Патент на изобретение №2179869

(54) АППАРАТ ДЛЯ МАГНИТОФОТОЛАЗЕРНОЙ ТЕРАПИИ

(57) Реферат:

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к устройствам для физиотерапевтического воздействия лазерным и светодиодным инфракрасными излучениями одновременно с магнитным полем. Аппарат для магнитофотолазерной терапии содержит определенным образом соединенные и расположенные адаптер, терминал, состоящий из лазерного излучателя, N ИК-светодиодов, фотоприемника, выполненного в виде транзистора и ждущего мультивибратора, источника питания ИК-светодиодов со стабилизаторами импульсного тока, источника питания лазерного излучателя, микроконтроллера, блока переключения режимов работы, блока звуковой сигнализации, блока световой индикации, камеры терминала. Достигаемым техническим результатом за счет использования новой схемы питания светодиодов и выполнения фотоприемника являются снижение себестоимости аппарата, уменьшение его веса и габаритов, повышение надежности и достоверности индикации наличия ИК-излучения лазера и светодиодов при сохранении основных параметров, воздействующих на пациента физических факторов – импульсной мощности, частоты повторения лазерного излучения, средней мощности светодиодного излучения, величины магнитного поля. 2 ил.

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к устройствам для физиотерапевтического воздействия лазерным и светодиодным инфракрасными излучениями одновременно с магнитным полем на внутренние и внешние ткани биологического объекта.

Известен аппарат для магнитолазерной терапии, содержащий функционально взаимосвязанные облучающий терминал с установленными в насадке светодиодами и фотоприемником, полупроводниковым лазерным излучателем, источником постоянного магнитного поля и пульт управления, содержащий соединенные между собой коммутатор и синхронизатор, блок регулировки тока, соединенный со светодиодами и коммутатором, последовательно соединенные импульсный задающий генератор, подключенный к выходу синхронизатора, и модуль-формирователь импульсов, подключенный к полупроводниковому лазерному излучателю, а также индикатор, соединенный с фотоприемником [1].

Недостатком известного аппарата является возможность перегрева светодиодов и терминала в целом, что приводит к снижению надежности работы аппарата и к энергетическим потерям при его функционировании.

Известен аппарат для магнитолазерной терапии, являющийся ближайшим аналогом заявленного изобретения, содержащий терминал, состоящий из N светодиодов, где N>1, фотодиода, лазерного излучателя, источника постоянного магнитного поля (магнит), фотоприемника, камеры и пульта управления, содержащего блок цифровой индикации, блок звуковой индикации, источник питания светодиодов, источник питания лазерного излучателя, микропроцессор (микроконтроллер), блок адаптации, блок переключения режимов, синхронизатор [2].

Недостатками известного аппарата являются снижение эффекта от лечения за счет того, что индикацией наличия лазерного излучения является свечение индикаторного светодиода, включенного в цепь питания лазера и индицирующего лишь наличие тока в цепи, при этом в случае потери лазером эмиссии ток в цепи будет вызывать свечение светодиода, но излучение при этом будет отсутствовать, что может ввести в заблуждение врача и соответственно снизит эффект от лечения.

Кроме того, в известном аналоге уровень мощности светодиодов выставляется по показаниям фотоприемника отраженного сигнала, а так как излучение ИК-светодиодов является непрерывным, то фотоприемник реагирует на любое непрерывное ИК-излучение, в том числе на инфракрасную составляющую солнечного света. При этом питание светодиодов осуществляется постоянным током, что приводит к энергетическим потерям, дополнительному разогреву светодиодов и терминала и усложнению конструкции аппарата.

Технический результат, достигаемый предложенным изобретением, заключается в использовании для питания ИК-светодиодов импульсного тока с частотой излучения лазера и при максимальной средней мощности излучения светодиодов, при этом импульсный ток имеет вырезки (интервалы между импульсами), равные примерно пяти процентам от длительности периода повторения лазерного излучения. При таком функционировании аппарата пациент воспринимает излучение светодиодов как квазинепрерывное. Изменение и регулировка средней мощности излучения светодиодов осуществляется за счет изменения длительности импульса тока, питающего светодиоды.

