Пристрій для пневмомасажу

Изобретение относится к области медицинской техники, в частности, к физиотерапевтическим устройствам для пневматического массажа, и может быть использовано в физиотерапии для лечения лимфатических отеков конечностей, предотвращения образования тромбов, профилактики венозной недостаточности, реабилитации мышц и связок после гипсовых повязок и шин. Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является устройство для пневмомассажа, содержащее компрессор, пневмораспределитель, на выходах которого установлены управляемые клапаны, и манжету с секциями. Недостатком устройства является большая инерционность системы, исключающая возможность быстрого сброса давления из секций манжеты, изменения направления и скорости распространения массажной волны. Кроме того конструкция этого устройства не дает возможности синхронизировать массажную волну заданным ритмом, например, пульсом пациента, изменять параметры волны давления, например, уровень давления в секциях. В основу изобретения поставлена задача усовершенствования устройства путем оперативного индивидуального регулирования давления в секциях манжеты, синхронизированного с физиологическим ритмом пациента с одновременным контролем состояния пациента и оперативного изменения параметров массажной волны, что повышает эффективность массажа. Поставленная задача решается тем, что в устройство для пневмомассажа, содержащее компрессор, пневмораспределитель, секционированную манжету и управляемые двухходовые клапаны по числу секций манжеты, каждый из которых соединен входом с соответствующим рабочим выходом пневмораспределителя, а выходом - со входом соответствующей секции упомянутой манжеты, введены два управляемых трехходовых клапана и блок управления. Первый трехходовой клапан соединен рабочим входом с нагнетающим выводом компрессора, первым выходом - с входом пневмораспределителя и вторым выходом - с атмосферой. Второй трехходовой клапан соединен первым входом с выходом сброса давления пневмораспределителя, выходом-с отсасывающим выводом компрессора и вторым входом - с атмосферой, а управляющий вход каждого из упомянутых двухходовых и трехходовых клапанов подключен к соответствующему выходу блока управления, блок управления содержит генератор тактовых импульсов, датчик пульса, коммутатор сигналов синхронизации, блок измерения и индикации частоты пульса, первый и второй таймеры, блок контроля состояния пациента, блок останова и дешифратор команд. Выход генератора тактовых импульсов подключен к первому входу коммутатора сигналов синхронизации, первому входу блока измерения и индикации частоты пульса и ко входу первого таймера, выход которого соединен с первым входом блока останова, выход датчика пульса подключен ко второму входу блока измерения и индикации частоты пульса и второму входу коммутатора сигналов синхронизации, выход которого соединен с входом второго таймера, подключенного выходом ко второму входу блока останова. Выход блока измерения и индикации частоты пульса соединен со входом блока контроля состояния пациента, выход которого подключен к третьему входу блока останова, соединенного выходом со входом дешифратора команд, выходы которого являются выходами блока управления. Каждый из управляемых трехходовых клапанов содержит два управляемых двухходовых клапана, один из которых является нормально замкнутым, а второй - нормально разомкнутым, управляющие входы которых объединены и являются управляющим входом соответствующего трехходового клапана. Первый выход первого трехходового клапана является выходом нормально разомкнутого клапана, рабочий вход которого соединен с рабочим входом нормально замкнутого клапана и является рабочим входом первого трехходового клапана, второй выход которого является выходом нормально замкнутого клапана. Первый вход второго трехходового клапана является рабочим входом нормально замкнутого клапана, выход которого соединен с выходом нормально разомкнутого клапана и является выходом второго трехходового клапана, второй вход которого является рабочим входом нормально разомкнутого клапана. Техническая сущность и принцип действия предлагаемого устройства поясняются чертежами, где: на фиг.1 представлена блок-схема устройства для пневмомассажа; на фиг.2 приведена функциональная схема трехходовых клапанов 2 и 3; на фиг.3 представлена блок-схема блока управления; на фиг.4 изображена временная диаграмма сигналов блока управления в режиме прямой равномерной массажной