Устройство для звуковой стимуляции внутренних органов

(21) 4119576/28-1 (22) 30,06,86 (46) 30.06.88. Бю (71) Всесоюзный н ский и испытатель цинской техники (72) А.И.Васильев (53) 615.471 (088 (56) Авторское св В 1163854, кл. А 4исследовательститут медифучноый)детельство СССР1 Н 23/00, 1981. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ОПИСАНИЕ ИЗ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗВУКОВОЙ СТИМУЛЯЦИИ ВНУТРЕННИХ ОРГАНОВ(57) Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано для лечения атоний верхних мочевых путей. Цель изобретения - поддержание параметров воздействия приуменьшении перегрева в процессе звуковой стимуляции. Устройство содержитимпульсный генератор 1, счетчик 2 импульсов, формирователь 3 импульсовподвижной катушки, переключатель 6мощности, формирователь 7 импульсов. подмагничивания, катушку 9 подмагничивания излучателя 5. Формирователь3 импульсов подвижной катушки состоит из формирователя 14 импульсов огибающей, формирователя 15 звуковых импульсов. Лиодь 18-19 ограничиваютвыбросы напряжения на выходах ключей16-17, возникающих при их закрытиивследствие индуктивного характера сопротивления подвижной катушки 4 излучателя 5. Емкость конденсатора 21выбирается такой величины, чтобы последовательны резонансный контур,образованный этим конденсатором и индуктивностью катушки 4, был настроенна частоту биполярных колебаний2,7 кГц. В результате форма тока через катушку 4 близка к синусоидальной. Емкость конденсатора 13 приблизких по величине амплитудах токовчерез катушки 4 и 9 подмагничиваниявыбирается в несколько раз больше величины емкости конденсатора 12.2 з.п. ф-лы, 5 ип.Изобретение относится к медицинсой технике, в частности к устройстам для лечения внутренних органов .еханическим воздействием и может рыть использовано для лечения атонийгипотоний верхних мочевых путей.Цель изобретения - поддержание параметров воздействия при уменьшенииерегрева в процессе звуковой стимуяции,На фиг.1 приведена блок- схема устойства; на фиг.2 - структурная схе-. а формирователя импульсов огибающей; а фиг.3 - структурная схема формиро ателя импульсов подмагничивания; на иг.4 - возможная схема реализации четчика импульсов; на фиг.5 - возожная схема реализации формирователя вуковых импульсов.20Устройство (фиг,1) содержит послеовательно соединенные импульсный геератор:1, счетчик 2 импульсов, форронатель 3 импульсов подвижной каушки, выход которого подключен к однижной катушке 4 излучателя 5. Крае того, устройство содержит последоательно соединенные переключатель 6 ощности, формирователь 7 импульсоводмагничивания и ключ 8, выход котоого соединен с катушкой 9 подмагниивания излучателя 5, а также источик 10 питания, отрицательный выходоторого соединен с ключом 8 и формиователем 3 импульсов подвижной кашки, нулевой - с ключом 8, формиро ателем 3 и со вторыми выходами подижной катушки 4 и катушки 9 подмагичивания излучателя 5, а положительпл - с формирователем 3 импульсов одвижной катушки. Устройство также одержит диод 11, включенный между йыходом ключа 8 и положительным вы 1 одом источника 10 питания, конденсатор 12, включенный между выходами Противоположной полярности источника питания, и конденсатор 13, вклюЧенный между отрицательным и нулевым выходами источника 10 питания. Выходы переключателя 6.мощности соединены также с входами формирователя 3 им Пульсов подвижной катушки, а выходы счетчика 2 импульсов - с входами формирователя 7.Формирователь 3 импульсов подвижной катушки состоит иэ формирователя 55 14 импульсов огибающей, входы которого соединены с выходами счетчика 2 импульсов, формирователя 15 знуконых импульсов, входы которого соединены с выходами переключателя 6 мощности, счетчика 2 импульсов и формирователя 14 импульсов огибающей, двух ключей 16 и 17, входы которых соединены с выходами формирователя 15 звуковых импульсов, а выходы соединены между собой, последовательно соединенных диодов 18 и 19, включенных между положительным и отрицательным выходами источника 10 питания, точка соедине" ния которых подключена к выходам ключей 16 и 17, резистора 20, включенного между выходами ключей 16 и 17 и нулевым выходом источника 10 питания, и конденсатора 21, включенного между выходами ключей 16 и 17 и подвижной катушкой 4 излучателя 5.