АППАРАТ ЦВЕТОИМПУЛЬСНОЙ СТИМУЛЯЦИИ, ПРОФИЛАКТИКИ И КОРРЕКЦИИ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ СИСТЕМ ОРГАНИЗМА ЧЕЛОВЕКА

Область применения
Полезная модель относится к устройствам для профилактики и коррекции функциональных систем организма человека и предназначена для улучшения психосоматического состояния человека, зрительных функций и других состояний человека.
Устройство может быть использовано в медицинских, санаторно-оздровительных учрежениях и в домашних условиях, как под наблюдением специалистов, так и самостоятельно индивидуальными пользователями. Сеансы лечения и профилактики аппаратом показаны при разных функциональных расстройствах, после перенапряжения и стрессов различного характера, при многих психосоматических заболеваниях, при нарушениях зрительных функций, мигренях и бессоннице. Аппарат может применяться для лечения детской близорукости, амблиопии, косоглазия. Рекомендуется для профилактики профессиональных заболеваний и снятия стрессовых состояний лицам, чья работа связана со зрительным, слуховым и эмоциональным перенапряжением, лицам, занятым в «большом» спорте, людям геронтологического возраста.
Уровень техники
Известно устройство для коррекции функциональных систем организма человека (патент RU 31721 U), содержащее очки с двумя светоизолированными окулярами, каждый из которых имеет светорассеивающий отражатель, внутри которого жестко закреплен источник светового излучения, при этом устройство имеет задающий генератор, регулятор частоты мигания светового излучения и блок питания, регулятор яркости светового излучения, последовательно соединенные блок управления, формирователь модулирующих импульсов и модулятор, входы которого подключены соответственно к выходам регулятора частоты мигания светового излучения, а выходы к соответствующим входам регулятора яркости светового излучения, два коммутатора, каждый из которых своим входом подключен к регулятору яркости светового излучения, а входом - к источнику светового излучения, представляющему собой набор светодиодных излучателей разной длины волны светового излучения, блок управления, выходы которого подключены к управляющим выходам регулятора частоты мигания светового излучения, регулятора яркости светового излучения и коммутаторов, при этом в каждом светорассеивающем отражателе напротив источника светового излучения установлен светонепроницаемый экран с 5-8 отверстиями диаметром 1,5-3,5 мм.
Недостатком этого устройства является то, что индикаторные светодиоды имеют большой разброс по длине волны на цвет и тем самым не обеспечивают точность воздействия того или иного цвета на глаза, из-за наличия перфорированных экранов с пятью - восьмью отверстиями. Не обеспечивается моментного диагностического эффекта по краям поля зрения, в результате снижается эффективность профилактики и лечения функциональных систем организма человека.
Известно устройство для диагностики и восстановления зрительных функций (RU 2071301), содержащее корпус, в котором размещен генератор импульсов, выходы которого подключены к двум светостимуляторам, закрепленным в светозащитном экране, и блок питания, который электрически связан с генератором импульсов.
С помощью указанного устройства на оба глаза пациента воздействуют излучением одной длины волны, лежащей в видимой области спектра 400-700 нм, освещенностью от 5 до 100 люкс. При этом на один или оба глаза воздействуют мигающим световым излучением с частотой мигания 0,06-1,0 Гц. Указанное устройство содержит очки со светоизолированными окулярами, каждый из которых имеет светорассеивающий отражатель, внутри которого закреплен источник светового излучения и установленный напротив него с возможностью замены светофильтр.
Устройство также содержит регулятор частоты мигания светового излучения, регулятор яркости светового излучения, коммутатор, обеспечивающий заданное световое воздействие на каждый глаз и блок питания.
В указанном устройстве все блоки для воздействия на зрительную систему пациента размещены на специальном столике, в кабинете врача. Для проведения сеанса пациент должен обязательно явиться к врачу, что не всегда удобно и возможно. Подобное техническое решение свидетельствует об использовании несколько устарелых технологий и несовершенстве технических решений.
Вызывают и некоторые сомнения режимы воздействия на зрительный анализатор. Величина 100 люкс, кажется чрезмерной и опасной для сетчатки глаза, частота мигания в 0,06 Гц, по литературным данным, может вызвать состояние глубокого транса. Близким к заявляемому аппарату по совокупности существенных признаков является полезная модель устройства профилактики и коррекции функциональных систем организма человека RU 66964 U. Устройство для профилактики и коррекции функциональных систем организма человека, содержащее корпус со светоизолированным окуляром, который имеет светорассеивающий отражатель, внутри которого жестко закреплен источник светового излучения, а напротив источника светового излучения установлен экран из светонепроницаемого материала с отверстиями, при этом устройство имеет задающий блок, блок управления и блок питания, отличающиеся тем, что корпус выполнен в виде светоизолированной маски, а источник светового излучения выполнен в виде двух светоизлучающих RGB-панелей, при этом задающий блок выполнен в виде микропроцессора с записанными в нем цветограммами, состоящими из функционально законченных фрагментов, причем микропроцессор содержит генератор импульсов выбора фрагментов, генератор импульсов выбора цветограмм, энергозависимую память фрагментов, энергозависимую память последовательности фрагментов, формирователь цветогра мм и цифро-аналоговый преобразователь, а блок управления снабжен двух-, четырехразрядным индикатором, отражающим номер цветограммы. Экран из светонепроницаемого материала может быть выполнен с 3-12 отверстиями диаметром 0,5-1,45 мм или 3,55-4,0 мм. Диапазон частот, модулирующих зрительные импульсы составляет 1-32 гц.
