АППАРАТ ДЛЯ СКАНИРУЮЩЕЙ ЛАЗЕРНОЙ ТЕРАПИИ Российский патент 2014 года по МПК A61N5/67 

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к устройствам для лазеротерапии. В настоящее время лазеротерапия широко используется для лечения различных заболеваний, связанных с нарушением кровотока, воспалительным компонентом, нарушением трофики, болевым синдромом. Однако большинство современных устройств для лазеротерапии хоть и имеют в своем составе матричные элементы, состоящие из набора лазерных источников, но воздействуют на биологический объект статично, без учета динамичного компонента, присущего всем живым тканям и организмам. Поскольку все процессы в живом организме происходят в динамике, то динамическое излучение активнее им усваивается [1].

Известен лечебный терминал, содержащий микроконтроллер, подключенные к нему блок индикации и панель управления, усилитель, соединенный с оптическим излучателем и дополнительно ключевой усилитель, трансформатор и электроды, которые воздействуют электрическим током одновременно с оптическим излучением [Свидетельство на полезную модель №40899 от 14.04.2004].

Недостаток устройства заключается в статичности воздействия, невозможности дозировать уровень излучения и, как следствие, - невысокая терапевтическая активность.

Известен излучающий лечебный терминал [Свидетельство на полезную модель №23774 от 21.01.2002] для магнитолазерной терапии, содержащий импульсный лазерный излучатель, светодиоды инфракрасного диапазона и дополнительно введенный, по меньшей мере, один импульсный лазерный излучатель. При этом источники излучения находятся в корпусе, который снабжен защитной крышкой, выполненной из материала, прозрачного для излучения.

Недостатком устройства является также статичность воздействия, низкая биотропная насыщенность используемых факторов воздействия и, следовательно, недостаточная эффективность лечения. Отсутствие возможности варьировать интенсивность лазерного излучения не позволяет дозировать его в зависимости от характера заболевания, возраста больного и других факторов.

Наиболее близким к предлагаемому является аппарат для магнитолазерной терапии, содержащий полупроводниковый лазерный излучатель и соединенные между собой коммуникатор, синхронизатор, светодиоды и фотоприемник, установленные в насадке, индикатор, связанный с фотоприемником, блок регулировки тока, соединенный со светодиодами и коммуникатором, последовательно соединенные импульсный задающий генератор, подключенный ко второму выходу синхронизатора и модулятор - формирователь импульсов, подключенный к полупроводниковому лазерному излучателю [Патент на изобретение №2072879 от 09.02.1990].

Данный аппарат не позволяет регулировать мощность набора лазерных излучателей при их последовательном переключении и не позволяет реализовать режим сканирования лазерного луча с изменением его частотно-амплитудных характеристик.

Задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является повышение эффективности лазерного лечения, расширение областей и удобства его применения в медицине.

Технический результат заключается в оптимизации сканирующего характера воздействия лазерного луча в части регулирования его амплитудно-частотных параметров и управления характером распределения потока мощности в зависимости от характера мишени облучения.

Для решения поставленной задачи в аппарат для сканирующей лазерной терапии, состоящий из электронного блока с источником питания, импульсным задающим генератором, коммутатором-распределителем импульсов, формирователем импульсов и излучающего лечебного терминала, имеющего свой корпус с набором не менее трех полупроводниковых лазерных излучателей, соединенных с выходами формирователя импульсов и снабженного крышкой, прозрачной для излучения, дополнительно введен регулируемый многоканальный стабилизатор напряжения, выход которого соединен с входом коммутатора-распределителя импульсов, а вход - с источником питания, при этом формирователь импульсов и коммутатор-распределитель расположены в корпусе излучающего лечебного терминала, а сам корпус имеет плоскую трапециевидную форму с вогнутой широкой гранью, вдоль которой друг за другом расположены лазерные излучатели.

Как вариант - оси всех лазерных излучателей параллельны друг другу и продольной оси трапеции. В другом варианте ось каждого из лазерных излучателей перпендикулярна касательной к дуге вогнутой части корпуса в точке расположения оси излучателя.

Введение в электронный блок регулируемого многоканального стабилизатора напряжения, выход которого соединен с входами коммуникатора - распределителя импульсов, позволяет регулировать уровень выходной мощности лазерных излучателей при их переключении с помощью коммутатора-распределителя импульсов, реализуя сканирующий режим лазерного воздействия при лечении.

