до начала лечения принимают решение о продолжительности процедуры и курса лечения.

Воздействие низкочастотным импульсным сложномодулированным электромагнитным полем (ИСМ ЭМП) включают с 1-5 суток после травмы в комплекс посттравматического лечения после репозиции костных отломков и фиксации перелома аппаратом Илизарова.

При этом, общее состояние больного должно быть компенсированным: систолическое д авление не ниже 110 и не выше 160, частота пульса - не выше 90 ударов в минуту, температура тела - не выше 37,5 градусов, при нормалном или умеренном сниженном пульсовом объеме сердца - 40-60 мл. Кроме того у больных с сочетанной черепно-мозговой травмой, помимо перечисленного выше, необходима компенсация общемозговой или отсутствие очаговой симптоматики. Для воздействия электромагнитным полем индукторы-излучатели накладывают контактно на кожу в области перелома напротив друг друга таким образом, что вектор индукции обоих индукторов-излучателей направлен перпендикулярно оси конечности. Воздействуют низкочастотным импульсным сложномодулированным электромагнитным полем с частотой гармонических составляющих 500 Гц - 10 кГц, индукцией 5-19 мТл, частотой следования импульсов 50-90 Гц и частотой модулирующих импульсов 0,8-1,2 Гц. Диапазон частот гармонических составляющих от 500 Гц до 10 кГц содержит наиболее активные частотно-энергетические окна, регулирующие кальциевый, солевой и органический обмен костной ткани. Длительность первой процедуры устанавливают максимальную 20 мин. Процедуру начинают с минимальной частоты следования импульсов 50 Гц и затем плавно увеличивают до 90 Гц. После этого также плавно уменьшают до 50 Гц. Изменение частоты следования импульсов изменяют несколько раз в течение одной процедуры. Для получения анальгетического эффекта включают импульсную модуляцию. При этом частоту следования модулирующих импульсов в течение времени одной процедуры изменяют одновременно с частотой следования импульсов электромагнитного поля.

В течение первых 4-5 процедур с максимальной продолжительностью определяют допустимую продолжительность процедуры для каждого больного индивидуально. Для этого контролируют частоту сердечных сокращений по периферическому пульсу. При возрастании пульса на 10 и более ударов, по сравнению с исходным до начала курса лечения, в сочетании с увеличением частоты сердечных сокращений после сеанса, свидетельствуют о высокой реактивности организма на электромагнитное поле. В этом случае контроль реакции организма на воздействие дополняют полиреографическим исследованием пульсовго кровенаполнения основных жизненно важных органов (мозг, сердце, легкие).

При снижении церебрального кровотока в сочетании с неизменным легочным и пульсовым объемом сердца или их незначительном снижении уменьшают длительность процедуры, после чего вновь проводят контроль состояния больного.

Резкое снижение интенсивного мозгового кровотока по сравнению с исходным (в 2 и более раз) при одновременном снижении пульсового объема сердца и кровотока в легких свидетельствуют о высокой реактивности организма на воздействие ИСМ ЭМП. В этом случае курс лечения прерывают. При возрастании пульса до 100 ударов в минуту и более курс лечения прерывают независимо от причины учащения частоты сердечных сокращений.

Процедуру повторяют ежедневно в течение нескольких суток в зависимости от тяжести травмы.

1. Больной Л-х В. В. , 35 лет поступил в клинику травматологии по поводу спирального диафизарного перелома костей правой голени на границе средней и нижней трети со смещением отломков на полный поперечник диафиза. В день поступления произведен чрескостный остеосинтез костей правой голени по Илизарову. Достигнуто полное сопоставление по линии перелома.

Курс воздействия ИСМ ЭМП начат на 4 сутки после остеосинтеза при компенсированном состоянии больного: частоте пульса - 76 ударов в 1 мин, систолическом давлении 120 мм рт. ст. , нормальном пульсовом объеме сердца (50 мл по данным реокардиографии), умеренно сниженном мозговом, легочном и периферическом кровотоке (по данным полиреографии). Отек тканей дистальнее перелома был сильным (36% по импедансу).

