Пристрій для імпульсної електромагнітної терапії

Изобретение относится к медицинской технике и предназначено для лечения и профилактики различных заболеваний путем физиотерапевтического воздействия импульсными электромагнитными полями со спектром частот, лежащим в терапевтическом диапазоне (от 0 до 1012 Гц) и содержащим, в частности, крайне высокие частоты (КВЧ) в диапазоне 30-300 ГГц, что соответствует длинам волн в свободном пространстве 110 мм. Лечебный эффект подобных устройств обусловлен тем, что воздействующие на больной организм сигналы от этих устройств имитируют корректирующие сигналы, вырабатываемые самим организмом, помогая ему быстрее и эффективнее устранять нарушения. Известно устройство микроволновой рефлексотерапии "Порог". Оно содержит генератор, систему формования импульсов, фильтр верхних частот и систему излучения. Устройство включает также трансформатор типов волн. Генератор выполнен в виде источника КВЧ-шума и соединен своим входом с системой формирования импульсов, а выходом - через фильтр верхних частот - с трансформатором типов волн, включенным на входе системы излучения. Подобное техническое решение позволяет значительно расширить функциональные возможности устройства, устраняя большее количество нарушений в организме, и повысить эффективность лечения. Последнее возможно как за счет ускорения биологического эффекта в результате комплексного воздействия сразу на нескольких терапевтических частотах широкополосного выходного излучения устройств, так и за счет эксплуатационных преимуществ, заключающихся в уменьшении времени поиска резонансных частот, а также уменьшении времени необходимого воздействия сигнала. КВЧ-излучение импульсного характера более эффективно воздействует на организм, чем КВЧ-излучение в непрерывном режиме, что позволяет сократить время воздействия. Однако достигнутые в устройстве "Порог" повышение эффективности и уменьшение времени проведения лечебной процедуры недостаточны, что предопределяется хаотичностью воздействия шумового спектра сигнала на каждой из возможных терапевтических частот (хаотичными амплитудами и временами воздействия в пределах каждого шумового импульса) и невозможностью воздействовать на организм в том или ином заданном участке спектра терапевтических частот, В основу изобретения поставлена задача создания устройства для импульсной электромагнитной терапии, в котором оптимизация воздействия на нарушения в организме обеспечивается специально создаваемыми упорядоченными электромагнитными импульсами (УЭМИ), и, тем самым, повышается эффективность проведения лечебной или профилактической процедуры, и сокращается время ее проведения. УЭМИ являются новым лечебным и профилактическим физическим фактором по сравнению с известными и характеризуются неизменными или изменяющимися от импульса к импульсу по заданному закону сплошным спектром плотности мощности, формой импульса, включая крутой фронт каждого импульса (определяемый условием соответствия полосе частот терапевтического диапазона, а также характером нарушения в организме, которое требуется устранить), и амплитудами, обеспечивающими максимальное лечебное и профилактическое действие. Указанная задача решается тем, что в устройстве для импульсной электромагнитной терапии, содержащем генератор, систему формирования импульсов, фильтр верхних частот и систему излучения, генератор выполнен в виде источника УЭМИ, своим выходом подключенного через систему формирования импульсов и фильтр верхних частот к системе излучения. Система формирования импульсов выполнена коаксиальной из не менее чем двух каскадов. Вход каждого каскада, кроме первого, электрически соединен с выходом предыдущего. Каждый каскад содержит накопительно-передающую коаксиальную линию и обостряющий двухэлектродный разрядник с регулируемым кольцевым зазором, выполненным между торцами противостоящих электродов на стыке двух линий. При этом выполняются соотношения. 2£D/dmax£100, (1) dmax£r£D2, (2) где D - ширина кольцевого межэлектродного зазора разрядника, dmax - максимальная длина межэлектродного зазора, r - радиус скругления краев торца. Хотя бы один разрядник системы формирования образован стыком двух линий, удовлетворяющих соотношению Z2³3xZ1, (3) где Z1 - волновое сопротивление линии, подключенной к данному обостряющему разряднику со стороны генератора; Z2 - волновое сопротивление линии, подключенной к данному разряднику со стороны системы излучения. В данном устройстве система излучения может быть выполнена в виде широкополосной ТЕМ-система полеобразования, образованной двумя проводниками, каждый из которых представляет собой пространственно односвязную