Формирователь 14 импульсов огибающей (фиг.2) может быть реализован на логических схемах ИЛИ-НЕ 22, И 23 и ИЛИ-НЕ 24, причем входы логических схем ИЛИ-НЕ 22 и И 23 соединены с выходами счетчика 2 импульсов, а выходы - с входами логической схемы ИЛИНЕ 24.Формирователь 7 импульсон подмагничивания (фиг.З) может быть реализонан на логической схеме И-НЕ 25 и последовательно соединенных логических схемах И 26, ИЛИ-НЕ 27 и ИЛИ-НЕ 28, причем вход логической схемы И 26 соединен с выходом переключателя 29 ,мощности, вторые входы логических схем И 26, ИЛИ-НЕ 27 и входы логической схемы ИЛИ-НЕ 22 соединены с выходами счетчика 2 импульсов, а второй вход логической схемы ИЛИ-НЕ 28 - с выходом логической схемы И-НЕ 25.В качестве импульсного генератора 1 может быть использован обычный транзисторный мультивибратор.Счетчик 2 импульсов (фиг.4) может быть реализован на двух микросхемах К 561 ИЕ 10, соединенных последовательно, При этом используются 13 двоичных разрядов счетчика: на формирователь 14 импульсов огибающей поступают сигналы с выходов 8-13 разрядов, на формирователь 7 импульсов подмагничивания - с выходов 9-13 разрядов, а на формирователь 15 звуковых импульсов - с выходов 1-4 разрядов счетчика.Формирователь 15 звуковых импульсов может быть реализован по схеме, приведенной на фиг.5 и содержит микросхемы 30-38.фПри других положениях переключателя 29 мощности с его выхода на вход логической схемы И 26 поступает сигнал логического нуля, который с ее выхода поступает на вход логической схемы ИЛИ-НЕ 27, в результате чего на выходе логической схемы ИПИ-НЕ 27 формируются импульсы длительностью 12 мс и на выходе логической схемы ИЛИ-НЕ 28 также формируются импульсы длительностью 12 мс. 50 3 140584Устройство работает следующим образом,Импульсный генератор 1 формируетимпульсы с частотой, в несколько раз(например, в 16) превьппающей частоту5излучаемых звуковых колебании, которая составляет, например, 2,7 кГц. Свыхода импульсного генератора 1 импульсы поступают на вход счетчика 2импульсов,С выходов счетчика 2 импульсов импульсы поступают на входы формирователя 7 импульсов подмагничивания, навыходе которого формируются импульсы,например,с частотой 5 Гц и длительностью 18 мс при максимальной мощности звуковых колебаний и 12 мс при остальных положениях переключателя 6мощности, 20Формирователь 7 импульсов подмагничивания работает следующим образом.На выходе логической схемы И-НЕ 25(фиг.Э) формируется сигнал логическо гго нуля длительностью 24 мс и с частотой 5 Гц, когда на ее входы посту"лают сигналы логической единицы с выходов счетчика 2 импульсов. Если установлена максимальная мощность звуковых колебаний, то с выхода переклю- З 0чателя 29 мощности на вход логическойсхемы И 26 поступает сигнал логической единицы и через нее с выходасчетчика 2 импульсов на вход логической схемы ИЛИ-НЕ 27 поступают импуль-,сы с длительностью б мс и периодомповторения 12 мс, На второй вход логической схемы ИЛИ-НЕ 27 с выходасчетчика 2 импульсов поступают импульсы с длительностью 12 мс и периодом повторения 27 мс, а с ее выходана вход логической схемы ИЛИ-НЕ 28поступают импульсы с длительностью6 мс и периодом повторения 24 мс. Навыходе логической схемы ИПИ-НЕ 28 в45этом случае формируются импульсы сдлительностью 18 мс (фиг.4). 54Таким образом, на выходе формирователя 7 импульсов подмагничивания формируются в зависимости от положения переключателя 6 мощности импульсы длительностью 18 мс или 12 мс.При поступлении этих импульсов на вход ключа 8 последний подключает катушку 9 подмагничивания.излучателя 5 к отрицательному выходу источника 10 питания.