Устройство для магнитотерапии Советский патент 1993 года по МПК A61N2/00 

Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано для физиотерапевтического воздействия, включая восстановительное лечение и целенаправленную тренировку нервно-мышечных структур и органов.

Цель изобретения - снижение адаптации организма к воздействию магнитным полем.

На фиг. 1 изображена блок-схема устройства, на фиг. 2 - блок схема генератора воздействия: на фиг 3 5 диаграммы напряжений на элемент/ блок-схем генераторов воздействия ни Фш 6 - диаграммы

напряжений на выходах тактовых генераторов, генератора импульсов псевдослучайной последовательности и на выходе дополнительного коммутатора; на фиг.7 - диаграммы напряжений на входах и выходе коммутатора и на входах усилителей мощности.

Устройство для магнитотерапии содержит: генераторы воздействия 1, 2 и 3, коммутатор 4, дополнительный коммутатор 5, счетчик-делитель 6, генератор импульсов псевдослучайной последовательности 7, тактовые генераторы 8,9,10 и 11. усилители мощности 12,13 и 14, элементы воздействия 15, 16 и 17, пульт управления 18 (фиг. 1).

00

о

Јь

00

о

со

При этом выходы генераторов воздействия соединены с коммутируемыми входами коммутатора 4, а выходы тактовых генераторов 8, 9,10,11 - с коммутируемыми входами дополнительного коммутатора 5. Выход до- полнительного коммутатора 5 соединен с управляющим входом коммутатора 4. С управляющим входом дополнительного коммутатора 5 соединен выход генератора импульсов псевдослучайной последова- тельности 7. Выход коммутатора 4 соединен со входом счетчика-делителя 6. Выход счетчика-делителя 6 соединен со входами усили- телей мощности 12, 13, 14. Выходы усилителей мощности 12, 13, 14 соединены с соответствующими элементами воздействия 15, 16,. 17. Регулировка уровней усиления сигналов в усилителях 12,13,14, а также переключение режимов работы счетчика- делителя 6 осуществляется с пульта управ- ления 18.

Устройство работает следующим образом.

Генераторы тактовых импульсов, входящие в состав генераторов импульсов псев- .дослучайных последовательностей 19, вырабатывают последовательности импульсов Ui (фиг.З), Ug (фиг.4) и Ui7 (фиг.5) в виде серий импульсов с периодами следования п Г2 и гз соответственно. Тактовые последова- тельности Ui, Ug и Ui задают длительности прямоугольных импульсов выходных напряжений LJ2 (фиг.З), Uio (фиг.4) и Lha (фиг. 5) генераторов импульсов псевдослучайных последовательностей 19, генераторов воздействия 1. 2 и 3 соответственно. Напряжения U2, Uio и Uia имеют вид псевдослучайных последовательностей прямоугольных импульсов высокого и низкого уровня (псевдослучайных последо- вательностей двоичных знаков - единиц и нулей).

Указанные напряжения U2, Uio и Die поступают на входы двоичных реверсивных счетчиков 20 генераторов воздействия, На временных диаграммах Уз, U4, Us и Ue (фиг.2), Ui2, Uia и U14 (фиг.4): Uig. U20, U21 и и22(фиг,5) приведены эпюры напряжений на четырех разрядах Qo, Qi, Q2 и Оз указанных счетчиков генераторов воздейст- вия 1, 2 и 3 соответственно, начиная с младшего (Qo) разряда.

Изображенные эпюры напряжений соответствуют трем режимам подсчета вход- ных импульсов реверсивными счетчиками импульсов 20 (фиг.2):

- режиму суммирования (фиг.З);

- режиму вычитания (фиг. 4);

- режиму суммирования - вычитания (фиг.б)..

