АППАРАТ ДЛЯ КРАЙНЕВЫСОКОЧАСТОТНОЙ (КВЧ) ТЕРАПИИ

Заявляемый аппарат относится к медицинской технике, а именно к устройствам низкоэнергетического воздействия электромагнитным излучением (ЭМИ) крайневысокочастотного (КВЧ) диапазона длин волн, и может быть использован в пунктурной КВЧ-терапии для воздействия на биологически активные точки (БАТ) и рефлексогенные зоны (РЗ).
2
В настоящее время в медицинской практике широко применяются электромагнитные излучения крайневысокочастотного диапазона (КВЧ-терапия, миллиметровая терапия, микрорезонансная терапия). Данные методы базируются на использовании низкоэнергетических когерентных КВЧ ЭМИ с длиной волны 7,1 мм, 5,6 мм или 4,9 мм и плотностью потока мощности до 10 мВт/см, вносящих незначительные, сопоставимые с тепловым шумом биологической системы, возмущения в термодинамику живого организма.
КВЧ ЭМИ показали свою эффективность в лечении широкого ряда заболеваний, оказывая нормализующее (восстанавливающее) действие на основные механизмы развития общепатологических процессов, лежащих в основе любых заболеваний, за счет активации процессов саногенеза, повышения адаптационных реакций организма, восстановления его регуляторных функций, нормализации иммунологического гомеостаза, улучшения реологических свойств
крови.
Известно устройство для КВЧ-терапии, описанное в патенте RU 2040928 С1, 6 А61Н 39/00, А61N 5/02, опубл. 09.08.95, содержащее блок питания, выводы которого соединены через импульсный модулятор тока с переменной амплитудой с КВЧ-генератором, выполненным на лавинно-пролетном диоде (ГЛПД), подключенным через ферритовый вентиль и полосовой фильтр к излучателю. Импульсный модулятор позволяет формировать шумоподобный сигнал из гармонического монохроматического.
Общими признаками аналога и заявляемого устройства является наличие блока питания, соединенного через модулятор тока с КВЧ-генератором, выполненным на лавинно-пролетном диоде.
Недостатки данного аналога - отсутствие в конструкции индикатора наличия КВЧ ЭМИ, невозможность контроля работоспособности ГЛПД во время терапевтического сеанса, наличие одного источника КВЧ ЭМИ, что не дает возможности одновременного воздействия на несколько произвольно расположенных биологических зон.
Известен также аппарат для КВЧ-терапии, описанный в патенте RU 2242256 С2, 7 A61N 5/02, опубл. 20.12.2004, содержащий блок питания, генератор электромагнитного излучения миллиметрового диапазона длин волн, аппликатор, индикатор КВЧ колебаний и блок модуляции. Блок модуляции выполнен в виде генератора низких частот и обеспечивает выработку электромагнитных колебаний, обладающих фрактальной структурой. Аппарат позволяет сократить количество курсов КВЧ-терапии, удлинить период ремиссии, уменьшить выходную мощность и работать в щадящем тепловом режиме.
Общими признаками второго аналога и заявляемого устройства являются наличие блока питания, генератора ЭМИ КВЧ, аппликатора, индикатора КВЧ колебаний и НЧ блока модуляции.
Недостатки второго аналога - невозможность контроля работоспособности источника КВЧ ЭМИ во время проведения терапевтического сеанса, наличие одного источника КВЧ ЭМИ с уменьшенной выходной мощностью для обеспечения оптимального теплового режима генератора.
В качестве прототипа выбран аппарат для КВЧ-терапии по патенту RU 2005510 C1, 5 A61N 5/04, опубл. 15.01.1994, содержащий установленные в корпусе источник питания с блоком управления и индикации, а также генератор с аттенюатором, связанным через волноводный тракт с излучателями, отличающийся тем, что, с целью одновременного воздействия на несколько произвольно расположенных биологических зон и повышения удобства в эксплуатации, волноводный тракт выполнен в виде гибких съемных диэлектрических волноводов, каждый из которых подключен через переход к соответствующему выходу многоканального делителя мощности, вход которого присоединен к аттенюатору. Кроме того, с целью обеспечения возможности непосредственного облучения внутренних органов биообъекта, герметичная оболочка гибкого диэлектрического волновода выполнена из биоинертного материала, при этом диаметр пятна излучения составляет порядка 4-6 мм.
