НИЗКОЧАСТОТНЫЙ МАГНИТОИМПУЛЬСНЫЙ ТЕРАПЕВТИЧЕСКИЙ АППАРАТ (ВАРИАНТЫ)

Предлагаемая группа полезных моделей относится к магнитоимпульсной медицинской технике и может быть использована в эффективных узкофункциональных (малофункциональных - далее) портативных терапевтических аппаратах, в результате их исходной настройки, компенсирующей необходимость в регулировке набора биотропных параметров, и в связи с обеспечением в них эксплуатационной регулировки рабочей частоты обладающих возможностью воздействия лечебно-эффективным комбинированным по биотропным параметрам низкочастотным импульсным магнитным полем в терапевтических и профилактических целях в стационарных и передвижных больничных и домашних условиях в расширенном диапазоне заболеваний, поддающихся лечению на основе общепринятой импульсной магнитотерапии, а также гемозаболеваний, нервно-психических заболеваний и заболеваний головного мозга.
Несмотря на разнообразие современной медицинской магнитоимпульсной аппаратуры с учетом объема притязаний настоящей заявки, ограниченного получившей распространение в практической магнитологии импульсной формой магнитного поля (исключая из рассмотрения медицинское оборудование, основанное на использовании усложненных бегущего и вращающегося импульсного магнитного поля, упрощенного и часто низкого по качеству переменного синусоидального магнитного поля или пульсирующего полусинусоидального магнитного поля и низкотехнологичного в осуществлении с помощью вращающихся постоянных магнитов вихревого магнитного поля), уровень магнитоимпульсной медицинской техники при исключении из внимания менее надежных в связи со схемотехническим и конструктивным усложнением многофункциональных магнитоимпульсных устройств с различным количеством регулируемых биотропных показателей (более одного), включающих частоту, длительность, форму и амплитуду импульсов (см., в качестве примеров таких многофунциональных устройств: устройство для магнитотерапии - изобретение по авторским свидетельствам СССР №1569025, A61N 2/00, 1990 и №1593667, A61N 2/00, 1990; аппарат для низкочастотной магнитотерапии - полезную модель по патенту РФ №98925, A61N 2/02, 2010; а также терапевтическое устройство - изобретение по патенту GB 2143131 A, A61N 1/40, 1985), характеризуется следующими аналогами, представляющими собой малофункциональные магнитоимпульсные терапевтические устройства, предусматривающие регулирование не более одного биотропного показателя: изобретения по патентам РФ №2125473, A61N 2/04, 1999; №2149653, A61N 2/00, 2000; №2195975, A61N 2/00, 2002 и №2265462, A61N 2/04, 2005 (это же изобретение - полезная модель по патенту РФ №45633, A61N 2/02, 2005); а также аппарат для лечения физических и психических расстройств с низкой частотой и низкой плотностью потока магнитного поля - изобретение по патенту US 7819794 B2, A61N 2/00, 2010.
Устройство для магнитотерапии (п. РФ №2125473) обеспечивает целевой терапевтический эффект воздействием импульсного магнитного поля с автоматически настраивающейся частотой и амплитудой (с частотой от 0,2 до 3 Гц и амплитудой до 50-60 мкВ) с помощью дополнительного цифрового генератора шума с псевдослучайной частотой следования, значительно усложняющего схему устройства, имеющую кроме того переключатель на второй режим работы частотой 50 Гц аналогового шумоподобного сигнала на входе усилителя тока, и слишком сужающего рабочий частотный диапазон воздействия магнитным полем, превращающего указанное устройство в магнитоимпульсный терапевтический аппарат с чрезвычайно узкой настройкой со смещением в сторону уменьшения в низкочастотном интервале без α-окна, не смотря на претензию повышения терапевтического эффекта с некоторым расширением охвата заболеваний.
Устройство для магнитотерапии (п. РФ №2149653) обеспечивает щадящий терапевтический эффект воздействием импульсным магнитным полем с широкополосным воздействием с помощью генератора, выполненного как источник сигнала со сплошным или близким к сплошному спектром частот с постоянной спектральной плотностью, и дополнительного фильтра для выбора частотной характеристики воздействующего сигнала, придающих указанному устройству скорее вспомогательное терапевтическое назначение в отношении эффективности лечения.
Аппарат терапии кодированным магнитным полем малой амплитуды (п. РФ №2195975) обеспечивает комплексный терапевтический эффект в результате многочастотного воздействия при амплитудных значениях магнитной индукции индуктора, не превышающих 0,1 мТл, с помощью дополнительного блока управления, введенного в состав управляющего устройства и выполненного с возможностью формирования на выходе многочастотного сигнала с частотами в количестве n≥3, соответствующими короткопериодным биоритмам здорового человека в спокойном состоянии, приводящем усложненный управляющим устройством аппарат к еще большему его усложнению, снижающему надежность его стабильной работы и эффективность воздействия в сравнении с раздельным частотным воздействием.
