Способ повышения работоспособности человека и устройство для его осуществления Советский патент 1993 года по МПК A61H39/00 

Изобретение относится к медицине, в частности к рефлексотерапии, и может быть использовано для повышения работоспособности человека и коррекции его функционального состояния.

Цель изобретения - сокращение времени процедуры.

Таким образом поставленная цель достигается тем, что в течение 5 мин осущест- влнется периодическое тепловое и холодовое раздражение уже не активных точек, а биологически активных зон (БАЗ) кожи с частотой, не превышающей критический уровень их раздельного субъективного восприятия на фоне одновременно создаваемого в окружающей зоне локального температурного поля. Размер локального поля достигает 10-12 кв.см, размер воздействия на БАЗ до 4 кв.см. При этом частоту чередования теплового и холодового раздражителей осуществляют как а жестком режиме, так и в ритме дыхания с возможностью индивидуального подбора сочетания теплового и холодового воздействия с фазами (вдох - выдох) дыхания, а интенсивность раздражений терморецепторов в каждой из фаз дыхания подбирают индивидуально по динамике температуры .кожи с учетом критерия: безопасность - субъективно предел ь- ::ое переносимое воздействие, тепла и холода.

Положительный эффект предлагаемого способа достигается за счет:

1)Увеличения площади воздействия на БАЗ до 4 кв.см;

2)Применения дополнительной процедуры - создание вокруг БАЗ локального температурного поля, позволяющего:

- повысить активность тепловых рецепторов при охлаждении или холодооых при нагревании и тем самым предотвратить адаптацию рецепторов в БАЗ и осуществить направленную коррекцию функционального состояния организма по тормозному (преобладание активности тепловых рецеп- тороа) и возбудительному типу (при преобладании активности холодоаых рецепторов) и увеличить контрастность субъективно воспринимаемых термопульсаций, что свиде- тельтстаует о возрастании интенсивности раздражения рецепторов за счет проявления эффекта гистерезиса. Благодаря этому обеспечивается субъективное восприятие термопульсаций с большой частотой, что способствует увеличению сенсорного потока, поступающего в центральную нервную систему,

При сенсорно-эндокринной активации организма человека проявляются, по мнению авторов, не только сегментарные реакции, но и формируется определенный ней- ро-гуморальный фон, обеспечивающий изменение условий функционирования всего организма в целом.

Отличия от известного способа в предложении проявляются втом, что при воздействии на биологически активные точки - воздействие воспринимается как укол, воздействие же на биологически активные зоны (расположенные, например, на лбу и в районе седьмого позвонка), обеспечивает адекватное восприятие раздражителя, вызывает сенсорно-эндокринную, активацию организма за счет вовлечения в деятелъность не только подкорковых структур (как это имеет место в способе - прототипе), но и коры головного мозга.

Для увеличения контраста восприятия температурного раздражителя введена стабилизация на заданном уровне температуры кожи в окружающей раздражитель зоне. Этот прием необходим для повышения эффективности тепловых воздействий, а также существенно расширяет возможности способа коррекции функционального состояния организма. Предложенный способ и устройства, его реализующие; могут найти применение .во всех областях человеческой деятельности, при наличии монотонного

компонента, для повышения работоспособности и активности восприятия. Именно термоконтрастные воздействия на биологически активные зоны могут вызвать как положительное повышение работоспособности

человека, так и подавление его активности, поэтому в предлагаемом способе и устройстве, его реализующем, применены регулируемые и контролируемые уровни термоконтрастного воздействия,эквивален

тные индивидуально различаемым ощущениям тепла и холода. Отрицательных воздействий или следствий, вытекающих из результатов воздействия на организм чело- века,не обнаружено.

5 На фиг. представлена структурная блок-схема устройства, реализующего предлагаемый способ; на фиг.2 - временные диаграммы сигналов в различных точках устройства.

