УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОЧЕТАННОЙ ТРАНСКРАНИАЛЬНОЙ ФИЗИОТЕРАПИИ Российский патент 2010 года по МПК A61N2/02 A61N1/32 

Изобретение относится к медицине, а именно к медицинской технике, и может использоваться при сочетанной транскраниальной физиотерапии для лечения заболеваний, связанных с нарушением мозгового кровообращения и дисфункцией гипоталамо-гипофизарных структур мозга (когнитивные, нейроэндокринные, дисциркуляторные энцефалопатии, психосоматические и др. нарушения).

Известно устройство для физиотерапевтического низкочастотного электромагнитного воздействия, сочетающее синхронное воздействие переменным магнитным полем слабой интенсивности и излучением инжекторного низкоинтенсивного лазера. Устройство содержит задающий генератор, формирующий короткие прямоугольные импульсы с частотами следования (80+5); 132 и 147 Гц, счетный триггер, блок эмиттерных повторителей, включенный между выходом задающего генератора и входом счетного триггера, блок постоянного питающего напряжения, последовательно соединенные электромагнитные индукторы, усилители мощности, входы которых связаны с выходом счетчика, а выход - с индукторами, источники лазерного излучения, выполненные в виде инжекторных полупроводниковых лазерных диодов, блоки регуляторов режимов питания лазерных диодов, каждый из которых подключен к первому входу соответствующего лазерного диода, блоки запитки затворов лазерных диодов, каждый из которых входом соединен с выходом блока эмиттерных повторителей, а выходом - с затворным входом соответствующего лазерного диода. При этом каждый электромагнитный индуктор и лазерный диод совмещены в единый конструктивный элемент. Причем обмотка индуктора намотана на диэлектрический каркас, внутри которого размещен с возможностью перемещения сердечник, выполненный со сквозным продольным отверстием, в котором установлен лазерный диод (патент РФ № 2240154, кл. A61N 2/00, A61N 5/06. Опубл. 20.11.2004 г.).

Недостатком известного устройства является быстрое затухание лазерного излучения в тканях человека, что не позволяет воздействовать на глубинные структуры мозга. А это снижает эффективность лечения этим устройством.

Известен также электростимулятор транскраниальный (варианты) и устройство для крепления электродов электростимулятора транскраниального.

По варианту 1 электростимулятор транскраниальный включает генератор с частотой воздействия 77±7,0 Гц, регулятор уровня выходного тока, измеритель выходного тока, стабилизатор напряжения, батарею питания, четыре электрода, генераторы импульсов с частотой воздействия 10±1,0 Гц и частотой воздействия 500±50,0 Гц, сглаживающий фильтр, ключ один, ключ два, устройство для крепления электродов и задающий генератор с трансформаторным усилителем, связанным с выпрямителем. При этом выход батареи питания соединен с входом стабилизатора напряжения, выход стабилизатора напряжения соединен с входами регулятора уровня выходного тока, генераторов импульсов и задающего генератора. Выход регулятора уровня выходного тока соединен с входом ключа два, выходы генераторов импульсов соединены с входом ключа один. Выход выпрямителя соединен со вторым входом ключа один, выход которого соединен с измерителями выходного тока и электродами, выход ключа два соединен с входом сглаживающего фильтра, выход которого подключен к трансформаторному усилителю.

По варианту 2 электростимулятор транскраниальный включает генератор с частотой воздействия 77±7,0 Гц, регулятор уровня выходного тока, стабилизатор напряжения, батарею питания, четыре электрода, генераторы импульсов с частотой воздействия 10±1,0 Гц и частотой воздействия 500±50,0 Гц, сглаживающий фильтр, ключ один, ключ два, устройство для крепления электродов, задающий генератор с трансформаторным усилителем, связанным с выпрямителем, ПЭВМ, стандартный интерфейс ПЭВМ-LPT порт, коммутатор и три гальванические оптронные развязки. При этом выход батареи питания соединен с входом стабилизатора напряжения, выход стабилизатора напряжения соединен с входами регулятора уровня выходного тока, генераторов импульсов и задающего генератора. Выход выпрямителя соединен со вторым входом ключа один, выход которого соединен с измерителем выходного тока и электродами. Выход ключа два соединен с входом сглаживающего фильтра, подключенного к трансформаторному усилителю, вход коммутатора соединен с выходами трех генераторов импульсов, а его выход соединен с входом ключа один. При этом ПЭВМ подключена через стандартный интерфейс ПЭВМ-LPT порт и гальванические оптронные развязки к коммутатору.

