АППАРАТ ДЛЯ СКАНИРУЮЩЕЙ МАГНИТОЛАЗЕРНОЙ ТЕРАПИИ

Полезная модель относится к медицинской технике, а именно к устройствам для лазеротерапии и магнитотерапии. В настоящее время магнито и лазеротерапия широко используются для лечения различных заболеваний, связанных с нарушением микроциркуляции крови, отеком, воспалением и трофикой нервов. Большинство современных устройств имеют либо ряд источников лазерного излучения, либо ряд источников магнитного поля. Совмещение тех и других в одном устройстве увеличивает его габариты и часто не позволяет локализовать более эффективное сочетанное воздействие лазерного излучения и магнитного поля на узком участке тканей, например, вдоль зубного ряда нижней (верхней) челюсти, в проекции перелома кости, сустава и т.п.
Известно устройство для магнитотерапии, содержащее источники магнитного поля в виде соленоидов, установленных в ряд на изогнутом основании из ферромагнитного материала и помещенные в немагнитный корпус в форме параллелепипеда с односторонней вогнутой поверхностью, а соленоиды электрически связаны через распределитель импульсов с соответствующим выходом импульсного блока питания [Пат. №58043 от 26.06.2006].
Недостатком устройства является отсутствие в нем источников лазерного излучения и невозможность проведения процедуры магнитолазерного воздействия.
Известен аппарат для сканирующей лазерной терапии, состоящий из электронного блока с источником питания, импульсным задающим генератором, коммутатором распределителем импульсов, формирователем импульсов и излучающего лечебного терминала, имеющего свой корпус с набором не менее трех полупроводниковых лазерных излучателей, при этом корпус имеет плоскую форму с вогнутой торцевой гранью, вдоль которой друг за другом расположены лазерные излучатели. При этом оси всех лазерных излучателей могут быть как параллельны между собой, так и перпендикулярны касательной к дуге вогнутой части корпуса [Пат. №2523669 от 12.03.2013].
Недостатком данного устройства является отсутствие источников магнитного поля и невозможность проведения сочетанного магнитолазерного воздействия, что снижает эффективность применения устройства в медицине.
Наиболее близким к предлагаемому является аппарат для магнитолазерной терапии, содержащий электронный блок с источником питания, генератором импульсов, распределителем импульсов и панелью управления, а также выносной лечебный терминал, включающий цилиндрический корпус, внутри которого помещен ряд соленоидов, расположенных по кольцу с сердечниками, имеющими наружные выступающие части, ориентированные по радиусам кольца, а в лечебный терминал дополнительно введены, по меньшей мере, три полупроводниковых лазерных излучателя, расположенных в промежутках между выступающими частями сердечников и соединенных с источником питания через дополнительный импульсный генератор и распределитель импульсов, помещенные в электронный блок, а рабочая поверхность корпуса терминала имеет защитную крышку, прозрачную для магнитного поля и лазерного излучения [Пат. №133740 от 11.04.2013].
Недостатком данного устройства является несовпадение в пространстве источников магнитного поля и лазерного излучения и соответственно их диаграмм направленности, что с одной стороны, увеличивает габариты устройства, а с другой не позволяет обеспечить сочетанное магнитолазерное воздействие с достаточной плотностью излучения обоих видов в одной и той же точке пространства (в одном и том же объеме биологической ткани).
Несовпадение в пространстве диаграмм направленности двух видов излучений снижает эффект синергизма при одновременном их использовании и затрудняет достижение выраженного терапевтического эффекта при лечении вялотекущих хронических воспалений, в частности локализованных в малых объемах тканей (зубы, зона перелома нижней челюсти, суставы конечностей и т.п.).
Задачей, на решение которой направлена предлагаемая полезная модель является повышение эффективности магнитолазерного воздействия на биологические ткани при лечении заболеваний, когда такое воздействие показано.