Расположение формирователя импульсов и коммутатора в корпусе излучающего лечебного терминала позволяет исключить индуктивное влияние и потери в проводниках при питании лазерных излучателей короткими импульсами.

Исполнение корпуса излучающего лечебного терминала в виде плоской трапеции с вогнутой широкой гранью, вдоль которой друг за другом расположены лазерные излучатели, позволяет с одной стороны разместить в данном корпусе схему формирователя импульсов и коммутатора, а с другой - делает терминал эргономично адаптированным для облучения большинства участков тела овальной конфигурации (нижняя и верхняя челюсти, черепная коробка, крупные суставы конечностей).

Расположение лазерных излучателей в корпусе терминала параллельно друг другу и продольной оси трапеции позволяет получить слаборассеянный поток энергии при облучении объемных участков тканей.

Расположение лазерных излучателей в терминале таким образом, что их оси перпендикулярны касательной к дуге вогнутой части корпуса в точке расположения излучателя позволяет получить сходящийся поток энергии в локализованном участке ткани, при необходимости воздействия плотным потоком излучения.

На фиг.1 показана блок схема аппарата для сканирующей лазерной терапии. На фиг.2 показана блочная конструкция аппарата с излучающим лечебным терминалом, где оси всех лазерных излучателей установлены параллельно друг другу и продольной оси трапециевидного корпуса. На фиг.3 показан вариант исполнения лечебного терминала, в котором ось каждого из лазерных излучателей перпендикулярна касательной (не обозначена) к дуге вогнутой части корпуса в точке расположения оси излучателя.

Аппарат содержит излучающий лечебный терминал 1 и электронный блок 2, назначение которого формировать исходные импульсы и управлять параметрами излучения лечебного терминала. В составе лечебного терминала 1 имеется формирователь коротких импульсов 4 и коммутатор-распределитель 3, выходы которого соединены с последовательностью полупроводниковых лазерных излучателей 8. В составе электронного блока 2 имеется задающий генератор импульсов 5, выход которого соединен с формирователем коротких импульсов 4 и их коммутатором-распределителем 3, источник питания 6 и регулируемый многоканальный стабилизатор напряжения 7, выход которого соединен с выходом коммутатора-распределителя 3.

Лечебный терминал выполнен в виде литого пластикового короба, состоящего из двух разъемных частей, скрепленных винтами. Короб выполнен в форме трапеции, широкая грань которой имеет вогнутую поверхность, закрытую тонкой пластиной (толщина 1,5 мм) из органического стекла прозрачного для излучения. Толщина короба - 19 мм, поперечный размер - 71 мм, продольный (вдоль оси) - 65 мм. Внутри корпуса терминала 1 расположена схема формирователя коротких импульсов 4 и их коммутатор-распределитель 3. Для исключения индуктивных потерь в подводящих цепях полупроводниковые лазерные излучатели 8 расположены в непосредственной близости от формирователя 4 и коммутатора 3 по образующей широкой грани корпуса терминала 1. Общее количество лазерных излучателей - 6 шт, тип лазера - полупроводниковый инфракрасного диапазона излучения (λ=880-960 нм). Диаметр корпуса лазерного излучателя - 5,5 мм, длина - 7 мм.

Аппарат работает следующим образом.

Лечебный терминал 1 вогнутой поверхностью контактно устанавливают на облучаемом участке тела пациента (проекция зубов верхней или нижней челюсти, проекция шейных симпатических ганглиев, крупный сустав - колено, бедро). Включают источник питания 6, который запускает импульсный задающий генератор 5 и регулируемый стабилизатор напряжения 7, собранный на базе триггера Шмитта, частота которого задается RC-цепью и формирует частоту сканирования лазерного луча. С импульсного задающего генератора 5 последовательность импульсов поступает на формирователь коротких импульсов 4, где короткие импульсы с заданной скважностью формируются путем задержки последовательности импульсов задающего генератора 5 на элементах микросхемы путем логического суммирования с импульсами задающего генератора 5. Короткие импульсы с заданной длительностью и скважностью поступают на коммутатор-распределитель импульсов 3, на который одновременно поступают импульсы с задающего генератора 5 и напряжение с регулируемого стабилизатора 7.

