Устройство для звуковой стимуляции внутренних органов Советский патент 1988 года по МПК A61H23/00 

СП

сх

4 СЛ

Оиг t

I Изобретение относится к медицинс- ой технике, в частности к устройствам для лечения внутренних органов механическим воздействием и может быть использовано для лечения атоний |и гипотонии верхних мочевых путей.

Цель изобретения - поддержание параметров воздействия при уменьшении перегрева в процессе звуковой стиму- ляции.

На фиг.1 приведена блок-схема устройства; на фиг.2 - структурная схеча формирователя импульсов огибающей; эа фиг.3 - структурная схема формирователя импульсов подмагничивания; на ЗИГ.4 - возможная схема реализации счетчика импульсов; на фиг.5 - воз- 1ожная схема реализации формирователя звуковых импульсов.

Устройство (фиг.1) содержит последовательно соединенные импульсный ге- яератор .-1 , счетчик 2 импульсов, фор- шрователь 3 импульсов подвижной ка- гушки, выход которого подключен к подвижной катушке 4 излучателя 5. Кро того, устройство содержит последовательно соединенные переключатель 6 ющности, формирователь 7 импульсов юдмагничивания и ключ 8, выход которого соединен с катушкой 9 подмагничивания излучателя 5, а также источник 10 питания, отрицательный выход :соторого соединен с ключом 8 и формирователем 3 импульсов подвижной ка- гушки, нулевой - с ключом 8, формирователем 3 и со вторыми выходами под- ;зижной катушки 4 и катушки 9 подмаг- :1ичивания из лучателя 5, а положитель- :€ый - с формирователем 3 импульсов лодвижной катушки. Устройство также Додержит диод 11, включенный между выходом ключа 8 и положительным вы- 5СОДОМ источника 10 питания, конденсатор 12, включенный между выходами Противоположной полярности источника 10 питания, и конденсатор 13, включенный между отрицательным и нулевым выходами источника 10 питания. Выходы переключателя 6-мощности соединены Также с входами формирователя 3 им- Пульсов подвижной катушки, а выходы счетчика 2 импульсов - с входами формирователя 7.

Формирователь 3 импульсов подвижной катушки состоит из формирователя 14 импульсов огибаю1цей, входы которо- |го соединены с выходами счетчика 2 импульсов, формирователя 15 эвуков1 1х

0

д

5

5 0

5

0

5

0

5

импульсов, входы которого соединены с выходами переключателя 6 мощности, счетчика 2 импульсов и формирователя 14 импульсов огибающей, днух ключей 16 и 17, входы которых соединены с выходами формирователя 15 звуковых импульсов, а выходы соединены между собой, последовательно соединенных диодов 18 и 19, включенных между положительным и отрицательным выходами источника 10 питания, точка соединения которых подключена к выходам ключей 16 и 17, резистора 20, включенного между выходами ключей 16 и 17 и нулевым выходом источника 10 питания, и конденсатора 21, включенного между выходами ключей 16 и 17 и подвижной катушкой 4 излучателя 5.

Формирователь 14 импульсов огибающей (фиг.2) может быть реализован на логических схемах ИЛИ-НЕ 22, И 23 и ИЛИ-НЕ 24, причем входы логических схем ИЛИ-НЕ 22 к И 23 соединены с выходами счетчика 2 ю пульсов, а выходы - с входами логической схемы ИЛИ- НЕ 24.

Формирователь 7 импульсов подмагничивания (фиг.З) может быть реализован на логической схеме И-НЕ 25 и последовательно соединенных логических схемах И 26, ИЛИ-НЕ 27 и ИЛИ-НЕ 28, причем вход логической схемы И 26 соединен с выходом переключателя 29 1МОЩНОСТИ, вторые входы логических схем И 26, ИЛИ-НЕ 27 и входы логической схемы ИЛИ-НЕ 22 соединены с выходами счетчика 2 импульсов, а второй вход логической схемы ИЛИ-НЕ 28 - с выходом логической схемы И-НЕ 25.

В качестве импульсного генератора I может быть использован обычный транзисторный мультивибратор.

