УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБЪЁМНОГО СЛАБОТОЧНОГО ВЫСОКОВОЛЬТНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА БИОЛОГИЧЕСКИЙ ОБЪЕКТ ИМПУЛЬСНЫМ ТОКОМ

Полезная модель относится к области медицины и медицинской техники, а именно - к устройствам для подвода электрического поля с использованием переменного импульсного тока в электротерапевтических устройствах.
Известно воздействие на биологический объект электрическим полем с помощью индуктивной связи с использованием переменного импульсного тока в электротерапевтических устройствах, которое принято называть дарсонвализацией.
Общеизвестна дарсонвализация местная - электротерапевтический метод, основанный на применении с лечебно-профилактическими целями воздействия на отдельные участки тела больного высокочастотным переменным импульсным током 100-400 КГц высокого напряжения в десятки тысяч вольт и до 100-200 мА. Метод лечения назван по имени ученого Д'Арсонваля, который впервые предложил это решение в 1891-ом году.
Существующие приборы предназначены для местной дарсонвализации на нужную область тела и воздействуют импульсным быстро затухающим током высокой частоты (от 50 до НО кГц) с помощью специальных вакуумных электродов различной формы. В большинстве отечественных аппаратов основным действующим фактором является переменный синусоидальный ток колоколообразной формы (рис.1), высокой частоты (110 кГц), высокого напряжения (до 20 кВ) и малой силы (до 0,02 мА). Длительность модулированных импульсов обычно составляет 100 мкс, а частота их следования - 50 Гц (или 100 Гц). При проведении процедур между электродом и кожей образуется электрический разряд, который в зависимости от методики и дозируемых параметров воздействия может быть различной интенсивности и оказывать разнообразное влияние на организм. Высокочастотный электрический разряд можно варьировать от «тихого», почти не вызывающего особых ощущений, до искрового, оказывающего раздражающее и даже прижигающее действие. Во время проведения дарсонвализации образуется озон и окислы азота, которые также имеют определенное значение в механизме действия метода. Тепловой эффект при местной дарсонвализации почти отсутствует. Ощущение легкого тепла наблюдают лишь при внутриполостных процедурах. Следовательно, действующими факторами при местной дарсонвализации являются импульсный высокочастотный ток, электрический разряд и образующиеся химические соединения (озон, окислы азота).
Следует отметить, что общепринятая, традиционная дарсонвализация - это всегда местное лечебное воздействие переменным током высокого напряжения на тело человека. Благодаря методу дарсонвализации улучшается кровообращение, активизируются биохимические обменные процессы в коже и под ней, понижается порог чувствительности болевых рецепторов к внешним раздражениям, что обеспечивает обезболивающий эффект, усиливается питание тканей и снабжение их кислородом.
При регулярном использовании улучшается деятельность центральной нервной системы. Улучшается сон и работоспособность. Исчезают головные боли и усталость, повышается иммунитет. Нормализуется тонус сосудов.
Дарсонвализация - лечебный метод, в основе которого лежит воздействие на организм человека переменным высокочастотным импульсным током высокого напряжения и малой силы.
Факторы воздействия дарсонвализации:
- Электроток. Его напряжение составляет 20 кВт, но из-за средней частоты и малой силы не происходит повреждения тканей.
- Коронный разряд. В стеклянном электроде находятся ионизированные молекулы газа - это одна конденсаторная пластина. Вторая конденсаторная пластина - кожа. Между ними возникает электрический разряд. Стеклянная оболочка электрода выполняет роль диэлектрика. Искровые разряды формируют микроударные волны, которые сопровождаются характерным треском. На коже образуются очаги микронекрозов - они стимулируют выработку биологически активных веществ. А также искровые (возможно, озон. Природа воздействия Озна микроорганизмы не ясна) разряды повреждают оболочки микроорганизмов.
- Озонирование. В районе электрического разряда происходит ионизация воздуха, образование озона и окислов азота, которые обеспечивают бактерицидное и бактериостатическое действие.
