Аппарат для дециметровой терапии

Полезная модель относится к медицинской электронной аппаратуре, в частности к устройствам для лечения электромагнитным полем в диапазоне дециметровых волн и может быть использована в качестве портативного терапевтического аппарата в стационарных и передвижных больничных и домашних условиях в широком диапазоне заболеваний.
Дециметровая терапия основана на применении в лечебно-профилактических и реабилитационных целях сверхвысокочастотных (СВЧ) электромагнитных колебаний дециметрового диапазона, в частности с практически освоенными в России воздействующими частотами 460 МГц и 915 МГц, характеризующимися проникновением электромагнитной энергии в организм на глубину до 8-10 см (с превышением примерно в два раза глубины указанного проникновения при сантиметровой терапии) и поглощением ее различными тканями, в основном хорошо снабженными кровью (мышцами, паренхиматозными органами).
Уровень техники в области дециметровой терапевтической аппаратуры характеризуется небольшим количеством аналогов - аппаратов для дециметровой терапии, имеющих относительно простые по составу функциональные блок-схемы без наличия в них блоков, отвечающих за обратную связь на основе температурного контроля воздействия электромагнитным полем: к таким аналогам относятся изобретение «Аппарат для терапии полем дециметровых волн» по авторскому свидетельству СССР №388755, A61N 5/00, 1973; изобретение «Аппарат для дециметровой терапии» по авторскому свидетельству СССР №939021, A61N 5/02, 1982; изобретение «Аппарат для ДМВ-терапии» по авторскому свидетельству СССР №942777, A61N 5/00, 1982, полезная модель «Аппарат для ДМВ-терапии» по патенту РФ №4912, A61N 5/01, 1997; изобретение «Аппарат для ДМВ-терапии» по патенту РФ №2393892, A61N 5/02, 2010 и полезная модель «Аппарат для терапии полем дециметровых волн» по патенту РФ 140716, A61N 5/00, 2014.
В настоящем описании полезной модели в уровень техники не включены для сравнения с предлагаемым аппаратом для дециметровой терапии усложненные из-за увеличенной функциональности аналоги с блоками, отвечающими за обратную связь на основе температурного контроля воздействия электромагнитным полем, такие как изобретение с указанной обратной связью «Устройство для СВЧ-терапии» по авторскому свидетельству СССР №1607827, A61N 5/02, 1990 и изобретение «Система температурного контроля и анализа для лечения гипертермией» по патенту US №4638436, A61N 5/00, 1987.
Группа аналогов по авторским свидетельствам №№939021 и 942777, а также по патентам РФ №№2393892 и 140716, характеризуется усложнением в них схемотехнического решения или функциональной блок-схемы в связи с повышением точности дозирования (939021, 942777), стабилизацией мощности излучения (2393892) и автоматизацией прекращения излучения при нарушении контакта между излучателем и телом пациента (140716) без выполнения блок-схемы в них на основе предлагаемого в соответствии с заявляемой полезной моделью интерфейса микроконтроллера, дисплея и измерителя мощности.
Аппарат для ДМВ-терапии по патенту РФ №4912 представляет собой решение, направленное на улучшение эксплуатационных свойств аппарата за счет возможности замены контактного излучателя в корпусе аппарата на другой сменный контактный излучатель и имеющее отдаленное отношение к заявляемой полезной модели.
Из приведенных выше аналогов наиболее близок к заявляемому аппарату аппарат по авторскому свидетельству СССР №388755: он содержит автогенератор, блок питания, блок автоматики (реле времени) и излучатель, а также снабжен измерителем мощности.
Однако в нем (кроме основного недостатка - устаревшей элементной базы исполнения) отсутствует блок - усилитель мощности и излучатель имеет бесконтактное исполнение, в связи с чем он более отдаленный аналог, чем аппарат выбранный прототипом заявленной полезной модели.
Поэтому качестве прототипа выбран известный аппарат для дециметровой терапии (см. изобретение по заявке US 2012022622 А1, 2012), содержащий последовательно соединенные генератор СВЧ, усилитель мощности СВЧ и контактный излучатель, блок питания, средства регулировки мощности излучения и времени процедур, в виде микроконтроллера, подключенного к генератору СВЧ и усилителю СВЧ и снабженного средствами периферии - кнопками для дискретного установочного регулирования мощности излучения и времени процедур и дисплеем для визуальной индикации величин мощности излучения, времени процедур и других параметров, и измеритель мощности излучения, на основе направленного ответвителя, подключенный к микроконтроллеру.