Счетчик 2 импульсов (фиг.4) может быть реализован на двух микросхемах К561ИЕ10, соединенных последовательно. При этом используются 13 двоич- ньк разрядов счетчика; на формирователь 14 импульсов огибающей поступают сигналы с выходов 8-13 разрядов, на формирователь 7 импульсов подмагничивания - с выходов 9-13 разрядов, а на формирователь 15 звуковых импульсов - с выходов 1-4 разрядов счетчика.

Формирователь 15 звуковых импульсов может быть реализован по схеме, приведенной на фиг. содержит микросхемы 30-38.

Устройство работает следующим образом.

Импульсный генератор 1 формирует импульсы с частотой, в несколько раз (например, в 16) превышающей частоту излучаемых звуковых колебаний, которая составляет, например, 2,7 кГц. С выхода импульсного генератора 1 импульсы поступают на вход счетчика 2 импульсов.

С выходов счетчика 2 импульсов импульсы поступают на входы формирователя 7 импульсов подмагничивания, на выходе которого формируются импульсы, например,с частотой 5 Гц и длительностью 18 мс при максимальной мощности звуковых колебаний и 12 мс при ос- тальньк положениях переключателя б мощности.

Формирователь 7 импульсов подмагничивания работает следующим образом. На вьпсоде логической схемы И-НЕ 25 (фиг.З) формируется сигнал логическог го нуля длительностью 24 мс и с частотой 5 Гц, когда на ее входы поступают сигналы логической единицы с выходов счетчика 2 импульсов. Если установлена максимальная мощность звуковых колебаний, то с выхода переключателя 29 мощности на вход логической схемы И 26 поступает сигнал логической единицы и через нее с выхода счетчика 2 импульсов на вход логической схемы ИПИ-НЕ 27 поступают импульсы с длительностью 6 мс и периодом повторения 12 мс. На второй вход логической схемы ИЛИ-НЕ 27 с выхода счетчика 2 импульсов поступают импульсы с длительностью 12 мс и периодом повторения 27 мс, ас ее выхода на вход логической схемы ИЛИ-НЕ 28 поступают импульсы с длительностью 6 мс и периодом повторения 24 мс. На вьЕходе логической схемы ИЛИ-НЕ 28 в .этом случае формируются импульсы с длительностью 18 мс (фиг.4).

При других положениях переключателя 29 мощности с его выхода на вход логической схемы И 26 поступает сигнал логического нуля,который с ее выхода поступает на вход логической схемы №1И-НЕ 27, в результате чего на выходе логической схемы ИЛИ-НЕ 27 формируются импульсы длительностью 12 мс и на выходе логической схемы ИЛИ-НЕ 28 также формируются импульсы длительностью 12 мс.

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

Таким образом, на выходе формирователя 7 импульсов подмагничивания формируются в зависимости от положения переключателя 6 мощности импуль- сы длительностью 18 мс или 12 мс. При поступлении этих импульсов на вход ключа 8 последний подключает катушку 9 подмагничивания излучателя 5 к отрицательному выходу источника 10 питания.

Ток в катушке 9 подмагничивания при этом начинает нарастать. Индуктивность катушки 9 подмагничивания выбирается такой величины, чтобы ток через катугаку 9 подмагничивания нарастал до величины,при которой падение напряжения на активном сопротивлении катушки подмагничивания не превьпиапо 30% от напряжения источника 10 питания. Другими словами, постоянная времени катушки 9 подмагничивания должна не менее, чем в 3 раза, превьшать максимальную длительность импульсов подмагничивания. В этом случае потери энергии на активном сопротивлении катушки подмагничивания сравнительно невелики.

После окончания импульса на выходе блока 7 формирования импульсов подмагничивания ключ 8 закрывается, напряжение на катушке 9 подмагничивания резко возрастает до момента открытия диода, подключенного к положительному выходу источника 10 питания. Ток через катушку 9 подмагничивания уменьшается до нуля, заряжая при этом через диод П конденсатор 12 и возвращая часть энергии, запасенной в магнитном поле катушки 9 подмагничивания.

На выходы логических схем ИЛИ-НЕ 22 и И 23 (фиг.2), входящих в состав формирователя 14 импульсов огибающей, поступают, сигналы с выходов счетчика 2 импульсов. На выходах логических схем ИЛИ-НЕ 22 и И 23 формируются положительные импульсы.