область, с подключенной к ее выходу нагрузкой. Кроме того, в данном устройстве система излучения может быть выполнена в виде широкополосного ТЕМ-излучателя. Между выходом фильтра верхних частот и входом системы излучения может быть включен широкополосный аттенюатор. Выполнение генератора в виде источника УЭМИ обеспечивает частичное расширение спектра и увеличение эффективности терапевтического действия, сокращение времени проведения процедуры за счет того, что каждый из генерируемых импульсов содержит сплошной неизменный (или изменяющийся по определенному закону) от импульса к импульсу спектр плотности мощности с частотами, находящимися в терапевтическом диапазоне, и за счет регулировки частоты следования импульсов, в том числе возможности генерирования одиночных импульсов. Расширение спектра терапевтического действия за счет генератора является частичным, поскольку генератор не обеспечивает получения импульсов с короткими фронтами tф£1нс. Конструктивные особенности системы формирования импульсов в части выполнения разрядников позволяют получать минимально возможную и регулируемую длительность фронта импульсов и длительность импульсов, что обеспечивает как расширение полосы частот формируемых упорядоченных электромагнитных импульсов за счет увеличения верхней граничной частоты, а значит и дополнительное расширение спектра и увеличение эффективности терапевтического действия, так и регулируемый характер полосы частот, что приводит к увеличению избирательности воздействия на нарушения в организме. Возможность регулирования зазоров разрядников позволяет изменять ширину полосы формируемых УЭМИ за счет верхних частот и, тем самым, увеличить избирательность воздействия на нарушения в организме. Выполнение накопительно-передающих линий в системе формирования импульсов коаксиальными позволяет использовать в устройстве поперечную электромагнитную волну (Т-волну, ТЕМ-волну). Последнее, с одной стороны, расширяет диапазон воздействия, спектр терапевтического действия за счет обеспечения сплошного спектра плотности мощности и за счет расширения полосы частот УЭМИ, а с другой стороны, позволяет увеличить объемы, заполняемые электромагнитным полем, и создает принципиальную возможность построения системы излучения (полеобразования) в виде комфортабельных комнат, где пациенты могут принимать процедуры индивидуально или группами. Наличие и место включения фильтра верхних частот позволяет регулировать нижнюю граничную частоту, в том числе обеспечивать равенство ее нулю. Конструктивное выполнение системы излучения обеспечивает оптимальный в каждом конкретном случае лечения или профилактической процедуры вариант воздействия на организм сформированными УЭМИ. Этот вариант воздействия может быть точечным, локальным или глобальным в зависимости от того на точку, участок поверхности тела или на весь организм (группу пациентов) оказывается воздействие при помощи УЭМИ. Вариант воздействия может быть контактным или бесконтактным, а также может быть осуществлен на кожные покровы или слизистые оболочки. Тот или иной вариант воздействия осуществляется при помощи соответствующих ТЕМ-системы полеобразования или широкополосного ТЕМ-излучателя. Система полеобразования, образованная двумя проводниками, каждый из которых представляет собой пространственно-односвязную область, обеспечивает распространение поперечной электромагнитной волны. Условия, накладываемые на волновые сопротивления линий и геометрические характеристики разрядников, позволяют минимизировать длительность фронта формируемых УЭМИ, за счет чего сплошной спектр плотности мощности каждого из УЭМИ может содержать частоты КВЧ-диапазона, что существенно расширяет спектр и увеличивает эффективность терапевтического действия УЭМИ, сокращает время проведения процедуры. Именно использование Т-волны в устройстве позволяет ему работать не только в диапазоне крайне высоких частот, но и в любом более низкочастотном диапазоне в полосе частот любой требуемой ширины, в том числе используя весь сплошной спектр частотою 0£w £2,2/tф.min, где tф.min - минимальная длительность фронта импульса (tф.min @ 10=10-12с). Т - волны характеризуются тем, что они: - не имеют критической частоты (конечной критической длины волны); - имеют только поперечные составляющие поля; - не обладают дисперсией (т. е. фазовая скорость волны не зависит от частоты колебаний). Система формирования импульсов выполнена из нескольких каскадов, содержащих накопительнопередающие коаксиальные линии и двухэлектродные разрядники. Однако в изобретении, в отличие от известных устройств, каждый разрядник выполнен с регулируемым кольцевым микрозазором (dmax