Ток в катушке 9 подмагничивания при этом начинает нарастать. Индуктивность катушки 9 подмагничивания выбирается такой величины, чтобы ток через катушку 9 подмагничивания нарастал до величины,при которой падение напряжения на активном сопротивлении катушки подмагничивания не превьппало 30% .от напряжения источника 10 питания. Другими словами, постоянная времени катушки 9 подмагничивания должна не менее, чем в 3 раза, превышать максимальную длительность импульсов подмагничивания. В этом случае потери энергии на активном сопротивлении катушки подмагничивания сравнительно невелики.После окончания импульса на выходе блока 7 формирования импульсов подмагничивания ключ 8 закрывается, напряжение на катушке 9 подмагничивания резко возрастает до момента открытия диода, подключенного к положительному выходу источника 10 питания. Ток через катушку 9 подмагничивания уменьшается до нуля, заряжая при этом через диод 11 конденсатор 12 и возвращая часть энергии, запасенной в магнитном поле катушки 9 подмагничивания.На выходы логических схем ИЛИ-НЕ 22 и И 23 (фиг.2), входящих в состав формирователя 14 импульсов огибающей, поступают. сигналы с выходов счетчика 2 импульсов. На выходах логических схем ИПИ-НЕ 22 и И 23 формируются положительные импульсы.На входы микросхем 38 и 37 с выхода микросхемы 36 поступают импульсы частотой 5,4 кГц, длительность которых определяется положением переключателя 3 мощности, На вторые входы микросхем 38 и 37 поступают импульсы с частотой 2,7 кГц. На второй вход микросхемы 36 импульсы поступают непосредственно с выхода счетчика 2 импульсов, а на второй вход микросхемы 38 - через инвертор 32. На третьи5 14 входы микросхем 38 и 37 поступают импульсы с выхода Формирователя 8 импульсов огибающей. В результате на выходах микросхем 38 и 37 формируются пачки импульсов с длительностью пачек 8 мс, частотой повторения пачек 5 Гц, с частотой импульсов .2,7 кГц, причем импульсы на выходах микросхем 38 и 37 сдвинуты по времени друг относительно друга на половину периода их повторения, а длитель ность их регулируется с помощью переключателя мощности в пределах от 48 мкс до 161 мкс.Импульсы с выходов формирователя15 звуковых импульсов поступают на входы ключей 16 и 17, Ключ 16 во время действия входных импульсов подключает выход к отрицательному входу ис" точника 1 О питания, а ключ 17 - к по-ложительному, в результате чего на их выходах формируются биполярные колебания с частотой 2,7 кГц.Емкость конденсатора 21 выбираетсятакой величины, чтобы последовательный резонансный контур, образованный , этим конденсатором и индуктивностью 1 подвижной катушки 4, был настроен начастоту биполярных колебаний 2,7 кГц, : в результате форма тока через подвиж ,ную катушку 4 излучателя 5 близка к 1 синусоидальной. Изменяя с помощью переключателя 6 мощности длительностьимпульсов на выходе формирователя 15звуковых импульсов, можно изменятьамплитуду первой гармоники напряжения на выходах ключей 16 и 17 и, соответственно, тока через подвижную катушку 4 излучателя 5.Диоды 18 и 19 ограничивают выбросы напряжения на выходах ключей 16 и 17, возникающих при их закрытии вследствие индуктивного характера сопротивления подвижной катушки 4 излучателя 5.Поскольку ключи 6 и 17 подключены к выходам источника 10 питания противоположных полярностей, к которым подключен конденсатор 12, то ток,протекающий через ключи 16 и 17 и,соответственно, через подвижную катушку 4 излучателя 5, вызывает падение напряжения на конденсаторе 12,которое продолжается до момента окончания импульса подмагничивания и вызывает соответствующее уменьшение амплитуды тока через подвижную катушку4. После окончания импульса падмаг 05845 6ничивания спадающий ток через катушку 9 подмагничивания начинает черездиод 11 заряжать конденсатор 12, нсвязи с чем напряжение на нем начинает возрастать и, соответственно,начинает возрастать амплитуда токачерез подвижную катушку 4 излучателя 5. Указанные изменения амплитудытока через подвижную катушку 4 излучателя 5 несколько компенсируют изменения звукового давления излучателя 5, вызванные изменением магнитнойиндукции в кольцевом зазоре из-за изменений тока через катушку 9 подмагничивания во время формирования звуковых импульсов.