Технический результат заявляемой полезной модели - расширение ассортимента портативных оптимальных по степени функциональности и доступных по стоимости аппаратов для дециметровой терапии широкого пользования.
Для достижения указанного технического результата в аппарате для дециметровой терапии, содержащем последовательно соединенные генератор СВЧ, усилитель мощности СВЧ и контактный излучатель, блок питания, средства регулировки мощности излучения и времени процедур, в виде микроконтроллера, подключенного к генератору СВЧ и усилителю СВЧ и снабженного наборными кнопками для дискретного установочного регулирования мощности излучения и времени процедур и дисплеем для визуальной индикации величин мощности излучения и времени процедур, и измеритель мощности излучения, выполненный на основе направленного ответвителя и подключенный к микроконтроллеру, контактный излучатель выполнен сменным, измеритель волнового сопротивления подключен к микроконтроллеру, выполненному с возможностью автоматического останова излучения при недостаточном контакте излучателя с поверхностью тела пациента.
В частном случае выполнения предлагаемого аппарата первая наборная кнопка микроконтроллера предназначена для выбора режима установочной регулировки мощности излучения или времени процедур, вторая - для дискретного увеличения и уменьшения величины мощности излучения, третья - для дискретного увеличения и уменьшения величины времени процедур, четвертая - для сброса набранных величин мощности излучения или времени процедур, пятая - для пуска или останова излучения.
Известные отечественные и зарубежные изделия - аппараты для дециметровой терапии в связи с отсутствием доступных источников информации с их рабочими электрическими схемами не только не раскрыты в отношении их схематической реализации и выполнения их блок-схем, но и в связи с особенностями исполнения их передних панелей или содержанием их кратких технических характеристик или руководств по их эксплуатации свидетельствуют о новизне заявляемого аппарата.
Так ценовые и массо-габаритные показатели и мощности аппаратов в сочетании с наличием на их передних панелях раздельных индикаторов (вместо общего дисплея) и соответствующих им ручек регулирования и особенностями выполнения в них др. узлов на примере известных отечественных аппаратов для ДМВ-терапии, приведенных в таблице 1, подтверждают отсутствие в них микроконтроллерного исполнения на основе общей схемотехнической минимизации.
В аппаратах Яхта-3 и Яхта-4 присутствует микропроцессорное исполнение, но в сочетании с усложненным многофункциональным аппаратным исполнением (с возможностью трехканального измерения температуры зоны облучения), увеличивающим общий расход схемотехнического ресурса.
Известные зарубежные изделия - аналоги образуют группу аппаратов для гипертермии предстательной железы (см. технико-экономические данные по ним на сайте в Интернет: http://medprom.ru/medprom/60410), также характеризующихся многофункциональным исполнением в связи с наличием в них (при частоте излучения 915 МГц и присутствии в них компьютера и дисплея) средств контроля температуры простаты, резко повышающих общий расход схемотехнического ресурса: с разбегом цены изделий от 96,2 до 325 тыс.долларов в интервале величин максимальной мощности излучения от 40 до 250 Вт и массы от 47 до 195 кг в различных аппаратах.
Изложенный выше недостаток изделий - аналогов еще более усилен в известных гипертермических системах с мониторингом температуры облучаемой области BSD-500 (США, «BSD Medical») с частотой излучения 915 МГц и мощностью излучения по 60 Вт на восьми каналах при температуре нагрева 42-44°С (до 60°С) и ALBA (Италия, «ALBA») с частотой излучения 433 Мгц и максимальной мощностью излучения 100 Вт при температуре нагрева 42-45°С в условиях водного терморегулирования соседних с облучаемой областей.
К изделиям - аналогам с нераскрытой сущностью относятся также аппарат «Sirotherm» (ФРГ, «Simens») с частотой излучения 433 МГц (подробные сведения не обнаружены) и аппарат АМВТ-50 (Украина, «Радмир» ДП АО НИИРИ) с частотой излучения 433 МГц (внешнее исполнение передней панели этого аппарата на сайте в Интернет: http://radmir.kharkov.com/Rus/amvt-50.html допускает исполнение аппарата на микроконтроллерной основе, но при отсутствии конкретных сведений о функциональной блок-схеме, достаточных для вывода о наличии микроконтроллерной основы при уменьшении общего расхода схемотехнического ресурса).