Кроме того, технический результат (технические результаты) достигается за счет использования фотоприемника, выполненного в виде фототранзистора, связанного с ждущим мультивибратором, и реагирующего на результирующий сигнал (имеющий форму огибающей составляющих сигналов излучения ИК-излучателей) как лазера, так и светодиодов.

Использование другого по сравнению с ближайшим аналогом источника питания светодиодов (другое схемное решение) и использование фотоприемника с ждущим мультивибратором с применением современной элементной базы позволяет в 1,5-2 раза снизить себестоимость аппарата, уменьшить его вес и габариты, повысить надежность и достоверность индикации наличия ИК-излучений лазера и светодиодов при сохранении основных параметров воздействующих на пациента физических факторов (импульсной мощности и частоты повторения лазерного излучения, средней мощности светодиодного излучения, величины магнитного поля).

Указанные технические результаты достигаются за счет того, что аппарат для магнитофотолазерной терапии, состоящий из терминала, содержащего N (где N>1) ИК-светодиодов (инфракрасных светодиодов), фотоприемника, лазерного излучателя, кольцеобразного источника постоянного магнитного поля, одна сторона которого представляет собой лицевую часть терминала, а другая обращена внутрь терминала, камеры, внутренняя поверхность которой выполнена зеркальной с возможностью отражения ИК-излучения, причем камера размещена в отверстии кольцеобразного источника постоянного магнитного поля, при этом одно из оснований камеры представляет лицевую плоскость терминала, а на другом основании камеры жестко установлены N ИК-светодиодов, лазерный излучатель, кроме того, терминал содержит блок переключения режимов работы, соединенный с входом коммутации (дискретным входом) микроконтроллера (микропроцессора), блок звуковой индикации, подключенный к первому индикаторному выходу микроконтроллера, к первому и второму запускающим выходам которого соответственно подключены источник питания лазерного излучателя, соединенный с лазерным излучателем, и источник питания N ИК-светодиодов, соединенный с N ИК-светодиодами, при этом напряжение питания аппарата подается от сети переменного тока, кроме того, предлагаемый аппарат дополнительно в терминале содержит блок светоцифровой индикации, первый индикаторный вход которого, являющийся (в зависимости от режима работы) либо входом индикации заданной мощности излучения N ИК-светодиодов, либо заданной частоты повторения излучения лазерного излучателя, либо заданного времени работы таймера (времени экспозиции), подключен ко второму индикаторному выходу микроконтроллера, при этом фотоприемник выполнен в виде последовательно соединенных фототранзистора и ждущего мультивибратора, выход которого соединен с вторым индикаторным входом блока световой индикации, являющимся входом индикации наличия ИК-излучения на входе фотоприемника, кроме того, в терминал введен светодиод красной подсветки, подключенный к третьему запускающему выходу микроконтроллера, при этом фототранзистор и светодиод красной подсветки жестко установлены на том же основании камеры, на котором жестко установлены N ИК-светодиодов и лазерный излучатель, кроме того, подача напряжения питания аппарата осуществляется от сети переменного тока через адаптер, связанный неразъемным кабелем с терминалом, при этом адаптер выполнен с возможностью расположения на нем тумблера включения – выключения напряжения питания от сети переменного тока и индикаторного светодиода, фиксирующего включение напряжения питания от сети переменного тока, кроме того, источник питания N ИК-светодиодов выполнен с возможностью питания каждого из N ИК-светодиодов с использованием отдельного стабилизатора тока в импульсном режиме с частотой повторения импульсов, равной частоте излучения лазерного излучателя, при этом изменение средней мощности излучения N ИК-светодиодов осуществляется изменением длительности импульсов тока таким образом, что время вырезки (задержки) _В между импульсами при максимальной средней мощности светодиодов должно быть приблизительно равно пяти процентам от длительности Т_П периода повторения излучения лазерного излучателя, кроме того, цифровое табло с таймером и индикаторные светодиоды блока световой индикации, а также кнопки блока переключения режимов работы расположены на обратной стороне корпуса терминала.