Аппарат для низкочастотной магнитотерапии (п. РФ №2265462) - он же - прибор для низкочастотной магнитотерапии с управляемой диаграммой направленности (п. РФ №45633) обеспечивает низкочастотный терапевтический эффект со ступенчатой регулировкой с помощью переключателя режимов, обеспечиваемых микроконтроллером, выполненным с возможностью генерирования последовательности частот от 100 Гц и ниже без назначения - функции формирователя длительности и формы импульсов на уровне исходно и тонко настроенного программного синтеза целевых импульсов, имеющих предлагаемое заявителем настоящей заявки лечебно-эффективное сочетание их длительности и формы.
Аппарат для лечения физических и психических расстройств с низкой частотой и низкой плотностью потока магнитного поля (п. US №7819794), не смотря на его способность управлять с помощью микроконтроллера частотным режимом воздействия в интервале 0-20 Гц с возможностью перепрограммирования частотно-временного режима работы через USB-порт, также характеризуется использованием микроконтроллера без назначения - функции формирователя длительности и формы импульсов на уровне исходно и тонко настроенного программного синтеза целевых импульсов, имеющих предлагаемое заявителем настоящей заявки лечебно-эффективное сочетание их длительности и формы.
-5
1
Промежуточное положение между указанными выше выделенными заявителем (для повышения удобства сравнения) группами многофункциональных и малофункциональных устройств по критерию различия между ними - наличию регулировки одного биотропного параметра (не более одного - малофункциональное и более одного - многофункциональное устройство) занимает устройство для воздействия на биологические объекты - изобретение по патенту РФ №2243007, A61N 2/00, A61N 1/00, A61N 5/06, A01G 7/04, 2004, в котором перепрограммируемое запоминающее устройство на отдельной микросхеме, подсоединенное к микропроцессору, позволяет воспроизводить записанный сигнал в диапазоне рабочих частот 6,25·10-5·10 Гц с возможностью перезаписи через внешний вход интерфейса в виде электрического разъема приборной части сигналов различной длительности и формы большинства медицинских приборов с помощью отдельного компьютера для индивидуализации воздействия такими сигналами с возможностью осуществления режима комплексного воздействия физическими факторами: внутренней и внешней индуктивными катушками, излучающим диодом и анодным и катодным электродами (в связи с чем предусмотрен общий именно усилитель тока), но выполненное на конструктивно усложненном уровне с назначением - обеспечением многофункциональности - с дополнительной (кроме возможности изменения рабочей частоты из записанного диапазона) эксплуатационной регулировкой-перенастройкой длительности и формы сигнала за счет индивидуально-дискетной перезаписи без реализации функции формирователя длительности и формы импульсов с помощью однокристального микроконтроллера на уровне исходно и тонко настроенного программного синтеза целевых импульсов, имеющих предлагаемое заявителем настоящей заявки универсальное лечебно-эффективное сочетание их длительности, формы и амплитуды.
Таким образом, состояние уровня терапевтической магнитоимпульсной аппаратуры подтверждает актуальность ее совершенствования в рамках задачи оздоровления населения на решение задачи оптимизации сочетания: степень насыщенности функциональных свойств - расход схемотехнического ресурса, как основу обеспечения схемотехнической ресурсной минимизации исполнения на современной элементной базе, повышающей надежность и ценовую доступность аппаратуры при приемлемом снижении степени ее функциональности - без обеднения ее терапевтического назначения в результате обеспечения высокой лечебной эффективности за счет оптимального подбора биотропных показателей, удовлетворяющих требованию безопасности процедур, на фоне первой (социальной) тенденции - общего старения населения и обострения заболеваний пожилых людей и детей из-за второй (эколого-урбанистической) тенденции - усиления загрязнения городской среды проживания и соответствующих условию улучшения (упрощения) эксплуатационных характеристик аппаратуры, позволяющего расширить круг потребителей и пациентов за счет пожилых людей и детей в городских, провинциальных и домашних условиях.
В качестве прототипа заявляемых вариантов магнитоимпульсного терапевтического аппарата выбран известный малофункциональный прибор для магнитотерапии - полезная модель (см. патент РФ №2510, A61N 2/04, 1996), содержащий перестраиваемый RC-генератор (формирователь импульсов с узлом питания), два блока буферных усилителей (усилитель импульсов) и комплексную нагрузку (рабочий индуктор), причем выходы буферных усилителей соединены с комплексной нагрузкой, состоящей из последовательно соединенных конденсатора и катушки-индуктора, а входы подключены к выходу RC-генератора, RC-цепь которого содержит переменный резистор.