Недостатками этой полезной модели являются:
Сомнительный выбор диапазона модулирующих частот воздействия на зрительный анализатор человека (от 1 до 32 Гц). Есть мнения, что частоты в районе 30 Гц не благоприятно сказываются на функции зрительного анализатора и головного мозга. Некоторыми людьми они воспринимаются как единый постоянный образ. Известны указания на возможность появления различных непредсказуемых патофизиологических реакций, вплоть до приступов мигрени и эпилепсии.
Кроме того, передача на прямую светового излучения от светодиодов на отверстия маски делает передачу излучения на глаза неравномерным с каждого отверстия.
Излучение поглощается рассеивающей средой, а также испускается в сторону маски и в противоположном направлении, что приводит к большим потерям света.
По сравнению с вышеуказанными аналогами, заявляемая полезная модель содержит набор новых оригинальных технических решений (оптический модуль новой конструкции с равномерным распределением светового потока, направляемым на оба глаза), полезная модель компактна, лишена выносных блоков, проста в эксплуатации и может быть рекомендована для использования не только в медицинских и оздоровительных учреждениях, но и в быту, иных ситуациях, когда врач-специалист недоступен. В полезной модели обеспечивается расширение функциональных возможностей. Обеспечивается возможность программного выбора профессиональным пользователем нужной яркости и оттенков цветов, частоты мигания и модулирующих частот, а также возможность внесения новых программ и коррекции имеющихся цветограмм и физических характеристик светового сигнала (яркости и продолжительности импульсов, последовательности их следования, модулирующих частот и др.), в том числе с дисплея подключенного персонального компьютера под визуальным контролем (без разборки аппарата).
Техническим результатом полезной модели является: равномерное распределение светового потока, направляемого на оба глаза, снижение светопотерь; расширение функциональных возможностей.
Реализация полезной модели
Заявленный технический результат достигается за счет того, что аппарат цветоимпульсной стимуляции, профилактики и коррекции функциональных систем организма человека, выполнен в виде светоизолированной, воздухопроницаемой мягкой маски с симметрично жестко закрепленными на электронной плате генератором импульсов, RGB-источниками светового излучения видимой части спектра света 400-700 нм и панели из светонепроницаемого материала с симметричными перфорированными светопроводящими зонами отверстий для воздействия на каждый глаз, отличающийся тем, что выполнен с возможностью генерации и воспроизведения модулирующих звуковых сигналов через встроенный динамик, содержит оптическую систему равномерного распределения и передачи светового потока на выходные отверстия маски, состоящую из двух пар зеркал (отражателей) первого и второго уровня, передающих световые импульсы от RGB-источников в отверстия.
Кроме того, одно перфорационное отверстие в центре выполнено диаметром 1,4-1,5 мм и 4 и более отверстий симметрично на периферии диаметром 0,4-0,6 мм.
RGB-источники светового излучения выполнены с возможностью непрерывного и импульсное свечение светодиодов.
Генератор импульсов выполнен с несущей частотой 500-1000 Гц, причем подверженной двойной модуляции: в диапазоне от 1 до 25 Гц в соответствии с частотами дельта, тета, альфа и гамма ритмов активности головного мозга и в диапазоне 42-47 Гц, соответствующем критической частоте слияния мельканий в обоих глазах.
Кроме того, аппарат может содержать интерфейсы USB и/или UART, подключенные к электронной плате.
Краткое описание чертежей
На Фиг.1 показано конструктивное устройство аппарата (а - вид спереди, б - вид сверху в разрезе), где 1 - перфорированные зоны входа/выхода световых сигналов для стимуляции глаз, 2 - глаза, 3 - электронная плата, 4 - RGB-светодиоды, 5 - отражающие зеркала первого уровня, 6 - отражающие зеркала второго уровня, 7 - несущая панель, 8 - отверстия.
На Фиг.2 показан функциональная блок-схема аппарата, где 9 - ПЗУ, 10 - дисплей и клавиатура, 11 - интерфейсы USB и UART, 12 - микропроцессор, 13 - ШИМ, 14 - усилитель, 15 - светодиод, 16 - оптический модуль, 17 - маска, 18 - адаптер питания, 19 - аккумулятор, 20 - звуковой генератор, 21 - пьезокерамический излучатель.