Образование озона обусловлено высокочастотным индукционным током в организме человека вызванного подачей преобразованного генератором аппарата.
Все известные приборы, использующие эффект Д'Арсонваля оказывают поверхностное воздействие на кожу биологического объекта не достигая клеток внутренних органов, вследствие чего имеют ограниченные функционально-лечебные возможности.
Известно устройство для объемного слаботочного высоковольтного воздействия на биологический объект импульсным током, содержащее корпус, в котором размещены блок питания, связанный со стационарным источником питания, генератор импульсов, микропроцессор, регулятор мощности с индикатором, связанный с таймером с выключателем «пуск/стоп» и кнопками установки времени его срабатывания, при этом выход регулятора мощности соединен с входом импульсного трансформатора, соединенного посредством резонатора с активным электродом, замкнутым на биообъект, а корпус снабжен заземлением (патент RU 2093207, МПК 6 A61N 1/32, 02.08.1995 г.).
Данное техническое решение является наиболее близким к изобретению, поэтому принято за прототип.
Недостатками прототипа являются ограниченные функционально-лечебные возможностей вследствие локального, точечного воздействия индукционных импульсов тока на биологический объект.
Техническим результатом от использования устройства является расширение функционально-лечебных возможностей путем распространения воздействия импульсов тока на объем массы биологического объекта за счет замкнутого цикла.
Ниже приведены общие и частные существенные признаки, характеризующие причинно-следственную связь полезной модели с указанным техническим результатом.
Устройство для объемного слаботочного высоковольтного воздействия на биологический объект импульсным током, содержащее корпус, в котором размещены блок питания, связанный со стационарным источником питания, генератор импульсов, микропроцессор, регулятор мощности с индикатором, связанный с таймером с выключателем «пуск/стоп» и кнопками установки времени его срабатывания, при этом выход регулятора мощности соединен с входом импульсного трансформатора, соединенного посредством резонатора с активным электродом, замкнутым на биообъект, а корпус снабжен заземлением. Устройство снабжено дополнительным автономным источником питания, электрически соединенным с блоком питания и, размещенным в корпусе, при этом дополнительный автономный источник питания соединен с индикатором его зарядки, а указанное заземление соединено с одним концом проводника, несущего на другом конце пассивный электрод, выполненный из электропроводного материала, сопрягаемый с произвольно расположенной на биообъекте выходной точкой, удаленной на произвольное расстояние от входной точки контакта активного электрода с биообъектом для передачи импульсов тока через массу биообъекта между активным и пассивным электродами, затухающих колебаний. Указанный резонатор выполнен монолитным или разборным. Импульсный трансформатор размещен в резонаторе и соединен обмоткой с активным электродом. Указанный пассивный электрод может быть выполнен съемным, в форме цилиндра или в форме шара, или в виде присоски с контактным элементом, соединенным с указанным пассивным проводником, а также - в виде металлического клипсового зажима, соединенного с пассивным проводником.
Полезная модель иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 представлена схема устройства; на фиг.2 - действие аппарата в цепи с биологическим объектом; на фиг.3 - вид А-А на фиг.2; на фиг.4 - грибовидный активный электрод; на фиг.5 - прямой активный электрод; на фиг.6 - разборный пассивный электрод; на фиг.7 - шаровой пассивный электрод.
Устройство для объемного слаботочного высоковольтного воздействия на биологический объект импульсным током содержит корпус 1, в котором размещены блок питания 2, связанный со стационарным источником питания 3, генератор импульсов 4, микропроцессор 5, регулятор мощности 6 с индикатором 7, связанный с таймером 8 с выключателем «пуск/стоп» и кнопками установки времени его срабатывания 9.
Выход регулятора мощности 6 соединен с входом импульсного трансформатора 10, соединенного посредством резонатора 11 с активным электродом 12, замкнутым на биообъект 13.
Корпус 1 снабжен заземлением 14.