Если конденсатор 12 служит дляобеспечения формирования импульсов 20 тока через подвижную катушку 4 излучателя, то конденсатор 13 обеспечивает формирование импульсов токачерез катушку 9 подмагничивания какво время нарастания тока подмагничи вания, так и во время его спада. Поэтому емкость конденсатора 13 приблизких по величине амплитудах токовчерез подвижную катушку 4 и катушку9 подмагничивания выбирается в неЗ 0 сколько раз большей величины емкостиконденсатора 12,.Таким образом, в предлагаемом устройстве ток через катупку подмагничивания формируется в виде импульсов, 35что позволяет существенно снизитьсреднюю моцность, рассеиваемую на катушке 9 подмагничивания излучателя 5.Так, при амплитудах токов через катушку 9 подмагничивания и звуковуюкатушку 4 излучателя 5, равнь 1 х 7 А,напряжениях источника 10 питания+20 В, длительности излучаемых им"пульсов 9 мс при частоте 5 Гц, длительности импульсов на выходе формирователя 14 импульсов огибающей 18 мси активном сопротивлении катушки под-.магничивания 0,5 Ом средняя мощность,рассеиваемая на подвижной катушке 9,составляет 4 Вт, а средняя мощностьрассеивания на катушке подмагничивания 1,1 Вт. При этом средняя мощность, затрачиваемая на формированиеимпульсов подмагничивания, 6;3 Вт,из которых около 2 Вт (около 307) затем во время спада тока подмагничива ния возврацается в источник питания,Средняя мощность, потребляемая устройством от источника питания, 12 Вт,а средняя мощность, рассеиваемая наизлучателе, 5,1 Вт, которые суммируются и инвертируются с помощью логической схемы ИЛИ-НЕ 24, причем импульсы на выходе логической схемы И 23 оканчиваются одновременно с окончанием импульсов на выходе формирователя 7 импульсов подмагничивания, а импульсы на выходе логической схемы ИЛИ-НЕ 22 начинаются в этот моментвремени.Поскольку ток через катушку 9 подмагничивания и, соответственно, магнитная индукция в зазоре магнитопровода излучателя 5 нарастают медленнее, чем спадают, длительность импульсов на выходе логической схемы И 23 выбирается большей, чем на выходе логической схемы ИЛИ-НЕ 22. Например, длительность импульсов на выходе логической схемы И 23 выбирается равной 6 мс, а на выходе логической схемы ИЛИ-НЕ 22 - равной 3 мс. Суммарная длительность импульсов на выходе логической схемы ИЛИ-НЕ 24 при этом 9 мс.Импульсы с выхода Формирователя 14 импульсов агибакячей поступают на вход формирователя 15 звуковых импульсов, на выходах которого во время действия этих импульсов формируются прямоугольные импульсы частотой 2,7 кГц, длительность которых регулируется с помощью переключателя 29 мощности. Импульсы на одном из выходов формирователя 15 звуковых импульсов сдвинуты по времени относительно импульсов на втором выходе на половину периода повторения этих импульсов, т.е, на 185 мкс.Работа Формирователя 15 звуковых импульсов происходит следующим образом. На выходе микросхемы 30, три входа которой соединены с выходами счетчика 2 импульсов, формируются сигналы логического нуля с частотой повторения 5,4 кГц, длительностью 161 мкс, на выходе микросхемы 31, - сигналы логического нуля с этой же частотой повторения, длительностью 48 мкс. Укаэанные сигналы поступают на входы микросхем 33, 36. На вход микросхемы 34 поступает сигнал логического нуля частотой 5,4 кГц, длительностью 92 мкс непосредственно с одного из выходов счетчика 2 импульсов. На вторые входы микросхем 33-36 поступают сигналы с выходов переключателя 6 мощности и в зависимости отположения переключателя 6 могцнстпсигнал проходит толька через олпумикросхем 33-36. С выхода анной измикросхем 33-35 сигнал через микросхему 36 проходит на входы микрасхгм38 и 37. Температура наружной поверхности излучателя в устройстве при температуре окружающей среды 20 С на превышает 33 С при работе в режиме: 1 О мин стимуляции - 10 мин пауза и не превышает 38 С при работе н режиме: 15 мин стимуляция - 1 О мин пауза.