АППАРАТ ДЛЯ КВЧ-ТЕРАПИИ

Аппарат для КВЧ-терапии
Предложение относится к аппаратам терапевтического воздействия на организм человека с помощью энергии электромагнитных волн диапазона крайне высоких частот (КВЧ) независимо от других методов лечения как и в сочетании с другими лечебными средствами.
Аппарат может быть использован в гастроэнтерологии: лечении язвенной болезни желудка и луковицы двенадцатиперстной кишки без образования грубого рубца, лечение эрозийных гастритов;
в хирургии: предупреждение послеоперационных отклонений, связанных со снижением иммунных свойств организма, лечение ожогов, лечение остеохондроза, лечение трофических язв, травматические повреждения мягких тканей, лечение ран различной этиологии, в том числе огнестрельных;
в кардиологии: гипертоническая болезнь, ишемическая болезнь сердца;
в травматологии и ортопедии: асептический некроз головки бедренной кости, стимуляция репативных процессов травматических костных повреждений;
A 61 N 5/02 Б гинекологии: лечение воспалительных заболеваний
придатков, лечение эрозии шейки матки,
в иммунологии: стимуляция иммунной системы организма;
в онкологии: снижение побочного токсичного действия химиотерапевтических препаратов;
в стоматологии: лечение парадонтоза;
в пульманологии: лечение бронхиальной астмы;
в спортивной медицине использование аппарата способствует улучшению сна, поднятию тонуса организма.
Известен аппарат для воздействия на биологические объекты электромагнитным полем в КВЧ-частотном диапазоне (см. RU, патент №2032430. кл.А 61 N 5/02, 1995), содержающий п источников, фиксированных по частоте электромагнитных излучений, с возможностью работы в импульсном и непрерывном режимах, каждый из п источников выполнен с возможностью изменения пространственного положения в зависимости от режима работы и снабжен p-i-n аттенюаторами длярегулирования выходной  мощности при переходе от режима КВЧ-диагностики к режиму КВЧтерапии и обратно, при этом 2  п  5, а фиксированные частоты источников электромагнитных излучений смещены одна относительно другой по частоте на 8-20%.
Известный аппарат позволяет сочетать режим предварительной диагностики с режимом терапевтического воздействия путем регулирования мощности выходного сигнала в зависимости от режима. Данный аппарат работает как в непрерывном, так и в импульсном режиме. В то же время эти аппараты достаточно сложны и требуют высокого профессионализма при выборе той или иной
2
рабочей частоты воздействия после исследования организма в режиме диагностики.
Наиболее близким по технической сущности к заявленному является аппарат для КВЧ-терапии (cM.RU, патент №2008954, кл. А 61 N 5/02, 1994), содержащий КВЧ излучатели, блок управления и блок питания, КВЧ излучатели представляют собой многоканальньш источник КВЧ излучения нескольких частот в полосе частот волновода сечением 5,2x2,6 мм с несколькими КВЧ генераторами, ,: волноводами и рупорными излучающими антеннами.
Известный аппарат для КВЧ-терапии характеризуется определенной последовательностью рабочих частот, находяцщхся в определенной взаимосвязи между собой. Указанное количество рабочих частот и интервалы между ними обусловлены
необходимостью выбора частоты применительно к конкретному больному. Кроме того, аппарат обеспечивает соразмерность с диагностическими полосами частот, определяющими положительное отклонение частотно-зависимых параметров организма.
В то же время известный аппарат сложен в эксплуатации, не информирует пользователей о режимах работы, . длительности процедур и других показателей аппарата во время проведения сеанса терапии. Кроме того, все известные аппараты не являются унифицированными с точки зрения сопряжения с вычислительными средствами.
Технический результат заявленного устройства направлен на преодоление вышеуказанных недостатков. Данный аппарат выполнен с возможностью соединения прибора с ЭВМ, что является достоинством предложенного аппарата. Данный аппарат размещен в удобном корпусе с панелями индикации режимов работы и .
3 . ; индикаторами временных показателей работы. Аппарат снабжен
разъемами для подключения излучателей, что позволяет его использовать как стационарно/ так и в качестве переносного устройства.В предложенном аппарате за счет того, что электронная плата КВЧ генератора находится конструктивно внутри корпуса излучателя достигается универсальность предлагаемого аппарата, так как выбор режима может зависеть не только от блока управления, а также от выбора того или иного КВЧ излучателя, а следовательно аппарат в целом имеет возможность выбора различных комбинаций излучателей с различными длинами волн и сменными излучателями. За счет возможности замены одного излучателя на другой можно выбрать различные виды излучающих антенн., например, отличающихся площадью облучения, в том числе и точечные облучатели. Кроме того, аппарат более удобен в эксплуатации, так как в случае неполадок электронной части генератора можно заменить излучатель, причем прибор (блок управления) в этом случае не требует ремонта и исследования его неисправностей.За счет использования предложенной схемы реализации аппарат имеет высокую функциональную надежность, что является существенным так же по медицинским показаниям, удобен в эксплуатации и индицирует как временУ ые так и частичные режимы работы, что повьшхает его эксплуатационные показатели аппарата.
