УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОЧЕТАННОЙ ТРАНСКРАНИАЛЬНОЙ ФИЗИОТЕРАПИИ

Полезная модель относится к медицине, а именно к медицинской технике и может использоваться при сочетанной транскраниальной физиотерапии для лечения заболеваний, связанных с нарушением мозгового кровообращения и дисфункцией гипоталамо-гипофизарных структур мозга (когнитивные, нейроэндокринные, дисциркуляторные энцефалопатии, психосоматические и др. нарушения).
Известно устройство для физиотерапевтического низкочастотного электромагнитного воздействия, сочетающее синхронное воздействие переменным магнитным полем слабой интенсивности и излучением инжекторного низкоинтенсивного лазера. Устройство содержит задающий генератор, формирующий короткие прямоугольные импульсы с частотами следования (80+5); 132 и 147 Гц, счетный триггер, блок эмиттерных повторителей, включенный между выходом задающего генератора и входом счетного триггера, блок постоянного питающего напряжения, последовательно соединенные электромагнитные индукторы, усилители мощности, входы которых связаны с выходом счетчика, а выход - с индукторами, источники лазерного излучения, выполненные в виде инжекторных полупроводниковых лазерных диодов, блоки регуляторов режимов питания лазерных диодов, каждый из которых подключен к первому входу соответствующего лазерного диода, блоки запитки затворов лазерных диодов, каждый из которых входом соединен с выходом блока эмиттерных повторителей, а выходом - с затворным входом соответствующего лазерного диода. При этом каждый электромагнитный индуктор и лазерный диод совмещены в единый конструктивный элемент. Причем обмотка индуктора намотана на диэлектрический каркас, внутри которого размещен с возможностью перемещения сердечник, выполненный со сквозным продольным отверстием, в котором установлен лазерный диод (патент РФ №2240154, кл. A61N 2/00, A61N 5/06. Опубл. 20.11.2004 г.).
Недостатком известного устройства является быстрое затухание лазерного излучения в тканях человека, что не позволяет воздействовать на глубинные структуры мозга. А это снижает эффективность лечения этим устройством.
Известен также электростимулятор транскраниальный (варианты) и устройство для крепления электродов электростимулятора транскраниального.
По варианту 1 электростимулятор транскраниальный включает генератор с частотой воздействия 77±7,0 Гц, регулятор уровня выходного тока, измеритель выходного тока, стабилизатор напряжения, батарею питания, четыре электрода, генераторы импульсов с частотой воздействия 10±1,0 Гц и частотой воздействия 500±50,0 Гц, сглаживающий фильтр, ключ один, ключ два, устройство для крепления электродов и задающий генератор с трансформаторным усилителем, связанным с выпрямителем. При этом выход батареи питания соединен с входом стабилизатора напряжения, выход стабилизатора напряжения соединен с входами регулятора уровня выходного тока, генераторов импульсов и задающего генератора. Выход регулятора уровня выходного тока соединен с входом ключа два, выходы генераторов импульсов соединены с входом ключа один. Выход выпрямителя соединен со вторым входом ключа один, выход которого соединен с измерителями выходного тока и электродами, выход ключа два соединен с входом сглаживающего фильтра, выход которого подключен к трансформаторному усилителю.
По варианту 2 электростимулятор транскраниальный включает генератор с частотой воздействия 77±7,0 Гц, регулятор уровня выходного тока, стабилизатор напряжения, батарею питания, четыре электрода, генераторы импульсов с частотой воздействия 10±1,0 Гц и частотой воздействия 500±50,0 Гц, сглаживающий фильтр, ключ один, ключ два, устройство для крепления электродов, задающий генератор с трансформаторным усилителем, связанным с выпрямителем, ПЭВМ, стандартный интерфейс ПЭВМ-LPT порт, коммутатор и три гальванические оптронные развязки. При этом выход батареи питания соединен с входом стабилизатора напряжения, выход стабилизатора напряжения соединен с входами регулятора уровня выходного тока, генераторов импульсов и задающего генератора. Выход выпрямителя соединен со вторым входом ключа один, выход которого соединен с измерителем выходного тока и электродами. Выход ключа два соединен с входом сглаживающего фильтра, подключенного к трансформаторному усилителю, вход коммутатора соединен с выходами трех генераторов импульсов, а его выход соединен с входом ключа один. При этом ПЭВМ подключена через стандартный интерфейс ПЭВМ-LPT порт и гальванические оптронные развязки к коммутатору.