Указанный прототип при малой степени функциональности и расходе схемотехнического ресурса на традиционной аналоговой элементной базе исполнения имеет настройку с низкой лечебной эффективностью (скорее профилактической эффективностью для группы заболеваний типа артрита, артроза, ложных суставов и остеохондрозов группы без специально подобранных длительности импульсов, формы импульсов и амплитуды импульсов и с возможностью эксплуатационного регулирования частоты импульсов от 10 до 100 Гц - без целевого выделения диапазона α-окна) при схемотехническом усложнении - наличии RC-генератора с выдачей сигналов в виде прямоугольных импульсов равной скважности без назначения в качестве формирователя импульсов - формировать импульсы длительностью и формой на уровне исходно и тонко настроенного программного синтеза целевых импульсов, имеющих предлагаемое заявителем настоящей заявки универсальное лечебно-эффективное сочетание их длительности, формы и амплитуды.
Технический результат заявляемой группы полезных моделей -обеспечение схемотехнической ресурсной минимизации исполнения терапевтического магнитоимпульсного аппарата при его высокой лечебной эффективности в расширенном диапазоне заболеваний за счет разработки предлагаемого малофункционального аппарата (с оптимальным сочетанием подобранных биотропных показателей) и с возможностью регулирования частоты импульсов в области низких частот, включающих α-окно, в результате наделения однокристального микроконтроллера в качестве формирователя импульсов функцией исходно и тонко настроенного программного синтеза целевых импульсов, имеющих универсальное лечебно-эффективное сочетание их укороченной миллисекундной длительности, например не более нескольких миллисекунд, и сглаженной формы с уменьшенной крутизной фронта (переднего фронта) и среза (заднего фронта) в сравнении с прямоугольной формой, например с приближением к форме нервного импульса организма, или импульсов, имеющих укороченную длительность с возможностью проявления лечебного транскраниального магнитостимулирующего воздействия, например не более 1,0 мс, и форму, промежуточную по крутизне фронта и среза между прямоугольной и синусоидальной формами, например пикообразную форму со сглаженной вершиной, в сочетании с использованием настроенного импульсного усилителя с усилением импульсов до амплитудной величины, задающей щадящее низкоэнергетическое лечебное воздействие рабочим индуктором, например на уровне интенсивности, составляющей величину до 50 мТл.
Предлагаемая группа полезных моделей расширяет также арсенал низкочастотной магнитоимпульсной терапевтической аппаратуры, предназначенной для круга потребителей и клиентов, увеличенного по составу пожилыми людьми и детьми, в результате высоких надежности, безопасности и доступности предлагаемого оборудования за счет несложной частотной регулировки в гарантированных пределах безопасных величин частот импульсов и невысокой цены изделий по обоим предлагаемым вариантам их выполнения.
Для достижения указанного технического результата низкочастотный магнитоимпульсный терапевтический аппарат по первому варианту, содержащий узел питания, формирователь импульсов, регулятор частоты импульсов, усилитель импульсов и рабочий индуктор локального воздействия, выполнен для минимизации расхода схемотехнических ресурсов в виде однокристального микроконтроллера, наделенного функцией формирователя длительности и формы импульсов, оснащенного источником калиброванной частоты и регулятором частоты импульсов и имеющего выход через цифроаналоговый преобразователь на усилитель импульсов, подключенный к рабочему индуктору.
Причем микроконтроллер наделен функцией исходно и тонко настроенного программного синтеза целевых импульсов, имеющих универсальное лечебно-эффективное сочетание их укороченной миллисекундной длительности, например не более нескольких миллисекунд, и сглаженной формы с уменьшенной крутизной фронта и среза в сравнении с прямоугольной формой, например с приближением к форме нервного импульса организма, усилитель импульсов выполнен в виде импульсного усилителя, имеющего транзисторную, например каскадно-параллельную схему с усилением импульсов до амплитудной величины, задающей щадящее низкоэнергетическое лечебное воздействие рабочим индуктором, а регулятор частоты импульсов обладает возможностью регулирования в диапазоне α-окна.
В частном случае выполнения предлагаемого аппарата по первому варианту рабочий индуктор выполнен в виде плоской катушки индуктивности, размещенной с остальными функциональными узлами в корпусе аппарата, микроконтроллер имеет исходную настройку формирования длительности импульсов 3,0±0,5 мс, регулятор частоты импльсов - эксплуатационного регулирования рабочих частот в интервале 8,0-13,0 Гц с шагом 0,1 Гц, а импульсный усилитель - усиления импульсов до их амплитудной величины, обеспечивающей амплитуду магнитной индукции импульсов магнитного поля в рабочем центре геометрической поверхности катушки индуктивности - 30±5 мТл.
При этом для улучшения эксплуатационных характеристик регулятор частоты импульсов может быть выполнен на основе микроконтроллерного программного установления диапазона рабочих частот с возможностью интерфейсного клавиатурно-кнопочного шагового задания частоты с выводом ее величины в дисплейное окно аппарата и микроконтроллер может быть наделен функцией таймера отключения для автоматического прерывания процедуры воздействия с возможностью интерфейсного клавиатурно-кнопочного задания времени воздействия рабочего индуктора с шагом 1 мин с выводом его величины в дисплейное окно аппарата.
