Устройство для магнитотерапии

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 1593 А я)ю Д 61 й 2/О ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР ИСАНИЕ ИЗОБРЕОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Еремин В.А. и др. Переносной аппаратдля низкочастотной магнитотерапии(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МАГНИТОТЕРАПИИ(57) Изобретение относится к медицинскойтехнике, а именно к устройствам для лечения магнитным полем. Цель изобретения -повышение точности дозирования лечебного воздействия путем раздельного регулирования действующего и амплитудногозначений магнитной индукции и снижениеадаптации организма к воздействию магнитным полем путем регулирования биотропных параметров магнитного поля, Зтообеспечивается выполнением устройства ввиде последовательно соединенных генератора 1 тактовых импульсов, формирователя 2, коммутатора 3, к второму и третьему входам которого подключены генераторы 9,10 электрических сигналов, модулятора 4, реле 5, аттенюатора 6 и усилителя 7, на выходе которого подключены два резонансных контура 11,13 и 12,14, разность частот которых превышает их полосу пропускания и задается соответствующим генератором электрических сигналов. Возможность двухканальной модуляции с сохранением заданной формы модулирующего импульса после заполнения его переменными составляющими различной частоты обеспечивается введением генератора 8 модулирующих импульсов, входы которого подключены к второму и третьему выходам формирователя 2, а выходы - к его второму входу и второму входу модулятора 4, Предложенная схема обеспечивает синхронное с частотой модулирующих импульсов подключение генераторов 9, 10 электрических сигналов к входу модулятора 4, что и обуславливает получение указанного эффекта,2 з.п, ф-лы, 4 ил.Изобретение относится к медицинской чателя ПГК и предназначенного для задания технике, а именно к устройствам для лаче- формы модулирующих импульсов, Первым ния магнитным полем. входом формирователя 2 являются паралЦель изобретения - повышение точно- лельно соединенные счетный вход триггера сти дозирования лечебного воздействия 5 03.1 и контакт переключателя 81,2, вторым путем раздельного регулирования действу- входом - параллельно соединенные счетющего и амплитудного значений магнитной ный вход триггера 03,2 и контакт переклюиндукции и снижение адаптации организма чателя 51,1. Выходами формирователя 2 к воздействию магнитным полем путем ре- являются соответственно подвижные конгулирования биотропных параметров маг такты переключателя 31, а именно 31.1, нитного поля. 51,2, Я 1,3.На фиг.1 представлена функциональ- Коммутатор 3 предназначен для обесная схема устройства; на фиг.2 - принципи- печения попеременного присутствия напряальная электрическая схема устройства; на жения с выходов генераторов 9 и 10 фиг,З и 4 - временные диаграммы, поясня электрических сигналов на входе модулятоющие работу устройства. ра 4 и состоит из двух управляемых ключеустройство содержит(фиг,1) последова- вых устройств, выполненных, например, на тельно соединенные генератор 1 тактбвых двунаправленных электронных переключаимпульсов,формировэтель 2, коммутаторЗ, телях, микросхема К 561 КТЗ (04.1, 04,2), и модулятор 4, реле 5, аттенюатор 6 и усили устройства для получения противофазных тель 7. сигналов равной длительности для управК второму входу формирователя 2 под- ления работой ключевыми устройствами, ключен второй выход генератора 8 модули- выполненного, например, на микросхеме р ющих импульсов, первый и второй входы К 56 ГТМ 2 (02,1), Первым входом коммутаторующих икоторого соединены соответственно с вто ра является вход устройства получения прорым и третьим выходами,формиоователя 2, тивофэзных сигналов, вторым и третьим - а первый выход генератора 8 модулирую- соответственно аналоговые входы ключе- щих импульсов соединен с вторым входом вых устройств, Выходом коммутатора являмодуляторэ 4. К второму и третьему входам ются параллельно соединенные аналоговые коммутатора 3 подключены соответственно 30 выходы ключевых устройств.