В течение первых 5 процедур частота пульса существенно не изменилась. После 3, 4, 5 процедур частота пульса повышалась не более, чем на 5 ударов в минуту, и не превышала 86 ударов в минуту. Данные полиреографического исследования показали, что после 5 процедур (10 сутки после травмы и операции) пульсовой объем сердца не изменился (50 мл), интенсивность мозгового, легочного и периферического кровотока возросла. Систолическое давление осталось неизменным - 120 мм рт. ст. Отек тканей дистальнее перелома стал умеренным (17% по импедансу).

Таким образом, реакция сердечвно-сосудистой системы на воздействие ИСМ ЭМП выразилась незначительным учащением пульса, а гемодинамические показатели по данным полиреографии изменились в положительную сторону, что свидетельствует о невысокой чувствительности больного к воздействию магнитными полями и развитии минимальных компенсаторных реакций на их воздействие.

Учитывая незначительную реакцию сердечно-сосудистой системы на воздействие ИСМ ЭМП, курс лечения был продолжен до 20 процедур с перерывом в 2 недели после 10 процедур.

Через 3 месяца наступило сращение. Аппарат снят.

2. Больная Н-а Р. Н. , 38 лет поступила в клинику травматологии по поводу спирального диафизарного перелома большеберцовой кости правой голени в нижней трети со смещением отломков на 2,5 мм. В день поступления произведен чрескостный остеосинтез костей правой голени по Илизарову. Достигнуто полное сопоставление отломков.

На 2 сутки после остеосинтеза начат курс магнитотерапии ИСМ ЗМП при компенсированном состоянии больной: частота пульса 86 ударов в минуту, систолическое давление 110 мм рт. ст. , нормальный пульсовой объем сердца (50 мл по данным реокардиографии), нормальной интенсиности легочного и периферического кровотока, интенсивность церебрального кровотока - умеренно снижена (по данным полиреографии). Отека тканей дистальнее перелома не отмечалось.

После 2 процедуры увеличилась частота сердечных сокращений: до сеанса пульс 80 ударов в минуту, после сеанса 88 ударов в минуту. Следующее повышение частоты сердечных сокращений отмечено на 4 процедуру: до сеанса пульс 90 ударов в минуту, после сеанса 96 ударов в минуту. При полиреографическом исследовании после 4 процедур (7 сутки после травмы и операции) обнаружено, что пульсовой объем сердца уменьшился и составил 40 мл (по данным реокардиографии), в 2 раза снизилась интенсивность мозгового и легочного кровотока. Систолическое давление не изменилось и составило 120 мм рт. ст. Отмечено усиление отека тканей дистальнее перелома.

Таким образом, реакция сердечвно-сосудистой системы на воздействие ИСМ ЭМП у данной больной носит выраженный характер (резкое учащение пульса на воздействие магнитным полем, значительное уменьшение пульсового объема сердца и интенсивности легочного и церебрального кровотока) и свидетельствуют о высокой чувствительности организма к магнитным полям и развитии выраженных компенсаторных реакций на их воздействие.

Курс воздействич ИСМ ЭМП прерван и возобновлен через 3 суток при частоте пульса 86 ударов в минуту, систематическом давлении 120 мм рт. ст. , пульсовом объеме сердца - 50 мл, положительной динамике интенсивности легочного и мозгового кровотока. Курс лечения составил 20 процедур с перерывом в 2 недели после первых 10 процедур.

Аппарат снят через 2,5 месяца при поном сращении перелома. Для сравнения приводим данные больных с аналогичными по тяжести переломами после чрескостного остеогенеза по Илизарову, которым воздействие ИСМ ЭМП не производили.

3. Больная П-а Л. И. , 47 лет поступила в клинику травматологии по поводу оскольчатого спирального перелома в средней трети диафиза правой большеберцовой кости со смещением на 1/2 поперечника. Через 5 суток после травмы произведен чрескостный остеосинтез по Илизарову. Достигнуто полное сопоставление отломков.

На 2 сутки после операции (7 сутки после травмы) состояние больной было компенсированным: частота сердечных сокращений составляла 80 ударов в минуту, систолическое давление 120 мм рт. ст. По данным полиреографии пульсовой объем сердца умеренно снижен 40 мл, интенсивность легочного и мозгового кровотока в пределах нормы, периферической кровоток снижен. Отмечался сильный отек тканей дистальнее перелома.