Для достижения такого же вышеуказанного технического результата низкочастотный магнитоимпульсный терапевтический аппарат по второму варианту, содержащий узел питания, формирователь импульсов, регулятор частоты импульсов, усилитель импульсов и рабочий индуктор локального воздействия, выполнен для минимизации расхода схемотехнических ресурсов в виде однокристального микроконтроллера, наделенного функцией формирователя длительности и формы импульсов, оснащенного источником калиброванной частоты и регулятором частоты импульсов и имеющего выход через цифроаналоговый преобразователь на усилитель импульсов, подключенный к рабочему индуктору.
Причем микроконтроллер и усилитель импульсов, выполненный в виде импульсного усилителя, имеют исполнение с возможностью исходной настройки на получение импульсов с длительностью, формой и амплитудой, обеспечивающими универсальный комбинированный набор биотропных показателей импульсного магнитного поля, одновременно излучаемого рабочим индуктором в мягком режиме низкочастотных общей магнитотерапии и неинвазивной гемомагнитотерапии и щадящем режиме лечебной транскраниальной магнитостимуляции за счет исходного целевого программного синтеза микроконтроллером импульсов, имеющих укороченную длительность с возможностью проявления лечебного транскраниального магнитостимулирующего воздействия, например не более 1,0 мс, и форму, промежуточную по крутизне фронта и среза между прямоугольной и синусоидальной формами, например пикообразную форму со сглаженной вершиной, а также за счет усиления импульсным усилителем, имеющим транзисторную, например каскадно-параллельную схему, импульсов до их амплитудной величины, обеспечивающей исходно настроенную интенсивность импульсного магнитного поля, приближающуюся к интенсивности, одновременно являющейся по величине средней в общей магнитотерапии и допустимо низкой в лечебной транскраниальной магнитной стимуляции, например интенсивность величиной в интервале 25-50 мТл, а регулятор частоты импульсов обладает возможностью регулирования в области низких частот, включающих α-окно.
В частном случае выполнения предлагаемого аппарата по второму варианту рабочий индуктор выполнен в виде плоской катушки индуктивности, размещенной с остальными функциональными узлами в корпусе аппарата, микроконтроллер имеет исходную настройку формирования длительности импульсов 1,0 мс, регулятор частоты импльсов - эксплуатационного регулирования рабочих частот в интервале 7,5-17,0 Гц с шагом 0,1 Гц, а импульсный усилитель - усиления импульсов до амплитудной величины, обеспечивающей амплитуду магнитной индукции импульсов магнитного поля в рабочем центре геометрической поверхности катушки индуктивности - 40±5 мТл.
При этом для улучшения эксплуатационных характеристик регулятор частоты импульсов может быть выполнен на основе микроконтроллерной программной установки диапазона рабочих частот с возможностью интерфейсного клавиатурно-кнопочного шагового задания частоты с выводом ее величины в дисплейное окно аппарата и микроконтроллер может быть наделен функцией таймера отключения для автоматического прерывания процедуры воздействия с возможностью интерфейсного клавиатурно-кнопочного задания времени воздействия рабочего индуктора с шагом 1 мин с выводом его величины в дисплейное окно аппарата.
Ознакомление с отечественной и зарубежной продукцией - низкочастотной магнитоимпульсной терапевтической аппаратурой (при указанном выше исключении из рассмотрения медицинского оборудования, основанного на использовании усложненных бегущего и вращающегося импульсного магнитного поля, упрощенного и часто низкого по качеству переменного синусоидального магнитного поля или пульсирующего полусинусоидального магнитного поля и низкотехнологичного в осуществлении с помощью вращающихся постоянных магнитов вихревого магнитного поля) в связи с отсутствием доступной информации об функционально-схемотехническом устройстве изделий не дает возможности корректного сравнения по новизне заявляемой группы полезных моделей с такими аналогами, но утвердительный вывод о наличии новизны по отношению к ним, основывается либо на их усложнении, обусловленном их многофункциональностью (наличием регулировок биотропных показателей более одной), в качестве примера - ссылка на многофункциональный высокоинтенсивный аппарат АМТ2 «АГС» с возможностью генерирования импульсных магнитных полей и с пониженной интенсивностью 2-140 мТл и частотой следования импульсов 2-12 Гц (см. сайт в Интернет: http://www.sanvoronezh.ru/art_impmagnit_apparat.htm). либо на отсутствии сведений по малофункциональным аппаратам о полном наборе биотропных показателей, включающих частоту магнитных импульсов, а также их длительность, форму и амплитуду, в качестве примера - ссылка на малофункциональный аппарат «ИНФИТА» с возможностью генерирования импульсного низкочастотного квазистационарного электромагнитного поля (при амплитуде импульсов напряжения на облучателе 14 В) нетепловой интенсивности с преимущественно электрической составляющей в дискретном диапазоне частот повторения импульсов 220, 30, 40, 52, 57, 60, 64, 70, 75, 80 Гц (см. сайт в Интернет: http://www.ultramed.ru/infita.htm).