Технический результат заключается в оптимизации магнитолазерного воздействия в части совмещения в пространстве диаграмм направленности двух видов излучения для повышения их биоактивности и терапевтического эффекта.
Для решения поставленной задачи в аппарате для сканирующей магнитолазерной терапии включающего выносной лечебный терминал, состоящий из корпуса в форме прямоугольного параллелепипеда с одной вогнутой поверхностью, вдоль которой внутри корпуса друг за другом установлены, по меньшей мере, три соленоида с цилиндрическими сердечниками и три полупроводниковых лазерных излучателя, подсоединенных к источнику питания через формирователь и распределитель импульсов, сердечники соленоидов выполнены полыми, а лазерные излучатели расположены внутри полостей соосно с соленоидами, которые закреплены на ферромагнитной подложке параллельно вогнутой поверхности корпуса с радиусом кривизны 70 мм≤R≤110 мм.
Выполнение сердечников соленоидов в виде полых цилиндров позволяет расположить лазерные излучатели в геометрическом центре соленоидов.
Совмещение осей лазеров и соленоидов позволяет совместить диаграммы направленности их излучений, оптимизировав тем самым магнитолазерное воздействие и минимизировать конструкцию излучающего терминала.
Закрепление соленоидов на ферромагнитной подложке позволяет увеличить индукцию на рабочей (вогнутой) части корпуса, а выбор радиуса кривизны в пределах 70 мм≤R≤110 мм позволяет обеспечить частичное перекрытие боковых зон диаграмм направленности лазерного излучения двух соседних лазеров, что гарантирует непрерывность потока при сканирующем режиме работы аппарата.
Диапазон разброса значений R (70-110 мм) зависит от продольного размера терминала, который в свою очередь определяется диаметром соленоидов и необходимой величиной индукции магнитного поля.
Конструкция заявляемого устройства поясняется на фиг. 1.
Аппарат содержит излучающий лечебный терминал 1 и электронный блок 2, состоящий из источников питания, отдельно для соленоидов 3 и лазерных излучателей 4, а также формирователя и распределителя импульсов также отдельно для каждого из двух видов излучателей. Терминал 1 выполнен в виде корпуса и немагнитного материала в форме параллелепипеда с вогнутой поверхностью 5, на которой изготовлены окна 6 в проекции расположения лазеров 4 прозрачные для лазерного излучения (например, органическое стекло). Соленоиды 3 имеют ферромагнитный сердечник 7, выполненный в виде полого цилиндра, внутри которого размещены полупроводниковые лазерные диоды 4.
Соленоиды 3 закреплены на ферромагнитной пластине 8 изогнутой в соответствии с радиусом кривизны R поверхности 5 корпуса 1, при этом 70 мм≤R≤110 мм. Минимальное значение R=70 мм отвечает требованиям «детского» терминала, где используются, как правило, значения индукции магнитного поля В=10-15 мТл. Наибольшее значение R=ПО мм позволяет реализовать конструкцию «взрослого» терминала с индукцией В=30-40 мТл при количестве соленоидов и лазеров в терминале 4-5 ед.
Лечебный терминал выполнен в виде гнутого дуралевого короба, развертка которого на стадии заготовки отфрезерована с целью получения дугообразной выборки по двум широким граням. Длина полученного короба составила 81 мм, ширина 20 мм, высота 42 мм в максимуме (в минимуме - 36 мм при R=100 мм). Внутри короба на ферромагнитной подложке из стали (СТ3) толщиной 2,5 мм, изогнутой с тем же радиусом, что и рабочая часть корпуса, закреплялись четыре соленоида диаметром 16 мм каждый с полым цилиндрическим сердечником наружным диаметром 9,2 мм и внутренним - 5,6 мм. В полости каждого сердечника располагались полупроводниковые лазерные излучатели инфракрасного диапазона длин волн (λ=880-960 нм) с диаметром корпуса 5,5 мм и длиной 7 мм. Клеммы питания соленоидов и лазерных излучателей подсоединялись к источнику питания через распределитель и формирователь импульсов.
