СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ МАГНИТОТЕРАПЕВТИЧЕСКОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ Российский патент 2003 года по МПК A61N2/00 

Описание патента на изобретение RU2200036C2

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

Известен способ формирования магнитотерапевтического воздействия для пациента, реализованный в устройстве [1], основанный на подаче сигналов тока в индукторы магнитного поля в течение заданного промежутка времени. Однако этот способ имеет низкие функциональные возможности, так как задаваемые интервалы времени, амплитуды и полярности электрических сигналов являются фиксированными для сеанса лечения и связаны со структурным построением устройства.

Известен способ формирования магнитотерапевтического воздействия вокруг пациента, 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 и изменять последовательности магнитотерапевтического воздействия с разными длительностями и интенсивностями в течение одного сеанса.

Наиболее близкими к заявляемому являются способы формирования магнитотерапевтического воздействия на всего пациента, реализованные при совмещении устройства [3] и способа [4], основанные на подаче в n индукторов электрических сигналов в форме двоичных импульсных последовательностей регулируемой частоты и скважности в течение заданного промежутка времени, причем n индукторов располагают вокруг всего пациента для формирования общей магнитотерапевтической среды. Однако известные способы не позволяют оперативно изменять параметры магнитного воздействия с возможностью управления ими физиологическими показателями пациента непосредственно во время сеанса воздействия.

Поставленная задача достигается тем, что перед началом воздействия устанавливают начальные значения параметров электрических сигналов, определяющие начальные параметры магнитотерапевтической среды, исходя из априорной информации о заболевании, затем выбирают из базы данных ЭВМ значения основных функциональных и физиологических показателей, характеризующих "норму", к которым нужно стремиться при данном заболевании, измеряют действительные значения показателей пациента и запоминают их в качестве исходных, а непосредственно в ходе каждого сеанса периодически измеряют эти же показатели и сравнивают их с "нормой", с исходными показателями и с показателями, полученными в предыдущих сеансах, вычисляя при этом отклонения, по значениям и знакам которых ЭВМ в соответствии с заданной программой формирует управляющие воздействия, изменяющие параметры электрических сигналов, определяющих магнитотерапевтическую среду, следя за приближением действительных функциональных и физиологических показателей к "норме", при этом для реализации управления магнитотерапевтическим воздействием вводят функцию ϕ(у0ij, унij), где у0ij - начальный вектор основных функциональных и физиологических показателей i-го пациента, подвергающегося j-му варианту воздействия; унij - вектор основных функциональных и физиологических показателей пациента, характеризующий "норму" после воздействия при данном заболевании, причем значение этой функции αij = ϕ(yij0

,yijн
) служит мерой эффективности воздействия на i-го пациента j-й методикой, затем определяют зависимость параметров вектора текущего состояния пациента yijk
= ψi(yij0
,bik
), где ψj(•) - вектор-функция заданной структуры; bjk= уkij- уk-1ij - вектор приращений показателей пациента на k-м шаге алгоритма, причем вектор bkj=bk(Xj) функционально связан с вектором параметров магнитотерапевтической среды хj, значения которых находят по методу наименьших квадратов путем минимизации функционала
,
где К - число шагов процедуры за время сеанса воздействия.

На чертеже представлен вариант устройства, реализующего предлагаемый способ.

В состав устройства входят 1 - система формирования двоичных импульсных последовательностей; 2 - система из n индукторов, располагаемых вокруг и вдоль всех частей тела пациента 3; 4 - датчики основных функциональных и физиологических показателей пациента; 5 - измерительно-диагностическая система; 6 - ЭВМ; 7 - врач.

В качестве системы формирования двоичных импульсных последовательностей можно использовать устройство из [4], а в качестве системы из n индукторов, располагаемых по всему пациенту, можно использовать устройство [3].

Сущность способа формирования магнитотерапевтического воздействия заключается в следующем.

В системе формирования 1 генерируется независимо ряд двоичных импульсных последовательностей электрических сигналов в виде токов, которые поступают в систему из n индукторов 2, располагаемых по всему пациенту 3, и конструктивно выполненную в виде костюма, или скафандра, или ложемента, или бокса и т. п. Перед началом воздействия врач 7, исходя из априорной информации о заболевании, с помощью ЭВМ 6 устанавливает начальные значения параметров импульсных двоичных последовательностей (частота, скважность, полярность и др. ), которые определяют значения напряженности, направления векторов и скорости перемещения магнитного поля в системе из n индукторов 2, т.е. устанавливает начальные параметры магнитотерапевтической среды.