Общими признаками заявляемого устройства и прототипа является наличие источника питания, блока управления, блока индикации, генератора, а также имеющаяся возможность одновременного воздействия ЭМИ одной КВЧ на несколько произвольно расположенных биологических зон. Также общим признаком является возможность проведения внутриполостного воздействия.
Недостатком прототипа являются ограниченные функциональные и эксплуатационные возможности, заключающиеся в невозможности контроля наличия КВЧ мощности на выходе аппликатора, а также невозможность одновременного воздействия на несколько произвольно
расположенных биологических зон разными КВЧ ЭМИ. Кроме того, в связи с тем, что электромагнитные колебания имеют характер бегущей волны, распространяющейся со скоростью, близкой к скорости света, в направлении оси гибкого диэлектрического волновода, устройство для внутриполостного воздействия имеет главный максимум излучения вдоль оси (диаметр пятна 4-6 мм) и слабое излучение в перпендикулярном к оси направлении (практически оно отсутствует), тем самым ограничивая область применения и существенно снижая (иногда до полного отсутствия) эффект лечения КВЧ ЭМИ.
Задачи, на решение которых направлено заявляемое устройство, заключаются в следующем:
- расширение функциональных возможностей, повышение надежности работы и улучшение эксплуатационных характеристик аппаратов КВЧ-терапии, повышение удобства пользования за счет обеспечения оптимального теплового режима работы источника ЭМИ КВЧ и введения возможности проведения контроля работоспособности ГЛПД во время терапевтического сеанса;
- повышение эффективности лечения за счет введения возможности одновременного воздействия разными (или одинаковыми) КВЧ ЭМИ на произвольно расположенные биологические зоны;
- повышение эффективности лечения благодаря использованию аппликатора для внутриполостного воздействия с расширенной диаграммой направленности.
Техническим результатом, достигаемым при реализации заявляемого устройства, является:
- обеспечение возможности одновременного воздействия на несколько произвольно расположенных биологических зон разными (или одинаковыми) КВЧ за счет использования трех автономных (независимых) источников ЭМИ;
- создание новой компоновки аппарата за счет введения в электрическую схему и конструкцию источника КВЧ ЭМИ охлаждающего вентилятора, обеспечивающего оптимальный тепловой режим работы ГЛПД и исключающего возможность теплового пробоя ЛПД, а также светодиодных индикаторов, свидетельствующих о работоспособности источника ЭМИ;
- обеспечение возможности проведения воздействия ЭМИ КВЧ на внутренние органы биообъекта за счет применения аппликатора (излучателя) с расширенной диаграммой направленности, помещенного в герметичную оболочку из биоинертного материала.
Для достижения технического результата разработана конструкция аппарата для КВЧ-терапии, состоящая из блока питания, блока управления, блока индикации и таймера, объединенных в одном корпусе, и присоединяемых через разъемы трех автономных (независимых) источников ЭМИ разных или одинаковых КВЧ, в каждый из которых входят охлаждающий вентилятор, обеспечивающий оптимальный тепловой режим и исключающий возможность теплового пробоя ЛПД; НЧ модулятор, обеспечивающий частотную модуляцию несущего колебания и включающий в себя элементы индикации работоспособности источника ЭМИ во время проведения терапевтического сеанса; генератор на лавинно-пролетном диоде, к выходу которого присоединяется сменный аппликатор (излучатель) с расширенной диаграммой направленности для внутриполостного воздействия, представляющий собой помещенный в герметичную оболочку из биоинертного материала волновод круглого сечения, на выходе которого на определенном расстоянии, заполненном радиопрозрачным материалом, расположен отражатель в виде выгнутой (тарельчатой) металлической шайбы, отражающей падающую ЭМ волну под определенным углом, тем самым обеспечивая радиальное воздействие относительно оси волновода на внутреннюю полость, в то
же время, сохраняя возможность воздействия ЭМИ КВЧ и по оси волновода за счет наличия отверстия в шайбе.
