РЕАБИЛИТАЦИОННЫЙ ПСИХОФИЗИОЛОГИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС ДЛЯ ТРЕНИНГА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ОБРАТНОЙ СВЯЗИ, АУДИОТАКТИЛЬНОЕ ТЕРАПЕВТИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО И СЕНСОРНОЕ КРЕСЛО Российский патент 2006 года по МПК A61B5/16 A61H23/00 

Изобретения относятся к медицинской технике и предназначены для реабилитации и коррекции психофизиологического состояния с использованием многофункциональной биологической обратной связи (БОС) больных с функциональными заболеваниями сердечно-сосудистой системы, нервной системы, хроническими заболеваниями органов дыхания, заболеваниями мочеполовой системы.

Известно устройство для биоадаптивного регулирования психофизиологического состояния, содержащее последовательно соединенные блок измерения и регистрации параметра, функциональный преобразователь физиологического параметра, аналого-цифровой преобразователь, блок сенсорного сигнала обратной связи, а также электроды, соединенные с входом блока измерения и регистрации параметра, в котором для повышения эффективности биоадаптивного регулирования введены блок формирования доверительных интервалов времени измерения физиологического параметра, вход которого соединен с выходом преобразователя, а выход - с выходом блока измерения и регистрации параметра, последовательно соединенные оптический передающий блок, формирователь сенсорного и символического изображения действительных значений измеряемого физиологического параметра, выход которого соединен с входом блока предъявления сенсорного сигнала обратной связи (см. патент Российской Федерации №2029496, МПК 6 А 61 В 5/16, публ. 1995 г., Бюл. №6). Это устройство не эффективно для реабилитации больных с хроническими заболеваниями органов дыхания, мочеполовой системы и функциональных заболеваний нервной системы.

В авторском свидетельстве СССР №1110441, МПК 5 А 61 В 5/16, публ. 1984 г. описана система биоадаптивного регулирования, содержащая последовательно соединенные электроды, измерительное устройство с реографом, дифференциальный усилитель, полосовой фильтр, активный детектор, блок подавления артефактов, усреднитель площади, блок переключения, блок сравнения, блок управления диапроектором и диапроектор. Эта система не обеспечивает реабилитацию больных с хроническими заболеваниями органов дыхания, мочеполовой системы и функциональных заболеваний нервной системы.

Устройство для коррекции функционального состояния человека, защищенное авторским свидетельством СССР №1124922, МПК 5 А 61 В 5/04, публ. 1984 г., обладает более широкими возможностями в сравнении с устройствами, описанными выше. Оно имеет несколько каналов формирования БОС, каждый из которых содержит последовательно соединенные датчик, усилитель, процессор и пороговый блок, а также коммутатор, дешифратор, блок электронных ключей и индикатор. Эффективность такого устройства существенно снижена из-за отсутствия компьютизированной обработки информации и управления. Устройство не обеспечивает возможность реабилитации больных с заболеваниями мочеполовой системы и хроническими заболеваниями органов дыхания.

Наиболее близким по решаемой задаче к заявляемому реабилитационному психофизиологическому комплексу для тренинга с биологической обратной связью является устройство функционального биоуправления, защищенное патентом Российской Федерации №2071723, МПК 6 А 61 В 5/16, публ. 1997 г. и содержащее датчики физиологических параметров, блок преобразования этих сигналов в сигналы обратной связи и блок индикации этих сигналов, выполненный в виде генератора зрительных и слуховых образов, воспроизводящих игровую ситуацию. Каждому датчику соответствует свой преобразователь, в котором сигнал усиливается и преобразуется в импульсную форму. Это устройство, которое по технической сущности и функциональному назначению является реабилитационным психофизиологическим комплексом для тренинга с биологической обратной связью (БОС-тренинга) и принято в качестве прототипа, может использоваться для лечения широкого спектра заболеваний, связанных с нарушением физиологических функций сердечно-сосудистой системы, дыхания, опорно-двигательного аппарата, центральной и периферической нервной системы.

Недостаток прототипа - ограниченные функциональные возможности и недостаточно высокая эффективность из-за того, что сенсорный контроль над физиологическими процессами ограничивается лишь зрительными и слуховыми образами.

Технический результат от использования изобретения - расширение функциональных возможностей за счет информационного воздействия звуковыми колебаниями на тело человека при тренинге с использованием многофункциональной биологической обратной связи, повышение эффективности лечения больных с нарушением физиологических функций сердечнососудистой системы, дыхания, опорно-двигательного аппарата, центральной и периферической нервных систем за счет дополнительного сенсорного контроля над физиологическими процессами в механической тональности.

