СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ СИГНАЛОВ МАГНИТОТЕРАПЕВТИЧЕСКОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ И УСТРОЙСТВА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 1997 года по МПК A61N2/00 

Изобретение относится к области медицинской техники и может быть использовано для создания комплексов и аппаратов для магнитотерапии, предназначенных для лечения и профилактики широкого круга заболеваний.

Известен способ формирования сигналов магнитотерапевтического воздействия, реализованный в устройстве [1] основанный на подаче сигналов тока в индукторы магнитного поля в течение заданного промежутка времени. Однако известный способ имеет низкие функциональные возможности, так как задаваемые интервалы времени и амплитуды модулирующего сигнала являются фиксированными для сеанса лечения и связаны со структурным построением устройства. Кроме того, отсутствуют возможности по изменению направления векторов напряженности магнитной индукции.

Известен способ формирования сигналов магнитотерапевтического воздействия, реализованный в устройстве [2] основанный на подаче сигналов тока в индукторы магнитного поля в течение заданного промежутка времени. Однако реализация известного способа не позволяет оперативно формировать последовательности магнитотерапевтических воздействий с разными длительностями и интенсивностями в течение одного сеанса.

Наиболее близким к заявляемому является способ формирования магнитотерапевтического воздействия, реализованный в устройстве [3] и основанный на подаче сигналов тока (или напряжения) в индукторы в течение заданного промежутка времени. Однако при реализации известного способа сложно задавать различные интервалы (длительности) воздействия и изменять направления вектора магнитной индукции в произвольные моменты времени. Кроме того, использование аналоговой широтно-импульсной модуляции усложняет реализацию устройств по данному способу.

Устройство [3] для формирования сигналов магнитотерапевтического воздействия, реализующее известный способ, содержит генератор тактовых импульсов и один или несколько каналов последовательно соединенных ключа, фильтра-переключателя вектора магнитной индукции и индуктора.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей и повышение эффективности формирования сигналов магнитоторапевтического воздействия.

Поставленная цель достигается тем, что формируют в виде кодов последовательность временных интервалов <Δt₁,...,Δt_i> в каждом из них формируют двоичную импульсную последовательность с частотой следования f₀ и длительностью τ=P₁+P₀)/f₀, где P₁ число промежутков с "единичным" уровнем, P₀ число промежутков с "нулевым" уровнем, которую преобразуют в сигнал с уровнем тока (или напряжения), определяемым выражениями

где I₀(V₀) амплитуда тока (напряжения) импульсов двоичной последовательности, и подают его индуктор, при этом в течение каждого временного интервала Δt_i формируют электрический сигнал положительной полярности при прямом направлении вектора напряженности магнитной индукции или электрический сигнал отрицательной полярности при обратном направлении вектора напряженности магнитной индукции. Кроме того, двоичную импульсную последовательность в каждом заданном временном интервале Δt_i повторяют Δt_i/τ раз, причем длительность двоичной импульсной последовательности τ=(P₁+P₀)/f₀ выбирают из необходимой погрешности задания уровня амплитуды тока (напряжения) в соответствии с выражением

Устройство для осуществления способа содержит формирователь двоичной импульсной последовательности, одни выходы которого соединены с одноименными управляющими входами ключей, а другие с одноименными управляющими входами фильтров-переключателей, при этом управляющие входы формирователя двоичной импульсной последовательности подключены к выходу генератора таковых импульсов, вход которого соединен со входом устройства.

Другой вариант устройства для осуществления способа содержит формирователь двоичной импульсной последовательности, выходы которого соединены с одноименными управляющими входами ключей, а управляющие входы подключены соответственно к выходу генератора тактовых импульсов и к выходу формирователя длительности временного интервала, соединенного информационным входом с первым выходом блока цифровой памяти, управляющий вход которого подключен к выходу формирователя длительности интервала, при этом управляющие входы фильтров-переключателей векторов магнитной индукции соединены с одноименными разрядными выходами регистра направления вектора магнитной индукции, подключенного информационным входом ко второму выходу блока цифровой памяти, а управляющий вход устройства соединен с генератором тактовых импульсов, выход которого подключен ко входу формирователя длительности временного интервала.