0 Устройство, реализующее предложенный способ, содержит микротермоэлектрический элемент 1 типа элемента Пельтье с наклеенным на него нагревателем 2, измерительный преобразователь температуры в

5 виде резистора, выходы которого соединены с четырехплечим мостом 3, выходы и входы которого соединены с терморегулятором 4, нормально-разомкнутый контакт 5, реле б, переменный резистор 7, мощный усилитель 8, переключатель 9, управляемый

стабилизатор 10 тока, переключатель 11 направления тока, мультивибратор 12, датчик 13 дыхания, усилитель-ограничитель 14, охладитель 15 для трубки, измеритель 16 температуры с индикатором.

При этом микроэлектрические элементы 1, выполненные в виде стандартных элементов типа ТЭМО-4, соединяются в нужное число (от двух и более) аппликаторов электрически последовательно и запитываются постоянным током от внешнего источника питания через управляющий стабилизатор 10 тока и переключатель 11 направления тока. На каждый микротермоэлектрический элемент 1 через тонкую изоляционную (например, слюдяную) прокладку наклеен резистивный нагреватель 2, на который наложен (наклеен) также резистивный преобразователь температуры, являющийся одним из плеч моста 3. Все резистивные нагреватели 2 подключены последовательно к внешнему источнику питания и к мощному ключевому выходу терморегулятора 4, параллельно входам которого подключен измеритель 16 температуры, выход которого соединен с индикатором 17. Параллельно одному из плеч моста 3 подключен переменный резистор 7, подключенный к мосту 3 через нормально-разомкнутый контакт 5 электромагнитного реле 6, которое от внешнего источника питания подключено к выходу мощного усилителя 8, вход которого соединен с выходом переключателя 9, первый из входов которого соединен с выходом управляемого мультивибратора 12, а второй - соединен с выходом последовательно включенных датчика 13 дыхания и усилителя-ограничителя 14.

Предложенный способ реализуют следующим образом.

На тело человека, например на лоб и 7-й позвойок, накладываются термоаппликаторы, которые после включения создают в месте контакта определенный температурный фон. Уровень температурного фона регулируется и устанавливается с помощью блоков 10,11, а контроль температуры осуществляется с помощью блоков 16, 17. После включения нагревателя 2 его температура быстро повышается до уровня, который устанавливается выбором плеч резистивного моста 3 и поддерживается с достаточно высокой точностью с помощью терморегулятора 4. При замыкании контакта реле 6 переменный резистор 7 подключается параллельно одному из плеч моста 3, баланс сопротивлений которого нарушается, терморегулятор 4 выключается и нагреватель охлаждается до температуры, при которой этот баланс восстанавливается, а терморегулятор 4 входит в режим поддержания температуры на новом уровне. С помощью резистора 7 регулируется величина температуры нижнего уровня, а длитель- 5 ность нахождения в заданном тепловом режиме определяется длительностью сигнала на последовательно включенных блоках 9, 8, 6, при этом с помощью мультивибратора 12, частота температур- 0 ных пульсаций может быть выбрана и регулируется от 0,7 до 10с. При использовании датчика 13 и усилителя - ограничителя 14 частота термопульсаций определяется частотой и продолжительностью вдоха либо выдо5 ха человека (в зависимости от того, на что настроен датчик 13 дыхания).

Устройство работает следующим образом: термозппликаторы, выполненные в виде микротермоэлектрических элементов 1

0 Пельтье типа ТЭМО-4, соединенных между собой, последовательно включены в электрическую сеть источника питания и сеть жидкостного охлаждения. При включении источника питания с помощью управляемо5 го стабилизатора 10 тока устанавливается и контролируется блоками 16,17 температура на рабочей поверхности термоаппликатора. Так как требования к точности поддержания температуры не высоки ( ±2 град. Цельсия),

0 то контролировать достаточно один из тер- моаппликэторов, ибо рабочий ток проходит через них одинаковый. Одновременно со включением микротермоэлектрических элементов 1 Пелыье происходит включение

