СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ГРУППОВОЙ МАГНИТОТЕРАПИИ
METHOD AND APPARATUS FOR GROUP MAGNETIC THERAPY

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к средствам проведения физиотерапевтических процедур, использующих в качестве воздействующего фактора магнитное поле. Устройство определяет структурный состав системы, предназначенной для групповой магнитотерапии, а способ описывает процесс конфигурирования и порядок использования программно-аппаратных компонентов физиотерапевтического устройства.
Как известно, магнитотерапевтический аппарат (МТА) общего воздействия действует магнитным полем на все тело пациента и, как правило, не используются для проведения локальной магнитотерапии вследствие не рационального применения ресурса аппарата. Кроме того не используемые в течение текущей процедуры индуктора не могут быть задействованы для лечения другого пациента до окончания процедуры. С другой стороны не представляется возможным, обладая МТА локального действия, провести магнитотерапевтическую процедуру общего воздействия.
Существует патент магнитотерапевтической установки [1] предназначенной для лечебного воздействия бегущим магнитным полем на несколько пациентов. Ферромагнитный магнитопровод установки, используемый как ложе для пациентов, выполнен в виде статора аксиального (торцевого) асинхронного двигателя с радиально расположенными пазами для трехфазной обмотки. На зажимы обмотки подается переменное трехфазное напряжение, величина и частота которого зависят от требуемой скорости движения и интенсивности магнитного поля. Возникающее бегущее магнитное поле проходит через тела пациентов. Недостатком является использование одного и того же поля для лечения всех пациентов, кроме того, магнитное поле имеет фиксированную форму пространственно-временного распределения, что делает невозможным задание распределений поля, интенсивность и скорость изменения которого менялись с учетом локальных местоположений областей воздействия.
Известен способ формирования магнитотерапевтического воздействия и устройство для его осуществления [2], заключающийся в размещении по всему телу пациента в два слоя, над и под ним, идентичных модулей в виде формирователей электромагнитного поля, подаче на них электрических сигналов в форме двоичных последовательностей регулируемой частоты и скважности в течение промежутка времени через соответствующие устройства управления от управляющей ЭВМ. Надежность, быстродействия, количество модулей, предназначенных для формирования электромагнитного поля, ограничивается характеристиками ЭВМ. Кроме того, указанное пространственное расположение модулей накладывает ограничения на потенциальное многообразие конфигураций магнитного поля используемого для лечения. Еще одним затруднением в практическом использовании является высокая сложность реализации автоматического формирования процесса синхронизации магнитотерапевтического воздействия с параметрами пациента, обеспечивающего адаптацию во времени магнитотерапии к конкретному пациенту.
Наиболее близким к заявленному является способ формирования магнитотерапевтического воздействия и устройство для его осуществления [3], согласно которому, для формирования электромагнитного поля используются идентичные модули обладающих персональным адресом и включающие в свой состав трехкомпонентный индуктор, мостовой токовый драйвер, локальное устройство управления, датчик измерения температуры, датчик измерения уровня токов и напряженности магнитного поля. Эти модули размещают по всему телу пациента в два слоя, над и под ним. При этом управляющая ЭВМ выделяет из идентичных ячеек-модулей ведущую ячейку-модуль для формирования сигнала синхронизации, через которую передаются сигналы управления ведомым ячейкам-модулям. Получается, что положение ячеек жестко фиксировано в пространстве, при этом в текущий момент времени, лечение может быть оказано только одному пациенту, даже в случае, если не все ячейки используются для проведения текущей магнитотерапевтической процедуры. Кроме того для функционирования устройства требуется наличие ведущей ячейки-модуля, а также использование ресурса ЭВМ в течение всего терапевтического сеанса, что накладывает ограничения на надежность функционирование устройства в целом.
Результат изобретения - это способ реализации процесса и устройство проведения групповых магнитотерапевтических процедур, представляющее собой реконфигурируемую систему, основой которой является совокупность однотипных магнитотерапевтических ячеек (МТЯ) и центральный модуль.
Способ и устройство позволяют проводить групповые магнитотерапевтические процедуры, когда одновременно воздействие магнитным полем оказывается на нескольких пациентов, при этом для каждого пациента формируются индивидуальная конфигурация магнитного поля.
Задачей изобретения является создание высокопроизводительного магнитотерапевтического устройства, повышение пропускной способности физиотерапевтического кабинета, в котором будет использовано данное оборудование, а также увеличение количества пространственно-временных конфигурации воздействующего ноля, обеспечивающее возможность создания полей требуемых для лечения конкретного пациента.
Достигается результат за счет применения однотипных интеллектуальных МТЯ, входящих в состав устройства и образующих реконфигурируемые полеформирующие системы, количество и местоположение МТЯ в которых ориентированы на пациента, что возможно вследствие записи в каждую МТЯ параметров методики, индивидуально подобранных для пациента, с последующим одновременным запуском процесса генерации магнитного тюля в условиях дальнейшей автономной работой отдельной МТЯ.
В состав устройства входят центральный модуль, магнитотерапевтические ячейки, модуль питания. Центральный модуль состоит из терминала ввода-вывода, центрального блока управления и интерфейсного блока. МТЯ состоят из локального блока управления, локального интерфейсного модуля, блока памяти, блока идентификации, силового блока сопряжения, блока индукторов, блока контроля.
Реализация способа заключается в выполнении следующей последовательности действий.