Третий вариант устройства, реализующего способ, содержит формирователь двоичной импульсной последовательности, выходы которого соединены с одноименными управляющими входами ключей, а управляющие входы подключены соответственно к выходу генератора тактовых импульсов и к выходу формирователя длительности временного интервала, у которого информационный вход соединен с первым выходом контроллера, подключенного через интерфейс к ЭВМ, при этом второй выход подключен к информационному входу формирователя двоичной импульсной последовательности, третий выход к управляющему входу генератора тактовых импульсов, а четвертый выход ко входу регистра направления вектора магнитной индукции, соединенного разрядными выходами с одноименными управляющими входами фильтра-переключателя.

Кроме того, по первому варианту реализации устройства формирователь двоичной импульсной последовательности содержит узел цифровой памяти, адресные входы которого соединены с кодовым выходом счетчика, управляющий счетный вход которого подключен к генератору тактовых импульсов, а по второму и третьему варианту реализации устройства формирователь двоичной импульсной последовательности содержит узел цифровой памяти, адресные входы которого соединены с первым счетчиком с коэффициентом пересчета (P₁ + P₀), где P₁ и P₀ число промежутков с "единичным" и "нулевым" уровнем, и вторым счетчиком, управляющий вход которого соединен с формирователем длительности временного интервала, при этом счетный вход первого счетчика соединен с генератором тактовых импульсов, а информационные разрядные выходы узла цифровой памяти с соответствующими ключами в каналах; при этом формирователь длительности временного интервала содержит регистр-счетчик, счетный вход которого подключен к тактовому выходу формирователя двоичной импульсной последовательности, а выход переполнения к управляющему входу формирователя двоичной импульсной последовательности и к управляющему входу блока цифровой памяти или контроллера ЭВМ; ключ выполнен в виде цепей из последовательного соединения элемента "И" и коммутирующего элемента, причем управляющие входы выбора цепи элементов "И" соединены соответственно с прямым и инверсным входами разряда регистра направления вектора магнитной индукции, а выходы коммутирующих элементов подключены к фильтру-переключателю; фильтр-переключатель содержит два коммутирующих элемента, управляющие входы которых соединены соответственно с прямым и инверсным входами разряда регистра направления вектора магнитной индукции, причем коммутирующие элементы фильтра-переключателя соединены с коммутирующими элементами ключа, а точки соединения подключены к LC фильтру, соединенному выходом с индуктором; контроллер по третьему варианту устройства содержит узел интерфейса, соединенный с ЭВМ и с узлом микропрограммного управления, подключенного к синхронизирующему входу устройства и входам формирователя длительности временного интервала, генератору тактовых импульсов, регистру направления векторов магнитной индукции и регистру, соединенному с формирователем двоичной импульсной последовательности.

На фиг. 1 представлена временная диаграмма, иллюстрирующая способ. На фиг. 2 вариант 1 простейшего устройства, реализующего способ. На фиг. 3 - вариант 2 устройства для реализации способа. На фиг. 4 вариант 3 устройства для реализации, а на фиг. 5 реализация блоков устройства.

Устройство по первому варианту включает формирователь двоичной импульсной последовательности 1 на основе цифровой памяти (ОЗУ, ПЗУ) с накопителем, причем каждый канал содержит две одноразрядные линейки памяти. Кроме того, устройство содержит генератор 2 тактовых импульсов частоты f₀, счетчик адреса 3, и в каждом канале содержится ключ 4, фильтр 5, переключатель вектора магнитной индукции 6, одни или несколько индукторов 7. Вход устройства 8, являющийся входом для запуска либо для синхронизации с биоритмами, подключен к генератору тактовых импульсов 2, соединенному со счетчиком адреса 3. Кодовый выход счетчика адреса 3 является адресным входом цифровой памяти, в которой заранее записана требуемая двоичная последовательность, причем в каждом канале их две, помещаемые в соответствующие линейки. Вход одной линейки (разряда) подключен к управляющему входу ключа 4, последовательно соединенному с фильтром 5, переключателем 6 и индуктором 7, а выход другой линейки (разряда) подключен к управляющему входу переключателя 6.