5 расположенных на них нагревателей 2. Нагреватель 2 представляет собой резистивный элемент, наклеенный на рабочую плоскость микротермоэлектрического элемента 1 через тонкослойный изолятор, од0 повременно на резистивный слой нагревателя 2 наклеен измерительный преобразователь температуры в виде терморе- эистора, включенного в одно из четырех плеч моста 3. Сигнал рассогласования от

5 измерительного моста 3 поступает на вход пассивного терморегулятора 4, который включает нагреватель 2 при условии, если температура нагревателя ниже заданных уровней, которые определяются соотноше0 нием плеч моста 3 и величиной резистора 7, и выключает нагреватель 2, если температура нагревателя выше заданного уровня.

Частота включения и выключения терморегулятора 4 в точке регулирования мо5 жет быть около 5 Гц, точность поддержания в ней 0,01°С, а время выхода на заданный режим после включения 0,4-0,5 с Таким образом, если изменять или шунтировать одно из плеч четырехплечевого моста, то терморегулятор 4 будет отслеживать за этими изменениями, при условии, что скорость изменения этих плеч не будет выше 0,5 с. Для управления режимом изменения температуры нагревателя введен переменный резистор 7, который подключается параллельно плечу моста 3 с помощью контакта 5 реле 6. Реле 6 должно периодически включать и выключать контакт 5. при этом температура нагревателя будет периодически устанавливаться то на одном, то на другом уровне. Регулируя величину резистора 7, можно добиться случая, когда температура нагревателя, выполняющего роль раздражителя, будет изменяться скачком до задан- ного уровня относительно фоновой температуры, создаваемой микротермоэлектрическим элементом 1. Рабочая площадь элемента 1 составляет 10-18 кв.см, рабочая площадь нагревателя составляет 4 кв. см. Для создания пульсирующего режима термоаппликации, сигнал от регулируемого по длительности мультивибратора 12 поступает через переключатель 9 на вход мощного усилителя 8, который управляет реле 6. Для управления температурным режимом с частотой дыхания, сигнал от датчика 13 дыхания поступает на вход усилителя-ограничителя, который управляет, через переключатель, 9, мощным усилителем 8. При вдохе, например, усилитель-ограничитель 14 вырабатывает сигнал положительной полярности, который включает усилитель 8 и удерживает реле 6 во включенном состоянии, при этом баланс сопротивлений моста 3 нарушается, терморегулятор включается, разогревает нагреватель, при этом баланс сопротивлений моста 3 вновь восстанавливается и терморегулятор начинает поддерживать это состояние до момента, пока не выключится реле 6. Когда выключается реле 6. баланс сопротивлений моста 3 снова нарушается, терморегулятор 4 выключается, температура нагревателя 2 вследствие его малых размеров и малой инерции быстро падает до температуры элемента 1. Как только реле 6 включается, то процесс нарастания и регулирования температуры повторяется. Частота же включения-и выключения реле определяется частотой дыхания в одном режиме переключателя, а во втором режиме - частотой переключения мультивибратора.

Таким образом, предложенное техническое решение предусматривает термическое воздействие на значительно большие размеры (в 50-200 раз) по площади, чем зоны воздействия в прототипе, при этом зона термических циклических воздействий окружена зоной стабилизированной температуры.

Эффект от-предложенного решения обусловлен тем, что при этом с одной стороны приводятся в действие механизмы секти- вации - торможения различных функций

организма через БАЗ по типу сегментарных реакций, а с другой стороны, он позволяет управлять уровнем активации терморегуля- торных центров. В результате этого можно переводить в необходимую стадию напря0 жения гилотоламо-гипофизарно-андрена- линовую систему, обеспечивающую облегчение формирования адаптивных реакций организма человека по типу торможения, активации или нормализации в ответ

5 на воздействие различных факторов. Дополнительная стабилизация температуры кожи вокруг области воздействия позволяет получить эффект гистерезиса и обеспечивает возрастание интенсивности субъективно

0 воспринимаемых температурных ощущений и формирует не только локальные, но и гиперлизованные реакции организма тормозного или возбуждающего типа по механизму сенсорно-эндокринной активации.

