Способ импульсной электротерапии и устройство для его осуществления

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПАТЕНТНЫЙ КОМИТЕТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ СПОСОБ ИМПУЛЬСНОЙ ЭЛЕКТРОТЕРАПИИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ(73) Патентообладатели Жингель Владимир Вячеславович, Воробьев Олег Николаевич(57) 1. Способ импульсной электротерапии, включающий воздействие электрическими импульсами на кожные проекции патологического очага и рефлексогенные зоны биологического объекта через подвижные или неподвижные электроды, причем импульсы формируют из двух частей - прямоугольной и затухающего синусоидального колебания, отличающийся тем, что частоту и декремент затухания синусоидальных колебаний устанавливают в зависимости от электропроводимости кожного покрова биологического объекта. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что изменение электрических импульсов осуществляют путем изменения длительности и/или амплитуды первой части импульса. 3. Устройство для импульсной электротерапии, содержащее блок управления, ключ и согласующий трансформатор, вторичная обмотка которого соединена с электродами, отличающееся тем, что в устройство введены блок коррекции импульсов и измеритель амплитуды, вход которого соединен с выходом ключа и одним из выводов первичной обмотки согласующего трансформатора, в цепь которой подключен блок коррекции импульсов, а выход измерителя амплитуды соединен с входом блока управления, выход которого соединен с входом ключа. 4. Устройство по. п. 3, отличающееся тем, что блок коррекции импульсов выполнен в виде параллельно включенных резистора, конденсатора и амплитудного ограничителя. Фиг. 1 Изобретение относится к медицине, а более точно касается способов и устройств импульсной электротерапии, предназначенных для профилактики и лечения заболеваний. 4257 1 Известен способ импульсной электротерапии путем осуществления чрезкожной электростимуляции 1. В этом способе терапия заключается в воздействии на участки тела через неподвижные электроды короткими несимметричными биполярными электрическими импульсами с низкой частотой следования. Неподвижные электроды не позволяют воздействовать на большие участки тела, не обеспечивается автоматическое изменение режима воздействия из-за отсутствия биологической обратной связи от организма. В целом этот способ обладает малой вариабельностью и низкой физиологичностью воздействия, вызывающей болевые ощущения у пациента, что приводит к развитию узкоспециализированной ответной реакции организма, увеличивает сроки лечения, снижает эффективность лечения и сужает применимость способа. Известен способ электротерапии, осуществляемый путем воздействия на участки тела через неподвижные электроды синусоидальными модулированными по амплитуде импульсами 2. Высокая частота модулированных колебаний способствует глубокому проникновению токов в подкожные ткани, что снижает болевые ощущения у пациента, а прерывистый характер модулирующего сигнала улучшает воздействие на пациента и, в некоторой мере, препятствует развитию узкоспециализированной реакции организма, ухудшающей динамику лечения. Этот способ не обеспечивает воздействия на большие участки тела, не обеспечивает автоматического изменения режимов воздействия из-за отсутствия биологической обратной связи от организма, обладает недостаточной вариабельностью воздействия, что препятствует развитию общей реакции организма, не позволяет добиться высокой эффективности лечения в короткие сроки и сужает применимость способа. Известен способ электротерапии, осуществляемый путем воздействия на кожные проекции патологического очага и рефлексогенные зоны биологического объекта синусоидальными модулированными по амплитуде импульсами с крутым фронтом и экспоненциальным срезом. 3. Высокая частота модулированных колебаний обеспечивает глубокое проникновение тока в подкожные ткани, что снижает болевые ощущения у пациента. Физиологичная форма огибающей колебаний с крутым фронтом и экспоненциальным срезом,прерывистый характер воздействия способствуют хорошему взаимодействию с пациентом. Этот способ так же не обеспечивает автоматического изменения режимов воздействия из-за отсутствия биологической обратной связи от организма. Кроме того, метод обладает недостаточной вариабельностью воздействия, что не позволяет достигнуть высокой эффективности лечения в короткие сроки и сужает применимость способа. В качестве прототипа для способа и устройства принят способ, реализуемый устройством биоэлектрическим регулятором психосоматического гомеостаза 4, по которому воздействуют на кожные проекции патологического очага и рефлексогенные зоны биологического объекта через подвижные или неподвижные электроды сложным импульсом, состоящим из прямоугольной части и затухающих гармонических при этом реакцию организма на воздействие определяют по скорости изменения длительности первой полуволны вынужденных колебаний посредством устройства, выполненного в виде последовательно соединенных генератора тактовых импульсов, блока формирования стимулирующих сигналов, дополнительно соединенный с блоком задания параметров стимулирующих сигналов, и ключевого усилителя с трансформаторным выходом, к которому подключены