Устройство по второму варианту включает формирователь двоичной импульсной последовательности 1 на основе цифровой памяти (ОЗУ, ПЗУ) с накопителем на одну линейку (разряд) для каждого канала, генератор тактовых импульсов 2, счетчик младших адресов 3, ключ 4, фильтр 5, переключатель вектора магнитной индукции 6, индуктор или секцию индукторов 7, вход устройства 8, причем фильтр и переключатель вектора магнитной индукции в каждом канале объединены в один узел фильтр-переключатель 9, а формирователь двоичной импульсной последовательности, включающий накопитель и счетчик младших адресов, содержит дополнительный счетчик 10 для старших адресов памяти. Кроме того, устройство содержит формирователь длительности временных интервалов 11, блок цифровой памяти 12 для кодов временных интервалов и кодов полярности векторов магнитной индукции с накопителем 13 и счетчиком адресов 14, регистр памяти 15. Вход устройства 8, являющийся входом для запуска либо для синхронизации с биоритмами, подключен к генератору тактовых импульсов 2, соединенному с формирователем длительности временного интервала 11 и счетчиком младших адресов 3, кодовый выход которого является входом цифровой памяти, в которой заранее записана требуемая двоичная последовательность, причем в каждом канале своя. Выход линейки (разряда) цифровой памяти подключен к управляющему входу ключа 4, последовательно соединенному с фильтром-переключателем 9 и индуктором 7. Выход формирователя длительности временного интервала 11 соединен со входом счетчика старших адресов 10 и входом счетчика адресов 14 накопителя 13 блока цифровой памяти 12, первый информационный выход которого подключен к информационному входу формирователя длительности временного интервала 11, а второй информационный выход блока цифровой памяти соединен со входом регистра 15, выходные разряды которого подключены к управляющим входам фильтров-переключателей 9 соответствующих каналов.

Устройство по третьему варианту включает формирователь двоичной импульсной последовательности 1 на основе цифровой памяти (ОЗУ) с накопителем на одну линейку (разряд) для каждого канала, генератор тактовых импульсов 2, счетчик младших адресов 3, ключ 4, секцию индуктора 7, вход устройства 8, фильтр-переключатель 9, причем формирователь двоичной импульсной последовательности, включающий накопитель и счетчик адресов младших разрядов, содержит дополнительный счетчик 10 для старших адресов памяти. Кроме этого, устройство содержит формирователь длительности временных интервалов 11, регистр памяти 15, контроллер 16, включающий узел микропрограммного управления 17 и узел интерфейса 18 и ЭВМ 19. Сигналом 20 запускается генератор тактовых импульсов 2, выход которого соединен с формирователем длительности временного интервала 11 и счетчиком младших адресов 3, кодовый выход которого является входом адреса цифровой памяти 1, в которой заранее записана требуемая двоичная последовательность, причем в каждом канале своя. Выход линейки (разряда) цифровой памяти подключен к управляющему входу ключа 4, последовательно соединенному с фильтром-переключателем 9 и индуктором 7. Выход формирователя длительности временного интервала 11 соединен со входом счетчика старших адресов 10 и первым входом узла микропрограммного управления 17 контроллера 16, соединенного через интерфейс 18 с ЭВМ 19, причем первый выход контроллера подключен ко входу записи в накопитель цифровой памяти 1, второй выход к управляющему входу генератора тактовых импульсов 2, третий выход к информационному генератору формирователя длительности временного интервала 11, а четвертый выход ко входу регистра направления вектора магнитной индукции 15, разряды которого подключены к управляющим входам фильтров-переключателей 9 соответствующих каналов, а второй вход узла микропрограммного управления соединен со входом 8 всего устройства для синхронизации с биоритмами.

Суть способа формирования сигналов магнитотерапевтического воздействия заключается в следующем. В индуктор подают электрический сигнал в виде тока или напряжения, параметры которого определяют величину напряженности и направления вектора напряженности магнитного поля в индукторе, а также формируется интервал времени Δt_i в течение которого удерживается заданная величина напряженности. Для пояснения способа на фиг. 1а представлен один из вариантов диаграммы тока (напряжения), изменяющегося во времени в течение заданного периода времени T. Величина тока (напряжения) пропорциональна напряженности магнитного поля, создаваемого в индукторе, при этом положительным значениям тока (напряжения) соответствует прямое направление вектора магнитной индукции, а отрицательным противоположное. Таким образом, основными параметрами диаграммы тока (напряжения), подаваемого в индуктор, являются: величина Ii (Vi), полярность P и длительность Δt_i воздействия данной величины.