Известные аппараты серии СПОК (см. статью Савостьяника С.А. и др. «Магнитные поля и современная медицина» - Медицинские новости, 2012, №3, с.11-18) с импульсами, напоминающими по строению кривые распространения нервных импульсов в организме человека, также косвенно свидетельствуют об их многофункциональности (усложнении), т.е. о том, что они не противоречат заявляемой группе полезных моделей по новизне, в соответствии с доступными сведениями о них: они выполнены на основе генератора импульсов, который импульсами тока с изменяющейся несущей частотой 2,5-28 Гц и внутриимпульсной частотой 40-200 Гц питает индуктор, воздействующий магнитным полем, величина которого изменяется в пределах 5-150 мТл (см. сайт в Интернет: http://www.magnomed.by/Magnitics.aspx).
На фиг.1 показана ресурсно минимизированная схема предлагаемого низкочастотного магнитоимпульсного терапевтического аппарата на основе однокристального микроконтроллера (одинаковая для обоих предлагаемых вариантов его выполнения); на фиг.2 - пример электрической схемы интерфейсного клавиатурно-кнопочного шагового задания частоты и времени воздействия рабочего индуктора с выводом задаваемых величин в дисплейное окно аппарата на фиг.1 на основе микроконтроллерного формирования диапазона рабочих частот и прерывания процедуры магнитоимпульсного воздействия.
Предлагаемый низкочастотный магнитоимпульсный терапевтический аппарат (см. фиг.1) по первому варианту ресурсно минимизированного выполнения содержит узел питания 1, подключенный с выходным напряжением +5 В к однокристальному микроконтроллеру 2 и с выходным напряжением +200 В к импульсному усилителю 3.
Микроконтроллер 2 подсоединен через цифроаналоговый преобразователь 4 к входу импульсного усилителя 3, имеющего транзисторную, в частности каскадно-параллельную схему (на фигурах не показана) и подключенного к рабочему индуктору 5.
Микроконтроллер 2, с которым соединен источник калиброванной частоты 6, имеет в своем составе функциональные блок формирования длительности и формы импульсов, блок задания диапазона рабочих частот и блок таймерного прерывания процедуры магнитотоимпульсного воздействия, рабочий индуктор 5 выполнен в виде плоской катушки индуктивности, размещенной с остальными функциональными узлами в портативном корпусе аппарата, а импульсный усилитель 3 обеспечивает усиление импульсов до амплитудной величины, задающей щадящее низкоэнергетическое лечебное воздействие рабочим индуктором, в частности обеспечивающей амплитуду магнитной индукции импульсов магнитного поля в рабочем центре геометрической поверхности катушки индуктивности 30±5 мТл.
Причем блок формирования длительности и формы импульсов в составе микроконтроллера 2 предназначен для исходно и тонко настроенного программного синтеза целевых импульсов, имеющих универсально-эффективное сочетание их укороченной длительности, не более нескольких миллисекунд, и сглаженной формы с уменьшенной крутизной фронта и среза в сравнении с прямоугольной формой, в частности с приближением к форме нервного импульса: в виде пика со сглаженной вершиной и с вогнутым срезом, переходящим из крутого спада в постепенное выравнивание амплитуды с незначительным увеличением (см. например Fig. 17 в статье на англ. яз. A.L. Hodgkin and A.F. Huxley «A quantitative description of membrane current and its application to conduction and excitation in nerve» - J. Physiol (1952), 117, 500-544 на сайте в Интернет: http://www.findthatdoc.com/search-108368039-hPDF/download-documents-j-physiol-1952-hodgkin-500-44-pdf.htm), а блок задания диапазона рабочих частот задает диапазон α-окна, в частности 8,0-13,0 Гц.
В качестве примера формы синтезируемого блоком формирования длительности и формы импульсов в составе микроконтроллера 2 для функционирования предлагаемого аппарата по первому варианту его выполнения можно указать известную нейроподобную форму импульса в аппарате для электростимуляции «СТИМЭЛ-01» Елатомского приборного завода (с поправкой на его сглаженную вершину): «Форма импульса - нейроподобная (в положительной области - близкая к треугольной, в отрицательной - близкая к синусоидальной)» (см. сайт в Интернет: http://elamed.com/catalog/electrostimulyator/111), которая не только представляет собой пример приближения к форме нервного импульса организма, но и уместна в связи с известной рабочей лечебной нагрузкой электрической составляющей (используемой в импульсном низкочастотном физиотерапевтическом аппарате «ИНФИТА» - см. ссылку, приведенную выше) при воздействии низкочастотным электромагнитным полем.