Сущность изобретения иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 изображена функциональная схема аппарата, а на фиг.2 – диаграмма импульсов тока питания светодиода во времени. При этом на указанных фигурах введены следующие обозначения:
1 – адаптер (блок питания),
2 – терминал,
3 – лазерный излучатель,
4 – ИК-светодиоды,
5 – фототранзистор,
6 – светодиод красной подсветки,
7 – магнит (источник постоянного магнитного поля),
8 – ждущий мультивибратор,
9 – источник питания ИК-светодиодов,
10 – источник питания лазерного излучателя,
11 – микроконтроллер,
12 – блок переключения режимов работы,
13 – блок звуковой сигнализации,
14 – блок световой индикации,
15 – камера терминала,
16 – фотоприемник,
Т_{П (сек)} – период повторения излучения лазерного излучателя в секундах, при этом

где F – частота повторения излучения лазерного излучателя в герцах,
Т_{СД (сек)} – длительность (в секундах) импульса излучения светодиода при максимальной средней мощности излучения,
Т_В – время вырезки (задержки) между импульсами излучения светодиодов, при этом T_В0,05 Т_П,
I_ТСД – ток питания светодиодов.

С учетом указанных обозначений аппарат для магнитофотолазерной терапии состоит из адаптера 1 и терминала 2. При этом терминал 2 и адаптер (блок питания) 1 соединены неразъемным кабелем. Конструктивно терминал (входящие в него элементы) расположен(ы) в специальном корпусе. Терминал 2 содержит лазерный излучатель 3, N (где N>1) ИК-светодиодов 4, фотоприемник 16, выполненный в виде последовательно соединенных фототранзистора 5 и ждущего мультивибратора 8, светодиод для красной подсветки 6 области облучения с целью ее визуализации, кольцеобразный источник постоянного магнитного поля (магнит) 7, одна сторона которого представляет лицевую часть терминала, а другая сторона обращена внутрь терминала, камеру терминала 15, внутренняя поверхность которой выполнена зеркальной для отражения ИК-излучений, причем камера размещена в отверстии кольцеобразного источника постоянного магнитного поля 7, одно из оснований камеры представляет лицевую плоскость терминала, а на другом основании камеры жестко установлены ИК-светодиоды 4, лазерный излучатель 3, фототранзистор 5 и светодиод для красной подсветки 6, кроме того, терминал содержит источник питания лазерного излучателя 10, соединенный с лазерным излучателем 3, микроконтроллер 11, блок световой индикации 14, выполненный с цифровым табло и таймером, блок звуковой сигнализации 13, подключенный к первому индикаторному выходу микроконтроллера, блок переключения режимов работы 12, соединенный с входом коммутации (дискретным входом) микроконтроллера, ко второму индикаторному выходу которого подключен первый индикаторный вход блока световой индикации 14, являющийся (в зависимости от режимов работы) либо входом индикации заданной мощности излучения N ИК-светодиодов, либо заданной частоты повторения излучения лазерного излучателя, либо заданного времени работы таймера (времени экспозиции), при этом к первому, второму и третьему запускающим выходам микроконтроллера 11 подключены соответственно вход источника питания N ИК-светодиодов 9, вход источника питания лазерного излучателя 10 и светодиод красной подсветки 6, а выход ждущего мультивибратора 8 подключен ко второму индикаторному входу блока световой индикации 6, являющемуся входом индикации наличия ИК-излучения на входе фотоприемника 16 (фототранзистора 5).

При этом камера (15) терминала 2 должна быть выполнена из немагнитного материала, например латуни, что исключает искажения магнитного поля.

Камера может быть выполнена из стойкого к климатическим воздействиям диэлектрического материала, например из пластмассы, что удешевляет и облегчает конструкцию аппарата в целом.

При выполнении источника постоянного магнитного поля в виде кольцеобразного магнита наиболее оптимальным является выполнение камеры в виде цилиндра.