Для реализации произвольной диаграммы с периодом T формируют последовательность временных интервалов Δt_i= t_i+1- t_i. Каждому временному интервалу Δt_i ставится в соответствие величина тока (или напряжения) Ii (Vi) и направление вектора напряженности магнитной индукции, которое определяется полярностью тока (напряжений).

Каждый временной интервал Δt_i задается Δt_i/τ кратным повторением временного цикла (фиг. 1d), длительность которого определяется выражением

где P₁ число промежутков с "единичным" уровнем;
P₀ число промежутков с "нулевым" уровнем;
f₀ частота следования промежутков.

На рис. 1d представлена двоичная последовательность импульсов число-импульсного кода с частотой f₀. Длительность τ выбирается с учетом точности задания величины тока (напряжения), подаваемого в индуктор в соответствии с выражением

где
δ погрешность задания величины тока (напряжения).

Величина тока (напряжения), подаваемого в индуктор, реализуется путем преобразования (усреднения) двоичной последовательности число-импульсного кода в соответствии со следующими выражениями

где Ii (Vi) среднее значение тока (напряжения) импульсной битовой последовательности с частотой f₀ следования промежутков.

На фиг. 1b представлена диаграмма тока (напряжения), полученного в результате преобразования двоичной импульсной последовательности, заданной на фиг. 1d. Направление вектора напряженности магнитной индукции задается управляющим потенциалом: например, нулевой потенциал прямое направление, единичный потенциал обратное направление вектора. На фиг. 1c представлены управляющие потенциалы, задающие направление вектора магнитной индукции, в частности для интервалов Δt₅, Δt₇, Δt₁₁, Δt₁₂ обратное, для остальных интервалов прямое. Результирующая диаграмма тока (напряжения), подаваемого в индуктор, представлена на фиг. 1а.

Предлагаемый способ формирования сигналов магнитотерапевтического воздействия легко может быть положен в основу для построения устройств, формирующих динамически изменяющиеся магнитные поля сложной геометрии на поверхности тела пациента с использованием множества индукторов, конструктивно выполненных в виде магнитотерапевтических поясов, костюмов, скафандров, магнитотронов, магнитных кресел, кроватей и других известных конструкций.

Реализация способа формирования сигналов магнитотерапевтического воздействия проиллюстрирована на одном из простейших вариантов устройства (фиг. 2).

Рассмотрим работу одного канала устройства. Для того, чтобы реализовать магнитотерапевтическое воздействие в течение периода времени Т в соответствии с заданной диаграммой тока (напряжения), интервал Т разбивают на n интервалов: Δt₁, Δt₂..., Δt_n (например, на фиг. 1а на 12 интервалов). Каждый интервал Δt_i= t_i+1- t_i задается Δt_i/τ кратным повторением временного цикла τ, суммарное количество промежутков 1/f₀ в котором определяется требуемой точностью и вычисляется по формуле 2. Для простоты на фиг. 1d временной цикл составлен из четырех промежутков. Интервал Dt₁ организован восьмикратным повторением τ, Dt₂ - двенадцатикратным, Δt₄ четырехкратным повторением и т.д.