выходы генераторов 9 и 10 электрических Модулятор 4 предназначен для осуществления амплитудной модуляции поступаНа выходеусилителя 7 подключены два ющего на его вход сигнала, представляет резонансных контура, образованные соот- собой управляемый аттенюатор и состоит ветственно из конденсаторов 11 и 12 и ин (фиг.2) из цифроаналогового преобразовадуктторов 13 и 14. Параллельно индукгорэм теля, выполненного, например, на микро и 14 подключены индикаторы 15 и 16. схемах К 572 ПА 1 и К 1404 Д 7 (05, ),ОА 1, Генератор 1 тактовых импульсов предназ- Первым входом модулятора является вход начен для задания частоты следования мо- подачи опорного напряжения цифроаналодулирующих импульсов и состоит из 40 гового преобразователя, вторым входом - генератора прямоугольных импульсов с цифровые входыуправления цифроаналогоающей цепью (фиг,2), выполнен- вым преобразователем, Выходом модулято-времязадного, например, на микросхеме К 561 ЛА 7 ра является выход цифроан(01.1; 01,2), конденсаторе С 1 и переменном преобразователя. Применение в качестве резисторе . з81. Изменяя величину резистора 45 модулятора цифроаналогового преобразоВ 1, устанавливают частоты следования так- вателя позволяет получить 100-ную глу итовых импульсов, Выходом генератора так- ну модуляции входного сигнала.товых импульсов является выход Реле 5 предназначено для задания немы 01.2. прерывного или прерывистого режима рамикросхемыФормирователь 2 служит для задания 50 боты индукторов и и сфо мы импульса и для обеспечения синхро- формирователя прямоугольных импульсов, низации подключения генераторов 9 и 10 выполненного, например, на микросхеме электрических сигналов к входу модулятораВ 561 ЛА 7 (О ), д д4 счастотоймодулирующихимпульсов при ЯЗ и обеспечивающего получение прямо-изменении их формы и частоты следования. 55 угольных импульсов частотой 50 Гц из сете- Формирователь состоит (фиг,2) из двух де- ваго напряжения, делителя частоты, лителей частоты, выполненных, например, выполненного, например, на микросхемах на триггерах, микросхема К 56 ГТМ 2 (03), и К 561 ИЕ 15 Б и К 561 ТМ 2 (08, 02.2) и предназзадающего устройства . (1 (Я,1 51,2, О.З), нэченного для получения прямоугольных выполненного, например, вример в аиде переклю- импульсов со скввжностью двв, длл упрев.ления работой ключевым устройством 04.3 через задающее устройство 32, выполненное, например, в виде переключателя ПГК и предназначенное для задания непрерывного или прерывистого режима работы индукторов 13 и 14. Ключевое устройство 04.3 выполнено, например, на микросхеме К 561 КТЗ и предназначено для непрерывного или прерывистого пропускания сигнала с выхода модулятора 4 на вход аттенеатора 6. Входом реле 5 является аналоговый вход ключевого устройства 04.3, а его выходом - аналоговый выход ключевого устройства 04,3, Формирователь, входящий в реле 5 и выполненный на элементах 01.3, 01.4, ВЗ и Ч 1, работает следующим образом. На диод Ч 1 поступает сетевое напряжение (например, через трансформатор, на фиг.2 не показан), Диод Ч 1 осуществляетоднополупериодное выпрямление сигнала. Далее сигнал поступает на вход элемента 01.4, который представляет собой логический элемент 2 И-НЕ. Элементы 01.4, 01.3 и ЯЗ образуют пороговое устройство, а именно триггер Шмитта, с помощью которого осуществляется преобразование однополупериодного сигнала в импульсы прямоугольной формы. При этом частота следования импульсов равна частоте входного сигналаАттенюатор 6 предназначен для задания амплитуды сигнала на входе усилителя 7 и состоит (фиг.2) из делителя напряжения,выполненного, например, на резисторахЙ 4 - Й 7, и задающего устройства 83.1, выполненного, например, в виде переключателя ПГК, предназначенного для задания коэффициента деления входного сигнала. Входом аттенюатора 6 является вход делителя напряжения, а его выходом - выходзадающего устройства Я 3.1.