Устройство для крепления электродов транскраниального электростимулятора включает оголовье в виде шлема, состоящего из кронштейнов из пружинной ленточной стали в виде дуг, изогнутых по радиусу и повторяющих форму голову, и крепящиеся к нему электроды. Кронштейны снабжены отверстиями, фиксаторами и пазами для крепления и перемещения электродов. А электроды выполнены в виде тарелочек, закрытых сверху крышками из электроизоляционного материала. При этом электроды подвижно установлены в пазах держателей посредством приливов на крышках (патент РФ №2297253, кл. A61N 1/36, A61N 1/32, A61N 1/04. Опубл. 20.04.2007 г.).
Но данное устройство недостаточно эффективно из-за отсутствия возможности проведения сочетанных процедур.
Наиболее близким к предлагаемому по своей технической сущности является устройство для магнитотерапии, содержащее источники магнитного поля, размещенные на шлеме, состоящим из матерчатого обруча, выполненного с возможностью изменения и фиксации размера, и соединенной с ним матерчатой полосы в виде дуги, импульсный блок питания и распределитель импульсов. В качестве источников магнитного поля выбраны соленоиды, размещенные в двух немагнитных корпусах с односторонней вогнутой поверхностью, закрепленных на концах дугообразной пластины диаметрально противоположно относительно друг друга с обращенными навстречу друг другу вогнутыми поверхностями. При этом соленоиды установлены на размещенном полярно вогнутой поверхности корпуса изогнутом основании из ферромагнитного материала и их количество в каждом корпусе одинаково. Дугообразная пластина выполнена из упругого металла и скреплена с матерчатым обручем, а противоположно и симметрично расположенные соленоиды попарно электрически связаны через распределитель импульсов с соответствующим выходом импульсного блока питания (патент РФ на полезную модель №58043, кл. A61N 2/02. Опубл. 10.11.2006 г.).
Однако и это устройство недостаточно эффективно из-за отсутствия возможности проведения сочетанных процедур.
Задачей, на решение которой направлена заявленная полезная модель, является повышение эффективности лечения заболеваний, связанных с нарушением мозгового кровообращения и дисфункцией гипоталамо-гипофизарных структур мозга (когнитивные, нейроэндокринные, дисциркуляторные энцефалопатии, психосоматические и др. нарушения).
Поставленная задача решается тем, что в устройство для сочетанной транскраниальной физиотерапии, содержащее шлем в виде матерчатого обруча, на котором размещены источники магнитного поля, электрически связанные через распределитель импульсов с блоком питания, дополнительно введены генератор высокочастотных биполярных импульсов, электронный прерыватель, поперечные лямки и токопроводящие элементы. При этом токопроводящие элементы установлены на одной из свободных частей обруча с возможностью перемещения по обручу, а поперечные лямки прикреплены к другой свободной части обруча с возможностью взаимной жесткой фиксации их свободных концов. Причем каждая лямка снабжена, по меньшей мере, одним токопроводящим элементом, а токопроводящие элементы соответственно на обруче и лямках электрически связаны между собой и соединены через электронный прерыватель с выходом генератора высокочастотных биполярных импульсов, вход которого соединен с блоком питания.
Введенный генератор высокочастотных биполярных импульсов стимулирует структуры мозга за счет активации двигательной способности нейронов его нейрональной сети.
Введенный электронный прерыватель обеспечивает пульсирующую (модулированную) стимуляцию нейрональной сети с регулировкой частоты модуляции и возможностью подбора ее оптимальных значений, что повышает эффективность устройства, т.к. модулированное импульсное воздействие биологически эффективнее немодулированного.
Введенные токопроводящие элементы, установленные на одной из свободных частей обруча с возможностью перемещения по обручу, обеспечивают в процессе транскраниальной электростимуляции воздействие во фронтальной области наряду с обеспечением условий для выбора оптимального положения токовводов и надежного электрического контакта с кожей пациента.
Электрическая связь токопроводящих элементов соответственно на обруче и лямках между собой и соединение через электронный прерыватель с выходом генератора высокочастотных биполярных импульсов, вход которого соединен с блоком питания, реализует работу той части устройства, которая обеспечивает транскраниальное электростимулирование по фронтомастоидальной методике.