Предлагаемый аппарат имеет интерфейсное оснащение микроконтроллера 2 (см. электрическую схему на фиг.2) с возможностью клавиатурно-кнопочного шагового задания частоты магнитных импульсов и времени воздействия рабочего индуктора 5 и вывода задаваемых величин в дисплейное окно 7 на основе использования (см. фиг.1) кнопки 8 - «С» (сброса задаваемой величины), кнопки 9 - «пуск/стоп», кнопки 10 - «H/F» (переключения вида задаваемой величины: Н - времени воздействия и F - частоты), кнопок 11 - «+» и 12 - «-» (набора увеличиваемой или уменьшаемой задаваемой величины Н с шагом 1 мин или F с шагом 0,1 Гц).
Предлагаемый аппарат работает в малофункциональном режиме (с возможностью эксплуатационной регулировки одного биотропного показателя - частоты магнитных импульсов) с возможностью добавления (в настоящем примере выполнения аппарата) для удобства эксплуатации аппарата задания времени непрерывного лечебного воздействия в результате автоматического выключения аппарата с помощью блока таймерного прерывания процедуры магнитотоимпульсного воздействия в составе микроконтроллера 2.
Эффективная работа аппарата основана на его предварительной (в процессе проектирования и изготовления) настройке с помощью исходной специальной программной прошивки однокристального микроконтроллера 2 с функцией исходного и тонкого синтеза длительности и формы имульсов с помощью блока формирования длительности и формы импульсов в его составе и схемотехнического исполнения импульсного усилителя 3 с налаженным усилением импульсов до амплитудной величины, задающей щадящее низкоэнергетическое лечебное воздействие рабочим индуктором 5, а также на удобном эксплуатационном регулировании частоты магнитных импульсов с помощью кнопочно-дисплейной интерфейсной оснастки блока задания диапазона рабочих частот в составе микроконтроллера 2 в пределах безопасного диапазона α-окна.
Синтезированные блоком формирования длительности и формы импульсов в составе микроконтроллера 2 цифровые импульсы поступая в цифро-аналоговый преобразователь 4 преобразуются в аналоговые токовые импульсы, которые проходя через импульсный усилитель 3 усиливаются и попадая в рабочий индуктор 5, обеспечивают излучение им лечебных магнитных импульсов.
При этом универсальный лечебно-эффективный характер сочетания настроенных биотропных параметров достигается при укороченной длительности магнитных импульсов 3,0±0,5 мс, и их сглаженной форме с уменьшенной крутизной фронта и среза в сравнении с прямоугольной формой и амплитуде магнитной индукции импульсов магнитного поля в рабочем центре геометрической поверхности катушки индуктивности 30±5 мТл.
Известен вывод отечественной практической магнитологии (см. научную статью Малкова Ю.В. «К механизму лечебного действия низкочастотного ЭМП» - Магнитология. Вестник международной медико-биолого-технической ассоциации магнитологов на базе Витебского медицинского института, 1992, №2, с. 5) о том, что увеличение интенсивности низкочастотного воздействия приводит к снижению лечебного эффекта не только в результате «привыкания» организма к параметрам раздражения, но и в связи со спецификой низкочастотного (в отличие от высокочастотного) действия на молекулярном и клеточном уровне.
Приведенный вывод, подтверждается результатами современных исследований в пользу низкочастотной низкоинтенсивной магнитоимпульсной терапии, получившей в настоящее время наибольшее распространение и обладающей резервом повышения лечебного эффекта в связи с ее возможностями прямого воздействия на все структуры организма (см. тезисы «Обоснование параметров слабого импульсного магнитного поля для достижения стойкого терапевтического эффекта» Лобкаевой Е.П. и Девяткова Н.С. - участников IV Международного конгресса «Слабые и сверхслабые магнитные поля и излучения в биологии и медицине» в Санкт-Пететербурге 30 июня - 07 июля 2006 г. на сайте в Интернет: http://old.vniief.ru/publika/doklad-ru/doklad-ru2006.html?curPos=3).
При этом приближение к длительности и форме нервного импульса в сочетании с регулировочно подбираемым по частоте воздействия индивидуальным частотно «плавающим» у различных пациентов α-окном (по лечебному эффекту) обеспечивает оптимальный подбор биотропных показателей заявляемого магнитоимпульсного аппарата.