Указанный технический результат достигается тем, что реабилитационный психофизиологический комплекс для тренинга с использованием биологической обратной связи (БОС), содержащий последовательно соединенные блок датчиков и электродов, многоканальный биоусилитель и многоканальный аналого-цифровой преобразователь, а также блок предъявления сигналов БОС, дополнительно содержит ЭВМ обработки и анализа электрофизиологических сигналов и управления сеансами БОС-тренинга, блок предъявления стимулирующих воздействий, аудиотактильное терапевтическое устройство и контроллер, при этом вход контроллера подключен к выходу многоканального аналого-цифрового преобразователя, выход контроллера соединен с управляющим входом многоканального биоусилителя, а вход-выход - с портом ЭВМ обработки и анализа электрофизиологических сигналов и управления сеансами БОС-тренинга, первый выход которой соединен с входом блока предъявления сигналов БОС, второй выход - с входом аудиотактильного терапевтического устройства, а третий - с входом блока предъявления стимулирующих воздействий. Блок датчиков и электродов содержит датчик дыхания, датчик объема грудной клетки, датчик температуры, электроды для съема сигналов электрокардиографии, электроэнцефалографии, электромиографии, электрокожного сопротивления и реографии, а многоканальный биоусилитель содержит каналы усиления биосигналов электрической активности мозга, электрической активности сердца, электрической активности мышц, сигналов электрокожного сопротивления, сигналов дыхательного ритма. Блок предъявления стимулирующих воздействий выполнен на дешифраторе команд, вход которого является входом блока, первый выход соединен с входом узла формирования светового стимула, второй выход - с входом узла формирования звукового стимула, третий выход - с входом узла формирования цветосветового стимула.

Аудиотактильное терапевтическое устройство является самостоятельным объектом изобретения.

Известно устройство для воздействия звуковыми колебаниями на тело человека, защищенное патентом Российской Федерации №2007982, МПК 5 А 61 Н 23/00, публ. 1994 г., содержащее последовательно соединенные источник питания, электрический генератор и излучатель, контактирующий с телом пациента. Излучатель представляет собой пьезоэлектрический элемент, изгибающийся при подаче на него электрического напряжения. Устройство может иметь несколько излучателей, закрепленных на теле пациента с помощью пояса, повязки, клея, клейкой ткани или пленки. В качестве электрического генератора может использоваться микроЭВМ, выход которой через усилители звуковой частоты соединен с излучателями.

Это устройство предназначено для лечения заболеваний внутренних органов механическим воздействием на тело человека и достаточно эффективно при лечении хронической почечной недостаточности, но не пригодно при лечении больных с функциональными заболеваниями нервной системы, заболеваниями сердечно-сосудистой системы и недостаточно эффективно при лечении заикания, хронических заболеваний органов дыхания и мочеполовой системы.

Технический результат от использования изобретения - расширение функциональных возможностей за счет обеспечения функционального биоуправления различными физиологическими процессами путем аутотренинга, обеспечение возможности лечения больных с функциональными заболеваниями нервной системы, заболеваниями сердечнососудистой системы, повышение эффективности при лечении больных заикания, заболеваний мочеполовой системы, хронических заболеваний органов дыхания.

Указанный технический результат достигается тем, что аудиотактильное терапевтическое устройство, содержащее микроЭВМ и многоканальный усилитель звуковой частоты и излучатели, дополнительно содержит блок воспроизведения мелодий и звуков и физиотерапевтическое кресло, при этом каждый канал усиления многоканального усилителя звуковой частоты снабжен элементом регулировки усиления, имеющим вход управления коэффициентом усиления, подключенный к выходу микроЭВМ, сигнальный вход каждого канала усиления соединен с выходом блока воспроизведения мелодий и звуков, а выходы всех каналов многоканального усилителя звуковой частоты соединены с соответствующими излучателями, которые расположены в физиотерапевтическом кресле. Каждый канал усиления многоканального усилителя звуковой частоты содержит последовательно соединенные управляемый аттенюатор с элементом регулировки усиления и выходной усилительный каскад, при этом сигнальный вход управляемого аттенюатора является сигнальным входом канала усиления многоканального усилителя звуковой частоты, цифровой вход - входом управления коэффициентом усиления многоканального усилителя звуковой частоты, а выход выходного усилительного каскада - выходом канала усиления многоканального усилителя звуковой частоты.

Сенсорное кресло является самостоятельным объектом изобретения. Патентом Российской Федерации №2142249, МПК 7 А 47 С 1/02, B 60 N 2/02, публ. 1999 г. защищено кресло, содержащее смонтированные на каркасе сидение и спинку с обивкой и размещенное между обивкой и каркасом массирующее устройство в виде пальчиков, выполненных мягкими и прикрепленных к салазкам, которые установлены на направляющих каркаса с возможностью возвратно-поступательного перемещения по направляющим сидения и спинки. Это кресло может использоваться для снятия усталостного напряжения и при лечении заболеваний позвоночника. Недостаток такого кресла - невысокая эффективность при лечении больных с функциональными заболеваниями сердечно-сосудистой системы, органов дыхания, нервной системы, отсутствие возможности лечения больных с нарушениями речи.

Из описания к патенту Российской Федерации №2070020, МПК 6 А 61 Н 23/00, публ. 1996 г. известно устройство для акустического воздействия на тело человека, содержащее основание, выполненное, по крайней мере, с одним звукопроводным отверстием, в котором установлен акустический преобразователь, звуковой усилитель, выход которого соединен с акустическим преобразователем, источник сигналов звукового диапазона, выход которого соединен с входом усилителя, кассетный магнитофон или проигрыватель компакт-дисков и обивочный материал, расположенный на основании, при этом акустический преобразователь является стереофоническим, усилитель выполнен многоканальным, стереофонический акустический преобразователь соединен с другим выходом усилителя, другой вход которого соединен с кассетным магнитофоном или проигрывателем компакт-дисков, источник сигналов в звуковом диапазоне выполнен в виде генератора, а обивочный материал в месте расположения акустического преобразователя выполнен воздухопроницаемым. В таком устройстве повышение терапевтического эффекта достигается за счет осуществления воздействия звуком одновременно через ухо и через тело. Однако оно мало эффективно при лечении больных с функциональными заболеваниями сердечно-сосудистой системы, органов дыхания, нервной системы.

