Аппарат для магнитолазерной терапии

Аппарат для магнитолазерной терапии

Реферат

 

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к устройствам для физиотерапевтического сочетанного воздействия на ткани биологических объектов постоянным магнитным полем и импульсно-непрерывным световым излучением ближнего инфракрасного диапазона оптического спектра в расширенной области значений плотности мощности непрерывной компоненты излучения, и обеспечивает повышение точности индивидуальной дозировки световой энергии при лечебном облучении ран, травматических повреждений костей, заболеваний воспалительной этиологии и т.д. за счет возможностей с его помощью, во-первых, регистрировать по индикатору фотоприемника долю мощности воздействующего светового излучения, отраженную от облучаемого биологического объекта и взаимосвязанную с величиной световой энергии этого излучения, поглощенной тканями объекта в области локализации воздействия, и, во-вторых, регулировать величину дозы облучения. Аппарат для магнитолазерной терапии содержит функционально взаимосвязанные облучающий терминал 1 и пульт управления 2, соединенные между собой электрическим кабелем. Установка в насадке терминала фотоприемника, связанного с индикатором, находящимся на пульте управления, обеспечивает фотоэлектрическую регистрацию светового излучения, отраженного от облучаемого биологического объекта, а установка в той же насадке непрерывно излучающих светодиодов совместно с полупроводниковым лазерным излучателем, работающим в импульсном режиме, приводит к пространственно-однородному смешению их световых излучений в излучающем раскрыве лицевой части терминала и дает возможность равномерно воздействовать как на поверхностные, так и на более глубоколежащие ткани облучаемого биологического объекта. 1 ил.

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к устройствам для физиотерапевтического воздействия лазерным излучением и магнитным полем при лечении ран, травматических повреждений костей, заболеваний воспалительной этиологии и др.

Известно устройство для магнитолазерной терапии, содержащее ферритовый магнит и лазер, выполненный в виде излучающего диода (1).

Недостатком устройства является низкая точность дозировки световой энергии лазерного излучения.

Известен также аппарат для магнитолазерной терапии (2), содержащий кольцевой источник постоянного магнитного поля, лазерный излучатель в виде полупроводниковых лазеров с фотодиодами, расположенными со стороны нерабочих торцов каждого лазера, стабилизатор мощности излучения на основе операционного усилителя с коммутируемой отрицательной обратной связью, первый вход которого соединен с фотодиодами, а выход с лазерами, последовательно соединенные усилитель синхроимульсов, синхронизатор с переключателем режимов работы, коммутатор, задатчик режима предустановки тока, выход которого соединен с вторым входом стабилизатора мощности излучения, третий вход которого соединен с вторым выходом коммутатора. Данный аппарат может работать в синфазном с выбранным физиологическим ритмом лазерного облучения световыми импульсами со стабильной регулируемой мощностью.

Однако этот аппарат имеет ограниченную точность индивидуальной дозировки световой энергии при облучении, поскольку не регистрирует долю мощности лазерного излучения, отраженного от облучаемого биологического объекта.

Целью изобретения является повышение точности индивидуальной дозировки световой энергии.

Для достижения поставленной цели в аппарат для магнитолазерной терапии, содержащий кольцевой источник постоянного магнитного поля, полупроводниковый лазерный излучатель и соединенные между собой коммутатор и синхронизатор, введены светодиоды и фотоприемник, установленные в насаде, индикатор, связанный с фотоприемником, блок регулировки тока, соединенный со светодиодами и коммутатором, последовательно соединенные импульсный задающий генератор, подключенный к второму выходу синхронизатора, и модулятор-формирователь импульсов, подключенный к полупроводниковому лазерному излучателю.

На чертеже показана функциональная схема предлагаемого аппарата.

Аппарат для магнитолазерной терапии содержит терминал 1 и пульт управления 2. В терминале 1 имеется насадка 3, в которой установлены светодиоды 4 и фотоприемник 5, а также полупроводниковый лазерный излучатель 6 и кольцевой источник постоянного магнитного поля 7. Пульт управления 2 содержит соединенные между собой коммутатор 8 и синхронизатор 9, блок регулировки тока 10, соединенный со светодиодами 4 и коммутатором 8, последовательно соединенные импульсный задающий генератор 11, подключенный к второму выходу синхронизатора 9, и модулятор-формирователь импульсов 12, подключенный к полупроводниковому лазерному излучателю 6, а также индикатор 13, связанный с фотоприемником 5.

Терминал 1 и пульт управления 2 для удобства эксплуатации аппарата размещены в отдельных корпусах, а связывающие их между собой электрические проводники проложены в соединительном кабеле.