Между сеансами стимуляции необходимо производить дезинфекцию наружной поверхности излучателя, контактирующей с пациентом.Предлагаемое устройство обеспечивает проведение 10-15-минутных сеансов стимуляции беэ специальных перерывов на охлаждение излучателя. 10 15 20 Формула изобретения 25 питания и к полюсу, соединенному сключом, а другой включен между двумяполюсами источника питания, причемоба полюса источника питания и нулевой вывод соединены с первым, вторыми третьим входами Формирователя имУстройство для звуковой стимуляции внутренних органов, содержащеепоследовательно соединенные импульсный генератор, счетчик импульсов,формирователь импульсов подвижной катушки и излучатель с катушкой подмагничивания и подвижной катушкой, атакже. источник питания, а т л и -ч а ю щ е е с я тем, что, с цельюподдержания параметров воздействия 35при уменьшении перегрева в процессезвуковой стимуляции, оно снабжено переключателем мощности, первый входкоторого соединен с управляющим входам Формирователя импульсов подвижной катушки, Формирователем импульсовпадмагничивания, входы которого соединены с первой группой выходов счетчика импульсов, а управляющий вход 45с вторым выходом переключателя мощ -насти, ключом, вход которого соединенОс выходом Формирователя импульсовподмагничивания, а выход через катушку падмагничивания подключен к нулевому выводу, а через диод - к одномуиз полюсов источника питания, двумяконденсаторами, один из которых подключен к нулевому выводу источника1405845 О 9пульсов подвижной катушки, а вторыевыводы подвижной катушки и катушкиподмагничивания излучателя соединеныс нулевым выводом источника питания, при этом первая группа выходов счет 5чика импульсов связана с четвертымвходом формирователя импульсов подмагничивания подвижной катушки, а пятый вход последней подключен к второй 10группе выходов счетчика импульсов. 2, Устройство по п.1 о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что формирова б тель импульсов подмагничивания содержит логическую схему И-НЕ и последовательно соединенные логические схемы И, ИЛИ-НЕ и ИЛИ-НЕ, причем один вход логической схемы И соединен с 2 О выходом счетчика импульсов, а другой - с выходом переключателя мощности,.второй вход первой логической схемы ИЛИ-НЕ - со следующим выходом счетчика импульсов, все три выхода логичес кой схемы И-НЕ соединены со следующими выходами счетчика, а выход - с вторым входом второй логической схемы ИЛИ-НЕ, выход которой и является выходом формирователя импульсов подмагничивания.3. Устройство по п.1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что Формирователь импульсов подвижной катушки содержит формирователь импульсов оги-бающей, входы которого соединены с выходами счетчика импульсов, формирователь звуковых импульсов, входы которого соединены с выходами счетчика импульсов, переключателя мощности и формирователя импульсов огибающей, два ключа, входы которых соединены с выходами формирователя звуковых импульсов, выходы соединены между собой, причем первый ключ соединен с положительным выходом источника питания, а второй - с отрицательным, резистор, включенный между выходами ключей и нулевым выходом источника питания, конденсатор, включенный между выходами ключей и подвижной катушкой излучателя, два последовательно соединенных диода, включенных между положительным и отрицательным выходами источника питания, причем точка соединения диодов соединена с выхода-, ми ключей.1405845 Составитель В. Скоробогатова,Техред Л. Сердюкова К Редактор К ин каз 3129/7 55 Т исн Подлкомитета СССРи открытийкая наб., д, 4 ВНИ 13035,Про Город 1 ул, 1 ректняярств зобр ЖногениРауш рректор Л,Пилипенк