1. Для каждого пациента из совокупности однотипных МТЯ строят полеформирующую систему. Количество и месторасположения МТЯ для пациента определяют индивидуально в зависимости от требуемого воздействия (лечения, профилактики, реабилитации) и распределения магнитного поля. При этом вес МТЯ и центральный блок управления объединяют в единую информационную сеть по средствам использования локальных интерфейсных модулей и интерфейсного модуля центрального блока управления.
2. В центральном блоке управления формируют единый файл магнитотерапевтической методики, который содержит данные, определяющие закон изменения управляющих сигналов в течении магнитотерапевтического сеанса для индукторов каждой МТЯ. Параметры методик посредством терминала ввода-вывода корректируют с учетом выбранного месторасположения МТЯ и требуемого характера воздействия для каждого пациента. Настройка предполагает, в том числе формирование списков идентификационных номеров МТЯ, используемых для терапии в рамках лечения конкретного пациента, при этом МТЯ назначают групповой адрес методики, использование которого позволяет реализовать одновременный запуск ячеек обладающих этим групповым адресом.
3. Записывают в память МТЯ содержимого методик путем передачи данных из центрального блока управления в локальные блоки управления, с последующим сохранением данных в память МТЯ с помощью локального блока управления. В результате выполнения указанного этапа в памяти отдельной МТЯ содержаться данные необходимые для проведения магнитотерапевтической процедуры для конкретного пациента. Кроме того в памяти МТЯ фиксируют групповой адрес методики.
4. Активируют магнитотерапию с помощью команды старта, с указанием группового адреса методики. Команда старт генерируют через терминал ввода-вывода, в результате чего центральный блок управления формирует кодовую последовательность, которая локальными блоками управления МТЯ воспринимается в качестве команды запуска магнитотерапевтической процедуры.
5. После запуска каждой МТЯ независимо формирует воздействующее магнитное поле. Работа МТЯ выполняется следующим образом: локальный блок управления последовательно считывает информацию из памяти об очередном значении управляющего сигнала для блока индукторов МТЯ и посредства силового блока сопряжения создает управляющие сигналы для блока индукторов, кроме того локальный блок управления посредством опроса состояния блока контроля определяет количественные показатели формируемого магнитного поля, а в случае выявления несоответствий выполняет коррекцию управляющих сигналов и в критическом случае останавливает выполнение методик на МТЯ.
6. Центральный блок управления проводит периодический опрос состояния каждой МТЯ с целью выявления текущего статуса МТЯ. Статус показывает время, оставшееся до окончания автономной работы ячейки при реализации текущей магнитотерапевтической методики, а также наличие или отсутствие ошибок при формировании магнитного поля.
По завершении отдельной магнитотерапевтической процедуры МТЯ, которые были применены для проведения этой процедуры, уже могут быть использованы для создания полеформирующей системы для следующего пациента, без необходимости ожидания окончания всех активных магнитотерапевтических процедур, при этом МТЯ, задействованные для проведения новой процедуры, будет присвоен новый групповой адрес методики. В пределе количество МТЯ, образующих полеформирующую систему для отдельного пациента, может быть равным одному, что эквивалентно использованию аппарата локального воздействия.
При практической реализации максимальное количество МТЯ, входящих в состав устройства, потенциально будет ограничено мощностью модуля питания, пространством, занимаемым реконфигурируемыми полеформирующими системами, с учетом расстояния между ними, достаточным для снижения взаимовлияния магнитных полей соседних полеформирующих систем до допустимого максимума, а также человеческим фактором обслуживающего персонала, задачами которого является расстановка МТЯ в пространстве относительно пациента при создании полеформирующей системы, запуск магнитотерапевтической процедуры и разбор полеформирующей системы после окончания процедуры. Еще одним ограничивающим максимальное количество МТЯ фактором будут технические возможности выбранного интерфейса связи.
Текущий уровень развития науки и техники позволяет при практической реализации устройства использовать в качестве блоков управления микроконтроллеры, а в качестве силового блока сопряжения – драйверы двигателя. Интерфейсные модули могут быть направлены на реализацию как проводной, так и беспроводной связи. Блок идентификации может быть представлен как отдельной специализированной микросхемой типа DS2411, так и в виде программного кода, записанного в памяти МТЯ. Кроме того центральный блок управления может быть построен в виде интернет сервера, тогда в качестве интерфейса может быть выбран Ethernet, а в качестве идентификатора МТЯ следует использовать IP-адрес. Модуль питания также может быть представлен совокупностью источников питания, как сетевых, так и автономных, каждый из которых будет снабжать энергией группу ячеек или отдельную МТЯ.
Таким образом, предложенные способ и устройство позволяют проводить групповую магнитотерапию как общего, так и локального воздействия. Устройство отличается высокой производительностью за счет эффективного использования МТЯ, что, в свою очередь, повысит пропускную способность физиотерапевтических кабинетов. Выигрыш в экономическом плане определяется использованием одного центрального модуля, с помощью которого выполняется выбор, настройка и запуск методик. Рассмотренный способ позволяет реализовать эффективное применение устройства за счет автономного режима работы отдельной МТЯ и подхода реконфигурируемого построения полеформирующих систем, когда при выборе количества и местоположения МТЯ учитывают индивидуальные особенности пациента.
Источники информации
1. Патент RU 2153368 С1, кл A61N 2/04, 2000.
2. Патент RU 2732481 С1, кл. A61N 2/04, 2019.
3. Патент RU 2496532 С2, кл. A61N 2/04, 2011.