5 При этом коррекция функционального состояния человека в необходимом направлении достигается подбором холодового либо теплового режима термовоздействия.

Реализация предложенного способа и

0 результаты экспериментальной проверки.

Испытания проводились по методике, согласно которой испытуемые непосредственно перед работой подвергались термоконтрастному воздействию по пред5 лагаемому способу в течение 10-15 минут. Термоаппликаторы располагались в области лба и седьмого шейного позвонка. Тепловой режим аппликатора осуществлялся следующим образом: в центральной части

0 (БАЗ) осуществлялись термопульсации в ритме дыхания, а именно холодовое раздражение на фазе вдоха при температуре 25°С, тепловое - на фазе выдоха при температуре 28°С, в окружающей зоне поддерживалась

5 температура 18°С.

Субъективные оценки влияния предлагаемого способа и эффективности работы испытуемых в течение 6-8 ч распределялись следующим образом:

0 положительная оценка - 8 человек (80%) отсутствие оценки - 2 человека (20%) отрицательная оценка - 0 человек (0%) Объективно отмечалось сокращение ошибок в работе на 10%-15%.

5 Одновременно регистрируемые у испытуемых в течение 6 часов показатели функционального состояния организма характеризовались следующими изменениями: учащением частоты сердцебиений на 3%-5%, увеличением пульсового артериального давления на 10%-15%, ударного объема сердца на 7%-10%, а также теста RWC170 на 20% через 6 ч после стимуляции и на 7% через сутки, сокращение времени сенсомоторной реакции на 3%-8%, объем перерабатываемой информации увеличился наЗ%-7%.

Проводили контрольное исследование динамики показателей функционального состояния организма и работоспособности в течение 6- часового дежурства у 10 субъектов.

Измерение дало следующие результаты (табл.1).

Дозировка теплового воздействия подбиралась таким образом, чтобы испытуемые - молодые люди в возрасте 20 лет отчетливо различали термопульсацию. Это свидетельствовало об адекватности воздействия, После процедуры испытуемые выполняли операторскую работу за дисплеем, на фоне которой периодически производили определение показателей функционального состояния и работоспособности по тестовым нагрузкам: физическую по тесту RWC170, а умственную- по сенсомоторным реакциям, а также времени безошибочной работы по дифференцированию сигналов, предъявляемых испытуемому на табло прибора для комплексных психофизиологических исследований Физиолог.

П р и м е р 1. Осуществляли в области лба термоконтрастное воздействие аппликатором на площади 4 кв.см в ритме дыхания. Экспозиция холода (25°С) и тепла (28°С) варьировала и соответствовала фактической продолжительности вдоха и выдоха соответственно. В окружающей зоне поддерживали температуру 18°С. Общее время воздействия составляло 10 мин,

Измерение показателей функционального состояния и работоспособности в тече- ние 8-часового дежурства после воздействия дало следующие результаты (табл.2).

П р и м е р 2. Осуществляли термоконтрастное воздействие аппликатором в области лба на площади 4 кв.см в жестком режиме последовательности холода (25,2°С, 2 с) тепла (28°С, 1 с). В окружающей зоне поддерживали температуру 18°С. Общее время воздействия 10 мин. Измерение показателей функционального состояния и работоспособности в течение 6-часового дежурства после воздействия дало следующие результаты (табл.З).

Сопоставление полученных данных позволило выявить наибольшую по продолжительности реакцию температурного воздействия в третьей серии опытов, что

свидетельствует о наличии положительного эффекта у предлагаемого изобретения.

