УСТРОЙСТВО ДЛЯ МАГНИТОТЕРАПЕВТИЧЕСКОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ
MAGNETIC THERAPY DEVICE

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к устройствам для магнитотерапевтического воздействия.
Известен аппарат для физиотерапии [1], содержащий Р элементов воздействия, генератор низкочастотного сигнала с постоянно меняющейся частотой в диапазоне частот 50-8000 Гц, блок питания с подключенными к нему таймером и коммутационным устройством для подачи напряжения питания на каждый элемент воздействия и элемент звуковой сигнализации, подключенный к таймеру. Каждый элемент воздействия включает высокочастотный автогенератор с несущей частотой, выбираемой в диапазоне 100-2000 кГц, излучатель, выполненный в виде обмотки катушки индуктивности LC - колебательного контура схемы автогенератора, модулятор и схему контроля. Аппарат выполнен в виде кресла, на котором размещены все элементы воздействия. Данному устройству свойственны недостатки. Во-первых, аппарат имеет максимальное количество элементов воздействия Р=6, что не позволяет обеспечить локализацию воздействия на уровне отдельных органов или частей тела пациента. Во-вторых, количество регулируемых биотропных параметров воздействия ограничено двумя параметрами, частотой низкочастотного генератора и частотой высокочастотного автогенератора, что существенно сужает функциональные возможности аппарата и тем самым снижает эффективность лечения. В-третьих, фиксированные размеры кресла и элементов воздействия рассчитаны только на определенные габариты пациента, что не позволяет адаптировать воздействие под пациентов с меньшими габаритами, и этим ограничивает его применение.
Известно кресло для комплексного физиотерапевтического воздействия на человеческий организм [2], содержащее источники изменяемого магнитного поля, выполненные в виде состоящих из обода и спиц колес, установленных ортогонально соседним колесам с четырех сторон вокруг кресла, при этом на контактирующей с телом человека внутренней поверхности кресла закреплена накидка в виде закрытого эластичного мешка с внешней поверхностью, покрытой многоигольчатым аппликатором, разделенного на отдельные секции и заполненные ферромагнитным порошком. Человек, сидя в кресле и держа руки на подлокотниках, вращает правой или левой рукой за обод соответствующее близрасположенное колесо, за счет чего одновременно приводит в движение все колеса, находящиеся в многоступенчатом фрикционном зацеплении с ортогональными осями. Устройство имеет ряд недостатков. Во-первых, магнитотера-певтическое воздействие производится самим пациентом без участия врача-специалиста, что в принципе недопустимо. Во-вторых, отсутствует возможность количественного задания параметров воздействия и их контроля в процессе сеанса магнитотерапии, что существенно усложняет формирование методики лечения. В-третьих, наличие множества механических элементов воздействия, сложность и неопределенность их исполнения не позволяют с достаточной точностью задать параметры воздействия и периодически воспроизводить их, что, безусловно, снижает эффективность лечения.
Наиболее близким изобретением является кресло для комплексного физиотерапевтического воздействия на человеческий организм [3], состоящее из спинки, сиденья, подлокотников, подставки для голеней с размещенными на их наружных поверхностях индукторами в виде плоских катушек, подключенных к генератору импульсов тока через блок управления, выполненный с возможностью поочередного включения катушек через заданный временной интервал. Кресло дополнено боковинами, на внутренних поверхностях его частей, контактирующих с телом человека, размещены плоские элементы, выполненные в виде наборов, скрепленных друг с другом концентричных замкнутых трубок, имеющих прорези по всему контуру со стороны, контактирующей с телом человека и заполненных упругими шариками, частично выступающими из прорезей и выполненными из магнитомягкой резины, поверхности которых придана искусственная шероховатость. Все плоские катушки-индукторы электрически выведены на прикрепленную сзади к спинке панель и подключены к генератору импульсов тока через блок управления, выполненный с возможностью поочередного включения катушек-индукторов в выбранном режиме через заданный временной интервал. К недостаткам устройства следует отнести. Во-первых, отсутствие в описании и на чертеже плана размещения катушек-индукторов в пяти элементах кресла относительно пациента, их размеров и количества, что создает неопределенность в задании врачом методики магнитотерапевтического воздействия. Во-вторых, поскольку все катушки-индукторы подключены к одному генератору импульсов тока, то в них фактически создаются всегда одинаковые магнитные поля для разных частей тела пациента и для разных пациентов, что существенно ограничивает функциональные возможности устройства и снижает эффективность лечения. В-третьих, не определен набор задаваемых, регулируемых и контролируемых врачом биотропных параметров магнитотерапевтического воздействия, что не позволяет врачу точно устанавливать количественные значения (дозы) биотропных параметров магнитотерапевтического воздействия для конкретного пациента и корректировать методику курсового лечения.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение уровня автоматизации, точности задания биотропных параметров магнитотерапевтического воздействия и расширение функциональных возможностей.