Свидетельством на полезную модель №19760, МПК 7 А 61 Н 23/02, публ. 2001 г. защищено кресло вибромассажное, содержащее сидение, спинку, подлокотники и встроенное в кресло вибромассажное устройство, выполненное в виде электромагнитных вибраторов, управляемых электронным блоком, соединенным с установленным на подлокотнике пультом программного управления с возможностью изменения режимов и рисунка массажа с демонстрацией выбираемой программы на индикаторе. Это кресло принято в качестве прототипа заявляемого акустического сенсорного кресла. Недостаток прототипа - это кресло не может использоваться в реабилитационном психофизиологическом комплексе для тренинга с использованием биологической обратной связи, так как электромагнитные вибраторы не предназначены для воспроизведения музыкальных фрагментов и вербальных инструкций.

В патенте СССР №1834653, МПК 5 А 61 Н 1/00, публ. 1993 г. описано сенсорное кресло, включающее мягкое кресло с подлокотниками, жестко установленное в капсуле, закрывающей кресло с боковых сторон и сзади, при этом над изголовьем кресла нависает козырек, обеспечивающий создание рабочей зоны, систему генерации аэрозоли, расположенную за спинкой мягкого кресла, и громкоговорители, установленные на боковых сторонах капсулы и имеющие регуляторы громкости, размещенные на подлокотниках мягкого кресла. Недостаток физиотерапевтического кресла - ограниченные функциональные возможности, так как кресло предназначено лишь для обеспечения комфортного положения пациента при проведении физиотерапевтических процедур.

Технический результат от использования изобретения - расширение функциональных возможностей сенсорного кресла с целью применения в реабилитационном психофизиологическом комплексе для тренинга с использованием биологической обратной связи для лечения больных с функциональными заболеваниями нервной системы, заболеваниями сердечнососудистой системы, хроническими заболеваниями органов дыхания и мочеполовой системы.

Указанный технический результат достигается тем, что сенсорное кресло, содержащее сидение, спинку и электродинамические преобразователи электрических колебаний в звуковые, отличающееся тем, электродинамические преобразователи электрических колебаний в звуковые размещены в спинке кресла с возможностью установки их на уровнях затылка пациента, его срединных шейных (С3, С4), грудных (Тh3, Тh4), поясничных (Тh1, Тh2) позвонков и верхушке крестца, а также в сидении кресла в областях седалищного бугра, короткой головки двуглавой мышцы бедра и подколенной мышцы, при этом центр каждого излучателя колебаний электродинамического преобразователя электрических колебаний в звуковые удален от продольной оси симметрии кресла на 80...150 мм. Каждый электродинамический преобразователь электрических колебаний в звуковые расположен в объемном резонаторе, а в эластичном покрытии кресла выполнен звуковой канал, расположенный напротив центра излучателя электродинамического преобразователя электрических колебаний в звуковые.

Изобретение поясняется чертежами.

На фиг.1 изображена структурная схема заявленного реабилитационного психофизиологического комплекса для тренинга с биологической обратной связью. На фиг.2 приведена функциональная схема блока предъявления стимулирующих воздействий. На фиг.3 приведена блочная схема аудиотактильного терапевтического устройства. На фиг.4 схематично показано размещение излучателей колебаний звуковой частоты в спинке физиотерапевтического кресла. На фиг.5 схематично показано размещение излучателей колебаний звуковой частоты в сидении сенсорного кресла. На фиг.6 условно показана конструкция акустического сенсорного кресла.

На фиг.1...6 цифрами обозначены:

1 - пациент (клиент);

2 - блок электродов и датчиков;

3 - многоканальный биоусилитель;

4 - многоканальный аналого-цифровой преобразователь;

5 - контроллер (микроЭВМ);

6 - ЭВМ обработки и анализа электрофизиологических сигналов и управления сеансами БОС-тренинга;

7 - блок предъявления стимулирующих воздействий;

8 - блок предъявления сигналов БОС (дисплей ПЭВМ);

9 - аудиотактильное терапевтическое устройство;

10 - дешифратор команд;

11 - узел формирования светового стимула;

12 - светоизлучатель;

13 - узел формирования звукового стимула;

14 - стереонаушники (звукоизлучатель);

15 - узел формирования цветосветового стимула;

16 - светодиодная цветовая матрица;

17 - микроЭВМ;

18 - блок воспроизведения мелодий и звуков;

19 - многоканальный усилитель звуковой частоты;

20-1...20-n - каналы усиления звуковой частоты;

21-1...21-n -управляемые аттенюаторы;

22-1...22-n - выходные усилительные каналы;

23-1...23-n - входы управления коэффициентами усиления каналов усиления звуковой частоты;

24-1...24-n - сигнальные входы каналов усиления звуковой частоты;

25-1...25-n - выходы каналов усиления звуковой частоты (выходы многоканального усилителя звуковой частоты);

26 - сенсорное кресло;

27 - спинка сенсорного кресла;

28 - сидение сенсорного кресла;

29 - опора сенсорного кресла;

30 - звуковые каналы акустического сенсорного кресла;

31 - объемный резонатор;

32 - электродинамический преобразователь электрических колебаний в звуковые;

33 - эластичное покрытие сенсорного кресла;

34 - оболочка сенсорного кресла;

35 - шарнир соединения каркасов спинки и сидения сенсорного кресла;

36 - каркас спинки сенсорного кресла;

37 - каркас сидения сенсорного кресла.