Питание аппарата осуществляется от сети переменного тока через адаптер 1, связанный неразъемным кабелем с терминалом 2. При включении тумблера сети переменного тока, расположенного на адаптере, загорается индикаторный светодиод, расположенный также на адаптере и фиксирующий включение напряжения питания аппарата от сети переменного тока, при этом загорается также индикаторный светодиод терминала, фиксирующий включение терминала, а на цифровом табло блока световой индикации 14 появляется “0”, при этом раздается короткий звуковой сигнал, формируемый блоком звуковой сигнализации 13, по сигналу от микроконтроллера 11. Кнопкой “УРОВЕНЬ” блока переключения режимов работы 12 на терминале 2 по сигналу от микроконтроллера 11 устанавливается требуемая (задаваемая) мощность излучения ИК-светодиодов 4 (0, 50 или 100 мВт). При этом загорается соответствующий индикаторный светодиод блока световой индикации 14 по сигналу со второго индикаторного выхода микроконтроллера 11, поступающему на первый индикаторный вход блока световой индикации 14, являющийся входом индикации заданной мощности излучения N ИК-светодиодов (в режиме “УРОВЕНЬ”). Кнопкой “ЧАСТОТА” блока переключения режимов работы 12 на терминале 2 устанавливается требуемая частота повторения излучения лазерного излучателя 3. При этом загорается соответствующий индикаторный светодиод блока световой индикации 14 на терминале по сигналу со второго индикаторного выхода микроконтроллера 11, поступающему па первый индикаторный вход блока световой индикации 14 в режиме “ЧАСТОТА”.

Кнопкой “ВРЕМЯ” блока переключения режимов работы 12 на терминале 2 устанавливается требуемая экспозиция от 1 до 9 минут, что фиксируется таймером блока световой индикации 14 по сигналу со второго индикаторного выхода микроконтроллера 11 в режиме “ВРЕМЯ”. При этом на цифровом табло блока световой индикации 14 появляется соответствующая цифра, загорается (по сигналу с третьего запускающего выхода микроконтроллера 11) светодиод красной подсветки 6 и начинается излучение ИК-светодиодов и лазерного излучателя в заданных режимах.

После окончания времени экспозиции, задаваемого с помощью таймера, излучение прекращается, раздается (по сигналу с первого индикаторного выхода микроконтроллера 11) звуковой сигнал блока звуковой сигнализации 13 и на цифровом табло блока световой индикации 14 появляется цифра “0”, одновременно гаснет красная подсветка, создаваемая светодиодом красной подсветки 6. Во время излучения ИК-светодиодов (лазера или светодиодов) на фототранзистор 5 от облучаемой поверхности поступают отраженные ИК-сигналы, по получении результирующего сигнала (форма которого представляет огибающую составляющих этих сигналов) срабатывает ждущий мультивибратор 8, в результате чего на цифровом табло блока световой индикации 14 справа внизу от цифры появляется светящаяся точка (загорается световая точка), свидетельствующая о наличии излучения.

Так как фотоприемник (фототранзистор, выход которого соединен с ждущим мультивибратором) реагирует только на результирующий сигнал (форма которого представляет огибающую составляющих сигналов ИК-излучения), то свечение точки имеет место лишь при наличии импульсного лазерного или импульсного светодиодного ИК-излучений.

Уровень средней мощности излучения ИК-светодиодов, частота повторения лазерного излучения и время работы таймера задаются дискретно микроконтроллером 11 и устанавливаются с помощью кнопок блока переключения режимов работы 12, а выбранный режим отображается на световых индикаторах блока световой индикации 14.

При этом цифровое табло с таймером и индикаторные светодиоды блока световой индикации 14 терминала 2, кнопки блока переключения режимов работы 12 расположены на обратной стороне корпуса терминала.

Кроме того, питание каждого ИК-светодиода 4 осуществляется стабилизированным током с помощью отдельного стабилизатора импульсного тока (в импульсном режиме), с частотой повторения излучения лазерного излучателя F (Гц), периодом повторения излучения лазерного излучателя

длительностью импульса излучения светодиода Т_СД и временем вырезки (задержки) между импульсами излучения Т_В0,05 Т_П. Изменение средней мощности излучения ИК-светодиодов осуществляется изменением длительности импульса тока Т_СД. Указанный режим питания светодиодов, иллюстрируемый на фиг.2, позволяет более эффективно использовать энергетические характеристики светодиодов, повысить коэффициент полезного действия использования светодиодов и обеспечить их защиту путем исключения перегрева.