Через неделю после операции (14 сутки после травмы) частота пульса составила 67 ударов в минуту, систолическое давление - 120 мм рт. ст. , гемодинамические показатели по данным полиреографии не изменялись. Отек тканей дистальнее перелома сохранялся на прежнем уровне. Сращение перелома наступило через 4 месяца, аппарат снят.

2. Больная Л-а Л. С. , 54 лет, поступила в клинику травматологии по поводу оскольчатого диафизарного перелома костей левой голени на границе средней и нижней трети со смещением отломков на 1/2 поперечника. Через 2 суток после травмы произведен чрескостный остеосинтез костей левой голени по Илизарову. Достигнуто полное сопоставление отломков. В первые сутки после операции (4 сутки после травмы) состояние больной было компенсированным: частота сердечных сокращений - 80 ударов в минуту, систолическое давление - 140 мм рт. ст. По данным полиреографии пульсовой объем сердца составил 40 мл (умеренное снижение), интенсивность мозгового, легочного и периферического кровотока в пределах нормы. Отек тканей голени умеренный. Через неделю после операции (10 сутки после травмы) частота пульса составила 86 ударов в минуту, отмечалось резкое снижение (в 2 раза) мозгового и периферического кровотока и повышение пульсового объема сердца до нормальных величин (50 мл). Сохранялся отек дистальных отделов конечности. В данном случае имела место компенсаторная реакция сердечно-сосудистой системы в виде незначительного учащения пульса и существенного снижения церебрального и периферического кровотока в ответ на возрастание двигательной активности и опорной функции конечности. Сращение перелома наступило через 5,5 месяцев. Аппарат снят.

Таким образом, предлагаемый способ воздействия ИСМ ЭМП у больных с тяжелыми диафизарными переломами костей в раннем посттравматическом периоде позволяет улучшить результаты лечения.

Устройство для магнитотерапии, осуществляющее способ, работает следующим образом. В исходном состоянии генератор 3 модулирующей и несущей частот выключен; транзитор 10 генератора сложномодулированных импульсов 4 закрыт, а транзистор 9 приоткрыт. После включения генератора 3 генератор пилообразного напряжения 5 формирует пилообразное напряжение в форме равнобедренных треугольников (фиг. 2а), которое поступает на вход преобразователя напряжения в частоту 6. Преобразователь 6 формирует на выходах 7 и 8 низкочастотные последовательности прямоугольных импульсов, частота следования которых изменяется по линейному закону (в соответствии с законом изменения пилообразного напряжения. При этом, при нарастании амплитуды пилы от нуля до максимума частота следования импульсов на выходе 7 изменяется в диапазоне от 30 до 90 Гц, а частота следования импульсов на выходе 8 изменяется в диапазоне от 0,8 до 1,2 Гц. Обе последовательности импульсов поступают на соответствующие входы модулятора 2 (фиг. 2б, в). На выходе модулятора 2 формируются последовательности пачек импульсов с частотой следования, соответствующей частоте следования последовательности импульсов с выхода 8 генератора 3 (фиг. 2г). Таким образом, частота следования последовательности импульсов с выхода 8 генератора 3 является модулирующей для последовательности импульсов с выхода 7 генератора 3. При этом, частота следования импульсов в пачке соответствует частоте следования импульсов на выходе 7 генератора 3.

Сформированные пачки импульсов последовательно поступают на вход генератора сложномодулированных импульсов 4, выполненный в виде электронного ключа, нагрузкой которого является перестраиваемый параллельный LC-контур 11. Электронный ключ срабатывает от каждого импульса в пачке. Первый транзистор 9 усиливает поступивший на его базу импульс и передает его на базу второго транзистора 10, работающего в ключевом режиме, который открывается и инициирует начало заряда от источника питания конденсатора параллельного колебательного LC-контура 11, включенного в коллекторную цепь транзистора 10. Конденсатор заряжается через катушку индуктивности контура 11, инициируя начало колебательного процесса в контуре 11. При этом возникающие в контуре 11 электрические колебания имеют характер периодических затухающих колебаний фиг. 2д, е), а вокруг катушки индуктивности контура 11 формируется электромагнитное поле, также имеющее характер периодических затухающих электромагнитных колебаний. Одновременно, в катушке индуктивности индуктора 1 за счет индуктивной связи с катушкой индуктивности контура 11 наводится аналогичное электромагнитное поле. Параметры колебательного контура выбирают таким образом, чтобы время затухания электрических колебаний в контуре 11 было сравнимо или меньше длительности импульса в пачке.