При осуществлении воздействия необходимо следить за реакциями организма пациента непосредственно в ходе сеанса магнитотерапии. В связи с этим возникают две задачи: узкая - отследить внезапное ухудшение состояния больного и, более широкая - по изменениям обобщенных показателей организма скорректировать параметры магнитного поля с целью обеспечения наибольшей эффективности воздействия. Хотя в целом в практике магнитотерапии резко отрицательного влияния магнитного поля на организм человека, вызывающего предельные состояния (шок, инфаркт, гипертонический криз и др.) не замечено, вероятность таких проявлений остается, причем необязательно от воздействия магнитного поля, а в силу других причин. В качестве обобщенных могут быть использованы основные функциональные и физиологические показатели (артериальное давление, параметры ЭКГ и электроэнцефалограммы, реограммы и др.).

Перед началом воздействия врач выбирает из базы данных ЭВМ 6 значения основных функциональных и физиологических показателей, характеризующих "норму", к которым нужно стремиться при лечении данного заболевания. Кроме того, перед началом воздействия с помощью датчиков 4 и измерительно-диагностической системы 5 измеряют действительные значения основных функциональных и физиологических показателей пациента, которые запоминаются в ЭВМ в качестве исходных.

В ходе каждого сеанса лечения периодически измеряют эти же показатели и сравнивают их с исходными, с "нормой" и с показателями, полученными в предыдущих сеансах, вычисляя при этом отклонения (приращения). Анализируя эти отклонения, ЭВМ в соответствии с заданной программой вырабатывает управляющие воздействия, изменяющие параметры электрических сигналов, а следовательно, и параметры магнитотерапевтической среды для достижения наибольшей эффективности лечения. В основу такого алгоритма могут быть положены следующие соображения.

Пусть i-й пациент подвергнут лечению магнитным полем с набором параметров хj. Набор параметров хj характеризуется амплитудой, частотой, скважностью, направлением вектора магнитного поля и др. Перед началом лечения предполагается, что каждый пациент подвергается исследованию, позволяющему указать его начальное состояние у0ij - начальный вектор параметров i-го пациента, который должен быть подвергнут j-му варианту лечения. Пусть также из многочисленных предшествовавших исследований известен среднестатистический набор основных функциональных и физиологических показателей пациента, характеризующий "норму" после лечения данного заболевания, т.е. известен вектор параметров унij. Пара векторов у0ij и унij позволяет делать вывод об эффективности лечения i-го больного j-м способом. Введем такую функцию ϕ(у0ij, унij), значение которой
αij = ϕ(yij0

,yijн
) (1)
может служить мерой эффективности лечения i-го больного j-й методикой.

Построение этой функции следует рассматривать как результат формализации логических заключений и выводов специалистов медиков, основанных на статистических данных по лечению рассматриваемого заболевания.

Предположим, что между "нормой" и начальным состоянием i-го пациента существует функциональная связь, определяемая проведенным сеансом магнитотерапии. Эту зависимость будем искать на множестве параметрически неопределенных операторов заданной структуры. Для этого примем
yijk

= ψi(yij0
,bik
) (2)
где уkij - вектор параметров текущего состояния пациента; ψj(•) - вектор-функция заданной структуры; bkjkij - уk-1ij - вектор приращений показателей пациента на k-ом шаге процедуры.

При магнитотерапевтическом воздействии вектор приращений показателей пациента bkj = bkj (Xj) функционально связан с вектором параметров магнитотерапевтической среды xj.

Параметры xj находят по методу наименьших квадратов путем минимизации функционала

где К - общее число шагов процедуры за время сеанса воздействия.

Минимизацию (3) можно провести одним из оптимизационных методов, например итерационным градиентным методом
xjk+1

= xjk
k▿Ij[xjk
] (4)
где Xкj - значение вектора xj на k-м шаге процедуры; k = О, 1, 2...; ▿Ij - градиент функции Ij в точке Xкj; {γk} - числовая последовательность, обеспечивающая сходимость последовательности (4).

Следовательно, модель (2) отображает влияние магнитного поля с набором параметров xj на состояние i-го пациента. Процедура (3), (4) решает задачу идентификации, а величина (1) характеризует эффективность лечения.

При превышении отклонений параметров пациента bj предельно установленных значений, что может соответствовать ухудшению состояния пациента, ЭВМ принимает решение на отключение магнитного воздействия и сигнализирует об этом врачу.

Таким образом, предложенный способ реализует включение "биотехнической обратной связи" в процедуру воздействия магнитным полем, что позволяет системе "пациент - аппарат магнитотерапевтического воздействия" самонастроиться на наиболее эффективный лечебный эффект.