Корпус терминала 1 выполнен в виде выносной трубки, внутри которой размещена насадка 3 с установленными в ней светодиодами 4, фотоприемником 5 на основе серийного фотодиода и полупроводниковым лазерным излучателем 6. Установленный на насадке 3 кольцевой источник постоянного магнитного поля 7 является стандартным и имеет вид плоского кольцевого магнита, одна сторона которого, отвечающая плоскому краю его северного полюса, представляет собой лицевую часть терминала 1, а другая сторона, соответствующая плоскому краю его южного полюса, обращена к насадке 3. Плоскость одного из торцевых отверстий корпуса терминала 1 совпадает с плоской поверхностью его лицевой части. Это торцевое отверстие и лицевая часть терминала 1 закрыты стерилизуемым сменным чехлом, прозрачным для используемых световых излучений. Через другое торцевое отверстие корпуса терминала 1 подведен соединительный кабель.

Корпус пульта управления 2 имеет для облегчения управления аппаратом лицевую панель с выведенными на нее органами переключения и регулировки параметров светового излучения и снабженную светодиодными индикаторами готовности аппарата к работе, контрольным гнездом в виде светоотражательной камеры и сегментным светоиндикаторным цифровым табло индикатора 13, связанного с фотоприемником 5.

Синхронизатор 9 пульта управления 2 собран в интегральном исполнении по схеме "генератор счетных импульсов счетчик делитель частоты на 2^15", имеющей выход, соединенный с коммутатором 8, и второй выход, к которому подключен импульсный задающий генератор 11. В этой схеме предусмотрены переключатели операций включения аппарата, т.е. его подсоединения к источнику питания, и выключения, запуска и "останова" синхронизатора 9, а также двухпозиционный переключатель параметров элементов частотно-задающей цепи генератора счетных импульсов.

Коммутатор 8 выполнен в виде транзисторного повторителя с разделенной нагрузкой, имеющего на своем входе, соединенном с синхронизатором 9, амплитудный диодный ограничитель.

Блок регулировки тока 10, соединенный со светодиодами 4 и коммутатором 8, схемно представляет собой мощный эмиттерный повторитель с регулировкой напряжения смещения в рабочей точке, который содержит в цепи эмиттера ограничитель тока, выполненный в виде резистора, последовательно соединенного с группой из параллельно включенных светодиодов 4.

Импульсный задающий генератор 11, подключенный к второму выходу синхронизатора 9, собран в виде RC-генератора на интегральных микросхемах, который содержит четырехпозиционный переключатель частоты повторения генерируемых им импульсов.

Модулятор-формирователь импульсов 12, последовательно соединенный с импульсным задающим генератором 11, собран по схеме Т-триггера, содержащей импульсный обостритель в виде дифференцирующей цепи, и подключен к полупроводниковому лазерному излучателю 6.

После включения аппарата и его прогрева запускаются соединенные между собой коммутатор 8 и синхронизатор 9, вырабатывающий на каждом из своих двух выходов импульсный прямоугольный сигнал, длительность которого равна экспозиции воздействия на биологический объект. Коммутатор 8 вырабатывает на переднем фронте сигнала, поступающего на него с синхронизатора 9, импульс коммутации на включение, а на заднем фронте того же сигнала импульс коммутации на выключение блока регулировки тока 10, соединенного со светодиодами 4 и коммутатором 8. Блок регулировки тока 10 в промежутке между импульсами коммутации, поступающими на него с коммутатора 8, вырабатывает постоянный ток питания для каждого соединенного с ним светодиода 4, чем обеспечивается их работа в режиме непрерывного излучения в пределах экспозиции. Последовательно соединенные импульсный задающий генератор 11, подключенный к второму выходу синхронизатора 9 и запускаемый сигналом, поступающим на него с этого выхода, на период экспозиции в режим генерации меандровой последовательности прямоугольных импульсов, и модулятор-формирователь импульсов 12, подключенный к полупроводниковому лазерному излучателю 6 и под влиянием этих импульсов, которые поступают на него с импульсного задающего генератора 11, формирующий синхронно c каждым из них импульсы запуска полупроводникового лазерного излучателя 6 в режим импульсной генерации, обеспечивают периодическую импульсную модуляцию мощности лазерного излучения с частотой, равной частоте повторения импульсов в меандровой последовательности, и со скважностью, много большей единицы. Насадка 3 обеспечивает требуемую апертуру терминала 1, т.е. определенные диаметр пятна и угловую расходимость световых излучений светодиодов 4 и полупроводникового лазерного излучателя 6 при выходе излучений из отверстия кольцевого источника постоянного магнитного поля 7 в лицевой части терминала 1, и осуществляет равномерное по площади этого отверстия смешивание световых излучений за счет обеспечения совмещения в нем пятен, или оснований конусов, светового излучения каждого светодиода 4 и полупроводникового лазерного излучателя 6, причем площадь этих пятен равна площади отверстия. Насадка 3 отводит также тепло от светодиодов 4 и лазерного полупроводникового излучателя 6. Световые излучения, собранные насадкой 3 в отверстии, кольцевого источника постоянного магнитного поля 7, которое играет роль облучающего раскрыва в лицевой части терминала 1, выходят из него и оказывают в пределах экспозиции совместно с постоянным магнитным полем физиотерапевтическое воздействие на биологический объект. В ходе облучения на фотоприемник 5 попадает доля мощности воздействующих световых излучений, отраженных от облучаемого объекта, взаимосвязанная с величиной их световой энергии, поглощенной тканями объекта. Электрический сигнал, уровень которого пропорционален принятой фотоприемником 5 доле мощности световых излучений, поступает с фотоприемника 5 на связанный с ним индикатор 13, показания которого пропорциональны уровню электрического сигнала с фотоприемника 5 и тем самым однозначно определяются величинами коэффициентов отражения и поглощения тканями облучаемого биологического объекта световых излучений в области физиотерапевтического воздействия.