Заявленный реабилитационный психофизиологический комплекс для тренинга с использованием биологической обратной связи (тренинга с БОС, БОС-тренинга) содержит (фиг.1) последовательно соединенные блок 2 датчиков и электродов, многоканальный биоусилитель 3, многоканальный аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 4, контролер (микроЭВМ) 5, ЭВМ 6 обработки и анализа электрофизиологических сигналов и управления сеансами БОС-тренинга, а также подключенные к ЭВМ 6, блок 7 предъявления стимулирующих воздействий, блок 8 предъявления сигналов БОС и аудиотактильное терапевтическое устройство 9. Блок 2 представляет собой набор из электродов для измерения биоэлектрических сигналов прямого и косвенного электроизмерения (изменения биопотенциалов мозга, электрической активности сердца, фонового изменения среднего уровня биопотенциалов головного мозга в ответ на внешние раздражители, кожно-гальванической реакции, изменения объемного сопротивления участков тела и органов, вызванные движением крови по сосудам и др.) и датчиков для измерения биоэлектрических сигналов преобразовательного измерения (акустических шумов сердца, изменения насыщения крови кислорода по отраженному свету, динамики изменения скорости воздушного потока из легких при вдохе и выдохе, динамики дыхательного ритма и амплитуды дыхания и др.). Электроды и датчики подключаются каждый к соответствующему входу многоканального биоусилителя 3 и закрепляются на пациенте с помощью клея, вакуумных присосок, эластичных шлемов, поясов, липкой ленты и т.п. Биоусилитель 3 предназначен для усиления низко амплитудных биоэлектрических сигналов до входного диапазона многоканального АЦП 4, фильтрации в заданной полосе пропускания усиливаемых биоэлектрических сигналов и селективной фильтрации сетевой наводки на частоте 50 Гц и имеет вход управления коэффициентом усиления и полосой пропускания каждого канала, подключенный к выходу контроллера 5, с помощью которого синхронизируется съем биоэлектрических сигналов и преобразование их в двоичный код. Многоканальный АЦП 4 предназначен для преобразования аналоговых сигналов в цифровую форму, приемлемую для ввода в ЭВМ 6 с частотой повторения, задаваемой через контроллер 5. ЭВМ 6 предназначена для обработки информации от контроллера 5, измерения физиологических параметров и их анализа, формирования сигналов БОС и управления сеансами БОС-тренинга. ЭВМ 6 может быть выполнена, например, в виде персонального компьютера типа IBM PC, включающего процессор Р11-450, видеоадаптер с 3D-ускорителем, ОЗУ 64 Mb, звуковую карту, CD-ROM и системное программное обеспечение. Блок 7 (фиг.2) предназначен для формирования раздражающих стимулов при съеме и анализе вызванных потенциалов и содержит дешифратор 10 команд и подключенные к его выходам узел 11 формирования светового стимула с светоизлучателем 12, узел 13 формирования звукового стимула со стереонаушниками 14 и узел 15 формирования цветосветового стимула со светодиодной цветовой матрицей 16. Блок 8 предназначен для предъявления пациенту сигналов БОС в виде зрительных и/или слуховых образов, воспроизводящих игровую ситуацию или фрагменты фильма, репродукции картин, музыкальные фрагменты. Блок 8 может быть реализован в виде второго видеоадаптера (видеомонитора), подключенного к персональному компьютеру. Аудиотактильное терапевтическое устройство 9 (фиг.3) предназначено для воздействия звуковыми колебаниями на тело пациента 1 и содержит микроЭВМ 17, блок 18 воспроизведения из архива мелодий и звуков, многоканальный усилитель 19 звуковой частоты и физиотерапевтическое кресло 26, под оболочкой 34 которого в эластичном покрытии 35 спинки и сидения размещены излучатели колебаний звуковой частоты. Каждый канал 20-1...20-n усиления многоканального усилителя 19 содержит последовательно соединенные управляемый аттенюатор 21 и выходной усилительный каскад 22. Сигнальный вход 24 каждого из каналов 20-1...20-n подключен к выходу блока 18, вход 23 управления коэффициентом усиления - к выходу микроЭВМ 17. Выходы 25 многоканального усилителя 19 подключены к соответствующим излучателям колебаний звуковой частоты сенсорного кресла 26, которые размещены в спинке 27 (фиг.4) попарно по высоте на уровнях: а - затылка, б - срединных шейных позвонков (С3, С4), в - срединных грудных позвонков (Th3,Th4), г - срединных поясничных позвонков (ThI1,ThI2) и д - верхушки крестца, соответствующих антропологическим данным человека среднего роста (170...180 см). В сидении 28 (фиг.5) излучатели колебаний звуковой частоты расположены попарно в областях: ж - седалищного бугра, з - короткой головки мышцы бедра и е - подколенной мышцы. Излучатели колебаний звуковой частоты установлены на каркасе 36 спинки и каркасе 37 сидения под оболочкой 34 симметрично относительно продольной оси симметрии на расстоянии 80...150 мм от нее. Излучатели колебаний звуковой частоты выполнены в виде электродинамических преобразователей 32 электрических колебаний в звуковые (фиг.6), помещенных в объемные резонаторы 31, каждый из которых представляет собой деревянный короб. Напротив диффузора каждого электродинамического преобразователя 32 в эластичном покрытии 33 (мягкой обшивке) кресла 25 выполнен звуковой канал 30, через который колебания звуковой частоты передаются оболочке 34, контактирующей с телом пациента. Каркас 36 спинки соединяется с каркасом 37 сидения шарнирным соединением 35 и может иметь дополнительную опору (на фиг.6 не показана), на которую спинка 27 опирается в горизонтальном положении.