Сформированная таким образом двоичная последовательность "единиц" и "нулей" (число-импульсный код) помещается в заданном порядке последовательно по адресам в одну из линеек (разряд) памяти 1. В другой линейку (разряд) памяти, задающий направление вектора напряженности магнитного поля, помещают "единицы" по адресам, соответствующие всем промежуткам интервалов Δt₅, Δt₇, Δt₁₁, Δt₁₂ и "нули" в остальные промежутки. Затем включается генератор 2, с которого тактовая частота f₀ поступает на счетный вход счетчика 3, который формирует последовательные адреса чтения содержимого ячеек памяти 1. Выход разряда памяти 1, где записан число-импульсный код, соединен с управляющим входом ключа 4. Если считываемый бит данного разряда содержит "единицу", то происходит срабатывание ключа 4, который преобразует уровень логической единицы в амплитуду тока I₀ или напряжения V₀. С выхода ключа последовательность импульсов тока (напряжения) с амплитудой I₀(V₀) поступает на вход преобразователя (фильтра) 5, который преобразует последовательность импульсов в сигнал с величиной тока Ii (или напряжения Vi) в соответствии с формулами 3 или 4. В рассматриваемом примере форма сигнала на выходе фильтра 5 представлена на фиг. 1b. Сигнал с выхода фильтра поступает на переключатель направления вектора магнитной индукции 6. Одновременно на управляющий вход переключателя 6 поступает управляющая двоичная последовательность фиг. 1с с другого разряда памяти 1. Если в данном интервале времени на управляющем входе переключателя 6 установлен нулевой уровень, то в индуктор подается положительный сигнал по форме, представленной на фиг. 1b, что определяет прямое направление вектора магнитной индукции в индукторе 7. Если на управляющем входе переключателя 6 установлен единичный уровень, то в индуктор подается отрицательный сигнал, что определяет обратное направление вектора магнитной индукции в индукторе 7.

Фильтр 5 и переключатель полярности 6 можно поменять местами. При этом вместо аналогового переключателя можно использовать цифровой, что упрощает реализацию. Суть способа от этого не меняется. Поэтому в дальнейшем совместим фильтр 5 и переключатель 6 в одном блоке фильтре-переключателе 9.

Таким образом, представленное устройство формирует программное магнитотерапевтическое воздействие заданной формы в течение интервала T.

Устройство в соответствии с фиг. 2 представляет собой простейший вариант, позволяющий формировать магнитотерапевтическое воздействие. Однако простейший вариант реализации устройства требует использования достаточно больших объемов памяти W, определяемых выражением W 2B•T•f₀ (бит). При больших периодах T и высоких f₀ для числа каналов B требуемый объем памяти может достигать значительных величин.

Более рациональным является вариант реализации устройства, схема которого представлена на фиг. 3.

Рассмотрим работу устройства на примере одного канала. В накопитель цифровой памяти формирователя двоичной импульсной последовательности 1 записывается последовательность число-импульсных кодов (K₁.K_n), задающих величину тока (напряжения). Разрядность кода определяется выражением (2). В нашем примере (фиг. 1) для каждого кода используются четыре разряда. Каждому коду K_i величины тока (напряжения) ставят в соответствие двоичный параллельный код длительности временного интервала Δt_i и код направления векторов магнитной индукции путем записи этих кодов в накопитель 13 блока памяти 12. Таким образом, устанавливается взаимно однозначное соответствие (Δt_i → K_i→ P_i).

В регистр-счетчик 11 формирователя длительности временного интервала записывается код значения первого временного интервала Δt₁, а счетчик 3 настраивается на коэффициент пересчета, равный числу промежутков 1/f₀ в цикле τ с учетом выражения (2).

Процесс начинается с подачи разрешающего сигнала "Пуск" по входу 8, который, включая генератор тактовых импульсов 2, вырабатывает тактовые импульсы с частотой f₀. Тактовые импульсы поступают на управляющий суммирующий вход счетчика 3, который предварительно настроен на коэффициент пересчета, равный сумме P₁+P₀ (в нашем примере на четыре). Счетчик 3 с каждым приходом тактового импульса перебирает младшие адреса считывания памяти, с выхода которого последовательно "единицы" и "нули" число-импульсного кода поступают на ключ 4, на выходе которого формируется импульсная последовательность требуемой мощности (рис. 1d). С окончанием выдачи цикла t значения кода K₁ счетчик 3 обнуляется и цикл t с опросом тех же адресов счетчиком 3 начинается снова.