Технический результат заявленного аппарата КВЧ-терапии достигается тем, что в аппарате, состоящем из КВЧ излучателей, блока управления и блока питания, блок управления содержит микроэвм, ключевое устройство, блок ввода команд выбора временных и частотных параметров работы и блок индикации
4 U режимов работы, блок питания соединен с питающими входами ключевого устройства, одни выводы которого соединены с соответствующими выводами микроэвм, другие - с одноименными выводами КВЧ излучателей, блок ввода команд выбора временных и частотных параметров работы и блок индикации режимов работы, подключены к соответствующим шинам микроЭВМ, связанной с таймером. Кроме того, аппарат снабжен индикатором наличия КВЧ мощности излучателя, соединенным с блоком питания, вход индикатора наличия КВЧ мощности излучателя соединен с приемной антенной, выход индикации соединен со светодиодом. В блоке управления микроэвм выполнена в однокристальном исполнении. Аппарат снабжен разъемом для подключения к ПЭВМ. Каждый КВЧ излучатель содержит расположенный в корпусе КВЧ генератор и рупорную излучающую антенну. КВЧ излучатель снабжен диэлектрическим точечным излучателем. Известные КВЧ излучатели, применяемые в КВЧ-терапии, содержат КВЧ генератор с волноводом, рупорную излучающую антенну, направленным в сторону облучающего воздействия (CM.RU, патент №2032430, кл. А 61 N 5/02, 1995). КВЧ генератор снабжен аттенюатором для выравнивания уровня мощности при переходе с режима диагностики на режим терапии и наоборот. Однако, известные КВЧ излучатели имеют значительный разброс по рабочим характеристикам и низкую функциональную надежность. 5 Техническим результатом заявленного КВЧ излучателя является повышение функциональных возможностей и удобства эксплуатации аппарата, создание излучателя, размещенного в удобном корпусе, внутри которого на плате установлен модуль возбуждения колебаний КВЧ генератора, включающий стабилизатор питания и модулятор качания частоты электромагнитных колебаний излучателя ,связанные с полупроводниковым излучающим элементом заданного частотного диапазона установленный в полости резонатора. При этом появляется возможность задания всех параметров КВЧ-излучения непосредственно в излучателе, независимо от блока управления.За счет этого можно выбирать и подключать к аппарату различные излучатели (например, с разными диапазонами и с разной площадью облучения). Комбинирование может осуществляться путем подключения к разъемам блока управления излучателей заданных диапазонов, заданных типов излучающих антенн (рупоров) и дополнительных точечных излучателей. Излучатель обладает высокой функциональной надежностью, повышает качество проведения терапевтических сеансов. За счет использования специального диэлектрического точечного излучателя можно дополнительно менять режим облучения. Технический результат достигается тем, что в КВЧ излучателе, состоящем из КВЧ генератора с волноводом и рупорной излучающей антенны, КВЧ излучатель установлен в корпусе с диэлектрической вставкой, внутри которого установлен корпус КВЧ генератора с расположенной внутри него полостью волновода, переходящей в рупор излучающей антенны, примыкающий к диэлектрической вставке корпуса, КВЧ генератор содержит установленные внутри корпуса КВЧ излучателя стабилизатор
питания и модулятор качания частоты электромагнитных колебаний излучателя, связанные с полупроводниковым излучающим элементом заданного частотного диапазона, установленнм в зоне резонатора, смежного с полостью волновода.Полупроводниковый излучающий элемент заданного частотного диапазона вьшолнен в виде лавинопролетного диода.
КВЧ излучатель может быть снабжен диэлектрическим точечным излучателем.
Диэлектрический точечный излучатель может быть выполнен в виде конусообразного корпуса, симметрично оси которого расположена диэлектрическая вставка.
Диэлектрическая вставка может быть выполнена в форме диска, в центре которого установлен стержень, соприкасакщийся с вершиной конусообразного корпуса, диск расположен на его основании.
На фиг.1 приведена функциональная схема аппарата.
На фиг.2 приведен пример выполнения КВЧ излучателя.
Аппарат состоит из блока 1 питания, блока 2управления, нескольких КВЧ излучателей 3, например, на длины волн 7,1 мм; 5, 6 мм; 4,9 мм.
В блок 2 управления входят силовой трансформатор (на чертеже не показан), выпрямитель (на чертеже не показан), таймер 4 микроЭВМ, ключевое устройство 5, индикатор б наличия КВЧ мощности излучателя, блок индикации режимов работы 7 микро ЭВМ 9, блок ввода команд выбора временных частотных параметров работы.