волны; на фиг.5 изображена временная диаграмма сигналов блока управления в режиме прямой спадающей волны; на фиг.6 изображена временная диаграмма сигналов блока управления в режиме прямой наростающей волны. Устройство для пневмомассажа содержит (для пятисекционной манжеты, фиг.1): компрессор 1, первый управляемый трехходовой клапан 2, второй управляемый трехходовой клапан 3, пневмораспределитель 4, управляемые двухходовые клапаны 5 - 9, манжету 10 с изолированными друг от друга секциями 11 - 15, блок управления 16, Для N-секционной манжеты число регулируемых клапанов на выходе пневмораспределителя 4 равно N, а число выходов блока 16 управления равно N + 2. Клапан 2 первым входом соединен с нагнетающим выходом компрессора 1, первым выходом с входом подачи давления пневмораспределителя 4, вторым выходом - с атмосферой 17. Клапан 3 первым выходом соединен с всасывающим входом компрессора 1, первым входом с выходом сброса давления пневмораспределителя 4, вторым входом - с атмосферой 17. Пневмораспределитель 4 рабочими выходами связан через управляемые клапаны 5 - 9 с соответствующими секциями 11 - 15 манжеты 10. Блок 16 управления выходами 18 - 24 соединен с управляющими входами клапанов 5 - 9, 2 и 3 соответственно. Каждый из клапанов 2 и 3 (фиг.2) состоит из двух двухходовых клапанов 25, 26 и 27, 28. Один из двухходовых клапанов 26, 27 является нормально замкнутым, а другой 25, 28 - нормально разомкнутым, при этом управляющие входы двухходовых клапанов объединены и являются управляющим входом трехходового клапана. Такое включение клапанов 25 - 28 обеспечивает противофазное управление клапанами 2 и 3 при одинаковых сигналах на управляющих входах 23 и 24. Клапаны 5 - 9 являются нормально замкнутыми. Клапаны 5 - 9 и 25 - 28 имеют два состояния: открытое или закрытое. При наличии сигнала управления на управляющих выходах 18 - 24 блока 16 клапаны 5 - 9, 25, 28 открыты, а клапаны 26, 27 закрыты. При отсутствии сигнала управления на управляющих входах указанные клапаны находятся в нормальном состоянии, т.е. клапаны 5 - 9, 25 и 28 закрыты, а клапаны 26 и 27 - открыты. Компрессор 1 предназначен для нагнетания и отсоса воздуха из пневмораспределителя 4. Клапан 2 предназначен для подключения нагнетающего вывода компрессора 1 к пневмораспределителю 4 или атмосфере 17. Клапан 3 предназначен для подключения всасывающего вывода компрессора 1 к атмосфере 17 или пневмораспределителю 4. Пневмораспределитель 4 предназначен для связи компрессора 1 с секциями 11 - 15 манжеты 10. Клапаны 5 - 9 предназначены для блокировки связи пневмораспределителя 4 с соответствующими секциями 11 - 15 манжеты 10. Секции 11 - 15 предназначены для создания локального механического воздействия на тело пациента, для чего фиксируются на теле пациента манжетой 10. Блок 16 управления предназначен для генерации управляющих сигналов для клапанов 2, 3, 5 9, синхронизации моментов открытия/закрытия этих клапанов при выполнении различных программ массажа, оперативной оценки состояния пациента, синхронизации процедуры массажа с физиологическим ритмом пациента, оперативного изменения параметров программы массажа. Этот блок позволяет реализовать следующие программы массажа: - бегущая (прямая или обратная) массажная волна; - перестающая (прямая или обратная) массажная волна; спадающая (прямая или обратная) массажная волна. Синхронизация массажной волны может производиться частотой пульса, ритмом сердечной или респираторной деятельности пациента. Блок 16 управления (фиг.3) содержит генератор 29 тактовых импульсов; датчик 30 пульса, коммутатор 31 сигналов синхронизации; блок 32 измерения и индикации частоты пульса, первый таймер 33, второй таймер 34, блок 35 контроля состояния пациента, блок 36 останова, дешифратор 37 команд, панель управления (на чертежах не показана). Генератор 29 тактовых импульсов предназначен для формирования электрических прямоугольных импульсов стабильной частоты. Датчик 30 пульса предназначен для обнаружения пульсации кровотока пациента и формирования последовательности прямоугольных импульсов, соответствующих моментам пульсации. Коммутатор 31 сигналов синхронизации подключен первым входом к выходу генератора 29 тактовых импульсов и вторым входом к выходу датчика 30 пульса, и предназначен для выбора сигнала синхронизации массажной полны от генератора 29 тактовых импульсов или от датчика 30 пульса. Тип синхронизации устанавливает оператор соответствующим переключателем на панели управления. Блок 