Выдача кодов K₁ из соответствующей области накопителя продолжается до тех пор, пока тактовые импульсы, поступающие на вычисляющий вход счетчика 11, не обнулят его, что означает, что исчерпан интервал Dt_1/ . Импульс обнуления (переполнения) счетчика 11 поступает на управляющие суммирующие входы счетчиков 10 и 14. В счетчике 10 увеличение содержимого на 1 обеспечивает выбор следующего значения кода величины электрического сигнала K₂, так как полный адрес накопителя 9 формируется присоединением содержимого двух счетчиков 10 и 3. При этом счетчик 10 старших адресов определяет область расположения всего кода K_i, а счетчик 3 младших адресов текущий разряд кода K_i величины тока (напряжения). В результате прихода сигнала на вход счетчика 14 его содержимое увеличивается на единицу и по этому адресу осуществляется выбор очередного кода Δt₂ который записывается в регистр-счетчик 11. Одновременно по этому же адресу осуществляется считывание кода направлений векторов магнитной индукции P_i в каналах, который поступает в фильтры-переключатели 9. Работа устройства повторяется в течение всего периода формирования сигнала магнитотерапевтического воздействия Т и в индуктор 7 поступает электрический сигнал в виде тока или напряжения требуемой формы, которая преобразуется в индукторе в соответствующую форму магнитного поля.

Повторение периода Т определяется управляющим сигналом на входе 8, то есть включением или отключением генератора 2 в требуемые моменты времени. В частности, периодичность формирования сигнала магнитотерапевтического воздействия может синхронизироваться биоритмами пациента.

Решение задачи формирования записи двоичной импульсной последовательности в узел цифровой памяти формирователя 1 и кодов временных интервалов и направления векторов в блок памяти 12 зависит от типа используемой памяти. Если используется ПЗУ, то запись производится заранее на стандартных программаторах и в данное устройство ПЗУ вставляется на разъемах. Но при этом для смены формы сигналов магнитного поля приходится менять ПЗУ. Если используется ОЗУ, то можно построить достаточно простое наборное поле с ручным вводом, являющееся частью соответствующего блока, но при этом процедура набора, занимающая значительное время, должна повторяться каждый раз перед сменой параметров и формы сигналов магнитотерапии. Поэтому предлагается эту задачу решить с помощью специального контроллера и ЭВМ. Схема такого устройства представлена на фиг. 4. Здесь по сравнению с фиг. 3 один из блоков памяти, а именно специализированный блок памяти 12, исключен и предлагается его функции передать блоку памяти ЭВМ, остальные блоки сохраняют свои функции.

Процесс записи начинается с того, что ЭВМ (19) с помощью узла микропрограммного управления 18 контроллера 16 выбирает первый выход и через него записывает все число-импульсные коды K интенсивностей всех каналов в накопитель цифровой памяти 1. В то же время в памяти ЭВМ формируется массив кодов Δt_i и массив кодов полярности. После записи кодов в накопитель цифровой памяти 1 узел микропрограммного управления 17 выбирает третий выход и по нему в счетчик-регистр 11 формирователя длительности временного интервала заносится первый код Δt₁, затем аналогично выбирается четвертый выход и заносится код полярностей в регистр 19. На этом запись параметров первого интервала заканчивается и подачей сигнала 20 на генератор 2 устройство включается на формирование сигналов магнитотерапевтического воздействия первого интервала времени Δt₁ по аналогии с ранее рассмотренному на примере фиг. 3. По окончании первого интервала Δt₁ сигнал обнуления счетчика-регистра 11 через узел микропрограммного управления 17 и интерфейс 18 контроллера 16 снова инициирует ЭВМ, которая через узел микропрограммного управления останавливает генератор 2, а по третьему и четвертому выходам заносит новые код Δt_i и код полярностей соответственно в счетчик-регистр 11 и регистр 15. Далее, если задан непрерывный режим, то снова включается по сигналу 20 генератор 2. Если же задан режим синхронизации по биоритмам, то ЭВМ ожидает через узел микропрограммного управления сигнал синхронизации 8 от датчиков биоритмов и только тогда запускает генератор 2. Причем можно сигнал синхронизации 8 ожидать только на отдельных, заранее выбранных интервалах Δt_i и даже на одном, а на остальных обеспечивать непрерывный перезапуск генератора 2.

Ключ 4 и фильтр-переключатель 9 являются силовым источником тока (напряжения) для подачи в источник магнитного поля индуктор 7. Вариант схемы силового источника представлен на фиг. 5. Силовые источники (СИ), реализованные по схеме фиг. 5, используют один мощный источник питания E. Управление силовым источником осуществляется по двум шинам: по одной поступает число-импульсная последовательность ЧИП вида фиг. 1d, в которой закодирована величина выходного тока (напряжения), а на вторую шину P подается бит, вида фиг. 1с, кодирующий полярность выходного тока (напряжения).