На входы микросхем 38 и 37 с выхода микросхемы 36 поступают импульсы частотой 5,4 кГц, длительность которых определяется положением переключателя 3 мощности. На вторые входы микросхем 38 и 37 поступают импульсы с частотой 2,7 кГц. На второй вход микросхемы 36 импульсы поступают непосредственно с выхода счетчика 2 импульсов, а на второй вход микросхемы 38 - чере.з инвертор 32. На третьи

51/405845

входы микросхем 38 и 37 поступают импульсы с выхода формирователя 8 импульсов от ибающей. В результате на выходах микросхем 38 и 37 формируются пачки импульсов с длительностью пачек 8 мс, частотой повторения пачек 5 Гц, с частотой импульсов . 2,7 кГц, причем импульсы на выходах микросхем 38 и 37 сдвинуты по времени друг относительно друга на половину периода их повторения, а длительность их регулируется с помощью переключателя мощности в .пределах от 48 МКС до 161 МКС.

Импульсы с выходов формирователя 15 звуковых импульсов поступают на входы ключей 16 и 17. Ключ 16 во время действия входных импульсов подклю10

ничипания спадстющип ток через катушку 9 подмагничиваиия начинает через диод 11 заряжать конденсатор 12, в связи с чем напряжение на нем начинает возрастать и, соответственно, начинает возрастать амплитуда тока через подвижную катушку 4 излучателя 5. Указанные изменения амплитуды тока через подвижную катушку 4 излучателя 5 несколько компенсируют изменения звукового давления излучателя 5, вызванные изменением магнитной индукции в кольцевом зазоре из-за из- 15 менений тока через катушку 9 подмаг- ничивания во время формирования звуковых импульсов.

Если конденсатор 12 служит для обеспечения формирования импульсов чает выход к отрицательному входу ис- 20 через подвижную катушку 4 из- точника 10 питания, а ключ 17 - к по- лучателя, то конденсатор 13 обеспе- ложительному, в результате чего на чивает формирование импульсов тока их выходах формируются биполярные ко- через катушку 9 подмагничивания как лебания с частотой 2,7 кГц.во время нарастания тока подмагничиЕмкость конденсатора 21 выбирается 25 вания, так и во время его спада. По- такой величины, чтобы последователь- зтому емкость конденсатора 13 при I ный резонансньй контур, образованный близких по величине амплитудах токов I этим конденсатором и индуктивностью через подвижную катушку 4 и катушку I подвижной катушки 4, был настроен на 9 подмагничивания выбирается в не- j частоту биполярных колебаний 2,7 кГц, зо сколько раз большей величины емкости I в результате форма тока через подвиж- конденсатора 12..

Таким образом, в предлагаемом устройстве ток через кату1аку подмагничивания формируется в виде импульсов, что позволяет существенно снизить среднюю мощность, рассеиваемую на катушке 9 подмагничивания излучателя 5. Так, при амплитудах токов через ка- TyiuKy 9 подмагничивания и звуковую катутику 4 излучателя 5, равных 7А, напряжениях источника 10 питания ±20 В, длительности излучаемых импульсов 9 мс при частоте 5 Гц, длительности импульсов на выходе формиi ную катушку 4 излучателя 5 близка к I синусоидальной. Изменяя с помощь ю пе- j реключателя 6 мощности длительность импзшьсов на выходе формирователя 15 звуковых импульсов, можно изменять j амплитуду первой гармоники напряжения i на выходах ключей 16 и 17 и, соответственно, тока через подвижную катуш35

I ку 4 излучателя 5.

: Диоды 18 и 19 ограничивают выбросы напряжения на выходах ключей 16 и 17, возникающих при их закрытии вследствие индуктивного характера сопротивления подвижной катушки 4 излучателя 5.