Устройство для крепления электродов транскраниального электростимулятора включает оголовье в виде шлема, состоящего из кронштейнов из пружинной ленточной стали в виде дуг, изогнутых по радиусу и повторяющих форму голову, и крепящиеся к нему электроды. Кронштейны снабжены отверстиями, фиксаторами и пазами для крепления и перемещения электродов. А электроды выполнены в виде тарелочек, закрытых сверху крышками из электроизоляционного материала. При этом электроды подвижно установлены в пазах держателей посредством приливов на крышках (патент РФ № 2297253, кл. A61N 1/36, A61N 1/32, A61N 1/04. Опубл. 20.04.2007 г.).

Но данное устройство недостаточно эффективно из-за отсутствия возможности проведения сочетанных процедур.

Наиболее близким к предлагаемому по своей технической сущности является устройство для магнитотерапии, содержащее источники магнитного поля, размещенные на шлеме, состоящем из матерчатого обруча, выполненного с возможностью изменения и фиксации размера, и соединенной с ним матерчатой полосы в виде дуги, импульсный блок питания и распределитель импульсов. В качестве источников магнитного поля выбраны соленоиды, размещенные в двух немагнитных корпусах с односторонней вогнутой поверхностью, закрепленных на концах дугообразной пластины диаметрально противоположно относительно друг друга с обращенными навстречу друг другу вогнутыми поверхностями. При этом соленоиды установлены на размещенном полярно вогнутой поверхности корпуса изогнутом основании из ферромагнитного материала, и их количество в каждом корпусе одинаково. Дугообразная пластина выполнена из упругого металла и скреплена с матерчатым обручем, а противоположно и симметрично расположенные соленоиды попарно электрически связаны через распределитель импульсов с соответствующим выходом импульсного блока питания (патент РФ на полезную модель № 58043, кл. A61N 2/02. Опубл. 10.11.2006 г.).

Однако и это устройство недостаточно эффективно из-за отсутствия возможности проведения сочетанных процедур.

Задачей, на решение которой направлено заявленное изобретение, является повышение эффективности лечения заболеваний, связанных с нарушением мозгового кровообращения и дисфункцией гипоталамо-гипофизарных структур мозга (когнитивные, нейроэндокринные, дисциркуляторные энцефалопатии, психосоматические и др. нарушения).

Поставленная задача решается тем, что в устройство для сочетанной транскраниальной физиотерапии, содержащее шлем в виде матерчатого обруча, на котором размещены источники магнитного поля, электрически связанные через распределитель импульсов с блоком питания, дополнительно введены генератор высокочастотных биполярных импульсов, электронный прерыватель, поперечные лямки и токопроводящие элементы. При этом токопроводящие элементы установлены на одной из свободных частей обруча с возможностью перемещения по обручу, а поперечные лямки прикреплены к другой свободной части обруча с возможностью взаимной жесткой фиксации их свободных концов. Причем каждая лямка снабжена, по меньшей мере, одним токопроводящим элементом, а токопроводящие элементы соответственно на обруче и лямках электрически связаны между собой и соединены через электронный прерыватель с выходом генератора высокочастотных биполярных импульсов, вход которого соединен с блоком питания.

Введенный генератор высокочастотных биполярных импульсов стимулирует структуры мозга за счет активации двигательной способности нейронов его нейрональной сети.

Введенный электронный прерыватель обеспечивает пульсирующую (модулированную) стимуляцию нейрональной сети с регулировкой частоты модуляции и возможностью подбора ее оптимальных значений, что повышает эффективность устройства, так как модулированное импульсное воздействие биологически эффективнее немодулированного.

Введенные токопроводящие элементы, установленные на одной из свободных частей обруча с возможностью перемещения по обручу, обеспечивают в процессе транскраниальной электростимуляции воздействие во фронтальной области наряду с обеспечением условий для выбора оптимального положения токовводов и надежного электрического контакта с кожей пациента.

Электрическая связь токопроводящих элементов соответственно на обруче и лямках между собой и соединение через электронный прерыватель с выходом генератора высокочастотных биполярных импульсов, вход которого соединен с блоком питания, реализует работу той части устройства, которая обеспечивает транскраниальное электростимулирование по фронто-мастоидальной методике.

Введенные поперечные лямки, прикрепленные к другой свободной части обруча с возможностью взаимной жесткой фиксации их свободных концов, и снабженные, по меньшей мере, одним токопроводящим элементом, обеспечивают надежный контакт токовводов в мастоидальной области (сосцевидные отростки) при максимальной комфортности проводимой процедуры.

Технический результат заключается в стимуляции глубинных структур мозга, включая гипоталамо-гипофизарную область, ответственную за синхронизацию в организме работы различных систем и восстановление нарушенного гомеостаза, сопровождаемой улучшением биоэлектрической активности головного мозга, показателей вегетативной нервной системы и др.

На чертеже представлено заявляемое устройство для сочетанной транскраниальной физиотерапии, общий вид.

