Портативний прилад для електротерапії та стимуляції

Реферат: UA 105875 U UA 105875 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до медичної техніки, а саме до низькочастотної електротерапії для фізіотерапевтичного впливу на організм людини, і може також використовуватись у спортивній медицині, геронтології та косметології. Відомий пристрій для електротерапії, наприклад АИТ-50-2 який здійснює лікувальний ефект за допомогою ампліпульс терапії, описаний у книзі авторів С.Г.Абрамович. Адилов В.В., Антипенко П.В. и уф. / Под ред. Г.Н. Пономаренко ГЭОТАР-Медиа, 2009-854с |1] і складається з джерела синусоїдального модульованого струму для здійснення амплітудної пульсації низької частоти (від 10 до 150 Гц) середнє частотних струмів (5000 Гц), та відповідних електродів. Недоліком згаданого пристрою для електротерапії є відсутність керуючого програмного забезпечення, а також відсутність можливості резонансного вплину на нервову систему з метою активації інших систем організму. Найбільш близьким аналогом є портативний прилад для електротерапії та стимуляції, (Патент України № 49957 "портативний прилад для електротерапії та стимуляції", авторів Турчинова О.М. та Волковінської О.О. Бюл. № 9, 11.05.2010. [2], який містить блоки формування напруги, комутації, електродів, мікроконтролер, датчиків температури та керуючого комп'ютера із діалоговим програмним забезпеченням. Недоліки згаданого портативного приладу для електротерапії та стимуляції є відсутність можливості резонансного впливу на нервову систему для активації інших систем організму (ендокринної, імунної, травної). В основу корисної моделі поставлена задача - забезпечення електричного впливу на нервову систему для активації інших систем організму. Поставлена задача вирішується тим, що згідно з корисною моделлю, блок формування напруги містить синтезатор сигналу тактової частоти (2) та два канали (А та В) генерації корисного сигналу, кожен з який має синтезатор частоти робочого сигналу (5, 6) та регулятор амплітуди вихідного сигналу (11), при цьому частота биття складає 0,01-100 Гц з дискретністю задавання частоти робочого сигналу у кожному каналі не більше 0,001 Гц, несуча частота струмових імпульсів відповідає 32 гармоніці частоти робочої частоти биття, а керування роботою приладу здійснюється за допомогою вбудованого дисплея (1) та енкодера (4). Приклад конструкції портативного приладу для електротерапії та стимуляції Портативний прилад для електротерапії та стимуляції містить стандартний пластмасовий ізолюючий корпус G1213B чорного кольору, виготовлений з міцного ABS пластика. Габаритні розміри складають: по довжині 174,5 мм, по ширині 123,6 мм і по висоті 63,5 мм. У корпусі знаходяться дисплей типу RC1604A-YKY-CSX, на якому відображається величина впливаючої частоти, тривалість дії частоти ат величина діючого струму. Синтезатор сигналу тактової частоти представлений мікросхемою типу AD9833BRW, яка формує тактуючий сигнал для синтезаторів каналів А і Б для отримання дискретизації частоти не більше 0,001 Гц. В якості мікроконтролера використаний прилад фірми Atmel ATMEGA16, який має вбудований контролер ISP шини. Саме мікроконтролер містить програмне забезпечення для керування роботою приладу. Запуск роботи контролера здійснюється при здійснюється при включенні приладу. Енкодер типу 3315C-101-016L здійснює запуск роботи контролера, вибір програми з певним набором частот та встановлення робочого значення струму. Прилад має два канали, у яких формуються імпульси струму, промодульовані по частоті. Канал А та канал Б. Синтезатори сигналу каналів А і В представлений мікросхемою тип МС34063. Підсилювачі сигналу каналів А і В зібрані на основі транзисторів типу КТ3130А-9 (вхідний каскад) та транзисторів типу І 2N5817 (вихідний каскад). Перетворення напруги з 5 В до 24 В здійснюється за допомогою мікросхеми KS34063. Регулятор напруги вихідного сигналу (регулятор амплітуди) виконаний на основі на основі транзисторів типу ВС817 (NPN) та на основі транзисторів типу ВС807 (PNP). Загальне живлення приладу для електротерапії та стимуляції є автономним і здійснюється від акумулятора 5 В типу Gmini mPower Pro Series MPB521, або аналогічним. Передача електричного сигналу до пацієнта здійснюється за допомогою контактних мідних електродів через гнучкі кабелі. Суть корисної моделі пояснюється кресленням, де представлена блок-схема приладу для електротерапії та стимуляції з показом руху електричного струму від блоку живлення (акумулятора) до мікроконтролера, а також із рухом та перетворенням струму від дискретизації та розділення на два канали до потрапляння пацієнту. Робота заявленого пристрою При включенні приладу на нього подається живлення від акумулятора (9), завдяки чому мікроконтролер (3) ініціює синтезатор сигналу тактової частоти (2) і формує запити на введення режиму роботи приладу шляхом вибору певної програми зі списку лікувальних програм, що 1 UA 105875 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 містяться у мікроконтролері за допомогою енкодера (4). Режими роботи обраної програми відображаються на екрані дисплея (1). Вибрана лікувальна програма ініціалізує синтезатор сигналу тактової частоти (2), який формує тактуючий сигнал для синтезаторів каналів Л и Б (5, 6) для отримання дискретизації частоти не більше 0,001 Гц. Електричний сигнал у каналі В генерується із запізненням відносно каналу В. Таке запізнення створює ефект частотного биття, описаною у книзі автора Вінницького Л.С. Автономные радиосистемы. М, "Радио и связь". 1986. С173-190 [3], згідно якого за двома сигнальним каналах формуються імпульси прямокутної форми з різницею по частоті, яка і є частотою биття. Причина прояви биття відбувається через зсув фаз сигналів з кожним формуванням наступного імпульсу, причому зсув фази кратний різниці частот по двох каналах. При формуванні першого імпульсу на обох каналах з зрушенням по фазі 0°, отримуємо на виході абсолютний нуль по струму і напрузі. При формуванні другого імпульсу із за різниці частот (для приклада) 6 Гц відбувається зсув по фазі 360/6=60°, при цьому отримуємо на : виході імпульс зі шпаруватістю 100 %/6 = 16,67 % (в даному випадку збільшення на 60 при зсуву по фазі відбувається з кожним наступним тактом). При формуванні третього імпульсу, зсув по фазі становить 120°, шпаруватість складає 33.33 %. І так далі до шостого імпульсу, за яким зсув по фазі становить 300°, шпаруватість 16,67 %. Чим більше шпаруватість імпульсу між першим і другим вихідними каналами, тим більше отримуємо струм впливу. У підсумку виходить, що за один період частоти биття струм впливу зростає до максимуму до середини періоду і потім від максимуму зменшується до нуля до завершення періоду. Такий ефект і створює ударні хвилі по об'єкту з необхідною частотою і закручує в спіраль електромагнітне поле в об'єкті. З погляду електротехніки людське тіло є індуктивним контуром. Тому, при впливі такими імпульсами з ефектом частотного биття, в ньому формується електромагнітне поле у формі спіралі заповненої смугами змінних полюсів. Підсилювач вихідного сигналу каналу А та В (7, 8) збудовано на базі транзисторів. Вхідний каскад на транзисторах типу КТ3130А-9, вихідний - на базі транзисторів типу І 2N5817. Перетворювач напруги від 5 до 24 В (10) представлений мікросхемою МС34063. Регулятор напруги (регулятор амплітуди вихідного сигналу) збудований па основі транзисторів типу 2N5817 (вхідний канал) та транзисторів типу 2SC3327 (вихідний канал. Програмне забезпечення приладу задає частоту биття