32 измерения и индикации частоты пульса подключен первым входом к выходу генератора 29 тактовых импульсов и вторым входом к выходу датчика 30 пульса и предназначен для измерения и индикации частоты пульса пациента на входящем в его состав цифровом табло. Первый таймер 33 подключен к выходу генератора 29 тактовых импульсов и предназначен для отсчета и отображения времени, оставшегося до конца сеанса на цифровом табло и формирования логического сигнала останова массажа. Общее время сеанса устанавливает оператор соответствующим кодовым переключателем на панели управления. Запуск/останов этого таймера производит оператор соответствующей кнопкой на панели управления. Второй таймер 34 подключен входом к выходу коммутатора 31 и предназначен для формирования последовательности прямоугольных импульсов. Период следования импульсов равен времени работы одной секции манжеты 10, которое устанавливает оператор соответствующим кодовым переключателем на панели управления, При синхронизации массажной волны частотой пульса указанная установка соответствует числу ударов пульса. Блок 35 контроля состояния пациента подключен входом к выходу блока 32 и предназначен для оценки состояния пациента путем сравнения измеренной частоты пульса с критическими параметрами частоты пульса и автоматического формирования сигнала останова процедуры массажа при достижении критических параметров с одновременной индикацией причины останова. Критические параметры частоты пульса (минимальный и максимальный пульс) устанавливает оператор соответствующим кодовым переключателем на панели управления. Блок 36 останова подключен первым входом к выходу первого таймера 33, вторым входом к выходу второго таймера 34 и третьим входом к выходу блока 35 контроля, выполнен на логических элементах и предназначен для оперативного прекращения процедуры массажа при окончании времени. сеанса или совпадении измеренного пульса с одним из установленных критических параметров. Дешифратор 37 команд соединен входом с блоком 36 останова, а выходами - с управляющими входами всех клапанов. Панель управления содержит кодовые переключатели для задания временных параметров программы массажа (время сеанса, время работы секции) и критических параметров частоты пульса (минимальный и максимальный пульс), переключатели программы массажа (бегущая, наростающая, спадающая массажная волна, прямое или обратное направление волны), типа синхронизации (частотой пульса или частотой генератора 29 тактовых импульсов), кнопку пуск/останов - запуск и оперативный останов сеанса массажа. Устройство работает следующим образом. На панели управления блока 16 управления оператором устанавливаются временные параметры программы массажа, критические параметры частоты пульса, тип синхронизации и программа массажа. После нажатия кнопки "пуск" тактовые импульсы генератора 29 тактовых импульсов поступают на первые входы коммутатора 31 сигналов синхронизации и блок 32 измерения. На вторые входы коммутатора 31 сигналов синхронизации и блока 32 измерения поступают импульсы с датчика 30 пульса, временное положение которых совпадает с моментами ударов пульса. В соответствии с установкой коммутатора 31 синхронизации тот или иной сигнал проходит на выход коммутатора, откуда поступает на вычитающий вход счетчика второго таймера 34. На вход данных счетчика этого таймера поступает сигнал в двоично-десятичном коде с соответствующего кодового переключателя на панели управления. После отсчета счетчиком установленного числа тактовых импульсов на его выходе переноса возникает сигнал, который поступает на второй вход блока 36 останова. Одновременно тактовые импульсы генератора 29 тактовых импульсов поступают на вычитающий вход счетчика первого таймера 33. На вход данных счетчика этого таймера поступает сигнал в двоично-десятичном коде с соответствующего кодового переключателя, расположенного на панели управления. Так как кнопка "пуск" была нажата, то счетчик начинает отсчет установленного числа тактовых импульсов, при этом текущее состояние счетчика индицируется на цифровом табло. До тех пор, пока счетчик не отсчитает установленное число импульсов (пока не закончится время сеанса), на R-входе триггера первого таймера 33 будет сигнал "логический ноль". На выходе триггера этого таймера установится разрешающий сигнал "логическая единица", который поступает на первый вход блока 36 останова. В противном случае на выходе таймера сформируется сигнал "логический ноль". Одновременно