Сеанс лечения (реабилитации) посредством тренинга с использованием БОС на заявленном реабилитационном психофизиологическом комплексе осуществляется следующим образом. Пациента 1 усаживают в комфортной позе на сенсорное кресло 26 таким образом, чтобы спина соприкасалась по всей длине со спинкой 27, а линия позвоночника совпадала с осью симметрии кресла. Если функциональное состояние пациента не позволяет производить БОС-тренинг сидя, спинку 27 можно установить в горизонтальное положение, а пациента положить на спину. Включается питание всех устройств, и оператор в зависимости от диагноза и состояния пациента на ЭВМ 6 синтезирует сценарий БОС-тренинга, которым задаются необходимые условия и параметры предстоящей тренировки в виде последовательности этапов саморегуляции. Сценарий БОС-тренинга включает ряд этапов, каждый из которых выполняет определенную цель. Этап оценки исходных физиологических показателей необходим для характеристики исходного фонового состояния пациента и для расчета некоторых показателей, которые будут использоваться при расчете задаваемых порогов и для оценки эффективности проведения этапов тренировки. Этап инструктажа проводится как непосредственно врачом-оператором, так и с помощью технических средств - отображением текстовой и графической информации на мониторе блока 8 или воспроизведением звуковых файлов блоком 18, в которых записаны необходимые инструкции. Этап тренировки - основной этап, в котором пациент методом функционального биоуправления занимается тренировкой и коррекцией своего состояния, используя для биологической обратной связи выбранные врачом-оператором физиологические показатели. Этап паузы (отдыха) используется для отдыха между разными этапами тренировки и сопровождается демонстрацией аудиовизуальных программ. Заканчивается сеанс БОС-тренинга этапом итогового анализа для контроля эффективности тренировки и подготовки выходных документов. Сценарий сеанса БОС-тренинга включает перечень датчиков и электродов, подсоединяемых к пациенту, схему их подключения к входам биоусилителя 3, последовательность подачи музыкальных фрагментов и звуковых сигналов, считываемых блоком 18 из архива мелодий и звуков, программу воздействия колебаниями звуковой частоты на тело пациента - функции изменения коэффициента усиления каждого из каналов усиления 20-1...20-n, программу цветосветовой, звуковой и световой стимуляции (время включения стимула, длительность, интервал между стимулами, амплитуда, цветовая гамма светового и цветового стимулов, частота, длительность, интервал между стимулами, громкость, музыкальный или речевой фрагмент звукового стимула), перечень измеряемых параметров, методики анализа и предъявления результатов пациенту с помощью устройства 8 и порядок документирования процесса проведения сеанса лечения и его результатов (печать числовых и графических результатов, формирование медицинского заключения с диагнозом и рекомендациями по лечению).

После подсоединения датчиков и электродов и включения электропитания вначале проверяется работоспособность и правильное функционирование всех устройств реабилитационного психофизиологического комплекса. Подачей тестовых сигналов проверяются работоспособность датчиков и подэлектродное сопротивление электродов блока 2, чувствительность, полоса частот и коэффициент усиления каждого канала биоусилителя 3, работоспособность светового, цветосветового и звукового стимуляторов блока 7, работоспособность ЭВМ 6, блока 8 и аудиотактильного музыкотерапевтического устройства 9. Затем начинается сеанс БОС-тренинга. Из ЭВМ 6 в контроллер 5 записываются команды на установку коэффициента усиления и полосы частот каждого канала биоусилителя 3, параметры свето, цвето и звуковых стимулов, в микроЭВМ 17 записываются параметры управляющих сигналов для каждого из каналов усиления 20-1...20-n, перечень музыкальных фрагментов и звуковых сигналов и последовательность их воспроизведения блоком 18. В соответствии со сценарием БОС-тренинга пациенту через стереонаушники 14 или устройство 9 дается установка на саморегуляцию соответствующего электрофизиологического параметра. Измеряемые биосигналы в реальном времени анализируются и предъявляются пациенту с помощью блока 8, например, в виде изображения на экране монитора или в виде светового, звукового или цветосветового сигналов блока 7 или в виде воздействия звуковыми колебаниями на его тело. Сеанс БОС-тренинга сопровождается воздействием звуковыми колебаниями на выбранные рефлекторные зоны тела пациента с помощью устройства 9, работа которого будет описана ниже.