Введенные поперечные лямки, прикрепленные к другой свободной части обруча с возможностью взаимной жесткой фиксации их свободных концов, и снабженные, по меньшей мере, одним токопроводящим элементом, обеспечивают надежный контакт токовводов в мастоидальной области (сосцевидные отростки) при максимальной комфортности проводимой процедуры.
Технический результат заключается в стимуляции глубинных структур мозга, включая гипоталамо-гипофизарную область, ответственную за синхронизацию в организме работы различных систем и восстановление нарушенного гомеостаза, сопровождаемой улучшением биоэлектрической активности головного мозга, показателей вегетативной нервной системы и др.
На фиг. представлено заявляемое устройство для сочетанной транскраниальной физиотерапии, общий вид.
Устройство содержит шлем в виде матерчатого обруча 1, на котором размещены источники магнитного поля 2, электрически связанные через распределитель импульсов 3 с блоком питания 4, генератор высокочастотных биполярных импульсов 5, электронный прерыватель 6, поперечные лямки 7 и токопроводящие элементы 8, 9. При этом токопроводящие элементы 8 установлены на одной из свободных частей обруча 1 с возможностью перемещения по нему. А поперечные лямки 7 прикреплены к другой свободной части обруча 1 с возможностью взаимной жесткой фиксации их свободных концов. Каждая лямка 7 снабжена, по меньшей мере, одним токопроводящим элементом 9. Причем токопроводящие элементы 8, 9 соответственно на обруче 1 и лямках 7 электрически связаны между собой и соединены через электронный прерыватель 6 с выходом 10 генератора высокочастотных биполярных импульсов 5, вход 11 которого соединен с блоком питания 4. Токопроводящие элементы 8, 9 выполнены в виде металлических накладок с токовводами 12, 13, обращенных друг к другу. При этом число токопроводящих элементов 8 на обруче 1 установлено не менее двух, число токопроводящих элементов 9 на лямках 7, число которых не менее двух, одинаково.
Устройство применяют следующим образом.
Шлем в виде матерчатого обруча 1 в собранном виде надевается на голову пациента таким образом, чтобы токопроводящие элементы 8 находились на лобной поверхности головы пациента, источники магнитного поля 2 - в височно-затылочной области, а элементы 9 - в области сосцевидных отростков. При этом свободные концы лямок 7 фиксируют в подбородочной области фиксатором, например, типа «липучка». После включения блока питания 4, генератора высокочастотных биполярных импульсов 5 и распределителя импульсов 3 поочередно получают питание источники магнитного поля (соленоиды) 2, вызывающие возбуждение и движение магнитного поля в височно-затылочной области пациента. При этом электронный прерыватель 6 обеспечивает подачу пачек высокочастотных импульсов одновременно на две пары токопроводящих элементов 8, 9. В процессе работы устройства токи, протекающие в тканях мозга между токопроводящими элементами 8 и 9, взаимодействуют с токами, наведенными в более глубоких структурах мозга, благодаря ЭДС самоиндукции, возникающей при движении магнитного поля внутри токопроводящих тканей мозга, что обеспечивает эффективное лечение заболеваний, связанных с нарушением мозгового кровообращения и дисфункцией гипоталамо-гипофизарных структур мозга.
На предприятии-заявителе разработана техническая документация и изготовлен опытно-промышленный образец, который прошел испытания в ряде лечебных учреждений.
В ходе клинических испытаний было сформировано три группы больных с различной нозологией клинического диагноза: 1 - дисциркуляторная энцефалопатия (ДЭ) II-III степени (возраст - 42-55 лет), развившаяся на фоне легкой черепно-мозговой травмы (ЛЧМТ); 2 - вегетососудистая дистония (ВСД) у детей (возраст - 12-17 лет) на фоне сахарного диабета 1-го типа; 3 -частичная атрофия зрительного нерва (ЧАЗН) травматического и сосудистого генеза (возраст - 46-58 лет).
В каждой группе больные разделялись на три подгруппы (сходные по возрасту, тяжести и давности заболевания) в зависимости от характера назначаемой транскраниальной физиотерапии. Подгруппа - А получала транскраниальную магнитотерапию с использованием устройства-прототипа при следующих параметрах - интенсивность (индукция) поля - 35-45 мТл, частота воздействия - 50 Гц, частота модуляции 1-10 Гц с изменением в этом диапазоне по нарастанию в течение курса (10 сеансов). Время экспозиции 10-15 мин. Подгруппа - Б получала транскраниальную электростимуляцию по лобно-сосцевидной методике с помощью заявленного устройства при отключенных излучателях магнитного поля и следующих параметрах электростимуляции - интенсивность тока - 10-20 мА, частота воздействующего тока -2,5 кГц, частота модуляции - 10 Гц. Курс - 10 сеансов, экспозиция - 10-20 мин. Подгруппа - В получала сочетанную транскраниальную физиотерапию с помощью предлагаемого устройства с параметрами, указанными для групп А и Б.