первый счетчик в блоке 32 измерения и индикации отсчитывает число тактовых импульсов генератора 29 тактовых импульсов, а второй счетчик этого блока -число импульсов, соответствующих ударам пульса, из датчика 30 пульса. Как только первый счетчик блока 32 отсчитает 60 тактовых импульсов (соответствует од ной минуте), состояние второго счетчика перепишется в регистр и будет отображено на цифровом табло. С выхода регистра код, соответствующий частоте пульса, поступает на первые входы схемы сравнения кодов блока 35 контроля состояния пациента, на вторые входы которых поступает с кодовых переключателей панели управления код минимального и максимального пульса. Если пульс не чаще и не реже максимально и минимально установленных пределов, то логическая схема вырабатывает разрешающий сигнал, поступающий на третий вход блока 36 останова, сеанс массажа продолжается. В противном случае массаж прекращается и индицируется останов сеанса. В зависимости от состояния первого и второго входов блока 36 останова, сигнал со второго входа проходит на выход блока (на первом и третьем входах блока одновременно находится сигнал "логическая единица") или не проходит (на первом и втором входах - "логический ноль"). Прошедший сигнал со второго входа поступает на тактовый вход сдвигового регистра в дешифратор 37 команд и тактовый вход схемы управления. Одновременно дешифратор режима формирует в соответствии с установленными на панели управления программой массажа и направлением массажной волны команду исполнения, записываемую по параллельному входу данных в регистр сдвига. По первому входному сигналу происходит обнуление регистра сдвига, по второму - запись команды исполнения в регистр сдвига, по следующим N + 1 сигналам продвижение команды исполнения вдоль регистра, по N + 2 сигналу - обнуление регистра и по N + 3 запись команды "все единицы" в регистр. Через N + 3 тактов входного сигнала программа повторяется. Такты программы формируются в схеме управления синхронно с тактами входного сигнала, поступающего также на тактовый вход схемы управления, которая, анализируя состояние выходов разрядов регистра сдвига и установленные на панели управления тип и направление массажной волны, управляет работой дешифратора режима и регистра сдвига. На выходах разрядов регистра сдвига формируются управляющие сигналы для управления клапанами 5 - 9, подающиеся через транзисторные усилители на выходы 18 - 22. Кроме, того, сигналы триггерных выходов схемы управления через два других транзисторных усилителя подаются на выходы 23 и 24 для управления клапанами 2 и 3. Если установлена программа прямой бегущей волны (фиг.4), то на вход параллельного ввода информации при поступлении второго входного сигнала записывается команда "10000", которая с поступлением последующих импульсов на тактовый вход регистра продвигается вдоль регистра. После прохождения сигналом "лог.1" всех разрядов, схемой управления формируется команда обнуления регистра. Со следующим сигналом команда "все единицы" поступает из дешифратора режима на вход параллельного ввода данных в регистр и вызывает появление сигнала "лог.1" одновременно на выходах всех разрядов регистра. После этого схема управления обнуляет регистр и цикл формирования управляющих сигналов повторяется. Триггеры схемы управления обеспечивают необходимые временные соотношения для работы дешифратора 37 команд путем формирования соответствующих временных интервалов: интервала продвижения команды "10000" вдоль регистра (такты 2 - 6 на фиг.4) и интервала записи команды "11111" в регистр (такт 8 на фиг.4). Первый из указанных интервалов соответствует сигналу "логическая 1" на триггерном входе схемы управления, а второй интервал сигналу "логический 0". С триггерных выходов схемы управления эти сигналы подаются на выходы 23 и 24 для управления клапанами 2 и 3. Если клапаны 2 и 3 выполнены противофазными (фиг.2), то на выходах 23 и 24 присутствует один и тот же сигнал. Если же эти клапаны выполнены синфазными, то на выход 23 подается инверсный выходной сигнал триггерной схемы. При высоком уровне сигнала на выходах 23, 24 клапан 2 пропускает воздух из компрессора 1 в пневмораспределитель 4, а клапан 3 - пропускает воздух из атмосферы 17в компрессор 1. При низком уровне сигнала на выходах 23, 24 клапан 2 пропускает воздух из компрессора 1 в атмосферу 17, а клапан 3 пропускает воздух из пневмораспределителя 4 в компрессор 1. В течение тактов 2 - 6 работает только одна из секций