Счетчики импульсов 20 в процессе подсчета входных импульсов проходят изменяющиеся состояния своих разрядов Qo. Qi, Q2 и Оз, соответствующие различным кодовым комбинациям нулей и единиц, например:

- от состояния 0000 до состояния 1111 (фиг.З). При этом при поступлении на вход счетчика 16-го импульса псевдослучайной последовательности U2 (фиг.З) осуществляется сброс состояния счетчика из состояния 1111 в состояние 0000, т.е. он обнуляется ;

- от состояния 1111 до состояния 0000 (фиг.4). При этом при поступлении на вход счетчика 16-го импульса псевдослучайной последовательности Uio (фиг.4) осуществляется перевод счетчика из состояния 0000 в состояние 1111;

- от состояния 0000 до состояния 1111 и обратно от состояния 1111 до состояния 0000 (фиг. 5).

При этом при поступлении на вход счетчика 16-го импульса псевдослучайной последовательности Uie (фиг.5) счетчик переводится из режима суммирования входных импульсов в режим вычитания, причем при поступлении на его вход 32-го импульса последовательности Uie (фиг.5) счетчик переводится из режима вычитания снова в режим суммирования и т.д. Для приведенных на фиг. 3. 4, 5 эпюр напряжений на разрядах Qo, Qi, Q2 и Оз реверсивных счетчиков 20 (фиг.2) коэффициенты и х пересчета соответственно равны NI 16, № 16 и N3 32.

Выходные напряжения разрядов Qo, Q, Q2 и Оз каждого реверсионного счетчика 20 поступают на входы преобразователей двоичный код - напряжение 21 (фиг.2). Преобразователи 21 осуществляют функциональное линейное преобразование входного двоичного кода в аналоговое (непрерывное) напряжение, величина которого пропорциональна количеству подсчитанных счетчиками 20 входных импульсов.

Выходные напряжения преобразователей код - напряжение 21 приведены на диаграммах U (фиг.З). U15 (фиг.4) и U23 (фиг.5).

Выходные напряжения преобразователей код- напряжение 21 поступают на входы преобразователей напряжение - частота 22 (фиг.2).

Преобразователи напряжение - частота 22 осуществляют преобразование входных напряжений в напряжения Ua (фиг.З), Uie (фиг.4) и U24 (фиг.5), имеющие частоты FI -1 , F2 1/Т2 и РЗ 1/Тз соогпетственно.

Выходные напряжения Us (фиг.З). 1Нб (фиг.4), U24 (фиг.5) преобразователей напряжение - частота 22 являются одновременно и выходными напряжениями генераторов воздействия ). 2. 3 (фиг.1). Указанные напряжения Us (фиг.З), Uie (фиг.4) и 1)24 (фиг;5) поступают на коммутируемые входы коммутатора 4 (фиг.1).

Длительность периодов следования ri (фиг.З), Т2 (фиг.4), гз (фиг.5) тактовых последовательностей генераторов импульсов псевдослучайных последовательностей 19, коэффициенты пересчета NI, N2. N3 реверсивных счетчиков импульсов 20, параметры внешних навесных RC элементов преобразователей напряжение - частота 22 выбираются таким образом, чтобы для генераторов воздействия 1, 2 и 3 (фиг.1) обеспечить девиацию частоты FJ в интервале от п -20 Гц до п -20000 Гц со скоростью

df dt

±n

(5-200). 103 Гц/с,

где п - число элементов воздействия. Для рассматриваемого примера п 3.

Тактовые генераторы 8, 9,10 и 11 (фиг.1) вырабатывают напряжения Urri, UTr2, Urr3 и UTr4 (фиг.6), имеющие вид последовательностей прямоугольных импульсов с длительностями tni, tn2. tn3. tn4 и периодами следования 2tni, 2т.И2, 2tn3, 2тИ4 соответственно.

Указанные тактовые последовательности импульсов поступают на. коммутируемые входы дополнительного коммутатора 5.

Генератор импульсов псевдослучайной последовательности вырабатывает напряжение Uncn (фиг.6) в виде псевдослучайной последовательности прямоугольных импульсов высокого и низкого уровней, которые поступают на управляющий вход дополнительного коммутатора 5 (фиг.1). .