Новые детали и узлы:
- охлаждающий вентилятор, встраиваемый в воздействующую головку;
- элементы индикации работоспособности источника КВЧ ЭМИ;
- аппликатор для внутриполостного воздействия.
Новые конструктивные особенности выполнения деталей и узлов:
- наличие трех автономных (независимых) источников ЭМИ, присоединяемых к блоку питания и управления через разъемы;
- введение в источник ЭМИ охлаждающего вентилятора, обеспечивающего оптимальный тепловой режим и исключающего возможность теплового пробоя ЛПД;
- введение в электрическую схему НЧ модулятора элементов индикации (светодиодов), сигнализирующих о выходе из строя ЛПД;
- введение в состав аппарата аппликатора, обеспечивающего воздействие на внутреннюю полость в радиальном, относительно продольной оси, направлении за счет использования помещенного в герметичную оболочку из биоинертного материала волновода круглого сечения, на выходе которого на определенном расстоянии, заполненном радиопрозрачным материалом, расположен отражатель в виде выгнутой (тарельчатой) металлической шайбы, отражающей падающую ЭМ волну под определенным углом, причем отверстие в середине шайбы позволяет одновременно проводить КВЧ воздействие и по оси волновода.
Новые функциональные связи, взаимное расположение, взаимодействие деталей и узлов:
- напряжение питания от блока питания и управления через разъемы поступает на стабилизатор тока с элементами индикации работоспособности ЛПД и НЧ модулятор, которые конструктивно
входят в автономные (независимые) источники ЭМИ и обеспечивают рабочий режим ГЛПД, а также на охлаждающие вентиляторы, обеспечивающие оптимальный тепловой режим работы ЛПД;
- КВЧ энергия, вырабатываемая ГЛПД, поступает на внутриполостной аппликатор, представляющий собой помещенный в герметичную оболочку из биоинертного материала волновод круглого сечения, на выходе которого на определенном расстоянии, заполненном радиопрозрачным материалом, расположен отражатель в виде выгнутой (тарельчатой) металлической шайбы, отражающей падающую ЭМ волну под определенным углом, причем отверстие в середине шайбы позволяет одновременно проводить КВЧ воздействие и по оси волновода.
Материал, из которого выполнены детали:
- волновод и отражатель выполнены из металла;
- оболочка - из биоинертного материала, например, из полиэтилена;
- в качестве радиопрозрачного материала использован пенопласт.
Новые детали и узлы, конструктивные особенности выполнения деталей и узлов, их расположение и взаимосвязь, взаимодействие между собой позволяют решить поставленную задачу - расширение функциональных возможностей аппарата для КВЧ-терапии и повышение эффективности лечения заболеваний.
Заявляемое устройство поясняется описанием и чертежами.
На фиг.1 представлена функциональная схема аппарата. Аппарат состоит из:
- блока питания, управления и индикации, в котором находится импульсный AC/DC блок питания, стабилизаторы напряжения, микроконтроллер (таймер), жидко кристаллический индикатор (ЖКИ), отображающий режим работы, общее время сеанса и оставшееся время
до окончания сеанса, а также индикаторы ПУСК, СТОП, ИНДИКАТОР МОЩНОСТИ;
- трех автономных (независимых) источников КВЧ ЭМИ, содержащих стабилизаторы тока, НЧ модуляторы с элементами индикации, генераторы электромагнитных колебаний на лавинно-пролетных диодах и охлаждающие их вентиляторы;
- комплекта сменных аппликаторов (рупоров с защитными колпаками к ним и внутриполостного волновода).
На фиг.2 представлен внешний вид аппарата.