Если бит полярности равен "нулю", то с помощью инвертора D3 замыкается мощный ключ K3, а также открывается вентиль D2, через который число-импульсная последовательность управляет мощным ключом K2. Дроссели Dp1, Dp2, конденсаторы C1, C2 и диод VD1 образуют фильтр, с помощью которого число-импульсная последовательность преобразуется в среднее значение положительного тока (напряжения), поступающего в нагрузку индуктор 7 в соответствии с выражениями (3) или (4).

Если бит полярности равен "единице", то замыкается мощный ключ K4 и открывается вентиль D1, через который число-импульсная последовательность управляет мощным ключом K1. Те же дроссели и конденсаторы, но уже с диодом VD2, снова образуют фильтр, но выделяют теперь среднее значение отрицательного тока (напряжения) для подачи в нагрузку индуктор 7.

Таким образом, предложенный способ и варианты устройств для его реализации позволяют достаточно просто и эффективно возбуждать сложные динамические изменяющиеся во времени и пространстве магнитные поля путем формирования сигналов во множестве индукторов, конструктивно организованных в различные известные лечебные конструкции: магнитотерапевтические пояса, костюмы, скафандры, магнитроны, магнитные кресла, кровати и др. При этом предложенный способ позволяет легко автоматизировать этапы подготовки работы устройств путем создания программного обеспечения, автоматизирующего процесс формирования физических сигналов в соответствии с заданной методикой лечения в форме, удобной для медицинского персонала.

Способ формирования сигналов магнитотерапевтического воздействия и устройство для его осуществления относятся к медицинской технике. Способ и устройство позволяют генерировать сигналы магнитотерапевтического воздействия для получения сложных динамически изменяющихся магнитных полей путем формирования в течение заданных интервалов двоичной импульсной последовательности с частотой следования f₀ и длительностью τ = (P₁+P₀)/f₀, где P₁ - число промежутков с "единичным" уровнем, P₀ - число промежутков с "нулевым" уровнем, которую преобразуют в сигнал с уровнем тока (или напряжения), зависящим от соотношения числа промежутков с "единичным" уровнем к общему числу промежутков, и подают его в индуктор, при этом в течение каждого временного интервала формируют электрический сигнал, соответствующий полярности для задания направления вектора напряженности магнитной индукции. 4 с. и 7 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Способ формировании сигналов магнитотерапевтического воздействия, основанный на подаче электрического сигнала в индуктор в течение заданного промежутка времени, отличающийся тем, что формируют в виде кодов последовательность временных интервалов (Δt₁,...,Δt_i), в каждом из них формируют двоичную импульсную последовательность с частотой следования f₀ и длительностью τ = (P₁+P₀)/f₀, где P₁ число промежутков с "единичным" уровнем, P₀ число промежутков с "нулевым" уровнем, которую преобразуют в сигнал с уровнем тока или напряжения, определяемым выражениями