По заднему фронту импульса пачки транзистор 10 закрывается и генератор сложномодулированных импульсов 4 возвращается в исходное состояние до прихода следующего импульса пачки. Далее весь процесс повторяется. В результате в колебательном контуре формируется последовательность электрических импульсов, каждый из которых имеет вид затухающих периодических электрических колебаний, количество которых и частота следования равны количеству и частоте следования импульсов в пачке. Отсюда и индуцированное индуктором 1 электромагнитное поле представляет собой низкочастотную последовательность электромагнитных импульсов, имеющих вид затухающих электромагнитных колебаний, число которых и частота следования равны числу импульсов в пачке и их частоте следования. При поступлении следующей пачки импульсов на вход генератора 4 аналогично формируется следующая пачка электромагнитных импульсов. В итоге, после прохождения серии пачек импульсов через генератор сложномодулированных импульсов 4, индуктор 1 формирует сложномодулированное электромагнитное поле, представляющее собой последовательность пачек электромагнитных импульсов, каждый из которых имеет вид периодических затухающих электромагнитных колебаний, причем импульсы в пачке и пачки импульсов имеют переменную частоту следования, изменяющуюся по закону выходного напряжения генератора 5 пилообразного напряжения. При этом, в сформированном сложномодулированном сигнале воздействия присутствуют все виды модуляции: амплитудная, частотная и фазовая, каждая из которых формирует свой спектр. По закону суперпозиций спектр сформированного низкочастотного импульсного сложномодулированного электромагнитного поля будет представлять совокупность этих спектров, что обеспечивает высокую спектральную плотность мощности сигнала воздействия и позволяет воспроизвести в спектре практически все частоты, оказывающие стимулирующее воздействие на пораженный орган, в частности, наиболее полно сформировать необходимую совокупность спектральных составляющих в диапазоне частот от 500 Гц до 10 кГц, стимулирующих солевой, кальциевый и органический обмен в костной ткани. Спектральный состав сформированного электромагнитного поля формируют путем изменения параметров контура 11 (в приведенном примере, изменяя емкость конденсатора контура 11). Для этого используют анализатор спектра. Формирование спектра проводят один раз при настройке устройства в заводских условиях.

В функциональной схеме генератора сложномодулированных импульсов 4 конденсатор 14, подключенный параллельно резистору 13, включенному в коллекторную цепь транзистора 9, исключает возникновение паразитных колебаний в LC-контуре 11 из-за нестабильности источника питания. Подбор резистора 12 позволяет исключить нежелательные колебания, возникающие в контуре 11 после закрытия транзистора 10.