7 Блок 2 управления и блок 1 питания установлены в корпусе
прямоугольной формы, например, из пластика.
На задней панели корпуса аппарата расположен разъем 8 для подключения к ПЭВМ, связанный с однокристальной микро ЭВМ 9, входящей с состав блока 2 управления, выключатель1О сетевого напряжения.
На боковой панели корпуса расположены разъемы 2 -2,, для подключения КВЧ излучателей, связанные с выводами ключевого устройства 5,
На передней панели корпуса аппарата расположены индикатор 6 наличия КВЧ мощности излучателя, его светодиод 6i, блок 7 индикации режимов работы, в состав которо о входит цифровой индикатор 14, и цифровое табло со светодиодами 15i выбранного режима и выбранного КВЧ излучателя, соответствующего частотного диапазона.
Блок 11 ввода команд выбора временных и частотных параметров работы выполнен с кнопками управления lli и Из Больше и Меньше, соответственно и кнопками управления работой аппарата Дробный режим, Непрерывный режим, Стоп, над которыми расположены соответственно светодиоды 15 цифрового табло блока 7.
На фиг.2 приведен пример выполнения КВЧ излучателя 3, состоящего из КВЧ генератора 12 (фиг.1), корпус 16 которого установлен внутри корпуса 17 КВЧ излучателя, внутри корпуса КВЧ генератора расположен волновод 18, переходящий в рупор 20 излучающей антенны, примыкакщий к диэлектрической вставке 21 корпуса 17 КВЧ излучателя. Внутри волновода расположен короткозамыкающий плунжер 22 с возможностью перемещения в
8
полости волновода 18. Выводы КВЧ излучателей (фиг,) являются
входами соответствующих КВЧ генераторов и подключены к разъемам 2  . Стабилизатор питания и модулятор качания частоты электромагнитных колебаний излучателя (на чертеже не показаны)генератора 12 размещены на плате 23 и связаны с полупроводниковым излучающим элементом заданного частотного диапазона лавинно-пролетным диодом (на чертеж не показан), установленным в зоне резонатора 24, смежного с полостью волновода 18.Возможная схема выполнения электронной части КВЧ генератора, содержащего стабилизатор питания, модулятор качания частоты электромагнитных колебаний излучателя и полупроводникового излучающего элемента в виде лавинопролетного диода описаны в статье Универсальный ибточник тока для ЛПД, Приборы и техника эксперемента, №1, 1985.
Корпус 17 КВЧ излучателя имеет диэлектрическую вставку 21, в корпусе 16 КВЧ генератора выполнена полость для размещения согласующего штыря 25.
КВЧ излучатель может быть снабжен диэлектрическим точечным
излучателем, выполненным, например, в виде конусообразного
корпуса 26 и диэлектрической вставки 27. Точечный излучатель позволяет проводить воздействия не только на зоны, но и на
биологически активные точки.
Диэлектрическая вставка 27 выполнена, например, в форме диска .28, в центре которого размещен стержень 29, один конец которого расположен в вершине 30 конусообразного корпуса.
Аппарат работает следующим образом.
При подаче питающего напряжения на генератор 12 КВЧ излучателя происходит возбуждение электромагнитных колебаний на
I одной из длин волн: 7,1 мм, 5,6 мм, 4,9 мм. При этом модулятор (на чертеже не показан) обеспечивает качание электромагнитных колебаний излучателя на 100 МГц относительно центральной частоты. Энергия электромагнитных колебаний от генератора поступает на рупорную излучающую антенну. Время процедуры задается таймером 4 микроэвм в интервале от 1 до 99 мин с кратностью 1 мин. После окончания времени процедуры таймер 4 подает сигнал через шины микро ЭВМ 9 на ключевое устройство 5, которое отключает напряжение от генератора 12 КВЧ излучения. Одновременно таймер 4 включает на 3 сек звуковой сигнал, извещающий об окончании процедуры (звуковой сигнализатор на чертеже не показан), Аппарат переключается в ждущий режим. Цифровое табло 15 блока индикации 7 выполнено на двух светодиодных матрицах и предназначено для индикации режимов работы КВЧ излучателей, контроля времени установки процедуры и обратного отсчета времени, В состав блока управления 2 входит однокристальная микро ЭВМ 9 , которая управляет работой таймера 4,блока индикации режимов работы 7 и ключевых устройств 5. Через разъем 8 на задней панели БПУ однокристальную микро ЭВМ 9 можно подсоединить к последовательному порту внешней ПЭВМ любого типа. При этом значительно расщиряются возможности аппарата по выбору различных режимов работы индикаторов, а также появляется возможность работы с различными диагностическими системами, выполненными на основе ПЭВМ, В таблице 1 приведены рабочие характеристики КВЧ излучателей. 10
Наименование
характеристики
1.Средняя рабочая частота аппарата
F1, ГГц
F2, ГГц
F3, ГГц
2.Диапазон модуляции частоты электромагнитных колебаний излучателей, Мгц
З; Частота модуляции, Гц 4. Плотность потока мощности н выходе излучателей, мВт/см
5. Мощность, потребляемая от сети переменного тока, Вт
Рабочие характеристики аппарата КВЧ-терапии следующие. Диапазон задания времени процедуры таймером 1-99 мин. Кратность задания времени процедуры1 мин.