где I₀, U₀ амплитуда тока и напряжения импульсов двоичной последовательности, и подают его в индуктор, при этом в течение каждого временного интервала Δt_i формируют электрический сигнал положительной полярности при прямом направления вектора напряженности магнитной индукции или электрический сигнал отрицательной полярности при обратном направлении вектора напряженности магнитной индукции. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что двоичную импульсную последовательность в каждом заданном временном интервале Δt_i повторяют Δt_i/τ раз, причем длительность двоичной импульсной последовательности τ = (P₁+P₀)/f₀, выбирают из необходимой погрешности задания уровня амплитуды тока или напряжения в соответствии с выражением . 3. Устройство для формирования сигналов магнитотерапевтического воздействия, содержащее генератор тактовых импульсов и один или несколько каналов последовательно соединенных ключа, фильтра-переключателя вектора магнитной индукции и индуктора, отличающееся тем, что содержит формирователь двоичной импульсной последовательности, одни выходы которого соединены с одноименными управляющими входами ключей, а другие с одноименными управляющими входами фильтров-переключателей, при этом управляющие входы формирователя двоичной импульсной последовательности подключены к выходу генератора тактовых импульсов, вход которого соединен с входом устройства. 4. Устройство для формирования сигналов магнитотерапевтического воздействия, содержащее генератор тактовых импульсов и один или несколько каналов последовательно соединенных ключа, фильтра- переключателя вектора магнитной индукции и индуктора, отличающееся тем, что оно содержит формирователь двоичной импульсной последовательности, выходы которого соединены с одноименными управляющими входами ключей, а управляющие входы подключены соответственно к выходу генератора тактовых импульсов и к выходу формирователя длительности временного интервала, соединенного информационным входом с первым выходом блока цифровой памяти, управляющий вход которого подключен к выходу формирователя длительности временного интервала, при этом управляющие входы фильтров-переключателей векторов магнитной индукции соединены с одноменными разрядными выходами регистра направления вектора магнитной индукции, подключенного информационным входом к второму выходу блока цифровой памяти, а управляющий вход устройства соединен с генератором тактовых импульсов, выход которого подключен к входу формирователя длительности временного интервала. 5. Устройство для формирования сигналов магнитотерапевтического воздействия, содержащее генератор тактовых импульсов, один или несколько каналов последовательно соединенных ключа, фильтра-переключателя вектора магнитной индукции и индуктора, отличающееся тем, что оно содержит формирователь двоичной импульсной последовательности, выходы которого соединены с одноименными управляющими входами ключей, а управляющие входы подключены соответственно к выходу генератора тактовых импульсов и к выходу формирователя длительности временного интервала, у которого информационный вход соединен с первым выходом контроллера, подключенного к ЭВМ и синхронизирующему входу устройства, при этом второй выход контроллера подключен к информационному входу формирователя двоичной импульсной последовательности, третий выход к управляющему входу генератора тактовых импульсов, а четвертый выход к входу регистра направления вектора магнитной индукции, соединенного разрядными выходами с одноименными управляющими входами фильтра-переключателя. 6. Устройство по п.3, отличающееся тем, что формирователь двоичной импульсной последовательности содержит узел цифровой памяти, адресные входы которого соединены с кодовым выходом счетчика, управляющий счетный вход которого подключен к генератору тактовых импульсов. 7. Устройство по п.4 или 5, отличающееся тем, что формирователь двоичной импульсной последовательности содержит узел цифровой памяти, адресные входы которого соединены с первым счетчиком с коэффициентом пересчета (P₁ + P₀), где P₁ и P₀ число промежутков с "единичным" и "нулевым" уровнем, и вторым счетчиком, управляющий вход которого соединен с формирователем длительности временного интервала, при этом счетный вход первого счетчика соеденен с генератором тактовых импульсов, а информационные разрядные выходы узла цифровой памяти с соответствующими ключами в каналах. 8. Устройство по п.4 или 5, отличающееся тем, что формирователь длительности временного интервала содержит регистр-счетчик, счетный вход которого подключен к тактовому выходу формирователя двоичной импульсной последовательности, а выход переполнения к управляющему входу формирователя импульсной последовательности и к управляющему входу блока цифровой памяти или контроллера ЭВМ. 9. Устройство по одному из пп.3 5, отличающееся тем, что ключ выполнен в виде двух цепей из последовательно соединенных элемента И и коммутирующего элемента, причем управляющие входы выбора цепи элементов И соединены соответственно с прямым и инверсным входами разряда регистра направления вектора магнитной индукции, а выходы коммутирующих элементов подключены к фильтру-переключателю. 10. Устройство по одному из пп.3 5, отличающееся тем, что фильтр-переключатель содержит два коммутирующих элемента, управляющие входы которых соединены соответственно с прямым и инверсным входами разряда регистра направления вектора магнитной индукции, причем коммутирующие элементы фильтра-переключателя соединены с коммутирующими элементами ключа, а точки соединения подключены к фильтру, соединенному выходом с индуктором. 11. Устройство по п. 5, отличающееся тем, что контроллер содержит узел интерфейса, соединенный с ЭВМ и с узлом микропрограммного управления, подключенного к синхронизирующему входу устройства и входам формирователя длительности временного интервала, генератора тактовых импульсов, регистру направления векторов магнитной индукции и регистру, соединенному с формирователем двоичной импульсной последовательности.