Таким образом, в предлагаемом способе лечения диафизарных переломов длинных трубчатых костей в качестве сигнала воздействия формируют низкочастотное импульсное сложномодулированное электромагнитное поле, адекватное колебательным процессам, происходящим в живом организме, что сокращает сроки лечения по сравнению с прототипом. Сокращение сроков лечения (по сравнению с прототипом) достигается благодаря тому, что воздействие на пораженные участки органа ИСМ ЭМП с параметрами, близкими параметрам колебательных процесов органа, вызывает в нем возникновение собственных колебательных процессов. Это является началом восстановления в органе характерных для него биоэлектрических колебаний и приводит к улучшению кровоснабжения как пораженных, так и здоровых тканей, окружающих пораженный участок, что и способствует быстрому заживлению органа. Кроме того, так как воздействие на организм ИСМ ЭМП вызывает в нем возникновение собственных колебательных процессов, то это исключает адаптацию организма к сформированному сигналу воздействия и повышает эффективность способа, по сравнению c прототипом. Сокращаются сроки лечения (по сравнению с прототипом) и благодаря тому, что в собственном колебательном процессе органа участвуют все виды тканей. В результате сформированным сигналом воздействия одновременно стимулируется заживление всех пораженных слоев тканей, в том числе и костной. Кроме того, сокращение сроков лечения, снижение адаптации и расширение функциональных возможностей (по сравнению с прототипом. Сокращаются сроки лечения по сравнению с прототипом) обеспечивается и параметрами сформированного ИСМ ЭМП. Формируемый диапазон частот от 500 Гц до 10 кГц гармонических составляющих спектра импульса электромагнитного поля содержит наиболее активные частоты, стимулирующие кальциевый, солевой и органический обмен в костной ткани. Причем, благодаря тому, что сформированный сигнал воздействия имеет большую спектральную плотность, предлагаемый способ позволяет воспроизвести практически весь диапазон частот с оптимальными энергетическими параметрами, что сокращает сроки лечения. Изменение в течение процедуры частоты следования импульсов электромагнитного поля в диапазоне 0,8-1,2 Гц придает сформированному сигналу воздействия анальгетические свойства расширяя функциональные возможности способа. Возможность изменения частоты следования импульсов электромагнитного поля позволяет неоднократно изменять интенсивность воздействия на пораженныый орган от минимума до максимума, и наоборот, создавая щадящие условия для организма. Причем, благодаря тому, что контроль за реакцией организма на воздействие электромагнитным полем осуществляют путем подсчета частоты сердечных сокращений и полиреографического исследования, исключаются объективные и субъективные ошибки, по сравнению с прототипом. Это повышает эффективность способа и расширяет его функциональные возможности. Кроме того, сокращение сроков лечения (по сравнению с прототипом) обеспечивается подбором индивидуальной продолжительности одной процедуры, что позволяет путем контроля за состоянием больного осуществлять индивидуальную тактику воздействия низкочастотного импульсного сложномодулированного электромагнитного поля. Возможность изменения интенсивности воздействия в течение одной процедуры позволяет использовать электромагнитное поле с высокой индукцией от 5 до 19 мТл (по сравнению с прототипом), что сокращает сроки лечения. Благодаря тому, что используют электромагнитное поле с переменными параметрами, уменьшается адаптация организма к воздействию.

Предлагаемое устройство для магнитотерапии, осуществляющее способ лечения диафизарных переломов длинных трубчатых костей, благодаря введению в него генератора сложномодулированных импульсов, формирует сигнал воздействия в виде низкочастотного импульсного сложномодулированного электромагнитного поля, адекватного биоэлектрическим колебаниям, существующим в живом организме. Это позволяет использовать его для лечения широкого круга заболеваний, исключить привыкание к воздействию организма на процесс лечения, ускорить заживление органа путем возможности одновременной стимуляции заживления всех слоев тканей пораженного органа. Перечисленное выше расширяет функциональные возможности предлагаемого устройства, по сравнению с прототипом, и уменьшает сроки лечения.

Кроме того, предлагаемое устройство, по сравнению с прототипом, позволяет формировать сигнал воздействия с большой спектральной плотностью мощности и оптимальными энергетическими характеристиками. Это, в свою очередь, позволяет формировать в спектре сигнала воздействия требуемую совокупность спектральных составляющих, частоты которых оказывают наиболее эффективное действие при заживлении больного органа, в частности, при лечении переломов костей, что сокращает сроки лечения и расширяет функциональные возможности устройства. Возможность модуляции импульсов электромагнитного поля частотой, обеспечивающей анальгетические свойства сигнала воздействия (0,8-1,2 Гц) позволяет не только сохранить в предлагаемом техническом решении положительное свойство прототипа, но и улучшить анальгетический эффект, так как воздействие на организм оказывает низкочастотное импульсное сложномодулированное электромагнитное поле, адекватное биоэлектрическим колебаниям, существующим в живом организме. ("Современные проблемы анестезиологии, реаниматологии и интенсивной терапии", г. Алма-Ата: МинздравКаз. ССР, 1984, с. 270: "Получение быстрой анальгезии с помощью низкочастотного импульсного сложномодулированного электромагнитного поля", В. И. Баньков и др). Формирование последовательности импульсов ИСМ ЭМП с изменяющейся частотой следования позволяет неоднократно изменять интенсивность воздействия на пораженный орган, создавая щадящий режим для больного, и одновременно позволяет увеличить величину напряженности воздействующего электромагнитного поля (в случае реализации предлагаемого способа от 5 до 19 мТл), что сокращает сроки лечения. Возможность формирования электромагнитного поля с переменными параметрами снижает адаптацию организма к воздействию.

Таким образом (по сравнению с прототипами) предлагаемые способ лечения диафизарных переломов длинных трубчатых костей и устройтво для магнитотерапии позволяет сократить сроки лечения, снизить адаптацию организма к сигналу воздействия и имеют более широкие функциональные возможности. (56) Авторское свидетельство СССР N 1521493, кл. А 61 N 2/00, 1986.