Заявленный реабилитационный психофизиологический комплекс для тренинга с БОС позволяет осуществлять БОС-тренинг по параметрам наиболее важных физиологических процессов - электрической активности мозга, электрической активности сердца, кровенаполнения, кожно-гальванической реакции дыхания, и позволяет осуществлять лечение (реабилитацию) больных с различной патологией. Так, БОС-тренинг по параметрам электроэнцефалографии используется при лечении последствий черепно-мозговых травм, церебральных сосудистых заболеваний, судорожных состояний, пограничных состояний типа вегетодистоний и нейроциркулярных ангиопатий. Эффективность БОС-тренинга по параметрам ЭЭГ повышается за счет тренинга по звуковому каналу с закрытыми глазами с использованием пространственной звуковой шкалы сенсорного кресла 26. БОС-тренинг по частоте сердечных сокращений находит применение для оптимизации баланса симпатического и парасимпатического отделов вегетативной нервной системы, активизации адаптационно-приспособительных механизмов, снижения артериального давления при гипертонии, для коррекции некоторых видов аритмии, его эффективность повышается за счет дополнительной синхронизации частоты сердечных колебаний звуковыми колебаниями излучателей кресла 26. БОС-тренинг по параметрам электромиографии используется для распознавания и коррекции мышечного напряжения, лечения судорожных фантомных болей в ампутированных конечностях, реабилитации при постинсультных гемопарезах. Эффективность такого БОС-тренинга повышается при дополнительном воздействии звуковыми колебаниями на различные участки тела пациента. БОС-тренинг по параметрам дыхания применяется при лечении хронических заболеваний органов дыхания, невротических и псевдоневротических состояний, сердечнососудистых заболеваний, при лечении заикания. Эффективность этого БОС-тренинга повышается при задании ритма дыхания с помощью устройства 9. БОС-тренинг по параметрам кровообращения может быть использован при широком круге нарушений кровообращения - нейроциркуляторной дистонии, артериальной гипертензии, гипотонии, периферического кровообращения. Эффективность лечения повышается за счет улучшения капиллярного кровообращения под действием механических колебаний. БОС-тренинг по параметрам кожно-гальванической реакции используется при лечении заболеваний центральной нервной системы, неврозов, фобий, депрессивных состояний, различных эмоциональных расстройств и повышения психической устойчивости. Эффективность повышается за счет того, что с помощью устройства 9 дополнительно вербально дается установка на саморегуляцию.

В сравнении с прототипом заявленный реабилитационный психофизиологический комплекс имеет более широкие функциональные возможности за счет информационного воздействия звуковыми колебаниями на тело человека при тренинге с использованием многофункциональной биологической обратной связи и позволяет повысить эффективность лечения с использованием всех возможных процедур БОС-тренинга, как за счет того, что при механическом воздействии звуковыми колебаниями на тело человека при соответствующих музыкальных фрагментах активизируется обучение пациента функциональному биоуправлению, так и за счет лечебного рефлекторного воздействия звуковых колебаний на физиологические системы организма человека.

Дополнительный лечебный эффект обусловлен наличием цветосветовой и звуковой стимуляции. Подбор благоприятно влияющих на эмоциональное состояние пациента музыкальных фрагментов, речевых установок и цветовых стимулов с определенным ритмом позволяет ввести пациента в такое состояние, при котором БОС-тренинг протекает с максимальной мобилизацией.

Аудиотактильное терапевтическое устройство 9 (фиг.3) может использоваться самостоятельно для обучения плохослышащих, лечения функциональных заболеваний нервной системы (неврастения, переутомление, бессонница, психогенные функциональные нарушения сердечно-сосудистой системы), заболеваний органов дыхания (хронические бронхиты, бронхиальная астма), заболеваний с нарушениями речи (постинсультная моторная афазия, заикание), заболеваний мочеполовой системы и сексопатологии (хроническая почечная недостаточность, простатит, импотенция, фригидность).

При проведении сеансов лечения пациента подвергают тестированию, в процессе которого выявляют психоэмоциональное состояние больного, основной на момент лечения синдром, реакцию организма больного на музыкальные фрагменты различной тональности, эмоциональной насыщенности и ритмичности и на звуковые сигналы определенной частоты. Для объективизации при тестировании психоэмоциональное и функциональное состояние определяют путем анализа параметров электрофизиологических процессов, в частности кожно-гальванической реакции, электрокардиографии, электромиографии, реографии и других. В зависимости от результатов тестирования формируется сценарий (программа проведения) на каждый сеанс лечения. Например, для лечения неврастении сценарий сеанса включает последовательность музыкальных фрагментов из известных пациенту любимых произведений в исполнении любимых исполнителей или из природных шумов (шелест листвы, пение птиц, шум морского прибоя) с указанием места воздействия и силы (громкости) звука. Для лечения заболеваний мочеполовой системы сценарий сеанса может содержать параметры звукового сигнала (частота, амплитуда, длительность посылки и паузы, форма модулирующего сигнала) и места воздействия (номера излучателей колебаний звуковой частоты акустического сенсорного кресла и последовательность их включения).