Лазерные излучатели фиксировались внутри сердечников с помощью клея. Сверху рабочая часть корпуса терминала закрывалась пластиной из немагнитного материала с круглыми отверстиями 6 в проекции лазерных излучателей диаметром 8,5 мм, в которые с внутренней стороны вклеивались прозрачные окна из органического стекла. Назначение окон - защита внутренних элементов терминала от влаги и возможных механических воздействий. Величина индукции магнитного поля при таких размерах соленоидов составила - 22 мТл.
Аппарат работает следующим образом.
Лечебный терминал 1 вогнутой поверхностью контактно устанавливается на облучаемом участке тела пациента (проекция зубного ряда верхней или нижней челюсти, височно-нижнечелюстной состав, зона травмы конечности и т.п.). Включается электронный блок 2, который запускает формирователь (задающий генератор), частота которого задается RC цепью и формирует частоту сканирования лазерного луча. Через распределитель импульсов питание подается на соответствующие клеммы лазерных излучателей 4. Другой задающий генератор электронного блока 2 формирует импульсы низкой частоты (50-100 Гц) подаваемые через соответствующий распределитель импульсов и свои клеммы на соленоиды 3.
Оба распределителя импульсов путем дешифрования из сформированной непрерывной последовательности импульсов задающих генераторов обеспечивают поканальное их распределение соответственно числу подключенных соленоидов 3 и лазерных излучателей 4. Напряжение, поступающее на полевые транзисторы ключей с распределителя импульсов, формирует соответствующий уровень мощности лазерных излучателей и частоту их переключения (частоту сканирования). Частота сканирования лазерных излучателей может в несколько раз превышать частоту сканирования магнитного поля, которая ограничена индуктивным сопротивлением соленоидов. С увеличением частоты сканирования величина индукции поля резко падает. Для сохранения необходимой величины индукции оба распределителя импульсов могут работать синхронно (на низких частотах сканирования) и асинхронно (на высоких). Тот или иной режим устанавливается с учетом тяжести заболевания, возраста пациента, стадии патологического процесса. По окончании времени экспозиции терминал 1 снимается с пациента, а электронный блок 2 переводится в ждущий режим или выключается. Заявленный аппарат апробирован при лечении стоматологических заболеваний и при реабилитации больных с челюстно-лицевой хирургической патологией.
При лечении больных с генерализованным парадонтитом (17 человек), болевым синдромом после дентальной имплантации (12 человек), переломами нижней челюсти (8 человек) лечебный терминал 1 накладывался на проекцию пораженных тканей таким образом, чтобы вогнутая его поверхность облегала зону облучения. Уровень мощности лазерного воздействия устанавливался на уровне 20 Вт в импульсе (средняя мощность - 5 мВт), индукция магнитного поля на рабочей поверхности терминала - 22 мТл, частота сканирования обоих факторов менялась в ходе курса лечения от 1 до 10 Гц. Время экспозиции - 5-7 мин. Каждая группа пациентов имела контрольную группу (n=8-10 человек) с аналогичной патологией тяжестью процесса и возрастом (28-55 лет). Для больных контрольных групп лечения проводилось с помощью устройства-прототипа при тех же амплитудно-частотных параметрах воздействия. При этом головка-излучатель перемещался вдоль зоны облучения вручную возвратно-поступательными движениями.
Применение заявленного устройства позволило в 1,3-1,4 раза быстрее купировать симптомы воспаления, болевой синдром после имплантации. В случае имплантации число осложнений в отдаленном периоде (3-4 мес.) сократилось в 1,6 раза. В случае переломов нижней челюсти формирование костной мозоли начиналось на 2,3 дня раньше и завершалось на 4,6 дней быстрее, чем в контрольной группе.
Применение заявленного аппарата повышает эффективность лечения и удобство его использования.