Устройство снабжено дополнительным автономным источником питания (аккумуляторная батарея, передвижная электростанция и т.д.) 15, электрически соединенным с блоком питания 2 и, размещенным в корпусе 1.
Автономный источник питания 15 соединен с индикатором его зарядки 16, а указанное заземление 14 соединено с одним концом проводника 17, несущего на другом конце пассивный электрод 18, выполненный из электропроводного материала, сопрягаемый с произвольно расположенной на биообъекте выходной точкой L, удаленной на произвольное расстояние от входной точки N контакта активного электрода 12 с биообъектом 13 для передачи импульсов тока через массу биообъекта между активным 12 и пассивным 18 электродами, затухающих колебаний.
Указанный резонатор 11 может быть выполнен или разборным.
Указанный импульсный трансформатор 10 может быть размещен в резонаторе 11 и соединен обмоткой с активным электродом 12.
Указанный пассивный электрод 13 может быть выполнен съемным и: в форме цилиндра, в форме шара или произвольной формы приспособленной к руке человека.
Указанный пассивный электрод 18 может быть выполнен в виде присоски с контактным элементом (не показано), соединенным с указанным пассивным проводником 17.
Указанный пассивный электрод 18 может быть выполнен в виде металлического клипсового зажима 19, соединенного с пассивным проводником 17.
Сравнение заявленного технического решения с уровнем техники известным из научно-технической и патентной документации на дату приоритета в основной и смежной рубриках не выявило средство, которому присущи признаки, идентичные всем признакам, содержащимся в предложенной заявителем формуле полезной модели, включая характеристику назначения. Т.е., совокупность существенных признаков заявленного решения ранее не была известна и не тождественна каким-либо известным техническим решениям, следовательно, оно соответствует условию патентоспособности "новизна".
Данное техническое решение промышленно применимо, поскольку в описании к заявке и названии полезной модели указано его назначение, оно может быть изготовлено промышленным способом и использовано для воздействия на биологический объект высокочастотным переменным импульсным током высокого напряжения и малой силы.
Техническое решение работоспособно, осуществимо и воспроизводимо, а отличительные признаки устройства позволяют получить заданный технический результат - расширение функционально-лечебных возможностей путем распространения воздействия импульсов тока на объем массы биологического объекта за счет замкнутого цикла, т.е. являются существенными.
Полезная модель в том виде, как она охарактеризована в каждом из пунктов формулы, может быть осуществлена с помощью средств и методов, описанных в прототипе, ставшим общедоступным до даты приоритета полезной модели. Следовательно, заявленное техническое решение соответствует условию патентоспособности "промышленная применимость".
Устройство реализуется следующим образом.
Для реализации полезной модели создано устройство медицинского назначения для детоксикации и дезинфекции АДД, предназначенный для лечения воспалительных процессов, дезинфекции и детоксикации биологического объекта (организм человека, животных, продукты растительного происхождения, биологическое сырье и полуфабрикаты, консервированная продукция, предметы, предназначенные для стерилизации, а так же вода.).
Устройство состоит из генератора импульсов, резонатора с грибовидным стеклянным электродом и электрода заземления.
Генератор питается от сети переменного тока и генерирует импульсы тока согласно программе встроенного микропроцессора.
Устройство имеет 5 уровней мощности, переключаемых клавиатурой и отражаемых на пяти сегментном светодиодном индикаторе.
Импульсы тока с выхода генератора поступают на резонатор, состоящий из импульсного трансформатора и сменной стеклянной трубки, заполненной инертным газом. Импульсы тока с генератора преобразуются трансформатором, встроенным в резонатор, в импульсы высокого напряжения, вызывающие ионизацию инертного газа в трубке. Стеклянную трубку устанавливают на зону патологии биологического объекта.