Дополнительный коммутатор 5 при каждом переходе напряжения Uncn от низкого уровня к высокому уровню и наоборот (при каждой смене нуля на единицу и наоборот) осуществляет подключение выхода одного из тактовых генераторов 8, 9, 10 либо 11 к управляющему входу коммутатора 4 (фиг.1).

Длительность импульсов напряжения Uncn равна либо кратна периоду Г0 следования тактовых импульсов Urro (фиг.6), которые вырабатываются генератором тактовых импульсов, входящим в состав генератора импульсов псевдослучайной последовательности 7 (фиг.1).

Напряжение Uynp (фиг.6) на управляющем входе коммутатора 4 имеет вид леев дослучайной последовательности прямоугольных импульсов, длительность Ati 5 которых определяется длительностью выходных импульсов tni, tn2. tn3 либо ы одного из тактовых генераторов 8. 9, 10 либо 11 (фиг.1).

Коммутатор 4 при каждом переходе на0 пряжения Uynp (фиг.6) от низкого уровня высокому уровню и наоборот (при каждой смене нулей и единиц и наоборот) осуществляет подключение одного из генераторов воздействия 1, 2 либо 3 ко входу

5 счетчика-делителя 6 (фиг.1).

В результате последовательного подключения генераторов воздействия 1, 2,3 ко входу счетчика - делителя 6 на его входе формируется входное напряжение UBx

0 (фиг.7), представляющее собой дискретный составной частотно-модулированный сигнал. На выходах счетчика - делителя 6 формируются выходные напряжения иВых1, иВых2 и ивых3 (фиг.7), которые после усиле5 ния в усилителях мощности 12, 13 и 14 соответственно поступают на входы элементов воздействия 15, 16 и 17(фиг;1).

В результате работы счетчика - делителя 6 на входах усилителей мощности форми0 руются напряжения, частоты которых в три раза меньше частоты напряжения UBX, т.е. частоты напряжений иВых1, ивых2 и иВыхЗ (фиг.7) изменяются в пределах от 20 Гц до 20000 Гц.

5 В каждом элементе воздействия 15, 16 либо 17 (фиг;1) по мере поступления на них усиленных напряжений UBbixi, ивых2 либо ЦвыхЗ (фиг.7) генерируется магнитное поле, воздействующее на стимулируемые струк0 туры пациента.

Элементы воздействия 15, 16и 17, представляющие собой электромагниты, расположены по периметру цилиндрической полости. Конструктивно эта полость совме5 стно с элементами воздействия может представлять собой статор серийного, трехфазного двигателя. Напряжение ивых2, поступающее на элемент воздействия 16,

; отстает во времени от напряжения ивых1,

0 поступающего на элемент воздействия 1Ь,- однако опережает во времени напряжение иеыхЗ (фиг.7), поступающее на элемент воздействия 17 (фиг.1). Сдвиг во времени указанных напряжений эквивалентен сдвигу их

5 фаз. Указанное обстоятельство приводит к возникновению внутри цилиндрической полости вращающегося (шагового) магнитного поля.

Сигналы воздействия, поступающие на указанные элементы воздействия, представляют собой дискретные составные частотно-модулированные сигналы, частоты которых изменяются в диапазоне частот: от 20 Гц до 20000 Гц со скоростью

df ± (5dt

200) 103 Гц/с.

При этом в каждом дискрете сигнала его начальная частота изменяется в этих же пределах, а длительность дискрета варьируется в пределах

Ati (0,01-1)c псевдослучайным образом.

Такое изменение параметров частоты сигналов воздействия, скорости девиации частоты, длительности дискретов обеспечи- вает псевдослучайное изменение скорости вращения магнитного поля в указанной цилиндрической полости: Причем сдвиг по фазе сигналов воздействия также не является постоянным, что определяется и изменение по такому же закону направления вращения магнитного поля.