Причем, если при известном в низкочастотном диапазоне влиянии крутизны фронта импульсов на терапевтический эффект воздействия (см. усложненное многофункциональное устройство для магнитотерапии заболеваний, связанных с нарушением нервной трофики, с возможностями индивидуального подбора оптимального режима воздействия по авторскому свидетельству СССР №1766422, A61N 2/00, 1992) приближение к форме нервного импульса - уже заложенная тенденция в современных магнитотерапевтических аппаратах (см., например вышеуказанные аппараты серии СПОК), то длительность импульсов - реже указываемый в практической магнитотерапии биотропный параметр, но имеющий не менее значимое влияние на эффективность углубленного лечения, подтверждаемое (в статье Садовниковой В.В. и др. «Механизмы регуляции и стимуляции репаративных процессов в печени при действии импульсного магнитного поля» - Магнитология. Вестник международной медико-биолого-технической ассоциации магнитологов на базе Витебского медицинского института, 1992, №2, с.54) его приближением по величине - 1,2-3,5 мс к длительности импульсивной активности симпатического ганглия для стимуляции репаративных процессов в патологически измененной печени на модели экспериментального токсического гепатита и его величиной 3,5-4 мс в способе лечения хронических гепатитов у детей -изобретении по патенту РФ №2128531, A61N 2/04, 1999, а также его величиной не более 5 мс в способе лечения больных с неврологическими проявлениями поясничного остеохондроза по авторскому свидетельству СССР №1813461, A61N 2/04, 1993.
Предлагаемый низкочастотный магнитоимпульсный терапевтический аппарат по второму варианту ресурсно минимизированного выполнения имеет аналогичное исполнение и функционирование с разницей в настройке: с возможностью исходной настройки аппарата на получение импульсов с длительностью, формой и амплитудой, обеспечивающими универсальный комбинированный набор биотропных показателей импульсного магнитного поля, одновременно излучаемого рабочим индуктором в мягком режиме низкочастотных общей магнитотерапии и неинвазивной гемомагнитотерапии и щадящем режиме лечебной транскраниальной магнитостимуляции за счет исходного целевого программного синтеза микроконтроллером импульсов, имеющих укороченную длительность с возможностью дополнительного проявления лечебного транскраниального магнитостимулирующего воздействия, в частности - 1,0 мс, и форму, промежуточную по крутизне фронта и среза между прямоугольной и синусоидальной формами, в частности пикообразную форму со сглаженной вершиной, а также за счет усиления импульсным усилителем импульсов до их амплитудной величины, обеспечивающей исходно настроенную интенсивность импульсного магнитного поля, приближающуюся к интенсивности, одновременно являющейся по величине средней в общей магнитотерапии и допустимо низкой в лечебной транскраниальной магнитной стимуляции, в частности интенсивность величиной 40±5 мТл, а также на основе эксплуатационного регулировании частоты магнитных импульсов в пределах расширенного безопасного интервала низких частот, включающего α-окно: 7,5-17,0 Гц.
Для пояснения особенностей выполнения второго варианта предлагаемого аппарата в рамках оценки уровня техники в настоящем описании группы полезных моделей следует отметить, что наряду с рассмотренной выше аппаратурой для проведения общепринятой импульсной магнитотерапии (PEMF) отдельную группу современного медицинского оборудования для проведения транскраниальной магнитной стимуляции (TMS) составили имеющие больше диагностико-исследовательское, чем лечебное назначение магнитоимпульсные приборы (см., например функционально усложненный аппарат «Нейро-МВП-4» в комплектации «Нейро-МС/Д» на сайте в Интернет: http://www.neurosoft.ru/rus/product/neuro-msd/index.aspx) с рабочими индукторами, обеспечивающими локальное воздействие высокоинтенсивным (до нескольких Тл) импульсным магнитным полем с короткой (микросекундной) длительностью магнитных импульсов (см., например доступные сведения о магнитном стимуляторе «Нейро-МС» в автореферате диссертации «Влияние изометрического сокращения скелетных мышц на аутогенное торможение спинальных α-мотонейронов у человека» Смирновой Л.В., к.б.н., 2011 на сайте в Интернет:  для приближения к механизму транскраниальной электростимуляции в результате возникновения индуктивного тока в органической зоне воздействия с меньшими разрушительными издержками для организма с длительностью магнитных импульсов при проведении TMS, достигающей при лечении депрессии величины до одной миллисекунды (см. статью Екатерины Тишиной «Магниты и современная медицина» на сайте в Интернет: http://www.amtc.ru/publications/articles/2055/?SHOWALL_1=1).
А для лечебной TMS более подходящим оказалось менее жесткое сочетание: пониженная интенсивность - низкая частота импульсного магнитного поля (см., например эффективную лечебную TMS при 0,3 Тл и 30 Гц в автореферате диссертации «Влияние транскраниальной магнитной стимуляции на когнитивные функции больных с дисциркуляторной энцефалопатией» Григорьевой С.Е., к.м.н., 2007 на сайте в Интернет: http://www.referun.com/n/vliyanie-transkranialnoy-magnitnoy-stimulyatsii-na-kognitivnye-funktsii-bolnyh-s-distsirkulyatornoy-entsefalopatiey), причем лечебная TMS пополнилась рекомендуемым еще более мягким сочетанием: щадящая интенсивность - низкая частота (см., например способ лечения эпилепсии проведением курса TMS при 15-25 мТл и 50 Гц - изобретение по патенту РФ №2195976, A61N 2/00, 2003).