Таким образом, предлагаемый аппарат позволяет повысить надежность индикации наличия светодиодного и лазерного ИК-излучений в процессе магнитофотолазерной терапии, исключить влияние PIK-засветки солнечными лучами на работу фотоприемника; за счет импульсного питания светодиодов стабилизированным током значительно улучшить КПД использования светодиодов, исключить перегрев светодиодов и терминала, повысить надежность функционирования аппарата; введение красной подсветки позволяет визуализировать наличие ИК-излучения, что повышает безопасность применения аппарата (способствует предотвращению попадания ИК-излучения в глаза пациента); новое схемное и конструктивное решения позволяют снизить стоимость аппарата, а также существенно уменьшить его вес и габариты.

Источники информации
1. RU 2022574 C1, 15.11.94 г.

2. RU 2143293 С1, 27.12.99 г.

Формула изобретения

Аппарат для магнитофотолазерной терапии, содержащий терминал, состоящий из N (где N>1) ИК-светодиодов, фотоприемника, лазерного излучателя, кольцеобразного источника постоянного магнитного поля, одна сторона которого представляет лицевую часть терминала, а другая обращена внутрь терминала, камеры, внутренняя поверхность которой выполнена зеркальной с возможностью отражения ИК-излучений, причем камера размещена в отверстии кольцеобразного источника постоянного магнитного поля, одно из оснований камеры представляет лицевую плоскость терминала, а на другом основании камеры жестко установлены N ИК-светодиодов, лазерный излучатель, кроме того, терминал содержит блок переключения режимов работы, соединенный с входом коммутации микроконтроллера, блок звуковой сигнализации, подключенный к первому индикаторному выходу микроконтроллера, к первому и второму запускающим выходам которого соответственно подключены источник питания лазерного излучателя, соединенный с лазерным излучателем, и источник питания N ИК-светодиодов, соединенный с N ИК-светодиодами, при этом напряжение питания аппарата подается от сети переменного тока, отличающийся тем, что терминал дополнительно содержит блок световой индикации, выполненный с цифровым табло и таймером, при этом первый индикаторный вход блока световой индикации подключен ко второму индикаторному выходу микроконтроллера, кроме того, фотоприемник выполнен в виде последовательно соединенных фототранзистора и ждущего мультивибратора, выход которого соединен со вторым индикаторным входом блока световой индикации, являющимся входом индикации наличия ИК-излучения на входе фотоприемника, в терминал также введен светодиод красной подсветки, подключенный к третьему запускающему выходу микроконтроллера, при этом фототранзистор и светодиод красной подсветки жестко установлены на том же основании камеры, на котором жестко установлены N ИК-светодиодов и лазерный излучатель, кроме того, подача напряжения питания от сети переменного тока осуществляется через адаптер, связанный неразъемным кабелем с терминалом, при этом адаптер выполнен с возможностью расположения на нем тумблера включения – выключения напряжения питания от сети переменного тока и индикаторного светодиода, фиксирующего включение напряжения питания от сети переменного тока, кроме того источник питания N ИК-светодиодов выполнен с возможностью питания каждого из N ИК-светодиодов через отдельный стабилизатор тока в импульсном режиме с частотой повторения импульсов, равной частоте излучения лазерного излучателя, при этом изменение средней мощности излучения N ИК-светодиодов осуществляется изменением длительности импульсов тока питания светодиодов с временем вырезки между импульсами при максимальной средней мощности светодиодов, приблизительно равным 0,05 длительности периода повторения излучения лазерного излучателя, кроме того, цифровое табло с таймером и индикаторные светодиоды блока световой индикации, а также кнопки блока переключения режимов работы расположены на обратной стороне корпуса терминала.

РИСУНКИ

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 31.03.2005

Извещение опубликовано: 10.03.2006 БИ: 07/2006

NF4A Восстановление действия патента Российской Федерации на изобретение

Извещение опубликовано: 10.09.2006 БИ: 25/2006