Все это в комплексе существенно снижает эффекты адаптации стимулируемых структур пациента к воздействующему магнитному полю. С пульта управления 18 (фиг.1) осуществляется регулировка уровня усиления сигналов воздействия в усилителях мощности 12, 13 и 14 и может осуществляться дополнительное изменение фаз сигналов воздействия, переключением выходов счетчика-делителя 6.

Процедура проведения магнитотерапии предполагает охват системой электромагнитов болевых участков тела человека (конечностей, туловища, головы) и воздействие

на выбранную область в течение (5-20) минут магнитным полем, создаваемым с помощью описанного устройства. При этом максимальная величина магнитной индукции не превышает 0,01 Тл.

0 Формула изобретения

1. Устройство для магнитотерапии, содержащее генератор воздействия, коммутатор и электромагниты, отличающееся тем, что, с целью снижения адаптации орга5 низма к воздействию магнитным полем, в него включены дополнительные генераторы воздействия, дополнительный коммутатор, тактовые генераторы, генератор импульсов псевдослучайной последовательности,

0 счетчик-делитель, выходы которого через усилители мощности соединены с соответствующими элементами воздействия, и пульт управления, соединенный с вторыми входами усилителей и счетчика-делителя,

5 при этом коммутатор соединен с генераторами воздействия, дополнительным коммутатором, первым входом счетчика-делителя, а дополнительный коммутатор - с генератором импульсов псевдослучайной последова0 тельности и тактовыми генераторами.

2. Устройство лоп. 1,отличающее- с я тем, что каждый генератор воздействия содержит последовательно соединенные генератор импульсов псевдослучайной после- 35 довательности. реверсивный счетчик, преобразователь код-напряжение и преобразователь напряжение-частота.

.%

Я

n r-i i-i i-i

ГП ГП Г

i 0{

Использование: Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано для физиотерапевтического воздействия, включая восстановительное лечение и целенаправленную тренировку нервно-мышечных структур и органов. Устройство для магнитотерапии содержит: генераторы воздействия, коммутатор, дополнительный коммутатор, счетчик-делитель, псевдослучайный импульсный генератор, тактовые генераторы, усилители, мощности, элементы воздействия, пульт управления, Каждый генератор воздействия выполнен в виде последовательно включенных псевдослучайного импульсного генератора, реверсивного счетчика импульсов, преобразователя код-направление и преобразователи напряжение-частота. Выходы генераторов воздействия соединены с, коммутируемыми входами коммутатора, а выходы тактовых генераторов - с коммутируемыми входами дополнительного коммутатора. Выход дополнительного коммутатора соединен с управляющим входом коммутатора. С управляющим входом дополнительного коммутатора соединен выход псевдослучайного импульсного генератора. Выход коммутатора соединен со входом счетчика-делителя. Выход счетчика- делителя соединен со входами усилителей мощностей. Выходы усилителей мощности соединены с соответствующими элементами воздействия. Регулировка уровней усиления сигналов в усилителях, а также переключение режимов работы счетчика- делителя осуществляется с пульта управления. Цель: снижение адаптации организма. 1 з.п.ф-лы, 7 ил. ел С

.4

53

ff

i

8fc И« tfrt «в

ъ

.1 I I i i I i I i I I I I 11 I I I I i M 111 I f I I 11/ I M I I /

ппппп пп п пппппп

n n n f- n f-i

in

-#

-i

-/

a«|

плгш

r. &

-tQt

%гД

in

-i /

-/

,

ЯП

-t

Фиг. 4.

Ua

л 1Л11ллш1ггп гт г {

Отг( (u/

JZL

tni

JI1JI1JZ1 IILJI1 П П Л/

Urri...l.tu

.dIZH-

-t

Ё, WJC ±

1

ГГЗ--0 1 EZ1 LZ

{ г/глг

,uz:

.

Фиг. 5.

-t

1

.

л