Усилитель 7 предназначен для обеспечения необходимой мощности сигнала при питании резонансных контуров, включенных на его выходе и представляет собойтранзисторный усилитель мощности,Генератор 8 модулирующих импульсов предназначен для кодового управления цифроаналоговым преобразователем модулятора 4 и представляет собой реверсивный счетчик, выполненный, например, на микросхемах К 561 ИЕ 11 (06, 07), Первым входом генератора 8 модулирующих импульсов является счетный вход реверсивного счетчика, вторым входом - вход установки направления счета реверсивного счетчика, первым выходом - выходы разрядов реверсивного счетчика, вторым выходом - выход переноса счетчика, Входом индикатора является вход делителянапряжения,Лечение магнитным полем можно про. водить с помощью предлагаемого устройст 5 10 15202530354050 55 Генераторы 9 и 10 электриЧеских сигналов предназначены для обеспечения заполнения переменными составляющими разной частоты модулирующих импульсов и выполнены по известной схеме на операционных усилителях с использованием моста Вина в цепи положительной обратной связи.Конденсаторы 11 и 12 (СЗ и С 4 соответственно) предназначены для обеспечения резонанса напряжения на включенных последовательно с ними соответствующих индукторах 13 и 14 (.1, 12) и представляют собой конденсаторы постоянной емкости, рассчитанные для работы в цепях переменного тока, например К 73-16. Величина необходимой емкости конденсатора определяется соотношениемС -14 ,г,где С - емкость конденсатора, Ф;1 - частота сигнала соответствующего генератора, Гц;- индуктивность индуктора, включенного последовательно с конденсатором, Гн.Индукторы 13 и 14 (О, 12) предназначены для генерирования магнитного поля с заданными параметрами и воздействия им на тело пациента и представляют собой многослойную катушку, намотанную на каркасе, например,. с разомкнутым стальным сердечником электромагнит).Несмотря на то, что резонансные контуры с входящими в них индукторами включены на выходе усилителя 7 параллельно. взаимное влияние индукторов отсутствует, благодаря выбору разности резонансных частот контуров больше полосы пропускания каждого из них.Индикаторы 15 и 16 служат для визуальной индикации наличия резонанса напряжения и, следовательно, наличия магнитного поля, генерируемого индукторами 13 и 14, Индикаторы представляют собой пороговые устройства, включенные параллельно инрукторам 13 и 14, и выполнены по идентичной схеме. Каждый индикатор 15 и 16 состоит (фиг,2) из делителя напряжения, выполненного, например, на резисторах В 8- 812, задающего устройства 33,2, выполненного, например, в виде переключателя ПГК, компаратора напряжения, выполненного, например, на микросхеме К 554 САЗ (ОА 2), исветового индикатора, выполненного, например, в виде светодиода ЧЗ типа АЛ 307.вэ, не снимая с больного одежды, мазевых,гипсовых и других влажных или сухих повязок. Для магнитного поля не является препятствием тело пациента, поэтому покартине поля индуктора, снятой в воздухе, 5можно судить о распространении поля иглубине его проникновения в теле пациента. Параметры воздействия на пациента (ин-тенсивность магнитного поля, форма и, частота следования модулирующих импульсов, пространственная ориентация магнит. ного поля) назначает врач исходя измедицинскЬй методики лечения конкретнойпатологии.Выбранные параметры задают путем 15установки ручек соответствующих переключателей 31, 82 и 33 (форма импульсов, прерывистый или непрерывный режим иамплитуда соответственно) и путем изменения положения ручки потенциометра Я 1 (частоты импульсов), находящихся на панелиуправления устройства.Индукторы располагают на небольшомрасстоянии или непосредственно на телепациента, 25На приведенной схеме устройства(фиг.2) показано: ручка переключателя 31установлена в положение, соответствующееполучению линейно нарастающей формымодулирующих импульсов; ручка переклю- ЗОчателя 52 установлена в положение, соответствующее получению непрерывногорежима работы индукторов; нажата кнопкапереключателя 53, соответствующая получению максимальной амплитуды магнитной индукции.Устройство работает следующим образом,Включают устройство в сеть. При этомна выходах О (фиг.За) триггеров 02,1 коммутатора 3, 03.1 и 03,2 формирователя 2, атакже на выходах разрядов реверсивногосчетчика генератора 8 модулирующих импульсов устанавливается уровень логического "0", а на их противофазных выходах 45О - уровень логической "1" (фиг,Зб).