Литература
1. Авторское свидетельство СССР 1498504, кл. А 61 N 2/04, 1989г.

2. Авторское свидетельство СССР 1569025, кл. А 61 N 2/00, 1990г.

3. Патент РФ 2003361, кл. А 61 N 2/02, 1993г.

4. Патент РФ 2090217, кл. А 61 N 2/00, 1997г.

Похожие патенты RU2200036C2

название год авторы номер документа
СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ МАГНИТОТЕРАПЕВТИЧЕСКОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 2000
  • Беркутов А.М.
  • Борисов А.Г.
  • Жулев В.И.
  • Кирьяков О.В.
  • Прошин Е.М.
RU2195974C2
СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ СИГНАЛОВ МАГНИТОТЕРАПЕВТИЧЕСКОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 2001
  • Борисов А.Г.
  • Жулев В.И.
RU2205043C1
СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ МАГНИТОТЕРАПЕВТИЧЕСКОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ 1999
  • Беркутов А.М.
  • Прошин Е.М.
  • Гуржин С.Г.
  • Кряков В.Г.
  • Жулев В.И.
  • Борисов А.Г.
  • Кирьяков О.В.
  • Никитин С.В.
  • Волков И.В.
  • Морозов В.Н.
RU2153369C1
СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ СИГНАЛОВ МАГНИТОТЕРАПЕВТИЧЕСКОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 2001
  • Борисов А.Г.
  • Жулев В.И.
  • Кирьяков О.В.
RU2205045C1
СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ МАГНИТОТЕРАПЕВТИЧЕСКОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 2000
  • Беркутов А.М.
  • Гуржин С.Г.
  • Жулев В.И.
  • Кряков В.Г.
  • Прошин Е.М.
RU2188677C2
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ СИГНАЛОВ МАГНИТОТЕРАПЕВТИЧЕСКОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ 2002
  • Борисов А.Г.
  • Жулев В.И.
  • Кирьяков О.В.
RU2205046C1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОЗДЕЙСТВИЯ МАГНИТНЫМ ПОЛЕМ 2000
  • Беркутов А.М.
  • Гуржин С.Г.
  • Жулев В.И.
  • Кряков В.Г.
  • Прошин Е.М.
RU2171696C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ВЕКТОРНОЙ ФУНКЦИИ МАГНИТНОЙ ИНДУКЦИИ ПЕРИОДИЧЕСКОГО МАГНИТНОГО ПОЛЯ 2000
  • Жильников Т.А.
  • Жулев В.И.
RU2179323C1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ МАГНИТОТЕРАПИИ 2002
  • Быков А.Т.
  • Утехин Е.В.
  • Фролин М.И.
RU2228208C2
СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ МАГНИТОТЕРАПЕВТИЧЕСКОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 2006
  • Григорьев Евгений Михайлович
  • Жулев Владимир Иванович
  • Прошин Евгений Михайлович
  • Харламова Надежда Сергеевна
RU2322273C2

Реферат патента 2003 года СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ МАГНИТОТЕРАПЕВТИЧЕСКОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ

Изобретение относится к медицине и предназначено для формирования магнитотерапевтического воздействия. Он основан на подаче в систему из n индукторов электрических сигналов в форме двоичных импульсных последовательностей регулируемой частоты, скважности и амплитуды в течение заданного промежутка времени, причем n индукторов располагают по всему пациенту для формирования общей магнитотерапевтической среды. Перед началом воздействия устанавливают начальные значения параметров электрических сигналов, определяющие начальные параметры магнитотерапевтической среды, исходя из априорной информации о заболевании, затем выбирают из базы данных ЭВМ значения основных функциональных и физиологических показателей, характеризующих "норму", к которым нужно стремиться при данном заболевании, измеряют действительные значения показателей пациента и запоминают их в качестве исходных, а непосредственно в ходе каждого сеанса периодически измеряют эти же показатели и сравнивают их с "нормой", с исходными показателями и с показателями, полученными в предыдущих сеансах, вычисляя при этом отклонения, по значениям и знакам которых ЭВМ в соответствии с заданной программой формирует управляющие воздействия, изменяющие параметры электрических сигналов, определяющих магнитотерапевтическую среду, следя за приближением действительных функциональных и физиологических показателей к "норме", при этом для реализации управления магнитотерапевтическим воздействием вводят функцию ϕ(у0ij, унij), где у0ij - начальный вектор основных функциональных и физиологических показателей i-го пациента, подвергающегося j-варианту воздействия; унij-вектор основных функциональных и физиологических показателей пациента, характеризующий "норму" после воздействия при данном заболевании, причем значение этой функции αij = ϕ(yij0