Авторское свидетельство СССР N 973109, кл. А 61 В 17/00, 1980.

Авторское свидетельство СССР N 1079254, кл. А 61 N 2/00, 1982.

Патент Великобритании N 2188238, кл. A 61 N 1/42, 1987.

Использование: медицина, магнитотерапия для лечения диафизарных переломов длинных трубчатых костей. Сущность изобретения: устройство содержит последовательно соединенные низкочастотный генератор 3 модулирующей и несущей частот, модулятор 2, генератор сложномодулированных импульсов 4. Модулятор 2 формирует последовательность пачек прямоугольных импульсов с переменными частотами заполнения и следования, С-контур 11 генератора 4 по каждому импульсу в пачке формирует импульс в виде периодических затухающих колебаний. Индуктор 1, связанный индуктивно с контуром 11, формирует низкочастотное импульсное сложномодулированное электромагнитное поле (ИСМИМП) с изменяющимися параметрами: индукция 5 - 19 мТл, частота следования импульсов 30 - 90 Гц, частота модулирующих импульсов 0,8 - 1,2 Гц. Перестраивая контур 11, формируют спектр поля 500Гц - 10 кГц. Низкочастотным импульсным сложномодулированным электромагнитным полем воздействуют на поврежденную область кости. Продолжительность одной процедуры определяют по реакции организма на воздействие. Подсчитывают частоту сердечных сокращений в течение первых 4 - 5 процедур, а затем проводят полиреографическое исследование интенсивности кровотока в основных жизненно важных организмах. Результаты сравнивают с полученными до начала лечения. Положительный эффект: сокращение сроков нетрудоспособности. 2 с. и 1 з. п. ф - лы, 2 ил.

1. Способ лечения диафизарных переломов длинных трубчатых костей, включающий воздействие низкочастотным импульсным электромагнитным полем на область повреждения кости и контроль реакции организма на воздействие, отличающийся тем, что, с целью сокращения сроков лечения за счет снижения адаптации организма к воздействию и расширения функциональных возможностей, воздействие осуществляют сложномодулированным низкочастотным импульсным электромагнитным полем с частотой гармонических составляющих 500 Гц - 10 кГц и с неоднократно изменяющимися в течение одной процедуры магнитной индикацией 5 - 19 мТм, частотой следования импульсов сложномодулированного электромагнитного поля 30 - 90 Гц и частотой модулирующих импульсов 0,8 - 1,2 Гц, при этом продолжительность одной процедуры и курса лечения определяют индивидуально, для чего устанавливают максимальную продолжительность процедуры, равную 20 мин, и в течение первых 4 - 5 процедур контролируют реакцию организма на воздействие электромагнитным полем путем определения частоты сердечных сокращений, перераспределения кровотока в основных жизненно важных органах и при увеличении частоты сердечных сокращений более чем на 5 ударов и снижении кровотока в жизненно важных органах в 2 раза интервал между процедурами увеличивается, при этом воздействие начинают с 1 - 5 суток после травмы и проводят 2 курса с перерывом в 2 недели по 10 процедур. 2. Устройство для лечения диафизарных переломов длинных трубчатых костей, содержащее модулятор и низкочастотный генератор модулирующей и несущей частот, включающий преобразователь напряжения в частоту, выходы которого подключены к модулятору, и индуктор электромагнитного поля, содержащий катушку индуктивности, отличающееся тем, что, с целью сокращения сроков лечения, снижения адаптации организма, расширения функциональных возможностей, в него введен генератор сложномодулированных импульсов, вход которого подключен к выходу модулятора, а выходной каскад расположен напротив катушки индуктивности индуктора, при этом в низкочастотный генератор модулирующей и несущей частот введен генератор пилообразного напряжения, выход которого подключен к входу преобразователя напряжения в частоту. 3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что генератор сложномодулированных импульсов содержит два n-p-n-транзистора, база одного из которых через резистор подключена к плюсу источника питания, эмиттеры обоих транзисторов заземлены, коллектор первого транзистора подключен к базе второго и через параллельную RC-цепь - к плюсу источника питания, а коллектор второго транзистора через выходной каскад в виде параллельного перестраиваемого LC-контура подключен к плюсу источника питания.