Анализировали параметры церебрального кровотока с помощью реоэнцефалографии (РЭГ) и биоэлектрическую активность мозга с помощью электроэнцефалографии (ЭЭГ). Использован компьютерный комплекс "Энцефалан-131-03”.
2
С помощью РЭГ определяли относительную величину пульсового кровенаполнения (реографический индекс - РИ), тонус сосудов малого калибра (дикретический индекс-ДИ), венозный отток (диастолический индекс - ДСИ) в бассейне позвоночных артерий. С помощью ЭЭГ определяли общую мощность спектра (ОМС) в основном за счет спектральной мощности α-ритма (норма 50-130 мкВ/Гц).
У больных с частичной атрофией зрительного нерва дополнительно исследовали изменение остроты зрения в процессе лечения.
У всех больных контролировали клинические признаки заболевания до и после лечения.
Результаты измерений средних показателей РЭГ, ЭЭГ и остроты зрения при ЧАЗН в динамике (до и после лечения) сведены в таблицу. Видно, что во всех трех нозолических группах изменения изучаемых показателей в подгруппах В (лечение с предлагаемым устройством) существенно отличаются от показателей в подгруппах А и Б. Так реографический индекс (РИ) в 1В, 2В и 3В увеличился после лечения соответственно на 44; 31 и 26%, в то время как в подгруппах 1А; 2А; 3А и 1Б; 2Б; 3Б увеличение колебалось от 10 до 15%. Это характерно и для других параметров кровотока - ДИ; ДСИ.
Таблица
Изменение средних показателей гемодинамики, биоэлектрической активности мозга и зрительной функции в зависимости от методики лечения
Показатель
Группы, подгруппы
1-я(n=90)ДЭ
2-я(n=86)ВСД
3-я(n=94)ЧАЗН
А(n=30)
Б(n=29)
В(n=31)
A(n=28)
Б(n=26)
В(n=32)
A(n=31)
Б(n=32)
В(n=31)
РЭГ в бассейне позвоночной артерии
РИ
0,58
0,62
0,51
0,42
0,51
0,39
0,49
0,44
0,51
0,66
0,69
0,73*
0,48
0,57
0,51*
0,55*
0,48*
0,64
ДИ
13,2
12,1
13,3
11,9
12,6
12,2
14,2
13,1
13,8
14,6
13,7*
16,4
14,2
14,3
16,3*
15,3
14,5*
16,8*
ДСИ
81,2
85,3
79,3
75,1
72,4
79,2
70,1
76,4
72,3
64,9*
72,5
58,6*
68,3
63,7
64,9*
62,3
70,2
58,5*
ЭЭГ - общая мощность спектра, мкВ<sup>2</sup>/Гц
65,2
71,4
84,5
78,2
75,4
81,2
91,3
84,6
92,6
83,2*
82,3
118,4
101,4
90,4
109,6
111,3
99,8
132,4
Острота зрения при ЧАЗН
0,65
0,72
0,62
0,71
0,79*
0,73*
Примечание: В числителе - до лечения, в знаменателе - после лечения.
* - параметр статистической достоверности р<0,05
Изменение этих показателей в подгруппах В характеризовалось, как правило, аддитивным (суммарным) эффектом по отношению к подгруппам А и Б.
Увеличение общей мощности спектра ЭЭГ в подгруппах 1В; 2В и 3В в результате лечения предлагаемым устройством составило соответственно 41; 35 и 43%, в то время как в подгруппах 1А; 2А и 3А, а также 1Б; 2Б и 3Б это увеличение составило 28; 29 и 22%, а также 16; 20 и 18% соответственно.
Динамика зрительных функций при ЧАЗН в подгруппе 3В равнялось суммарному эффекту, полученному в 3А и 3Б.
Клинически у больных с гипертонией наблюдалось снижение артериального давления во всех подгруппах, прекращались или уменьшались жалобы больных на плохой сон, раздражительность, повышенное потоотделение, метеочувствительность. Улучшалось настроение, психосоматический статус, физическая и психическая активность.