Устройство содержит шлем в виде матерчатого обруча 1, на котором размещены источники магнитного поля 2, электрически связанные через распределитель импульсов 3 с блоком питания 4, генератор высокочастотных биполярных импульсов 5, электронный прерыватель 6, поперечные лямки 7 и токопроводящие элементы 8, 9. При этом токопроводящие элементы 8 установлены на одной из свободных частей обруча 1 с возможностью перемещения по нему. А поперечные лямки 7 прикреплены к другой свободной части обруча 1 с возможностью взаимной жесткой фиксации их свободных концов. Каждая лямка 7 снабжена, по меньшей мере, одним токопроводящим элементом 9. Причем токопроводящие элементы 8, 9 соответственно на обруче 1 и лямках 7 электрически связаны между собой и соединены через электронный прерыватель 6 с выходом 10 генератора высокочастотных биполярных импульсов 5, вход 11 которого соединен с блоком питания 4. Токопроводящие элементы 8, 9 выполнены в виде металлических накладок с токовводами 12, 13, обращенных друг к другу. При этом число токопроводящих элементов 8 на обруче 1 установлено не менее двух, число токопроводящих элементов 9 на лямках 7, число которых не менее двух, одинаково.

Устройство применяют следующим образом.

Шлем в виде матерчатого обруча 1 в собранном виде надевается на голову пациента таким образом, чтобы токопроводящие элементы 8 находились на лобной поверхности головы пациента, источники магнитного поля 2 - в височно-затылочной области, а элементы 9 - в области сосцевидных отростков. При этом свободные концы лямок 7 фиксируют в подбородочной области фиксатором, например, типа «липучкам». После включения блока питания 4, генератора высокочастотных биполярных импульсов 5 и распределителя импульсов 3 поочередно получают питание источники магнитного поля (соленоиды) 2, вызывающие возбуждение и движение магнитного поля в височно-затылочной области пациента. При этом электронный прерыватель 6 обеспечивает подачу пачек высокочастотных импульсов одновременно на две пары токопроводящих элементов 8, 9. В процессе работы устройства токи, протекающие в тканях мозга между токопроводящими элементами 8 и 9, взаимодействуют с токами, наведенными в более глубоких структурах мозга, благодаря ЭДС самоиндукции, возникающей при движении магнитного поля внутри токопроводящих тканей мозга, что обеспечивает эффективное лечение заболеваний, связанных с нарушением мозгового кровообращения и дисфункцией гипоталамо-гипофизарных структур мозга.

На предприятии-заявителе разработана техническая документация и изготовлен опытно-промышленный образец, который прошел испытания в ряде лечебных учреждений.

В ходе клинических испытаний было сформировано три группы больных с различной нозологией клинического диагноза: 1 - дисциркуляторная энцефалопатия (ДЭ) II-III степени (возраст 42-55 лет), развившаяся на фоне легкой черепно-мозговой травмы (ЛЧМТ); 2 - вегетососудистая дистония (ВСД) у детей (возраст 12-17 лет) на фоне сахарного диабета 1-го типа; 3 - частичная атрофия зрительного нерва (ЧАЗН) травматического и сосудистого генеза (возраст 46-58 лет).

В каждой группе больные разделялись на три подгруппы (сходные по возрасту, тяжести и давности заболевания) в зависимости от характера назначаемой транскраниальной физиотерапии. Подгруппа А получала транскраниальную магнитотерапию с использованием устройства-прототипа при следующих параметрах интенсивность (индукция) поля 35-45 мТл, частота воздействия 50 Гц, частота модуляции 1-10 Гц с изменением в этом диапазоне по нарастанию в течение курса (10 сеансов). Время экспозиции 10-15 мин. Подгруппа Б получала транскраниальную электростимуляцию по лобно-сосцевидной методике с помощью заявленного устройства при отключенных излучателях магнитного поля и следующих параметрах электростимуляции: интенсивность тока 10-20 мА, частота воздействующего тока 2,5 кГц, частота модуляции 10 Гц. Курс 10 сеансов, экспозиция 10-20 мин. Подгруппа В получала сочетанную транскраниальную физиотерапию с помощью предлагаемого устройства с параметрами, указанными для групп А и Б.

Анализировали параметры церебрального кровотока с помощью реоэн-цефалографии (РЭГ) и биоэлектрическую активность мозга с помощью электроэнцефалографии (ЭЭГ). Использован компьютерный комплекс "Энцефа-лан-131-03".

С помощью РЭГ определяли относительную величину пульсового кровенаполнения (реографический индекс - РИ), тонус сосудов малого калибра (дикретический индекс - ДИ), венозный отток (диастолический индекс - ДСИ) в бассейне позвоночных артерий. С помощью ЭЭГ определяли общую мощность спектра (ОМС) в основном за счет спектральной мощности α-ритма (норма 50-130 мкВ²/Гц).