активный и пассивный электроды. Это устройство позволяет формировать биполярный импульс с регулировкой амплитуды и формы обеих полярностей выходного импульса и с автоматическим ограничением амплитуды импульсов. Устройство обеспечивает возможность воздействия через перемещаемые электроды, а благодаря применению трансформатора обеспечивает гальваническую развязку устройства от пациента. Недостатками устройства является низкая вариабельность воздействия, что не обеспечивает быстрого развития ответной реакции организма, а также отсутствует возможность определения достаточности воздействия, что не позволяет оптимизировать время процедуры и, тем самым, увеличивает сроки лечения. Задача, решаемая изобретением, состоит в создании способа электроимпульсного воздействия на биологический объект и устройства для его осуществления, обеспечивающих эффективное и безболезненное лечение широкого спектра заболеваний, а также профилактику развития заболеваний. Поставленная задача решается тем, что в известном способе электроимпульсного воздействия, включающего воздействие электрическими импульсами на кожные проекции патологического очага и рефлексогенные зоны биологического объекта через подвижные или неподвижные электроды, причем импульсы формируют из двух частей - прямоугольной и затухающего синусоидального колебания, согласно изобретению, частоту и декремент затухания синусоидальных колебаний устанавливают в зависимости от электропроводности кожного покрова биологического объекта. Поставленная задача решается также тем, что согласно изобретению, что изменение электрических импульсов осуществляют путем изменения длительности и/или амплитуды первой части импульса. Поставленная задача решается тем, что в известном устройстве для импульсной электротерапии, содержащем блок питания, ключ и согласующий трансформатор, вторичная обмотка которого соединена с электродами, согласно изобретению, в устройство введены блок коррекции импульсов и измеритель амплитуды,вход которого соединен с выходом ключа и одним из выводов первичной обмотки согласующего трансфор 2 4257 1 матора, в цепь которой подключен блок коррекции импульсов, а выход измерителя амплитуды соединен с входом блока управления, выход которого соединен с входом ключа. Поставленная задача решается также и тем, что блок коррекции импульсов выполнен в виде параллельно включенных резистора, конденсатора и амплитудного ограничителя. При использовании описываемого способа накопление энергии и формирование импульса осуществляют в первичной колебательной цепи, при этом устройство выполнено так, что подключенный к устройству участок тела пациента с его реальными электротехническими параметрами является частью вторичной колебательной цепи, и его электрические параметры (проводимость и емкость) оказывают существенное влияние на параметры импульса, возникающего во вторичном контуре устройства. Известно, что электрические параметры кожи человека зависят от его физиологического здоровья, а, следовательно, в зависимости от физиологического состояния организма будут изменяться. Поскольку человек включен во вторичный колебательный контур, параметры вторичной колебательной цепи будут автоматически изменяться. Причем, изменения эти будут происходить немедленно. Любое изменение параметров цепи колебательного контура, в том числе и электротехнические параметры, обусловленные состоянием человека,влияет на характеристики процесса, происходящего в этом контуре. Следовательно, подобрав параметры, а значит, запасаемую энергию первичного контура можно получить различное воздействие на пациента. При этом изменение самочувствия пациента изменяет электротехнические характеристики организма и следовательно, организм сам управляет параметрами воздействия. Изобретение поясняется чертежами. На фиг. 1 представлена блок-схема устройства импульсной электротерапии. На фиг. 2 изображена блок-схема корректирующего контура. На фиг. 3 показана временная диаграмма напряжения во вторичном контуре. На фиг. 4 показана временная диаграмма первичного контура на холостом ходу. На фиг. 5 приведены формы выходных импульсов в зависимости от амплитуды и длительности прямоугольного импульса (от напряжения управляемого источника питания и времени накопления энергии соответственно) при неизменной нагрузке, а на фиг. 6 - формы выходных импульсов в зависимости от параметров нагрузки (пациента) при неизменных параметрах прямоугольного импульса. На фиг. 7 показаны различные схемы воздействия импульсной электротерапией на пациента. На фиг. 7 а - импульсы следуют через равные промежутки времени. Фиг. 7 б - импульсы следуют с переключаемой частотой. Фиг. 7 в - с плавно изменяемой частотой следования вначале период между импульсами растет, а затем уменьшается. Фиг. 7 г воздействие пакетами импульсов. Основу колебательной системы составляет импульсный трансформатор 1, первичная обмотка 2 которого вместе с корректирующим контуром 3 образуют первичный контур, а вторичная обмотка 4 вместе с нагрузкой 5 подключенной через электроды 6, образуют вторичный контур колебательной системы. Корректирующий контур 3 содержит активный 8 и реактивный 9 элементы, влияющие на параметры импульса, и амплитудный ограничитель 10. Один из вариантов реализации