Генераторы 9 и 10 начинают вырабатывать синусоидальное напряжение. При этомчастота сигнала генератора 9 составляет вданном примере 1000 Гц, а частота сигнала 50генератора 10 - 700 Гц (фиг,Зв, г),Уровень логической "1" с выхсда Осчетчика 02 коммутатора 3 поступает нэ управляющий вход его электронного ключа04.2, что вызывает замыкание его аналогового входа с выходом и, следовательно, со единение выхода генератора 10 с входоммодулятора 4. Так как на управляющем входе электронного ключа 04.1 коммутатора 3в этот момент присутствует уровень логического "0" с выхода О триггера 02.1, то замыкание его аналогового входа с, выходом не происходит,Генератор 1 тактовых импульсов начинает вырабатывать прямоугольные импульсы с частотой следования, определяемой величиной резистора Й 1. Прямоугольные импульсы с выхода тактового генератора 1 поступают на вход триггера 03.1 формирователя 2, Далее импульсы с частотой следования, поделенной на два, поступают через замкнутые контакты переключателя Я 1.2 на счетный вход реверсивного счетчика 06 генератора 8 модулирующих импульсов, нэ вход установки направления счета которого поступает сигнал с задающего устройства 81,3(в данном примере уровень логической "1", что соответствует выбору прямого счета. реверсивного счетчика 06, 07). Счетчик начинает заполняться поступающими импульсами, при этом с поступлением на его счетный вход каждого импульса с выхода триггера 03.1 он переходит в состояние, соответствующее числу, большему на единицу. С выходов триггеров реверсивного счетчика генератора 8 сигналы поступают на соответствующие цифровые входы цифроаналогового преобразователя 05 модулятора 4. При этом дискретно изменяется от 0 до 1 коэффициент передачи цифроаналогового преобразователя, Шаг изменения коэффициента передачи определяется количеством разрядов реверсивного счетчика генератора 8, подключенных к цифровым входам цифроаналогового преобразователя модулятора 4. Так, в данном примере число разрядов реверсивного счетчика равно восьми, а шаг изменения коэффициента передачи составляет 0,00195.Таким образом осуществляется амплитудная модуляция сигнала, присутствующего на входе модулятора 4.В моменты когда все триггеры, реверсивного счетчика генератора 8 принимают единичное или нулевое состояние, на его выходе переноса Р возникает импульс, длительностью равный длительности входного импульса (фиг,Зд). Этот импульс поступает на второй вход формирователя 2 - переключатель 81,1 и через его замкнутые контакты на вход триггера 02.1 коммутатора 3. Спад импульса переноса переключает триггер02.1 из нулевого в единичное состояние, и на его выходах устанавливаются противоположные сигналы; на выходе О - уровень логической "1" (фиг,Зэ), на выходеО - уровень логического "0" (фиг.Зб). Уровень "0" воздействуя на управляющий вход ключа 04,2, вызывает его размыкание, а уровень "1", воздействуя на управляющий вход клю 1593667 1010 15 20 25 30 35 40 50 ча 04.1, вызывает его замыкание. Таким образом после каждого импульса переноса происходит переключение ключей коммутатора 3 и, следовательно, на входе модулятора 4 к началу преобразования присутствует сигнал соответствующего генератора 9 или 10 (фиг,Зе). Далее сигнал с выхода модулятора 4 (фиг,Зж) поступает на вход реле 5, а именно на аналоговый вход ключа 04,3, на управляющий вход которого поступает сигнал с задающего устройства Я 2. При установке переключателя Я 2 (при выборе непрерывного режима работы, как показано на схеме) через замкнутые контакты переключателя Я 2 на управляющий вход ключа 04.3 поступает постоянное напряжение+15 В, которое вызывает замыкание его аналогового входа с выходом, тем самым осуществляя пропускание сигнала с выхода модулятора 4 на вход аттенюатора б. В прерывистом режиме (подвижный контакт переключателя Я 2 замкнут с нижним по схеме контактом) на управляющий вход ключа 04.3 поступают импульсы с выхода делителя частоты (выход 02,2).