Сценарий сеанса заносится в микроЭВМ 17 (записываются маркеры и время включения музыкальных фрагментов, параметры управляющих сигналов). Для реализации сценария сеанса в микроЭВМ 17 выделяются каналы усиления 20 - каналы воздействия и по каждому из них задается функция в координатах время - усиление. Пациента усаживают на сенсорное кресло 26 в комфортной позе таким образом, чтобы линия позвоночника совпадала с продольной осью симметрии кресла, а спина по всей длине соприкасалась со спинкой 27. Включается электропитание многоканального усилителя 19, из микроЭВМ 17 в блок 18 поступает команда на воспроизведение первого музыкального фрагмента или звукового сигнала и на входы 24-1...24-n каналов усиления 20-1...20-n поступают сигналы от блока 18, а на входы 23-1...23-n - сигналы управления коэффициентом усиления. С выходов каналов усиления 20-1...20-n электрические сигналы, соответствующие музыкальному фрагменту и модулирующему управляющему сигналу, преобразуются соответствующими излучателями колебаний звуковой частоты в спинке 27 и сидении 28 кресла 26 в механические колебания оболочки 34, которые воздействуют на рефлекторные зоны вокруг позвоночного столба и оказывают лечебный эффект, вызывая и улучшение капиллярного кровоснабжения в этих зонах, и рефлекторное воздействие на сопряженные зонам внутренние органы, и нормализацию (коррекцию) психоэмоционального состояния за счет мягкого массажа. В сравнении с прототипом сенсорное кресло обладает более широкими функциональными возможностями и за счет комплексного воздействия на организм человека более ярко выраженным эффектом. Наличие микроЭВМ 17 и блока 18 с архивом мелодий и звуков позволяет реализовать практически неограниченное количество сценариев сеансов лечения и индивидуализировать стратегию лечения для каждого из пациентов. Наличие физиотерапевтического кресла 26 с излучателями колебаний звуковой частоты и многоканального усилителя 19 с управляемым коэффициентом усиления в каждом канале усиления по командам от микроЭВМ 17 обеспечивает одновременное и разнообразное воздействие практически на все системы организма человека, реализовать которые с помощью устройства-прототипа невозможно. Так, например, воздействие звуковыми колебаниями, имитирующими шум морского прибоя или шелест листвы, на уровне тактильной чувствительности последовательно на участки тела вдоль позвоночника сверху вниз и снизу вверх с периодичностью 3...5 с вызывает глубокий сон без сновидений и эффективно для снятия тревожного состояния и при лечении неврозов и бессонницы. Воздействие на участки тела в области шейных и грудных позвонков звуковыми колебаниями промодулированными управляющими сигналами, задающими ритм и глубину дыхания, эффективно при лечении хронических заболеваний органов дыхания. Воздействие звуковыми колебаниями на участки тела, контактирующие с сидением 28, и в области верхушки крестца при воспроизведении ритмичных мажорных музыкальных фрагментов улучшает кровоснабжение органов мочеполовой системы и благотворно влияет на повышение потенции и лечение хронического простатита.

Сенсорное кресло 26 (фиг.4, 5 и 6) обеспечивает комфортность пациенту при сеансах лечения с помощью устройства 9. Эластичное покрытие 33 позволяет увеличить площадь соприкосновения тела пациента со спинкой 27 и сидением 28. Возможность изменения положения спинки 27 относительно сидения 28 и его фиксация способствуют принятию пациентом комфортной позы. Размещение излучателей колебаний звуковой частоты на уровнях а...д в спинке 27 и в областях ж...е сидения 28 позволяет оказывать дифференцированное воздействие в зависимости от патологии и реализовать различные методики лечения.

Излучатели колебаний звуковой частоты могут быть реализованы каждый в виде электродинамического преобразователя 32 электрических колебаний в звуковые, помещенного в объемный резонатор 31, напротив которого в эластичном покрытии 33 выполнен звуковой канал 30, через который звуковые колебания от диффузора электродинамического преобразователя 32 передаются на оболочку 34, контактирующую с телом пациента.

Заявленный реабилитационный психофизиологический комплекс для тренинга с БОС реализован с использованием персонального компьютера IBM PC 486 и электроэнцефалоанализатора, электрокардиоанализатора, реоанализатора, разработанных МПКФ "Медиком МТД" и включающих многоканальный усилитель биосигналов и многоканальный аналого-цифровой преобразователь. Этот комплекс для тренинга с БОС в сравнении со специализированными устройствами функционального биоуправления, ориентированных только на отдельные методики или отдельные электрофизиологические показатели, обладает неоспоримыми преимуществами за счет заложенных в него возможностей программного обеспечения, кроме основного назначения.

Это

- готовые настройки на типовые исследования с формированием автоматизированных методик;

- автоматизация и программирование комплексного исследования собственными силами;

- быстрые и мощные процедуры временного, частотного и структурного анализа с картированием;

- наглядная и всесторонняя визуализация записей и результатов анализа;

- широкий выбор средств преобразования и редактирования записей, статистический анализ;

- простой и интуитивно понятный диалог, развитая контекстная помощь по экранному справочнику;

- разнообразная стимуляция, экспресс-анализ и управление в реальном времени;

- обеспечение измерений и анализа электрокардиограмм, электроэнцефалограмм, сигналов кожно-гальванической реакции, вызванных потенциалов, реограмм, спирографии, пульсометрии и температуры.

Сенсорное кресло 26 изготовлено переоборудованием авиационного кресла. В качестве блока 8 может использоваться второй видеомонитор, подключенный к ЭВМ 6. Блок 7 может дополнительно содержать электростимулятор. Узел формирования цветосветового стимула 15 можно реализовать как с использованием светодиодной матрицы 16, так и путем очков со сменяемыми светофильтрами.