В верхней части лицевой панели блока питания, управления и индикации расположен ЖКИ, отображающий режим работы, общее время сеанса и оставшееся время до окончания сеанса. Под ним находятся переключатели ДЛИТЕЛЬНОСТЬ ИМПУЛЬСА и ДЛИТЕЛЬНОСТЬ СЕАНСА.
Переключатель ДЛИТЕЛЬНОСТЬ СЕАНСА устанавливает необходимую продолжительность лечебного сеанса как в импульсном режиме, так и в непрерывном.
Переключатель ДЛИТЕЛЬНОСТЬ ИМПУЛЬСА устанавливает необходимую продолжительность воздействия и паузы при работе в импульсном режиме.
В нижней части лицевой панели находятся кнопочные переключатели ВЫБОР РЕЖИМА, ПУСК, СТОП, индикаторы ИНДИКАТОР МОЩНОСТИ, ПУСК, СТОП и отмечено место, к которому подносится источник КВЧ ЭМИ для контроля наличия мощности.
На задней панели блока расположены выключатель сетевого напряжения, вывод шнура сетевого питания. Три разъема для подключения источников КВЧ ЭМИ находятся на передней панели.
На корпусе источника КВЧ ЭМИ расположены индикаторы зеленого и красного цвета, при этом свечение светодиода зеленого цвета
и отсутствие свечения светодиода красного цвета при подаче питания на источник КВЧ ЭМИ свидетельствуют о работоспособности ГЛПД и наоборот.
Принцип работы аппарата. При подаче напряжения питания от блока питания и управления на генератор на лавинно-пролетном диоде происходит возбуждение электромагнитных колебаний на заданной длине волны, значение которой задается рабочим током стабилизатора. При этом модулятор обеспечивает полосу частотной модуляции от ±20 до ±100 МГц относительно рабочей частоты. Энергия ЭМ колебаний через рупор и защитный колпак поступает на поверхность тела пациента.
Режим работы аппарата импульсный или непрерывный выбирается кнопочным переключателем ВЫБОР РЕЖИМА и отображается на ЖКИ. Время сеанса задается переключателем ДЛИТЕЛЬНОСТЬ СЕАНСА. При работе в импульсном режиме время длительности работы и паузы выбирается переключателем ДЛИТЕЛЬНОСТЬ ИМПУЛЬСА.
Входящие в комплект аппарата рупоры с различными диаметрами раскрыва позволяют воздействовать на биологические активные точки и зоны с различной интенсивностью. Рупоры снабжены изолирующими колпаками из биоинертного материала, которые могут контактировать с поверхностью тела пациента.
Также в комплект аппарата входит внутриполостной волновод, конструкция которого представлена на фиг.3.
На эскизе следующие обозначения:
1 - источник КВЧ ЭМИ;
2 - изолирующий колпак (герметичная оболочка) из биоинертного материала;
3 - волновод круглого сечения;
4 - вкладыш из радиопрозрачного материала;
5 - отражатель.
КВЧ ЭМИ от источника - 1, проходя через помещенный в герметичную оболочку из биоинертного материала - 2 металлический волновод круглого сечения - 3 и вкладыш из радиопрозрачного материала - 4, отражается под определенным углом от отражателя - 5, представляющего собой выгнутую (тарельчатую) металлическую шайбу. Таким образом, проводится КВЧ воздействие в перпендикулярном к оси волновода направлении, при этом, отверстие в центре отражателя позволяет одновременно проводить КВЧ воздействие и по оси волновода.
Таким образом, заявляемое устройство значительно отличается от выбранных аналогов и прототипа, имеет более широкие функциональные возможности, улучшенные показатели и расширяет область использования КВЧ-аппаратов в медицинской практике.
Опытные образцы изготовлены на предприятии, проведены приемочные технические испытания.
Источники информации:
1. Патент RU 2040928 С1, 6 А61Н 39/00, А61N 5/02, опубл. 09.08.1995.
2. Патент RU 2242256 C2, 7 А61N 5/02, опубл. 20.12.2004.
3. Патент RU 2005510 С 1, 5 А61N 5/04, опубл. 15.01.1994.