В аппарате имеется возможность выбора экспозиции (1 или 5 мин) с помощью двухпозиционного переключателя в схеме синхронизатора 9, устанавливающего интервал времени отработки его счетчика-делителя частоты на 2¹⁵ до переполнения, равный экспозиции. Наличие в аппарате блока регулировки тока 10 позволяет устанавливать мощность излучения светодиодов 4 в пределах от нуля до номинального уровня посредством плавной регулировки их тока питания, достигаемой за счет управления величиной тока эмиттерного повторителя, имеющегося в этом блоке. Максимальная плотность мощности излучения, создаваемая суммарно четырьмя светодиодами 4 типа AЛ-119Б в облучающем раскрыве терминала 1, достигала 35 мВт/см².

Мощность и длительность импульсов светового излучения, генерируемых в аппарате модулированным полупроводниковым лазерным излучателем 6 типа ЛПИ-102, взяты по своим величинам близкими к соответствующим паспортным данным на этот излучатель. Частота повторения этих импульсов может принимать ряд значений (5, 10, 1000 или 5000 Гц). Выбор каждой из частот производится с помощью четырехпозиционного переключателя, имеющегося в схеме импульсного задающего генератора 11.

Применение в аппарате светодиоды AЛ-119Б и полупроводниковый лазерный излучатель ЛПИ-102 являются источниками низкоэнергетического светового излучения с длиной волны, лежащей в ближнем инфракрасном диапазоне оптического спектра (0,84 0,89 мкм) и обеспечивают возможность воздействия этим излучением как на поверхностные, так и на более глубоко локализованные ткани облучаемых биологических объектов.

В аппарате для магнитолазерной терапии предусмотрены также возможность проверки наличия воздействующих на биологический объект световых излучений и контроль их мощности в облучающем раскрыве терминала 1. В этих случаях терминал 1 вставляется своей лицевой частью в контрольное гнездо (светоотражательную камеру) на лицевой панели корпуса пульта управления 2. Если облучающий раскрыв дает cветовое излучение, то часть мощности этого излучения, отраженной от поверхности камеры, попадает на фотоприемник 5 и регистрируется связанным с ним индикатором 13, по показаниям которого устанавливается номинальный уровень мощности светового излучения из раскрыва.

На выбор величины индивидуальной дозы световой энергии при проведении магнитолазерной или лазерной терапии существенно влияет учет оптических свойств тканей облучаемого биологического объекта. Применительно к этой проблеме экспериментально-клиническими исследованиями оптических свойств тканей самых различных биологических объектов, проведенными в обширном спектральном диапазоне, установлена первоочередная необходимость в получении оценок способности тканей отражать и поглощать воздействующее световое излучение, что может значительно изменяться в зависимости от таких факторов, как топография анатомической области локализации воздействия, возрастная группа пациентов, длина волны используемого светового излучения и величина поглощенной дозы облучения. Эти оценки, выражаемые через величины оптических коэффициентов отражения и поглощения, получают обычно с помощью специализированных биофотометров. В серийных отечественных и зарубежных магнитолазерных и лазерных терапевтических аппаратах, содержащих в качестве источника светового излучения светодиоды или полупроводниковые лазеры, нет встроенного биофотометра, что с учетом изменчивости оптических свойств тканей биологических объектов практически лишает врача возможности выбирать наиболее эффективную лечебную дозу облучения, позволяя основываться при этом лишь на собственном опыте использования подобных аппаратов.

Рассматриваемый в этом аспекте данный аппарат для магнитолазерной терапии с учетом его функциональных возможностей, перечисленных выше, обеспечивает повышенную точность индивидуальной дозировки световой энергии.

Формула изобретения

Аппарат для магнитолазерной терапии, содержащий кольцевой источник постоянного магнитного поля, полупроводниковый лазерный излучатель и соединенные между собой коммутатор и синхронизатор, отличающийся тем, что, с целью повышения точности индивидуальной дозировки световой энергии, в аппарат введены светодиоды и фотоприемник, установленные в насадке, индикатор, связанный с фотоприемником, блок регулировки тока, соединенный со светодиодами и коммутатором, последовательно соединенные импульсный задающий генератор, подключенный к второму выходу синхронизатора, и модулятор-формирователь импульсов, подключенный к полупроводниковому лазерному излучателю.

РИСУНКИ

Рисунок 1

NF4A Восстановление действия патента Российской Федерации на изобретение

Извещение опубликовано: 27.06.2005        БИ: 18/2005