Изобретения относятся к медицинской технике и предназначены для реабилитации и коррекции психофизиологического состояния с использованием многофункциональной биологической обратной связи (БОС) больных с функциональными заболеваниями сердечно-сосудистой системы, нервной системы, хроническими заболеваниями органов дыхания, заболеваниями мочеполовой системы. Заявленный реабилитационный психофизиологический комплекс для тренинга с использованием биологической обратной связи (тренинга с БОС, БОС-тренинга) содержит последовательно соединенные блок датчиков и электродов, многоканальный биоусилитель, многоканальный аналого-цифровой преобразователь, контролер (микроЭВМ), ЭВМ обработки и анализа электрофизиологических сигналов и управления сеансами БОС-тренинга, блок предъявления стимулирующих воздействий, блок предъявления сигналов БОС и аудиотактильное терапевтическое устройство. Аудиотактильное терапевтическое устройство предназначено для воздействия звуковыми колебаниями на тело пациента и содержит микроЭВМ, блок воспроизведения из архива мелодий и звуков, многоканальный усилитель звуковой частоты и сенсорное кресло. Сенсорное кресло содержит сидение, спинку и излучатели звуковой частоты, выполненные в виде электродинамических преобразователей электрических колебаний в звуковые с возможностью установки их в спинке кресла на уровнях затылка, срединных шейных (С3, С4), грудных (Th3, Th4), поясничных (Th1, Th2) позвонков и верхушки крестца и в областях седалищного бугра, короткой головки двуглавой мышцы бедра и подколенной мышцы в сидении кресла. Технический результат от использования изобретений - расширение функциональных возможностей за счет информационного воздействия звуковыми колебаниями на тело человека при тренинге с использованием многофункциональной биологической обратной связи, повышение эффективности лечения больных с нарушением физиологических функций сердечнососудистой системы, дыхания, опорно-двигательного аппарата, центральной и периферической нервных систем за счет дополнительного сенсорного контроля над физиологическими процессами в механической тональности. 3 н. и 4 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Реабилитационный психофизический комплекс для тренинга с использованием биологической обратной связи (БОС), содержащий последовательно соединенные блок датчиков и электродов, многоканальный биоусилитель и многоканальный аналого-цифровой преобразователь, а также блок предъявления сигналов БОС, отличающийся тем, что он дополнительно содержит ЭВМ обработки и анализа электрофизиологических сигналов и управления сеансами БОС-тренинга, блок предъявления стимулирующих воздействий, аудиотактильное терапевтическое устройство и контроллер, при этом вход контроллера подключен к выходу многоканального аналого-цифрового преобразователя, выход контроллера соединен с управляющим входом многоканального биоусилителя, а вход-выход - с портом ЭВМ обработки анализа электрофизиологических сигналов и управления сеансами БОС-тренинга, первый выход которой соединен с входом блока предъявления сигналов БОС, второй выход - с входом аудиотактильного терапевтического устройства, а третий - с входом блока предъявления стимулирующих воздействий.2. Комплекс по п.1, отличающийся тем, что блок датчиков и электродов содержит датчик дыхания, датчик объема грудной клетки, датчик температуры, электроды для съема сигналов электрокардиографии, электроэнцефалографии, электромиографии, электрокожного сопротивления и реографии, а многоканальный биоусилитель содержит каналы усиления биосигналов электрической активности мозга, электрической активности сердца, электрической активности мышц, сигналов электрокожного сопротивления, сигналов дыхательного ритма.3. Комплекс по п.1, отличающийся тем, что блок предъявления стимулирующих воздействий выполнен на дешифраторе команд, вход которого является входом блока, первый выход соединен с входом узла формирования светового стимула, второй выход - с входом узла формирования звукового стимула, третий выход - с входом узла формирования цветосветового стимула.4. Аудиотактильное терапевтическое устройство, содержащее микроЭВМ и многоканальный усилитель звуковой частоты и излучатели, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит блок воспроизведения мелодий и звуков и сенсорное кресло, при этом каждый канал усиления многоканального усилителя звуковой частоты снабжен элементом регулировки усиления, имеющим вход управления коэффициентом усиления, подключенный к выходу микроЭВМ, сигнальный вход каждого канала усиления соединен с выходом блока воспроизведения мелодий и звуков, а выходы всех каналов многоканального усилителя звуковой частоты соединены с соответствующими излучателями, которые расположены в сенсорном кресле.5. Устройство по п.4, отличающееся тем, что каждый канал усиления многоканального усилителя звуковой частоты содержит последовательно соединенные управляемый аттенюатор с элементом регулировки усиления и выходной усилительный каскад, при этом сигнальный вход управляемого аттенюатора является сигнальным входом канала усиления многоканального усилителя звуковой частоты, цифровой вход - входом управления коэффициентом усиления многоканального усилителя звуковой частоты, а выход выходного усилительного каскада - выходом канала усиления многоканального усилителя звуковой частоты.6. Сенсорное кресло, содержащее сиденье, спинку, и электродинамические преобразователи электрических колебаний в звуковые, отличающееся тем, что электродинамические преобразователи электрических колебаний в звуковые размещены в спинке кресла с возможностью установки их на уровнях затылка пациента, его срединных шейных (С3, С4), грудных (Th3, Th4), поясничных (Th1, Th2) позвонков и верхушке крестца, а также в сиденье кресла в областях седалищного бугра, короткой головки двуглавой мышцы бедра и подколенной мышцы, при этом центр каждого излучателя колебаний электродинамического преобразователя электрических колебаний в звуковые удален от продольной оси симметрии кресла на 80...150 мм.7. Сенсорное кресло по п.6, отличающееся тем, что каждый электродинамический преобразователь электрических колебаний в звуковые расположен в объемном резонаторе, а в эластичном покрытии кресла выполнен звуковой канал, расположенный напротив центра излучателя электродинамического преобразователя электрических колебаний в звуковые.