В пользу обоснования выбранного биотропного параметра импульсного магнитного поля - интенсивности щадящего низкоэнергетического магнитного воздействия, охарактеризованного во втором варианте выполнения предлагаемого аппарата как приближающегося к интенсивности, одновременно являющейся по величине средней в общей магнитотерапии и допустимо низкой в лечебной TMS свидетельствуют и наработанные в практической магнитологии положения: «в зависимости от значений индукции магнитные поля, применяемые в магнитотерапии, условно подразделяют на сверхслабые - < 0,5 мТл, слабые - 0,5…50 мТл, средние - 50…500 мТл, сильные - > 500 мТл» (см. работу Осипова А.Н. и Бондарика В.М. «Электронная лечебная аппаратура» - Минск, Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники, 2006, с. 129 на сайте в Интернет: http://www.bsuir.by/m/12_113415_1_67113.doc), а также то, что в серийно выпускаемой аппаратуре, предназначенной для воздействия на локальные участки частей тела человека, величина индукции магнитного поля находится в пределах от 15 до 50 мТл (см. этот же источник информации).
Кроме того, терапия с помощью предлагаемого аппарата (см. второй вариант выполнения) расширена возможностью проведения низкочастотной импульсной неинвазивной гемомагнитотерапии в соответствии с известным механизмом влияния низкоэнергетического импульсного магнитного поля на систему крови при частотах до 15 Гц (см. статью Ларина В.С. и др. «Влияние импульсного магнитного поля на процессы перекисного окисления липидов» - Магнитология. Вестник международной медико-биолого-технической ассоциации магнитологов на базе Витебского медицинского института, 1992, №2, с. 68) или в соответствии с известным эффектом снижения агрегационной активности тромбоцитов в 3,6 раза после пяти сеансов неинвазивной гемомагнитотерапии низкочастотным магнитным полем интенсивностью 50-80 мТл (см. статью Комара С.Н. и др. «Снижение агрегационной активности тромбоцитов у беременных под воздействием гемомагнитотерапии» - Изв. Нац. Академии наук Беларуси. Сер. мед наук. 2011, №2, с. 88-92 на сайте в Интернет: http://csl.bas-net.by/xfile/v_med/2011/2/1etu8.pdf).
Симптомами поражения мозга считаются, в первую очередь, изменения α-ритма: уменьшение его амплитуды и апериодичность, которые при тесной связи и согласованности деятельности органов и систем организма, обусловленной многочисленными колебательными процессами, протекающими на разных уровнях жизненных систем организма, начиная с окислительно-восстановительных процессов в клетке и кончая колебательными взаимодействиями между различными органами (см. статью Хабаровой О.В. «Биоэффективные частоты и их связь с собственными частотами живых организмов» -Биомедицинские технологии и радиоэлектроника. 2002, №5, с.56-66 на сайте в Интернет: http://www.biblio.newmail.ru/biologfreq.doc). являются основой обоснования лечебной или профилактической эффективности включения частотного α-окна в рабочий частотный диапазон предлагаемого импульсного магнитотерапевтического аппарата по обоим вариантам выполнения, получившего подтверждение в практической магнитотерапии различных заболеваний (см., например способ лечения аллергических заболеваний низкочастотным импульсным магнитным полем, воздействующим на область надпочечников интенсивностью 20 мТл при 10 Гц в статье Диковой М. и Тодорова Н. «Лечение аллергических заболеваний магнитным полем» г.София, Болгария. - Магнитология. Вестник международной медико-биолого-технической ассоциации магнитологов на базе Витебского медицинского института, 1992, №1, с.44-46; способ лечения воспалительных заболеваний путем воздействия на патологический очаг низкочастотным магнитным полем с частотой, равной частоте α-ритма головного мозга пациента, - изобретение по патенту РФ №2375086, A61N 2/04, 2009; или способ лечения неэрозивной гастроэзофагеальной рефлюксной болезни путем воздействия слабоэнергетическим импульсным магнитным полем частотой 8-10 Гц - изобретение по патенту РФ №2480255, A61N 2/04, 2013).
Таким образом, оптимально подобранные биотропные показатели предлагаемого магнитоимпульсного терапевтического аппарата в обоих вариантах выполнения на основе щадящего низкочастотного воздействия магнитными импульсами с укороченной миллисекундной длительностью и со смягченной формой: сглаженной формой с уменьшенной крутизной фронта и среза в сравнении с прямоугольной формой, например с приближением к форме нервного импульса организма, или с формой, промежуточной по крутизне фронта и среза между прямоугольной и синусоидальной формами, например с пикообразной формой со сглаженной вершиной (в качестве примера импульса с такой формой, можно привести косинусквадратный импульс - см. ГОСТ 16465-70 «Сигналы радиотехнические измерительные», Издание 1973, с. 9), обеспечивают при схемотехнической ресурсной минимизации исполнения аппарата его высокую лечебную эффективность в расширенном диапазоне заболеваний.