На фиг. 1 показана блок-схема предлагаемого аппарата для дециметровой терапии.
Предлагаемый аппарат для дециметровой терапии содержит последовательно соединенные генератор СВЧ (Г СВЧ) 1, усилитель мощности СВЧ (УМ СВЧ) 2 и излучатель (И) 3, а также средства установочной регулировки мощности излучения и времени процедур, выполненные на основе микроконтроллера (МК) 4, присоединенного своими первым выходом к входу Г СВЧ 1 и вторым выходом к входу УМ СВЧ 2, а к линии передачи излучаемых сигналов перед входом И 3 подключен измеритель мощности излучения (ИМ) 5, своим выходом соединенный с первым входом МК 4.
В состав предлагаемого аппарата входит также окно визуальной индикации величин мощности излучения и времени процедур в виде дисплея 6, подключенного к МК 4, и блок питания (БП) 7, а также для дискретного установочного регулирования мощности излучения и времени процедур наборные кнопки 8, подключенные к МК 4.
Предлагаемый аппарат снабжен средством автоматического останова излучения при недостаточном контакте излучателя с поверхностью тела пациента, выполненным на основе электронного контроля указанного контакта с помощью измерителя волнового сопротивления (ИВС) 9, который подключен к линии передачи излучаемых сигналов перед входом И 3 и своим выходом соединен со вторым входом МК 4 (как это показано на фиг. 1).
При этом ИМ 5 выполнен на основе направленного ответвителя для измерения падающей мощности излучения, а наборные кнопки 8 выполнены в количестве пяти для выполнения функций с помощью первой кнопки - выбора режима установочной регулировки мощности излучения или времени процедур, второй и третьей кнопок, соответственно - дискретного увеличения и уменьшения величины мощности излучения или времени процедур, четвертой кнопки - сброса набранных величин мощности излучения или времени процедур и пятой кнопки - пуска или останова излучения (на фиг. 1 перечисленные кнопки не показаны).
Кроме того предлагаемый аппарат снабжен набором сменных контактных излучателей 3 различной формы (на фиг. 1 набор указанных излучателей не показан), определяемой группой заболеваний.
Предлагаемый аппарат функционирует следующим образом.
В примере выполнения сигнал частотой 915 МГц (в виде прямоугольных импульсов) с Г СВЧ 1 поступает по линии передачи излучаемых сигналов через УМ СВЧ 2 на вход И 3. При этом МК 4 управляет работой Г СВЧ 1 и УМ СВЧ 2 на основе контроля мощности излучения с помощью ИМ 5 и согласования участка линии передачи излучаемых сигналов перед входом И 3 с помощью ИВС 9 (при его введении в блок-схему аппарата), обеспечивая соответственно индикацию мощности излучения и времени процедуры с помощью дисплея 6 и автоматический останов излучения при недостаточном контакте И 3 с поверхностью тела пациента.
Установочная дискретная регулировка мощности излучения и времени процедур производится с помощью наборных кнопок 8.
Микроконтроллерная основа блок-схемы предлагаемого аппарата обеспечивает при его малофункциональном исполнении (с микроконтроллерным таймером и ИМ 5) высокую экономию расхода схемотехнического ресурса, а также привлекательное для широкого круга потребителей доступное портативное исполнение этого аппарата с максимальной выходной мощностью 20±6 Вт и с меньшими (в сравнении с аппаратом-прототипом) массой (не более 1-1,5 кг) и габаритами (не более 155×125×60 мм) без излучателей при ожидаемой цене предлагаемого аппарата 12-15 тыс.руб.
Предлагаемый аппарата для дециметровой терапии разработан с возможностью использования интерфейса микроконтроллера, дисплея, измерителя мощности и измерителя волнового сопротивления, повышающего эффективность лечебного облучения в результате повышения надежности работы аппарата за счет современной элементной базы исполнения, обуславливающего минимизацию общего расхода схемотехнического ресурса при обеспечении основных слаботеплового (2-4 Вт), теплового (4-8 Вт) и интенсивного (8-12 Вт) режимов лечебного дециметрового электромагнитного воздействия в пределах достаточной для этого оптимально невысокой величины максимальной мощности излучения (например, не более 20 Вт) и увеличения точности дозы лечебного облучения в результате введения в блок-схему измерителя мощности излучения при уменьшении массогабаритных показателей аппарата и повышении удобства его пользованием.