Формула изобретения 51. Способ повышения работоспособности человека, включающий воздействие на кожу, отличающийся тем, что, с целью сокращений времени процедуры, воздействие осуществляют не менее чем на две био- 0 логически активные зоны, при этом на фоне локального температурного поля периодически осуществляют тепловое и хслодовое воздействие, частоту которого выбирают на 5-10% ниже предельно различимой, з им- 5 тенсивность воздействий - ниже уровня болевых ощущений

2.Способ по п. 1,отличающийся тем, что частоту теплового и холодового воздействия синхронизируют с частотой дыха0 ния.

3.Способ по п. 1,отличающийся тем, что воздействие осуществляют на область лба и седьмого шейного позвонка.

4.Устройство для повышения работо- 5 способности человека, содержащее источник питания, соединенный через регулятор тока с блоком коммутации и цепью температурного воздействия, отличающееся тем, что, с целью повышение точности под0 держания температурных воздействий, в него введены четырехплечий измерительный мост, измеритель температуры с индикатором, переменный резистор, усилитель мощности, усилитель-ограничитель, пере5 ключатель, управляющий мультивибратор, датчик дыхания, электромагнитное реле с нормально разомкнутым контактом, при этом цепь температурного воздействия выполнена в виде двух или более последова0 тельво включенных элементов Пельтье с закрепленными на них через тонкопленочный изолятор резистиаными нагревателями и преобразователем температуры, который является одним из плеч четырехплечевого

5 моста, выходы которого соединены соответственно с входами терморегулятора и измерителя температуры, первый и второй выходы терморегулятора соответственно соединены с входами четырехплечевого мо0 ста, второй вход которого соединен через последовательно включенные переменный резистор, нормально разомкнутый контакт электромагнитного реле с первым входом терморегулятора, третий выход которого со5 единен с выходом последовательно включенных резистивных нагревателей, обмотка электромагнитного реле через источник питания соединена с выходом усилителя мощности, управляющий вход которого соединен с выходом переключателя, первый

вход которого соединен с выходом управляющего мультивибратора, второй вход переключателя соединен с последовательно

включенными датчиком дыхания и усилителем-ограничителем, вход резистивного нагревателя соединен с источником питания.

Использование: в медицине для проведения рефлексотерапии и коррекции функционального состояния человека. Сущность изобретения: вокруг не менее двух выбранЙ31 ных оиолг гич( активных зон кожи создают постоянное локальное температурное поле, на фоне которого осуществляется периодически теплозое и .олодовое раздражение биолоп ески активных зон. при этом частоту и интенсивность теплового и холо- дового воздействий1 выбирают ниже предельно различимых субъектом, Устройство содержит микротермоэлектрический элемент 1 типа элеь-.ента Пельтье с наклеенным на него нагревателем 2, измерительный преобразователь температуры в виде резистора, выходы которого соединены с четы- рехплечим мостом 3, выходы и входы которого соединены с терморегулятором 4, нормальио-ра мкнутый контакт 5, реле 6 переменный резистор 7, мощный усилитель 8, переключатель 9, управляемый стабилизатор 10 тока, переключатель 11 направления тока, мультивибратор 12, датчик 13 дыхания, усилитель-ограничитель 14, охладитель 15 для трубки, измеритель 16 температуры, индикатор 17 темпеоатуры. 2 с.п. и 2 з.п. ф-лы, 2 ил., 3 табл. ел gstvaK «ш& ос N3 Ю СО Физ.1

Таблица 1

Таблица 2

Таблица 3

Sdidox

Пример J Форма сигнала мо fa моде Јл0я& /4

т огВерхний уродень регулираВхи

Робот о /яерморееуля/лора1

ЈГ5

... А

//y w/уг/ уроДем ppzy/wpoSxts УроВень гранъВоё /яемлературь/

Ъхты ff/(rfrfve#t/# деле ff 1 I I i / ;

Поодолжени тгбп.Г

160±Н

274 ±21 15±:.3

3 5

-I

... А

y w/уг/ уроДем ppzy/w атурь/

flfil/M&p &