манжеты 10; такте 2 - секция 11, такте 3 секция 12, ... на такте 6 - секция 15. В течение такта 2 клапан 5 открыт (сигнал с выхода 18 имеет высокий уровень), клапаны 6 - 9 закрыты (сигнал с выходов 19 - 22 - низкий уровень). В течение тактов 2 - 6 (цикла нагнетания воздуха) управляющий сигнал на выходах 23 и 24 имеет высокий уровень и открывает нормально разомкнутые клапаны 28 и 25, закрывает нормально замкнутые клапаны 27 и 26. Воздух из атмосферы 17 через третий вход второго управляемого трехходового клапана 3 (через клапан 28) всасывается в компрессор 1 и затем через второй вход первого управляемого трехходового клапана 2 (через клапан 25) нагнетается в пневмораспределитель 4, из которого через открытый управляемый клапан 5 поступает в секцию 11 манжеты 10. По истечении указанного времени, т.е. в течение тактов 7, 8 и 1 (цикл отсоса воздуха), сигнал на выходах 23 и 24 имеет низкий уровень и клапаны 28 и 25 закрываются, а клапаны 27 и 26 открываются. Клапан 5 при этом остается открытым, а клапаны 6 - 9 - закрытыми. Воздух из секции 11 манжеты 10 через открытый клапан 5 и пневмораспределитель 4 отсасывается компрессором 1 через второй вход второго управляемого трехходового клапана 3 (через клапан 27) и затем выбрасывается в атмосферу 17 через третий вход первого управляемого трехходового клапана 2 (через клапан 26). По окончании такта 2 начинается такт 3, в течение которого открывается клапан 6 (сигнал на выходе 19 имеет высокий уровень), а клапан 5 закрывается. Работа клапанов 2, 3 повторяется. Аналогичным образом работают клапаны 7 - 9 на тактах 4 - 6. За время тактов 2-6 массажная волна распространяется от секции 11 до секции 15 и затем вновь повторяется весь цикл до тех пор, пока не закончится время массажа (сигнал не первом входе блока 36 останова имеет состояние логического нуля). Такты 1 - 8 имеют одинаковую длительность, причем время одного такта устанавливается соответствующим переключателем на панели управления как код числа синхроимпульсов, подаваемый в первый таймер 33. Если установлен режим обратной бегущей волны, то с началом такта 2 открывается клапан 9, с началом такта 3 - клапан 8 ..., с началом такта 6 открывается клапан 5, что обеспечивается установлением обратного направления сдвига команды исполнения в регистре сдвига дешифратора 37 команд. Если установлена программа прямой спадающей массажной волны (фиг.5), то на вход параллельного ввода информации регистра сдвига дешифратора 37 команд в блоке 16 управления также записывается команда "10000". Схема управления пропускает входной сигнал дешифратора 37 команд на информационный вход последовательного ввода информации в сдвиговый регистр после прохождения второго импульса. Сигнал "лог.1" последовательно, с поступлением тактовых импульсов, заполняет весь регистр. Далее работа дешифратора 37 команд в режиме спадающей волны аналогична работе в режиме бегущей массажной волны. Если установлена программа прямой наростающей волны (фиг.6), то на интервале продвижения команды, сформированная дешифратором 37 режима команда "11111" подается на вход параллельного ввода данных в регистр и с каждым тактовым импульсом сдвигается вправо на один разряд. Входы последовательного ввода информации заблокированы. Далее работа дешифратора 37 команд в режиме наростающей волны аналогична работе в режиме бегущей волны. Изобретение обладает следующими преимуществами: - позволяет реализовать различные программы массажа (равномерная, наростающая, спадающая, прямая и обратная массажная волна), оперативное изменение параметров массажной волны (интенсивность, периодичность), оперативное изменение типа синхронизации массажной волны (по сигналам генератора или функциональному ритму пациента) и оперативный контроль за состоянием пациента автоматический или визуальный; - обеспечивает возможность работы с группой вакуумных присосок, подключаемых вместо секций манжеты 10, что существенно расширяет область применения устройства - от области лечения лимфатических отеков до точечного массажа на биологически активных точках; - имеет низкую стоимость при производстве, т.к. полностью выполнено на серийно выпускаемых элементах; - увеличивает эффективность проведения процедуры за счет обратной связи с пациентом и автоматического подбора режима для конкретного пациента; - применение обратной связи и установка критических параметров увеличивает безопасность проведения процедуры и снижает требования к квалификации обслуживающего персонала.