Поскольку ключи 16 и 17 подключены к выходам источника 10 питания противоположных полярностей, к которым подключен конденсатор 12, то ток, протекающий через ключи 16 и 17 и, соответственно, через подвижную катушку 4 излучателя 5, вызывает падение напряжения н1 конденсаторе 12, которое продолжается до момента окончания импульса подмагничивания и вызывает соответствующее уменьшение амплитуды тока мере:- подвижную катушку 4. После окончания ггмпульса подмаг40

45

50

55

рователя 14 импульсов огибающей 18 мс и активном сопротивлении катушки подмагничивания 0,5 Ом средняя мощность, рассеиваемая на подвижной катушке 9, составляет 4 Вт, а средняя мощность рассеивания на катушке подмагничивания 1,1 Вт. При зтом средняя мощность, затрачиваемая на формирование импульсов подмагничивания, 6;3 Вт, из которых около 2 Вт (около 30%) затем во время спада тока подмагничивания возвращается в источник питания. Средняя мощность, потребляемая устройством от источника питания, 12 Вт, а средняя мощность, рассеиваемая на

45

50

55

рователя 14 импульсов огибающей 18 мс и активном сопротивлении катушки подмагничивания 0,5 Ом средняя мощность, рассеиваемая на подвижной катушке 9, составляет 4 Вт, а средняя мощность рассеивания на катушке подмагничивания 1,1 Вт. При зтом средняя мощность, затрачиваемая на формирование импульсов подмагничивания, 6;3 Вт, из которых около 2 Вт (около 30%) затем во время спада тока подмагничивания возвращается в источник питания. Средняя мощность, потребляемая устройством от источника питания, 12 Вт, а средняя мощность, рассеиваемая на

/

излучателе, 5,1 Вт, которые суммируются и инвертируются с помощью логической схемы ИЛИ-НЕ 2Д, причем импульсы на выходе логической схемы И 23 оканчиваются одновременно с окончанием импульсов на выходе формирователя 7 импульсов подмагничивания, а импульсы на выходе логи шской схемы ИЛИ-НЕ 22 начинаются в этот момент времени.

Поскольку ток через катушку 9 подмагничивания и, соответственно, магнитная индукция в зазоре магнитопро- вода излучателя 5 нарастают медленнее, чем спадают, длительность импульсов на выходе логической схемы И 23 выбирается большей, чем на выходе логической схемы ИЛИ-НЕ 22. Например длительность импульсов на выходе логической схемы И 23 выбирается равно 6 мс, а на выходе логической схемы ИЛИ-IfE 22 - равной 3 мс. Суммарная длительность импульсов на выходе логической схемы ИЛИ-НЕ 24 при этом 9 мс.

Импульсы с выхода формирователя 1 импульсов огибаю1 1ей поступают на вхо формирователя 15 звуковых импульсов, на выходах которого во время действи этих импульсов формируются прямо-угольные импульсы частотой 2,7 кГц, длительность которьсх регулируется с помощью переключателя 29 мощности. Импульсы на одном из выходов формирователя 15 звуковых импульсов сдвинуты по времени относительно импульсов на втором выходе на половину периода повторения этих импульсов, т.е. на 185 МКС.

Работа формирователя 15 звуковых импульсов происходит следующим образом. На выходе микросхемы 30, три входа которой соединены с выходами счетчика 2 импульсов, формируются сигналы логического нуля с частотой повторения 5,4 кГц, длительностью 161 МКС, на выходе микросхемы 31,- сигналы логического нуля с этой же частотой повторения, длительностью 48 МКС. Указанные сигналы поступают на входы микросхем 33, 36. На вход микросхемы 34 поступает сигнал логического нуля частотой 5,4 кГц, длительностью 92 МКС непосредственно с одного из выходов счетчика 2 импуль- сов. На вторые входы микросхем 33-36 поступают сигналы с выходов переключателя 6 мощности и в зависимости от

Q

4058458

положения переключателя 6 MOIIMIOCTM сигнал проходит только через одну ir микросхем 33-36. С выхода олной ич J. микросхем 33-35 через микросхему 36 проходит на входы микросхем 38 и 37.

Температура наружной поверхности

5

0

Q

5

о

5

0

5

0

излучателя в устройстве при температуре окружающей среды 20°С на превышает 33°С при работе в режиме: 10 мин cти ryляции - 10 мин пауза и не превышает 38 С при работе в режиме: 15 мин стимуляция - 10 мин пауза.

Между сеансами стимуляции необходимо производить дезинфекцию наружной поверхности излучателя, контактирующей с пациентом.

Предлагаемое устройство обеспечивает проведение 10-15-минутных сеансов стимуляции без специальных перерывов на охлаждение излучателя.