Импульсы необходимой длительности получают путем деления с помощью входя-, щего в реле 5 делителя на микросхемах 08, 02.2 импульсов частотой 50 Гц, получаемых из сетевого напряжения с помощью формирователя, входящего в реле , собранного на микросхеме 01.3, 01.4, резисторе ЙЗ и диоде Ч 1. В данном устройстве коэффициент деления микросхемы 08 равен 100, а микросхемы 02,2 - двум, Таким образом, на управляющий вход ключа 04.3 поступают импульсы длительностью 2 с и скважностью, равной двум.Выбранный сигнал с выхода реле 5 поступает на вход аттенюатора б. В последнем с помощью задающего устройства ЯЗ.1 задается амплитуда сигнала путем изменения коэффициента деления делителя напряжения, Так, в данном примере величины резисторов В 4-Я 7 равны и коэффициент деления составляет в зависимости от положения переключателя ЯЗ.1 1; 0,75; 0,5 и 0,25. С выхода аттенюатора б сигнал поступает на вход усилителя 7, где осуществляется усиление его мощности.С выхода усилителя 7 сигнал (фиг.Зж) поступает на входы последовательных резонансных контуров, образованных, соответственно, конденсатором 11(12), (СЗ, С 4) и индуктором 13(14) (3 1, 2). Благодаря тому, что резонансная частота контуров разная и равна частоте синусоидального сигнала соответствующего генератора 9 (10), мощность выделяется на том контуре, резонансная частота которого соответствует частоте сигнала на выходе усилителя 7, и, следовательно, магнитное поле генерирует индуктор, включенный в данный контур (фиг.З в, и),При прохождении тока через индуктор 13(14) на нем образуется падение напряжения. Это напряжение поступает на вход соответствующего индикатора 15(16), Делитель на входе индикатора (88 - 812). и задающее устройство Я 3.2 позволяет получить сигнал одинаковой амплитуды на входе компаратора при различной величине магнитной индукции, выбранной аттенюатором 6, 1 ак как переключатель Я 3,2 (ЯЗ.З) механически связан с переключателем Я 3.1. Диод Ч 2 и конденсатор С 2 осуществляют выпрямление и сглаживание переменного напряжения. Резисторы 813, Я 14 служатдля задания опорного напряжения на неинвертирующем входе компаратора.В момент поступления на инвертирующий вход компаратора сигнала, большего опорного, происходит его переключение и светодиод ЧЗ, включенный на выходе компаратора, начинает светиться,Таким образом, индикатор позволяет судить о достижении достаточного напряжения на индукторе 13(14) и, следовательно, о наличии магнитного поля.Аналогично устройство работает при задании линейно спадающего модулирующего импульса. При этом подвижные контакты переключателя Я 1 формирователя 2 замкнуты с нижними по схеме контактами. Отличие заключается в том, что через замкнутые контакты переключателя Я 1.3 на вход установки направления счета реверсивного счетчика генератора модулирующих импульсов поступает уровень логического "0", что соответствует выбору обратного счета реверсивного счетчика (Об, 07). При этом счетчик переходит в состояние, соответствующее числу, меньшему на единицу, с поступлением на его счетный вход каждого 45 импульса с выхода триггера 03,1. При задании модулирующих импульсов треугольной формы подвижные контакты переключателя Я 1 формирователя 2 замкнуты со средними (по схеме) контактами, При этом импульсы с тактового генератора 1 поступают непосредственно на счетный вход реверсивного счета (06, О 7) генератора 8, и его заполнение происходит в 2 раза быстрее, чем в предыдущих случаях. При заполнении счетчика на его выходе переноса возникает импульс(фиг,4 а), длительность которого равна длительности тактового импульса. Этот импульс поступает на вход триггера 03.2 формирователя 2. С выхода триггера импульсы с периодом следования, 1593667 12в 2 раза большим периода следования им- фактора за счет раздельной регулировки его пульсовпереноса,искважиостьюдвапосту- амплитудного и действующего значений, пают . через замкнутые контакты что ведет к повышению эффективности маг-. переключателя 31.3 формирователя 2 на нитотерапии, а возможность задания необвход выбора направления счета реверсив ходимой формы модулирующих импульсов и ного счетчика генератора 8. Следовательно, их частоты следования, при сохранении возсигнал на входе выбора направления счета можности изменения пространственной генератора 8 принимает нулевое или еди- ориентации