Физиотерапевтический УВЧ-аппарат Советский патент 1993 года по МПК A61N1/40 

11

(6 №

с о

00 OJ

со

00

Изобретение относится к области медицинской техники - физиотерапевтическим аппаратам УВЧ.

Цель изобретения - обеспечение в физиотерапевтическом аппарате условий для точного дозирования подводимой к пациенту мощности, расширения номенклатуры примеряемых аппликаторов, повышения надежности аппарата в медицинской практике.

Поставленная цель достигается путем двухканального построения высокочастотного аппарата и обеспечения одновременного автоматического согласования выхода генератора мощности с нагрузкой по фазе и амплитуде коэффициента отражения от нее. В отличие от прототипной схемы, где авто- генератор и усилитель мощности выполнены на едином активном элементе т ламповом триоде, в предлагаемой схеме re- нератор мощности выполнен в виде отдельного автогенератора имеющего два выхода, каждый из которых соединен с последующим усилителем и сигналы на выходе которых суммируются сумматором.

В сравнении с прототипом в предлагаемую схему УВЧ аппарата дополнительно введены: второй усилитель мощности, два реактивных фазоинверсных звена, сумматор мощности с балластным резистором.

На чертеже приведена схема предлагаемого аппарата.

К первому выходу автогенератора 1 подсоединен первый усилитель мощности 3, на входе которого установлено реактивное фа- зоинверсное звено 2, а ко второму выходу автогенератора 1 подсоединен второй усилитель мощности 4, на выходе которого установлено второе реактивное фазоинверсное звено 5, причем выход пер- вого усилителя мощности 3 непосредственно соединен с первым входом сумматора мощности б, а выход второго усилителя мощности 4 соединен со вторым входом сумматора 6 через фазоинверсное звено 5.

Первый выход сумматора мощности 6 подключен к схеме связи 9 согласующего устройства 11, состоящей из индуктивно- стей связи Li, , LS, а второй выход - к балластному резистору 18, последователь- но с которым расположена первичная обмотка трансформатора связи 17. Вторичная .обмотка этого трансформатора 17 подклю- чена к амплитудному датчику отраженной волны 7, выход которого соединен с бло- ком 8 управления схемы 10 с переменным конденсатором согласующего устройства 11. Параллел ьный контур L/iCs согласующего устройства 11 индуктивнд связан с катушкой подмагничивания L.5, вход которой

подключен к выходу схемы управления током подмагничивания 13. Ко входу схемы управления током обмотки подмагничивания 13 подключен фазовый датчик отраженной волны 12,соединенный с первым выходом сумматора мощности 6.

Каждое из фазоинверсных звеньев 2,5 сдвигает фазу высокочастотного сигнала. Вследствие этого обеспечивается на первом и втором входах сумматора 6 синфаз- ность сигналов обусловленных падающими волнами, поступающими с обоих усилителей мощности 3,4, и противофазность сигналов, обусловленных отраженной от нагрузки волной.

Суммарный сигнал, определяемый падающими волнами, через первый выход сумматора 6 подводится к согласующему устройству 11, а сигнал, определяемый отраженной волной Г через второй выход сумматора б подводится к балластному сопротивлению 18, где и поглощается. Таким образом, если режим генератора мощности предлагаемой схемы оказывается близким к режиму холостого хода и вся падающая волна отражается от нагрузки, выходные каскады высокочастотного тракта защищены от действия отраженной волны, чем-и обеспечивается большая чем у прототипа надежность работы. В предложенной схеме аппарата вновь введенный контур ЦСб обеспечивает согласование выхода генератора мощности по фазе коэффициента отражения от нагрузки, что достигается настройкой контура в резонанс, в то время как цепь, образованная индуктивностями связи L.i, L.2 и емкостным делителем Ci C2 Сз С4 служит для согласования выхода генератора мощности по амплитуде коэффициента отражения, Критерием настройки по амплитуде коэффициента отражения служит величина мощности на выходе, соот.ветствующая-работе аппарата на согласованную активную нагрузку.

Схема готова к работе после размещения между электродами пациента и подачи на схему питания. При этом автогенератор

I вырабатывает сигнал диапазона УВЧ, который усиливается усилителями мощности 3,4 и через сумматор 6 подводится к согласующему устройству 11. Однако в начальный момент времени конденсаторы Ci, Cz и индуктивность Ц согласующего устройства

II имеют произвольное исходное значение, в связи с чем ВЧ тракте возникает огражденная волна, амплитуда и фаза которой фиксируется соответственно амплитудным 7 и фазовым 12 датчиками.