робочого імпульсу 0,01-100 Гц З дискретністю у кожному каналі не більше 0.001 Гц. Дискретність у кожному каналі не більше 0,001 Гц забезпечується синтезатором тактової частоти (2), в якому формується частота, що відповідає числу заповнення тридцяти двох розрядного синтезатора частоти (5, 6), поділене на 1000. Нервові центри, втілив на які надає прилад для електротерапії та стимуляції, мають низку характерних функціональних властивостей, що залежать від наявності синапсів і великої кількості нейронів, що входять до їх складу. Однією з таких властивостей є трансформація ритму збуджень. Частота збуджень, які надходять з нервових центрів на периферію до робочого органу, коливається від 50 до 200 коливань в 1 с. При впливі імпульсами прямокутної форми в діапазоні від 7 до 18 Гц, були експериментально зафіксовані діапазони частот для кожного основного нервового вузла. Низька частота кожного з зафіксованих діапазонів, надавала мінімального впливу стимуляції на відповідний нервовий вузол, висока частота - максимальне. Для підвищення впливу на нервові центри організму людини, забезпечується частотний резонанс між власними резонансними частотами нервових центрів та частотою робочих струмових імпульсів частотного биття. Експериментально визначено, що несуча частота робочих струмових імпульсів повинна відповідати 32 гармоніці частоти частотною биття робочих імпульсів для підвищення резонансного ефекту. При дослідженні приладу для електротерапії та стимуляції у клінічних умовах виявлено, що під впливом курсу із 4 процедур у 13 практично здорових чоловіків-волонтерів щільність спектральної потужності (PSD) α-ритму електроенцефалограми (ЕЕГ) в локусі Т5 зростає від 2 72±22 % до 117±42 % μV /Hz, тобто на 114±38 %, а стрес-індекс Баєвського – від 179±50 до 221±48 одиниць, тобто на 51±19 %, тоді як PSD β-ритму ЕЕГ в локусі С3 зменшується від 64±8 2 до 51±14 μV /Hz, тобто на 13±6 %, а загальна потужність варіабельності ритму серця - від 2 3439±941 до 2196±562 мсек , тобто на 29±9 %. Відзначені зміни біоелектричної активності мозку супроводжуються підвищенням рівня в плазмі крові тестостерону від 9,7:1-0,5 нм/л до 12,5±8 нм, тобто па 29±6 %, активності амілази від 58±4 до 65±3 од./л, тобто на 16±6 %. індексу завершеності фагоцитозу нейтрофілами крові золотистого стафілококу від 33±1,5 до 51±1,3 %. або на 57±4 %, кишкової палички від 30±1,4 до 2 UA 105875 U 5 42±1,5 %, або па 45 % ±7 %. Кількість мікробів, яки поглинає один фагоцит, збільшилась на 21±8 %. Таким чином, спостерігається активація фагоцитозу. Разом з тим, рівень в плазмі холестерину знизився від 5,3±0,2 до 4,8±0,2 мМ/л, або на 9,3±1,9 %. Таким чином, запропонований прилад для електротерапії та стимуляції забезпечує модуляцію біоелектричної активності головного мозку, що супроводжується підвищенням рівня тестостерону, посиленням фагоцитозу, активності амілази та грам-позитивних та грамнегативних мікробів, а також зниженням рівня холестерину в плазмі крові. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 10 15 Портативний прилад для електротерапії та стимуляції, який містить блоки формування напруги, електроди, мікроконтролер з діалоговим програмним забезпеченням, який відрізняється тим, що блок формування напруги містить синтезатор сигналу тактової частоти та два канали (А та В) генерації корисного сигналу, кожен з яких має синтезатор частоти та регулятор амплітуди, при цьому програмне забезпечення приладу задає частоту биття сигналу 0,01-100 Гц з дискретністю у кожному каналі не більше 0,001 Гц, несуча частота струмових імпульсів відповідає 32 гармоніці частоти робочої частоти биття, а керування роботою приладу здійснюється за допомогою вбудованого дисплея та енкодера. Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3