корректирующего контура, включает конденсатор С 9, резистор 8. Одним из вариантов амплитудного ограничителя 10 могут быть встречно включенные стабилитроны (не показаны). Колебательный контур управляется устройством управления 11 через ключ 12. Энергия в систему подается из регулируемого источника питания 13, напряжение которого определяется устройством управления 11. Для определения достаточности воздействия в схему включен измеритель амплитуды 14. Способ осуществляют следующим образом. К активным точкам тела пациента, определенными известными способами, прикладывают электроды 6. Включают устройство. В первой фазе формирования импульса первичный контур 2 через ключ 12, управляемый от устройства управления 11, подключается к регулируемому источнику питания 13. При этом ключ 12 находится в открытом состоянии. В первичной цепи 2 колебательного контура идет накопление энергии за счет заряда конденсатора 9 и увеличения тока намагничивания импульсного трансформатора 1. На вторичной обмотке 4 и, соответственно, на нагрузке 5 формируется прямоугольный импульс напряжения со скошенной вершиной , а в реактивных элементах колебательной системы происходит накопление энергии, величина которой зависит от напряжения регулируемого источника и от времени накопления заряда. Амплитуда прямоугольного импульса 1 на нагрузке определяется напряжением регулируемого источника питания 13 и коэффициентом трансформации импульсного трансформатора 1. При запирании ключа 12 по команде устройства управления 11 в колебательной системе и, соответственно, на нагрузке 5 (участке тела пациента), благодаря запасенной энергии в первичном контуре 2 цепи, возникают свободные синусоидальные затухающие колебания . При этом, амплитуда колебаний 2, в основном, определяется запасенной в элементах колебательной системы энергией,а частота колебаний и декремент их затухания зависят как от параметров колебательной системы (элементы 8, 9 первичной цепи и электротехнические параметры импульсного трансформатора 1), так в значительной степени от присоединенной нагрузки, т.е. от параметров кожной проводимости. Формирование импульса воздействия в две фазы позволяет сочетать два известных способа воздействия на организм короткими импульсами прямоугольной формы и модулируемыми по амплитуде синусоидальными колебаниями, с огибающей,имеющей крутой фронт и экспоненциальный срез. Параметры импульсного трансформатора 1 вместе с па 3 4257 1 раметрами корректирующего контура 7 определяют параметры колебаний на холостом ходу (фиг. 4), т.е. без присоединенной нагрузки. Амплитудный ограничитель 10 автоматически ограничивает амплитуду сигнала на уровне огр, что обеспечивает отсутствие болезненных ощущений пациента при прерывистом контакте электродов 6 устройства с кожей, т.е. обеспечивается возможность работы с перемещаемыми электродами. Сигнал от измерителя амплитуды 14 поступает в устройство управления 11. Поскольку параметры кожной проводимости оказывают сильное влияние на частоту колебаний и декремент их затухания, происходит практически мгновенное автоматическое изменение формы и, соответственно, амплитуды выходного сигнала по мере изменения кожной проводимости, т.е. реализуется автоматическое изменение режима воздействия по биологической обратной связи. Таким образом, поскольку сигнал от измерителя амплитуды 14 в значительной мере зависит от параметров нагрузки 5, достаточность воздействия можно автоматически определить устройством управления 11 по стабилизации или существенному замедлению изменения сигнала от измерителя амплитуды, т.е. по стабилизации или существенному замедлению изменения параметров кожной проводимости. Вариабельность воздействия на пациента и, соответственно, направленное развитие ответной реакции организма, значительно улучшается за счет формирования выходных импульсов с частотой следования, изменяемой во времени, например воздействие с постоянной частотой следования импульсов фиг. 7 а,воздействие с автоматически переключаемой частотой следования импульсов фиг. 7 б, воздействие с автоматически плавно изменяемой частотой следования импульсов фиг. 7 в, воздействие пакетами импульсов фиг. 7 г. Настоящее изобретение может быть осуществлено путем изготовления прибора (опытный образец изготовлен и испытан) имеется заключение медицинских органов. Таким образом, использование предполагаемого изобретения позволяет достичь поставленной задачи, а именно, существенно повысить степень терапевтического воздействия электростимуляции за счет устранения болезненности процедуры, физиологичной формы импульса и улучшить качество за счет большой вариабельности воздействия и автоматической приспособляемости способа воздействия к пациенту. Источники информации 1. Улащик Новые методы и методики физической терапии. - Мн., 1986. - С. 130-140. 2. Курортология и физиотерапия. Т. 1. / Под. ред. В.М. Боголюбова. Курортология и физиотерапия. Т. 1. М. Медицина, 1985. - С. 363-380. 3. Электронная аппаратура для стимуляции органов и тканей / Под ред. Р.И. Утямышева и М. Враны. М. Энергоатомиздат, 1983. - С. 255-281. 4. Патент Российской Федерации 2068277, 1996 (прототип). Государственный патентный комитет Республики Беларусь. 220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66.