У больных с частичной атрофией зрительного нерва дополнительно исследовали изменение остроты зрения в процессе лечения.

У всех больных контролировали клинические признаки заболевания до и после лечения.

Результаты измерений средних показателей РЭГ, ЭЭГ и остроты зрения при ЧАЗН в динамике (до и после лечения) сведены в таблицу. Видно, что во всех трех нозолических группах изменения изучаемых показателей в подгруппах В (лечение с предлагаемым устройством) существенно отличаются от показателей в подгруппах А и Б. Так реографический индекс (РИ) в 1В, 2В и 3В увеличился после лечения соответственно на 44; 31 и 26%, в то время как в подгруппах 1А; 2А; 3А и 1Б; 2Б; 3Б увеличение колебалось от 10 до 15%. Это характерно и для других параметров кровотока - ДИ; ДСИ.

Изменение средних показателей гемодинамики, биоэлектрической активности мозга и зрительной функции в зависимости от методики лечения Показатель Группы, подгруппы 1-я (n=90)ДЭ 2-я (n=86) ВСД 3-я (n-94) ЧАЗН А (n=30) Б (n-29) В (n-31) A (n=28) Б (n=26) В (n=32) A (n=31) Б (n=32) В (n=31) РЭГ в бассейне позвоночной артерии                   РИ ДИ ДСИ ЭЭГ - общая мощность спектра, мкВ²/Гц Острота зрения при ЧАЗН             Примечание. В числителе - до лечения, в знаменателе - после лечения.
* параметр статистической достоверности р<0,05.

Изменение этих показателей в подгруппах В характеризовалось, как правило, аддитивным (суммарным) эффектом по отношению к подгруппам А и Б.

Увеличение общей мощности спектра ЭЭГ в подгруппах 1В; 2В и 3В в результате лечения предлагаемым устройством составило соответственно 41; 35 и 43%, в то время как в подгруппах 1А; 2А и 3А, а также 1Б; 2Б и 3Б это увеличение составило 28; 29 и 22%, а также 16; 20 и 18% соответственно.

Динамика зрительных функций при ЧАЗН в подгруппе 3В равнялось суммарному эффекту, полученному в 3А и 3Б.

Клинически у больных с гипертонией наблюдалось снижение артериального давления во всех подгруппах, прекращались или уменьшались жалобы больных на плохой сон, раздражительность, повышенное потоотделение, метеочувствительность. Улучшалось настроение, психосоматический статус, физическая и психическая активность.

Изобретение относится к медицине. Устройство содержит шлем в виде матерчатого обруча, на котором размещены источники магнитного поля, электрически связанные через распределитель импульсов с блоком питания. В него дополнительно введены генератор высокочастотных биполярных импульсов, электронный прерыватель, поперечные лямки и токопроводящие элементы. Токопроводящие элементы установлены на одной из свободных частей обруча с возможностью перемещения по обручу, а поперечные лямки прикреплены к другой свободной части обруча с возможностью взаимной жесткой фиксации их свободных концов. Каждая лямка снабжена, по меньшей мере, одним токопроводящим элементом, а токопроводящие элементы соответственно на обруче и лямках электрически связаны между собой и соединены через электронный прерыватель с выходом генератора высокочастотных биполярных импульсов, вход которого соединен с блоком питания. Применение данного устройства позволяет стимулировать глубинные структуры. 5 з.п.ф-лы, 1 ил., 1 табл.

1. Устройство для сочетанной транскраниальной физиотерапии, содержащее шлем в виде матерчатого обруча, на котором размещены источники магнитного поля, электрически связанные через распределитель импульсов с блоком питания, отличающееся тем, что в него дополнительно введены генератор высокочастотных биполярных импульсов, электронный прерыватель, поперечные лямки и токопроводящие элементы, при этом токопроводящие элементы установлены на одной из свободных частей обруча с возможностью перемещения по обручу, а поперечные лямки прикреплены к другой свободной части обруча с возможностью взаимной жесткой фиксации их свободных концов, причем каждая лямка снабжена по меньшей мере одним токопроводящим элементом, а токопроводящие элементы соответственно на обруче и лямках электрически связаны между собой и соединены через электронный прерыватель с выходом генератора высокочастотных биполярных импульсов, вход которого соединен с блоком питания.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что токопроводящие элементы выполнены в виде металлической накладки с токовводом.

3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что токовводы обращены друг к другу.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что число токопроводящих элементов на обруче установлено не менее двух.

5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что число токопроводящих элементов на лямках одинаково.

6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что число лямок не менее двух.