Коммутатор-распределитель импульсов 3 путем дешифрирования формирует из непрерывной последовательности импульсов задающего генератора 5 поканальное распределение импульсов, соответственное числу подключенных лазерных излучателей 8. На выходе коммутатора-распределителя 3 имеются ключи на основе полевых транзисторов, которые запускают последовательность лазерных излучателей 8. Напряжение с регулируемого стабилизатора 7, поступающее на ключи коммутатора-распределителя 3, формирует соответствующий уровень мощности лазерных излучателей 8 и частоту переключения лазеров (частоту сканирования). Тот или иной уровень мощности устанавливается с учетом тяжести, давности заболевания, возраста больного, а также глубины залегания и анатомических особенностей облучаемых тканей. По окончании времени процедуры излучающий лечебный терминал снимается с больного, а аппарат переводится в ждущий режим или выключается.

Аппарат может иметь два идентичных выхода для подключения одновременно двух лечебных терминалов разного конструктивного исполнения. К одному выходу может подключаться лечебный терминал, изображенный на фиг.1, оси лазерных излучателей 8 которого параллельны между собой и оси лечебного терминала 1. Ко второму выходу может подключаться лечебный терминал, показанный на фиг.3, оси лазерных излучателей 8 которого перпендикулярны касательной к дуге вогнутой части корпуса в точке расположения оси излучателя. Такой лечебный терминал формирует сходящийся поток лазерной энергии с максимумом в геометрическом центре овала корпуса 1.

Заявленный аппарат апробирован при лечении стоматологических заболеваний (пародонтит, пародонтоз, болевой синдром после операции дентальной имплантации), неврологических заболеваний (неврит лицевого нерва, частичная атрофия зрительного нерва, вегетососудистая дистония).

При лечении стоматологических заболеваний (60 больных, из них пародонтит - 36, пародонтоз - 6, болевой синдром после имплантации - 18) лечебный терминал с параллельными друг другу осями лазерных излучателей накладывался на проекцию зоны облучения таким образом, что вогнутая поверхность терминала 1 облегает щечную поверхность в проекции зоны облучения. Уровень мощности излучения на первых процедурах устанавливался на уровне 20 Вт в импульсе при средней мощности 5 мВт. Частота сканирования - 10-20 Гц. В ходе лечения, начиная от середины курса (5-й сеанс), мощность в импульсе увеличивалась до 40 Вт, а частота сканирования лазерного луча - 70-80 Гц. Время экспозиции 5-7 мин. Каждая группа пациентов имела контрольную группу с аналогичной патологией, возрастом и тяжестью заболевания. Больным контрольной группы лечение проводилось с помощью одиночного лазерного излучателя той же модификации, что и в лечебном терминале 1 с фиксированной мощностью 20 Вт в импульсе (аппарат "Интрадонт"). Перемещение лазерного излучателя вдоль пораженного участка челюсти осуществлялось вручную возвратно-поступательными движениями. Время экспозиции 5-7 мин.

Сравнение результатов лечения у больных, леченных с помощью заявленного аппарата и с помощью аппарата "Интрадонт" позволило выявить существенное (в 1,8 раза) сокращение сроков купирования воспаления при пародонтите, сокращение сроков купирования болевого синдрома после имплантации в 2,1 раза при одновременном сокращении числа осложнений в 1,55 раза.

При лечении больных с частичной атрофией зрительного нерва (20 человек) облучению подвергалась проекция зрительного нерва по битемпоральной методике на уровне височной доли черепной коробки. Мощность излучения в импульсе устанавливалась на уровне 60 Вт (средняя мощность - 12 мВт), частота сканирования лазерного луча - 160 Гц.

В данном случае более высокое значение мощности лазерного луча обусловлено значительной поглощающей способностью черепной коробки и глубиной залегания зрительного нерва. Исследование уровня поглощения данных структур с помощью модельных экспериментов обусловило выбор данного (60 Вт) значения импульсной мощности. Выбор частоты сканирования лазерного луча (160 Гц) продиктован близкой по значению скоростью проведения нервного импульса от сетчатки глаза к зрительной коре по зрительному нерву [2]. Лечение частичной атрофии зрительного нерва заявленным аппаратом и сравнение результатов с контрольной группой (10 человек) выявили увеличение остроты зрения в среднем на 0,31±0,05 ед., расширение полей зрения - на 35±2,3 градуса.