Средняя наработка на отказ не менее1000 час.
Допустимые значения Результат не менее не более испытания
42,4 53,7 60,7
150 60
12
10 Время установки рабочего режима не более5 мин.
Время непрерывной работы аппарата не более 8 час. Критерий отказа аппарата - отклонение хотя бы
Предельное отклонение аппарата - состояние, при котором
Габаритные размеры, мм не более200x120x50
Масса не более2,5 кг
Аппарат может работать в режимах:
Непрерывный. В этом режиме выбранные КВЧ излучатели в течение всего времени процедуры работают непрерывно до появления показаний 00 мин. на индикаторе 14.
Дробный. В этом режиме выбранные КВЧ излучатели в течение всего времени процедуры работают,например, с паузой по следующему алгоритму: 2 мин. работы, 5 мин. пауза, 2 мин. работы, 5 мин. пауза и так далее до окончания сеанса , до появления показаний 00 мин. на индикаторе.Режим управления от внешней ПЭВМ.
При проведении терапевтического сеанса подключают аппарат к электрической сети, подключают КВЧ излучатели 3 к блоку 2
12
одного из заданных в параметров за пределы установленных норм.
невозможно или экономически нецелесообразно восстановление работоспособности аппарата по п.3.1. управления. Для этого следует соединить разъемы шнуров питания
КВЧ излучателей 3 с разъемами 21-2з на боковой панели корпуса, соблюдая соответствующую маркировку 7,1 мм, 5,6 мм, 4,9 мм.
Затем включают аппарат с помощью выключателя 10 Сеть. При этом на индикаторе 14 высвечивается число 00 и включается светодиод 15 над кнопкой Стоп блока 7 индикации режимов работы. Далее подводят КВЧ излучатели 3 к нужным участкам тела пациента, закрепив из с помощью фиксатора с липким слоем или щтатива, нажимают на кнопку Больще блока 11 ввода для : установления времени процедуры, и не отпуская, дожидаются, пока на индикаторе 14 высветится необходимое время процедуры. Отпускают кнопку.Затем выбирают режим работы Непрерывный или  Дробный, кратковременно нажимают на кнопку управлению Непрерывный режим или на кнопку Дробный режим блока 11 ввода. При этом над данной кнопкой загорается светодиод  15.
Управление аппаратом построено таким образом, что сразу же после нажатия на кнопку управления Непрерывный режим или  Дробный режим включается питание на КВЧ излучатель длиной волны 7,1 мм. При этом загорается светодиод 15, соответствующий длине волны 7,1 мм.
Для одновременного включения всех трех излучателей необходимо кратковременно нажать на обе кнопки управления 5/6 мм и 4,9 мм. При этом загораются все три светодиода 15  сигнализирующие о включении КВЧ излучателей.
Отключить любой из КВЧ излучателей 3 можно повторньгм кратковременным нажатием на кнопки управления 4,9 мм, 5,6 мм и 7,1 мм.
13 На световом индикаторе 14 блока индикации 7 высвечивается ,
время, остающееся до конца процедуры. По истечении этого  времени, после высвечивания на световом табло цифры О, таймер 4 автоматически отключает напряжение питания блока 1 от КВЧ излучателя 3. При этом гаснут все светившиеся до этого светодиоды и загорается светодиод на кнопкой Стоп. Затем снимают КВЧ излучатель 3 с тела пациента.
Для проведения следующей процедуры следует вновь закрепить КВЧ излучатель 3 на нужном участке тела пациента, выставить время процедуры, выбрать режим работы и нажать на кнопку Непрерывный режим или Дробный режим.
Прекратить процедуру раньше окончания времени, заданного таймером, можно кратковременным нажатием на кнопку Стоп. При .этом гаснет светодиод 15, сигнализирующий о подаче напряжения, на излучатель КВЧ, а на световом индикаторе 14 высвечивается время, оставшееся до конца процедуры. Продолжить процедуру после паузы можно кратковременным  нажатием на кнопку Непрерывный режим или Дробный режим. После окончания работы выключают аппарат и переводят выключатель 10 Сеть в нижнее положение.
14