,yijн
) служит мерой эффективности воздействия на i-пациента j-й методикой, затем определяют зависимость параметров вектора текущего состояния пациента yijk
= ψi(yij0
,bik
), где ψj (•) - вектор - функция заданной структуры; bjk= уkij- уk-1ij - вектор приращений показателей пациента на k-м шаге алгоритма, причем вектор bkj=bkj) функционально связан с вектором параметров магнитотерапевтической среды хj, значения которых находят по методу наименьших квадратов путем минимизации функционала
,
где К - число шагов процедуры за время сеанса воздействия. При превышении отклонений показателей пациента bj предельно установленных значений формируют сигнал на отключение магнитного воздействия. Способ позволяет повысить эффективность формирования магнитотерапевтического воздействия. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Формула изобретения RU 2 200 036 C2

1. Способ формирования магнитотерапевтического воздействия, основанный на подаче в систему из n индукторов электрических сигналов в форме двоичных импульсных последовательностей регулируемой частоты, скважности и амплитуды в течение заданного промежутка времени, причем n индукторов располагают по всему пациенту для формирования общей магнитотерапевтической среды, отличающийся тем, что перед началом воздействия устанавливают начальные значения параметров электрических сигналов, определяющие начальные параметры магнитотерапевтической среды, исходя из априорной информации о заболевании, затем выбирают из базы данных ЭВМ значения основных функциональных и физиологических показателей, характеризующих "норму", к которым нужно стремиться при данном заболевании, измеряют действительные значения показателей пациента и запоминают их в качестве исходных, а непосредственно в ходе каждого сеанса периодически измеряют эти же показатели и сравнивают их с "нормой", с исходными показателями и с показателями, полученными в предыдущих сеансах, вычисляя при этом отклонения, по значениям и знакам которых ЭВМ в соответствии с заданной программой формирует управляющие воздействия, изменяющие параметры электрических сигналов, определяющих магнитотерапевтическую среду, следя за приближением действительных функциональных и физиологических показателей к "норме", при этом для реализации управления магнитотерапевтическим воздействием вводят функцию ϕ(y0ij, yнij), где у0ij - начальный вектор основных функциональных и физиологических показателей i-го пациента, подвергающегося j - варианту воздействия; унij - вектор основных функциональных и физиологических показателей пациента, характеризующий "норму" после воздействия при данном заболевании, причем значение этой функции αij = ϕ(yij0

,yijн
) служит мерой эффективности воздействия на i - пациента j-й методикой, затем определяют зависимость параметров вектора текущего состояния пациента yijk
= ψj(yij0
,bjk
), где ψj(•) - вектор - функция заданной структуры; bkj= уkijk-1ij - вектор приращений показателей пациента на k-м шаге алгоритма, причем вектор bkj= bk(xj) функционально связан с вектором параметров магнитотерапевтической среды xj, значения которых находят по методу наименьших квадратов путем минимизации функционала

где К - число шагов процедуры за время сеанса воздействия. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что при превышении отклонений показателей пациента bj предельно установленных значений формируют сигнал на отключение магнитного воздействия.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2003 года RU2200036C2

Способ лечения злокачественных опухолей 1974
  • Панков А.К.
  • Уколова М.А.
  • Квакина Е.Б.
  • Гаркави Л.Х.
  • Бражникова Е.И.
  • Салатов Р.Н.
  • Соловьева Г.Р.
  • Еремин В.А.
SU522688A1
СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ СИГНАЛОВ МАГНИТОТЕРАПЕВТИЧЕСКОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ И УСТРОЙСТВА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 1996
  • Беркутов Анатолий Михайлович
  • Прошин Евгений Михайлович
  • Светников Олег Григорьевич
RU2090217C1
СПОСОБ ЛЕЧЕНИЯ АРТЕРИАЛЬНЫХ СОСУДИСТЫХ ЗАБОЛЕВАНИЙ, ОСЛОЖНЕННЫХ ПАТОЛОГИЕЙ ВЕНОЗНОЙ СИСТЕМЫ, И УСТРОЙСТВО МАГНИТОТЕРАПИИ 1991
  • Беркутов А.М.
  • Кириллов Ю.Б.
  • Кряков В.Г.
  • Ластушкин А.В.
  • Прошин Е.М.
  • Светников О.Г.
RU2033206C1

RU 2 200 036 C2

Авторы

Беркутов А.М.

Гуржин С.Г.

Жулев В.И.

Кирьяков О.В.

Кряков В.Г.

Прошин Е.М.

Даты

2003-03-10Публикация

2000-04-17Подача