Сигнал с амплитудного датчика отраженной волны 7 через блок управления 8

изменяет емкости конденсаторов Ci, Cz до тех пор,.пока этот сигнал не будет равным нулю. Одновременно сигнал с фазового датчика 12 воздействует на схему управления обмоткой подмагничивания 13, в результате чего по обмотке подмагничивания LS начинает протекать ток. Вследствие общего магнитного потока с катушкой Ц происходит изменение индуктивности U параллельного контура UC5.

Такое изменение происходит до тех пор пака контур UCg не будет настроен в резонанс,, а сигнал с фазового датчика 12 не будет равным нулю. Т.о. происходит ком- пе.нсация реактивной составляющей импе- даса нагрузки () и трансформация его активной составляющей до необходимой величины ReZH ( соглас.), соответствующей согласованному режиму генерато- ра. При этом в высокочастотном тракте на участке первый выход сумматора - пациент образуется режим бегущей волны, что является необходимым и достаточным условием для осуществления точной дозировки мощ- ности, подводимой к пациенту при работе аппарата со всеми типами прилагаемых ап- пликаторов. Необходимая мощность сигнала УВЧ от сумматора 6 через согласующее устройство 11, провода 16, электроды 14 подводится к пациенту 15. Следует отметить, что обе схемы слежения (по амплитуде и фазе коэффициента отражения) работают в колебательном режиме около точки согласования с нагрузкой, т.к. после того как сиг- нал с датчиков 7 и 12 будет равным нулю, схема аппарата вновь придет.в исходное состояние и цикл повторится. Однако, как показывают расчеты и эксперименты на макетных образцах, время переходных про- цессов мало и составляет т 0,01 сек, что в медицинской практике несущественно.

0

5 0 5 0

Т.о. в высокочастотный тракт предлагаемой схемы УВЧ аппарата может быть помещено устройство измерения подведенной к пациенту мощности, связанное линией связи с индикатором. Показания этого индикатора не зависят от коэффициента отражения от нагрузки, т.к. в тракте имеет место режим бегущей волны, что позволяет осуществлять точную дозировку мощности при проведении процедур и расширить диапазон используемых аппликаторов.

Формула изобретения Физиотерапевтический УВЧ-аппарат, содержащий автогенератор с усилителем мощности, согласующее устройство, вклю- . чающее реактивную схему связи и схему с переменным конденсатором и соединенное через линию связи с электродами, и блок управления, соединенный со схемой с переменным конденсатором, отличающийся тем, что, с целью повышения точности дозирования и повышения надежности в работе в него введены соединенные между собой первое реактивное фазоинверсное звено, второй усилитель мощности и сумматор мощности с балластным резистором, второе реактивное фазоинверсное звено, соединенное входом с усилителем, а выходом - с вторым входом сумматора, амплитудный датчик отраженной волны, фазовый датчик отраженной волны, соединенный выходом с блоком управления, а входом через трансформатор связи - с балластным резистором, и схема управления током катушки подмагничивания, при этом в согласующее устройство введены катушка подмагничивзния и парал- лельный LC-контур, соединенный со схемой с переменным конденсатором, причем выход сумматора соединен с согласующим устройством и фазовым датчиком, а выход последнего через схему управления током соединен с катушкой подмагничивания.

Изобретение относится к устройствам для медицинской техники. Сущность: аппарат содержит автогенератор 1 с усилителем мощности 3, согласующее устройство 11, состоящее из реактивной схемы связи 9 и схемы с переменным конденсатором 10, электроды 14, блок 8 управления. К первому выходу автогенератора 1 подсоединен усилитель 3 мощности, на входе которого установлено реактивное фазоинверсное звено 2, а к его выходу подсоединен усилитель 4 мощности, на выходе которого установлено второе реактивное фазоинверсное звено 5, при этом выход усилителя 4 мощности через звено 5 со вторым входом сумматора 6, выход которого подключен к реактивной схеме связи 9, а второй выход - к балластному резистору 18, последовательно с которым расположена первичная обмотка трансформатора 17 связи, вторичная обмотка которого подключена к амплитудному датчику 7 отраженной волны, выход которого подключен к амплитудному датчику 7 отраженной волны, выход которого подключен к блоку 8 управления, выход которого соединен с согласующим устройством 11, параллельный LC контур которого связан с обмоткой под- магничивания, вход которой подключен к выходу схемы 13 управления током обмотки подмагничивания, ко входу которой подключен фазовый датчик 12 отраженной волны., вход которого связан со входом сумматора 6. Цель-повышение точности до- зирования и повышение надежности в работе. 1 ил. ел с