магнитного поля, позволяет ничное состояние после каждого импульса расширить область применения устройства, , переноса (фиг.4 б), т,е. после того, как все 10 обеспечивая зффективноелечениетакихзатриггеры счетчика примут единичное или болеваний, какпереломы,изффективноиснулевое состояние. Это позволяет получить пользовать магнитотерапию при треугольную форму модулирующих импуль- проведении магнитофореза,сов (фиг,4 в), так как после заполнения ре- Формула изобретения версивного счетчика происходит не сброс 15 1. Устройство для магнитотерапии, сосчетчика в нулевое состояние (как при зада- держащее два генератора электрических нии линейно нарастающих модулируощих сигналов и последовательно соединенные импульсов), а он переключается в режим реле, аттенюатор и усилитель, на выходе вычитания, что соответствует получению ли- которого включены два резонансных контунейно спадающих модулирующих импуль ра, разность частот которых превышает полосу пропускания каждого из них, иИмпульсы с выхода триггера О 3.2 фор- индикаторы, включенные параллельно инмирователя 2 поступают через замкнутые дукторам резонансных контуров, о т л и ч а- контакты его переключателя 31.1 нэ вход ю щ е е с я тем,.что, с целью повышения триггера 02.1 коммутатора 3. Далее устрой точности дозированиялечебного воздейстство работает аналогично описанному вия путем раздельного регулирования дей(фиг.4 г,д). ствующего и амплитудного значенийДля получения модулирующих импуль- магнитной индукции и снижения адаптации сов любой другой формы достаточно в каче- организма к воздействию магнитным полем стве генератора 1 тактовых импульсов 30 путем регулирования биотропных параметиспользовэть программируемое зэпсминэ- ров магнитного поля, в него введены послеющее устройство, довэтельно соединенные генераторТаким образом, в предложенном уст- тактовых импульсов, формирователь, выройстве для магнитотерэпии наряду с изве- полненный на двух не связанных друг с друстными принципами дозировки уровня 35 гом триггерах и переключателях, магнитной индукции при заполнении моду- коммутатор, к второму и третьему входам лирующих импульсов переменной состэвля- которого подключены выходы генераторов ющей - регулирование амплитуды, частоты электрических сигналов и модулятор с цифследования модулирующих импульсов, вре- ровым управлением, выход которого связан мени подачи импульсов на рабочий орган, 40 с реле, а также цифровой генератор модули- дополнительно осуществляется дозлровэ- рующих импульсов, и-разрядная выходная ние путем регулирования формы модулиру- шина которого подключена к цифровому ю его импульса с возможностью входу модулятора, тактовый вход соединенЩсохранения заданной формы после ее зэ- с вторым выходом формирователя, вход выполнения переменными составлякщими 45 бора направления счета связан с третьим разной частоты, чем обеспечивается воз- выходом формирователя, а выход переноса можность более точно выбирать и задавать подключен к второму входу формирователя, лечебную дозу воздействующего фактора.Кроме того, возможность более широко- с я тем, что модулятор выполнен на основе го регулирования параметров магнитного 50 цифроаналогового преобразователя, приполя(амплитуды,чэстотыследования моду- чем первым входом модулятора является лирующих импульсов., формы модулирую- вход подачи опорного напряжения.щих импульсов и пространственной " 3, Устройство по п,1, о т л и ч э ю щ е еориентации магнитного поля) при обеспече- с я тем, что генератор модулирующих имнии точности дозирования позволяет павы пульсов выполнен нэ основе реверсивного сить эффективность магнитотерапии при счетчика, причем первым входом генератолечении широкого круга заа заболеваний. В ча- ра является счетный вход счетчика, вторым стности, устройство позволяоляет повысить входом- вход установки направления счета, точность дозирования воздействующего а выходом - выходы разрядов счетчика, 1593667, Редактор О. Юрковецкая Техред М,Моргентал Коррек Кравцова ельский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Произ вен но-и акаэ 2787Тираж 518 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5