Формула изобретения

1. Устройство для звуковой стимуляции внутренних органов, содержащее последовательно соединенные импульсный генератор, счетчик импульсов, формирователь импульсов подвижной катушки и излучатель с катушкой подмагничивания и подвижной катушкой, а также,источник питания, о т л и - чаю щ е е г. я тем, что, с целью поддержания параметров воздействия при уменьшении перегрева в процессе звуковой стимуляции, оно снабжено переключателем мощности, первый вход которого соединен с управляющим входом формирователя импульсов подвижной катущки, формирователем импульсов подмагничивания, входы которого соединены с первой группой выходов счетчика импульсов, а управляющий вход - с вторым выходом переключателя мощности, ключом, вход которого соединен с выходом формирователя импульсов подмагничивания, а выход через катушку подмагничивания подключен к нулевому выводу, а через диод - к одному из полюсов источника питания, двумя конденсаторами, один из которых подключен к нулевому выводу источника питания и к полюсу, соединенному с ключом, а другой включен между двумя полюсами источника питания, причем оба полюса источника питания и нулевой вывод соединены с первым, вторым и третьим входами (Ьормирователя импульсов подвижной катушки, а вторые выводы подвижной катушки и катушки подмагничивания излучателя соединены с нулевым выводом источника питания.

при ЭТОМ первая группа выходов счет- чика импульсов связана с четвертым входом (Ьормирователя импульсов подмагничивания подвижной катушки, а пятый вход последней подключен к второй группе выходов счетчика импульсов.

2. Устройство по п. I., отличающееся тем, что с5юрмирова- тель импульсов подмагничивания содержит логическую схему И-НЕ и последовательно соед1тненные логические схемы И, ИЛИ-НЕ и ИЛИ-НЕ, причем один вход логической схемы И соединен с выходом счетчика импульсов, а другой с выходом переключателя мощности,, второй вход первой логической схемы ИЛИ-НЕ - со следумцим выходом счетчика импульсов, все три выхода логичес- кой схемы И-НЕ соединены со следующими выходами счетчика, а выход - с вторым входом второй логической схемы ИЛИ-НЕ, выход которой и является вы-

ходом формирователя импульсов подмагничивания .

3. Устройство по п,1, отличающееся тем, что бормирова- тель импульсов подвижной катушки содержит формирователь импульсов оги-- бающей, входы которого соединены с выходами счетчика импульсов, формирователь звуковых импульсов, входы КО

торого соединены с выходами счетчика импульсов, переключателя мощности и формирователя импульсов огибающей, два ключа, входы которых соединены с выходами формирователя звуковых импульсов, выходы соединены между собой, причем первый ключ соединен с положительным выходом источника питания, а второй - с отрицательным, резистор, включенньй между выходами ключей и нулевым выходом источника питания, конденсатор, включенный межу выходами ключей и подвижной катушой излучателя, два последовательно соединенных диода, включенных между положительным и отрицательным выхода- и источника питания, причем точка соединения диодов соединена с выхода- и ключей.

Изобретение относится к медицинской технике И может быть использовано для лечения атоний верхних мочевых путей. Цель изобретения - поддержание параметров воздействия при уменьшении перегрева в процессе звуковой стимуляции. Устройство содержит импульсный генератор 1, счетчик 2 импульсов, формирователь 3 импульсов подвижной катушки, переключатель 6 мощности, формирователь 7 импульсов. подмагничивания, катушку 9 подмагни- чивания излучателя 5. Формирователь 3 импульсов подвижной катушки состоит из формирователя 14 импульсов огибающей, формирователя 15 звуковых импульсов. Диоды 18-19 ограничивают выбросы напряжения на выходах ключей 16-17, возникающих при их закрытии вследствие индуктивного характера сопротивления подвижной катушки 4 излучателя 5. Емкость ко1аденсатора 21 выбирается такой величины, чтобы последов ательньй резонансный контур, образованньп этим конденсатором и индуктивностью катушки 4, был настроен на частоту биполярных колебаний 2,7 кГц. В результате форма тока через катушку 4 близка к синусоидальной. Емкость конденсатора 13 при близких по величине амплитудах токов через катушки 4 и 9 подмагничивания выбирается в несколько раз больше величины емкости конденсатора 12. 2 3.п. ф-лы, 5 ип. е (Л

Ффаг.г

фаг.з

(раг.

фа&.5

57 -

Ъ8 Ф