Электрод заземления 18 вводится в контакт в любой точке соприкосновения с биологическим объектом 13 (например, пациент берет в руку). Импульсы тока от трубки через биологический объект протекают в электрод заземления и возвращаются в генератор. Таким образом замыкается петля обратной связи, регулирующая максимальный ток через пациента. Амплитуда максимального тока ограничена величиной 10 мА. Средний ток через пациента ввиду малой скважности импульса (1:250) составляет значительно меньшую величину, а именно 40 мкА. В случае превышения амплитуды тока свыше 10 мА в генераторе срабатывает автоматическая защита, снижающая уровень мощности вплоть до полного отключения генератора.
Осуществление полезной модели с реализацией указанного заявителем назначения иллюстрируется следующим примером.
Пример реализации полезной модели путем сравнительных измерений электротехнических параметров устройств по схеме заявленного технического решения (АДД) и устройства Искра-1 (дарсонвализатор).
В устройстве АДД в соответствии с формулой полезной модели тело человека (биологического объекта) замкнуто на заземление, а в известных устройствах Искра-1 биологический объект не соединен с заземлением.
Измерение силы тока на устройствах АДД и Искра-1 проводилось совместно с инженерами-специалистами медицинской техники в условиях стендовых испытаний завода.
Последовательность цепи замыкания тока для измерения величины силы тока на биообъекте: ток поступает на активный электрод 12 закрепленный в резонаторе 11 и замыкается на биообъекте 13 способом соприкосновения на заданной точке тела.
Положительный электрод мультиметр MASTECH MY 61 контактирует с участком тела в качестве заземления.
После выхода тока из тела человека, он проходит в мультиметр и, проходя по его отрицательному электроду, попадает в пассивный электрод-заземление устройства АДД 18. Далее ток уходит обратно в устройство.
Измерение силы тока на теле человека при замкнутой цепи (заземление) воздействия АДД.
Используется: мультиметр MASTECH MY 61 - измерение мкА и большой грибовидный электрод.
Таблица 1
Сила тока
Левая нога
Правая нога
Левая рука
Правая рука
Голова
Грудь
Живот
Спина
1
230
215
231
215
220
221
231
195
2
320
322
320
312
303
306
309
280
3
340
327
343
340
340
340
340
316
4
355
346
350
360
365
355
361
350
5
365
370
380
375
370
390
390
360
Пример:
1-й уровень силы тока АДД, накладывание стеклянного электрода и измерение на левой ноге (икроножная мышца) - 0,000320 микроампер (мкА);
2-й уровень силы тока АДД, накладывание стеклянного электрода и измерение на голове (лобная поверхность) - 0,000303 (мкА); и т.д. При этом, сила тока при электрофорезе лекарств в организм достигает 50 миллиампер или 0,050 мА
Таблица 2
Измерение силы тока с тела человека аналогов устройств Искра-1 (аналог дарсонвализатора).
Сила тока
Левая нога
Правая нога
Левая рука
Правая рука
Голова
Грудь
Живот
Спина
1
0
0
0
0
0
0
0
0
2
0
0
0
0
0
0
0
0
3
0
0
0
0
0
0
0
0
4
0
0
0
0
0
0
0
0
5
0
0
0
0
0
0
0
0
В результате сопоставления результатов таблицы1 и таблицы2 установлено, что по сравнению с заявленной силой тока устройства Искра-1, 20 мА (0,020), сила тока в устройстве по полезной модели АДД не превышает 0,4 мА (0,0004).
Определено, что устройства - дарсонвализаторы более чем в 20 раз по силе тока превышают показатели устройства по заявленному техническому решению (АДД), что подтверждает улучшение характеристик безопасности в устройстве АДД за счет использования малой силы тока.
Результаты исследований подтвердили возможность осуществления заявленного технического решения и реализации его назначения, т.е. заявленное техническое решение соответствует критерию полезной модели «промышленная применимость».
Использование полезной модели позволяет расширить функционально-лечебных возможности путем распространения воздействия импульсов тока на объем массы биологического объекта за счет замкнутого электромагнитного цикла.