Технический результат достигается тем, что устройство для магнитотерапии содержит трансформируемое в кушетку кресло, состоящее из трех моторов электропривода и пульта управления, сегментов спины, сиденья и ног, в которых размещены n идентичных интеллектуальных ячеек-модулей с индукторами, образующих матрицу и подключенных к блоку питания, а также через конвертер интерфейса к ЭВМ, где с помощью виртуального прибора (ВП) [4-6] задания магнитотерапевтического воздействия формируется и генерируется методика управления ячейками-модулями. При этом каждая интеллектуальная ячейка-модуль содержит по четыре индуктора, расположенных в одной плоскости ортогонально соседним индукторам и подключенных к мостовым токовым преобразователям, которые управляются микроконтроллером, соединенным через конвертер интерфейса с ЭВМ.
На фиг. 1,а представлена схема устройства для магнитотерапии, а на фиг. 1,б изображен внешний вид структурных элементов устройства. На фиг. 2,а представлена схема одной (2.1) интеллектуальной ячейки-модуля, а на фиг. 2,б изображен внешний вид индукторов и их расположения в одной ячейке.
В состав устройства входят: 1 - кресло-кушетка, 1.1 - сегмент спины, 1.2 - сегмент сиденья, 1.3 - сегмент ног, 2 - полеформирующая система в виде матрицы индукторов, 2.1-2.n - интеллектуальные ячейки-модули, 3 - блок моторов электропривода в станине, 3.1 - мотор электропривода сегмента спины, 3.2 - мотор электропривода сегмента сиденья, 3.3 - мотор электропривода сегмента ног, 4 - пульт управления, 5 - конвертер интерфейса, 6 - блок питания, 7 - ЭВМ, 8 - ВП задания магнитотерапевтического воздействия, а каждая интеллектуальная ячейка-модуль состоит из микроконтроллера, четырех мостовых токовых преобразователей и четырех индукторов, как например ячейка-модуль 2.1, где 9 - микроконтроллер, 10.1-10.4 - мостовые токовые преобразователи, 11.1-11.4 - индукторы.
В предлагаемом устройстве кресло-кушетка 1 выполняет функции посадочного места или ложемента пациента и трансформируется за счет трех одинаковых сегментов спины 1.1, сиденья 1.2 и ног 1.3, трех моторов электропривода спины 3.1, сиденья 3.2, ног 3.3 и пульта управления 4. Кресло-кушетка 1 является также основой для размещения полеформирующей системы 2, состоящей из n идентичных интеллектуальных ячеек-модулей 2.1-2.n, образующих матрицу и подключенных одними входами/выходами к конвертеру интерфейса 5, а вторыми входами к блоку питания 6. Вход/выход конвертера интерфейса 5 соединен с входом/выходом ЭВМ 7 и непосредственно с входом/выходом ВП задания магнитотерапевтического воздействия 8. Вход/выход каждой интеллектуальной ячейки-модуля 2.1-2.n, например ячейки-модуля 2.1 является входом/выходом своего встроенного микроконтроллера 9, соединенного выходами с входами мостовых токовых преобразователей 10.1-10.4, выходы которых подключены к индукторам 11.1-11.4.