При лечении неврита лицевого нерва (15 человек) и вегетососудиетой дистонии (22 человека) использовался лечебный терминал со сходящимся потоком излучения (фиг.3), где ось каждого из лазерных излучателей перпендикулярна касательной к дуге вогнутой части корпуса в точке расположения оси излучателя. В первом случае терминал располагался таким образом, чтобы болевая точка выхода лицевого нерва совпадала с зоной схождения лазерных лучей, во втором случае - с проекцией шейного симпатического узла (право- и левосторонней). Мощность импульсного излучения - 20 Вт, частота сканирования увеличивалась по ходу курса лечения с 10 до 50 Гц. Сравнение результатов лечения с контрольными группами (10 и 12 человек соответственно) выявило снижение болевого синдрома при неврите лицевого нерва по визуальной аналоговой шкале боли в 3,3 раза и уменьшение числа больных с гиперсимпатикотонией в 1,4 раза. Нормализация вегетативного статуса наблюдалась в 1,62 раза чаще при использовании заявленного аппарата по сравнению с контрольной группой, где использовался одиночный лазерный излучатель аппарата "Интрадонт".

Применение заявленного аппарата повышает эффективность лечения, расширяет области и удобство его использования в медицине.

ЛИТЕРАТУРА

1. Улащик B.C. Теоретические и практические аспекты общей магнитотерапии // Вопр. курортол. и физиотер. - 2001, №5, с.3-8.

2. Хьюбел Д. Глаз, мозг, зрение. М. Мир. 1990, 239 с.

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к устройствам для лазеротерапии, и может быть использовано для лечения различных заболеваний. Задачей, на решение которой направлено изобретение, является повышение эффективности лазерного лечения, расширение областей и удобства его применения в медицине. Технический результат заключается в оптимизации сканирующего характера воздействия лазерного луча в части регулирования его амплитудно-частотных параметров и управлении характером распределения потока мощности в зависимости от характера мишени облучения. Поставленная задача решается тем, что в аппарат для сканирующей лазерной терапии, состоящий из электронного блока с источником питания, импульсным задающим генератором, коммутатором-распределителем импульсов, формирователем импульсов и излучающего лечебного терминала, имеющего свой корпус с набором не менее трех полупроводниковых лазерных излучателей, соединенных с выходами формирователя импульсов и снабженного крышкой прозрачной для излучения, дополнительно введен регулируемый многоканальный стабилизатор напряжения, выход которого соединен с входом коммутатора-распределителя импульсов, а вход - с источником питания, при этом формирователь импульсов и коммутатор-распределитель расположены в корпусе излучающего лечебного терминала, а сам корпус имеет плоскую трапециевидную форму с вогнутой широкой гранью, вдоль которой друг за другом расположены лазерные излучатели. Как вариант - оси всех лазерных излучателей параллельны друг другу и продольной оси трапеции. В другом варианте ось каждого из лазерных излучателей перпендикулярна касательной к дуге вогнутой части корпуса в точке расположения оси излучателя. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Аппарат для сканирующей лазерной терапии, состоящий из электронного блока с источником питания, импульсным задающим генератором, коммутатором-распределителем импульсов, формирователем импульсов и излучающего лечебного терминала, имеющего свой корпус с набором не менее трех полупроводниковых лазерных излучателей, соединенных с выходами формирователя импульсов и снабженного крышкой, прозрачной для излучения, отличающийся тем, что в электронный блок дополнительно введен регулируемый многоканальный стабилизатор напряжения, выход которого соединен с входом коммутатора-распределителя импульсов, а вход - с источником питания, при этом формирователь импульсов и коммутатор-распределитель расположены в корпусе излучающего лечебного терминала, а сам корпус имеет плоскую трапециевидную форму с вогнутой широкой гранью, вдоль которой друг за другом расположены лазерные излучатели.

2. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что оси всех лазерных излучателей параллельны между собой и продольной оси трапеции корпуса.

3. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что ось каждого из лазерных излучателей перпендикулярна касательной к дуге вогнутой части корпуса в точке расположения оси излучателя.