Осуществление полезной модели
Аппарат воздействует на организм человека через зрительный анализатор посредством различных сочетаний модулированных цветовых импульсов. Аппарат выполнен в виде светозащитной, но воздухопроницаемой, эластичной маски (Фиг.1). Он имеет экран из светонепроницаемого материала с отверстиями (8) для цветостимуляции каждого глаза (2) перфорированная зона (1) (пластина). Одно отверстие (8) в центре предпочтительно выполнять диаметром 1,4-1,5 мм и 4-8 отверстий симметрично на периферии диаметром 0,4-0,6 мм для стимуляции центральной и периферической зоны сетчатки, зрительного нерва, мышечных структур глаза: радужки, хрусталика, глазного яблока. За экраном, напротив каждого из глаз (2) размещены два жестко закрепленные RGB (LAT) - светодиода (4), воспроизводящие световые импульсы в видимой части спектра электромагнитных волн от 400 до 700 нм. Оптический модуль (16) (см. Фиг.2) для равномерного распределения и передачи светового потока на выходные отверстия (8) маски (17) состоит из 2 пар зеркал первого (5) и второго (6) уровня.
В связи с тем, что основной оптический поток используемого светодиода распространяется в направлении от оптической оси на ±15 градусов, практически все излучение попадает после отражения от зеркал на маску с отверстиями.
Благодаря чему обеспечивается равномерное распределение и передача светового потока через отверстия в оба глаза без потерь света.
2
Возможно непрерывное и импульсное свечение светодиодов. Несущая частота сигнала, обеспечиваемая генератором импульсов, составляет 500-1000 Гц, подвергается двойной модуляции: в диапазоне от 1 до 25 Гц в соответствии с частотами дельта, тета, альфа и гамма ритмов активности головного мозга и в диапазоне 42-47 Гц, соответствующем критической частоте слияния мельканий в обоих глазах (КЧСМ). Микропроцессор аппарата (12) может быть реализован на основе характеристик 16 bit, RISC архитектура, 56 МГц. ПЗУ (9) аппарата (например, флэш-носитель, RAM, EEPROM) способно разместить более 50 оригинальных программ (цветограмм) для стимуляции, релаксации и оказания специфического лечебного воздействия. Цветостимуляция осуществляется импульсами, из которых состоят цветограммы. Импульсы каждого цвета повторяются трижды (серии импульсов), их продолжительность меняется от 1 до 8 сек. Используются монохроматические «чистые» тона (преимущественно) и немонохроматические (цветовые оттенки). Временной промежуток между импульсами - в диапазоне от 0,1 до 0,5 сек. Максимальная интенсивность (яркость) воздействия на глаз 10 кд/м. В серии импульсов она является переменной величиной и может меняться (возрастать или убывать) в диапазоне от 1% до 100% от максимума, программно выбирается и корректируется. Показатель скважности - постоянен и равен 50%. Продолжительность программ задается пользователем (обычно до 20 мин). О завершении программы сигнализирует звуковой сигнал. Цветовые гаммы и физические характеристики сигнала (яркость, продолжительность импульса, модулирующие частоты и др.), благодаря возможности подключения внешних устройств через RS232 и USB порты (11), могут программно пополняться, изменяться и перенастраиваться без визуального контроля или под визуальным контролем с дисплея персонального компьютера. Для обеспечения загрузки данных из ПК и их хранения может использоваться EEPROM память.
Аппарат содержит цифровой дисплей (10), указывающий номер выбранной программы, время ее выполнения, реализуемый режим работы. На одной панели с ним расположены управляющие кнопки. Аппарат может быть снабжен встроенным музыкальным динамиком (пьезокерамическим излучателем) (21) и способен посредством звукового генератора (20) генерировать полифонический аудиоряд, а также осуществлять модуляцию последовательностей цветоимпульсов аудио сигналом в диапазоне частот от 1 до 30 Гц. В аппарат может быть встроен интерфейс UART (11) для подключения музыкального FLASH-плейера или медицинских датчиков с целью обеспечения работы аппарата исходя из принципа биометрической обратной связи. Предоставляется переходник RS232-USB. Питание аппарата осуществляется (через отдельный выход или USB) от бытового электросетевого адаптера (18), индивидуального аккумулятора (19), адаптеров электросетей транспортных средств (автомобильный, железнодорожный и авиатранспорт).
Широтно-импульсные модуляторы (13), подключены к двум RGB-светодиодам через усилители тока (14).
Расширение функциональных возможностей достигается за счет использования встроенного динамика, возможности организации музыкального сопровождения, увеличивающего эффективность цвето-световогового воздействия, и использования аудиомодуляции. Также при использовании интерфейсов USB и UART достигается возможность подключения внешних устройств и управление аппаратом из вне. При подключении к аппарату устройств беспроводной связи, становится возможным осуществление связи с ПК и передачи программ и данных по информационным электронным сетям. Указанные возможности позволяют вести дальнейшее развитие и совершенствование аппарата за счет расширения его функциональных возможностей: подключения дополнительных приборов измерения характеристик дыхания, пульса, ЭКГ, ЭЭГ и др. через внешние модули для диагностики, оценки состояния организма пациента и оптимизации и реализации режимов стимуляции исходя из принципа обратной связи.