Устройство работает следующим образом. Перед началом сеанса магнитотерапии врач просит пациента присесть на кресло-кушетку 1. С помощью пульта управления 4 и трех, укрепленных в станине, моторов электропривода спины 3.1, сиденья 3.2, ног 3.3 врач трансформирует кресло в кушетку 1 для того, чтобы пациент мог полностью расслабиться, приняв естественное положение как, например, перед отдыхом или сном. Горизонтальное положение и состояние пациента дополнительно повышает эффективность магнитотерапии. Далее врач на основе ранее проведенных обследований, результатов анализов, характера заболевания и с учетом текущего состояния пациента устанавливает значения биотропных параметров лечебной методики ВП задания магнитотерапевтического воздействия 8 на ЭВМ 7. ВП задания магнитотерапевтического воздействия 8 позволяет врачу с помощью понятного и наглядного интерфейса пользователя и большой базы данных разрешенных лечебных методик магнитотерапевтического воздействия по многим видам заболеваний формировать разнообразные методики. Например, методики общего воздействия на весь организм пациента, либо распределенного воздействия на разные части тела пациента, либо локального воздействия на отдельные участки тела или органы пациента, либо комбинированного воздействия. Такой выбор способа воздействия стал возможным, благодаря структурной организации полеформирующей системы 2 в виде матрицы интеллектуальных ячеек-модулей 2.1-2.n. Например, для интеллектуальной ячейки-модуля 2.1 в каждом из индукторов 11.1-11.4, независимо от других, устанавливаются свои параметры, протекающих в них токов, за счет встроенного микроконтроллера 9 и мостовых токовых преобразователей 10.1-10.4. Эти функциональные возможности устройства позволяют врачу адаптировать магнитотерапевтическое воздействие под антропометрические характеристики конкретного пациента, что также способствует повышению эффективности лечения. Кроме того, врач с высокой точностью и разрешением может задавать количественно и визуально контролировать одновременно в разных окнах отображения как все биотропные параметры воздействия в статическом режиме, так и наблюдать характер изменения этих параметров и общей конфигурации магнитного воздействия в динамическом режиме. Сделав все необходимые установки и, постоянно контролируя визуально методику лечения, врач запускает ВП задания магнитотерапевтического воздействия 8 в работу. При этом информация о методике лечения передается от ЭВМ 7 или ВП 8 через конвертер интерфейса 5 (USB/RS-485) всем интеллектуальным ячейкам-модулям 2.1-2.n. Интерфейс RS-485 необходим для повышения нагрузочной способности линии связи в виде витой пары, т.е. состоящей всего из двух проводов, до 256 устройств, которыми в данном случае являются интеллектуальные ячейки-модули 2.1-2.n. Питание интеллектуальных ячеек-модулей 2.1-2.n осуществляется с помощью единого, мощного блока питания 6, с номинальным напряжением 5 В. К достоинствам ВП задания магнитотерапевтического воздействия 8 следует отнести высокую точность установки времени проведения сеанса магнитотерапии и автоматическое отключение магнитотерапевтического воздействия с сигнализацией окончания сеанса. Важным является также возможность детального сохранения данных, используемой лечебной методики воздействия для конкретного пациента на весь курс лечения, в виде электронного файла, оперативной коррекции методики и быстрого документирования.
Таким образом, предложенное устройство позволяет с высокой точностью и разрешающей способностью устанавливать врачу количественные значения ряда биотропных параметров магнитотерапевтического воздействия в широких диапазонах, формировать персональную методику лечения, автоматически воспроизводить ее в виде изменяющихся по заданному закону параметров магнитного поля, сохранять в виде электронных файлов или распечаток, корректировать на разных этапах курсового лечения, модифицировать с учетом особенностей заболевания и др. Устройство обеспечивает возможности придания пациенту комфортного горизонтального положения, успокаивающего и расслабляющего его, адаптации магнитотерапевтического воздействия под антропометрические характеристики пациента и гибкого выбора способа магнитотерапевтического воздействия от общего, на весь организм, до локального. Отмеченные качества устройства способствуют повышению эффективности магнитотерапии.
Литература
1. Патент РФ №2268078, кл. A61N 5/02, 2006 г.
2. Патент РФ №2337728, кл. A61N 2/12, 2008 г.
3. Патент РФ №2344850, кл. A61N 2/04, 2009 г.
4. Автоматизация физических исследований и эксперимента: компьютерные измерения и виртуальные приборы на основе LabVIEW 7 / Под. ред. П.А. Бутырина - М.: ДМК Пресс, 2005. - 264 с.
5. Евдокимов Ю.К., Линдваль В.Р., Щербаков Г.И. LabVIEW для радиоинженера - от виртуальной модели до реального прибора. - М.: ДМК Пресс, 2007. - 203 с.
6. Поздняков А.Д., Поздняков В.А. Виртуальные радиоизмерительные приборы и комплексы: учебное пособие. - Владимир: Изд-во ВлГУ, 2015. - 231 с.