CZ23896U1 - Přístroj pro bezkontaktní elektroterapii impulzními a interferenčními proudy - Google Patents

Description

Přístroj pro bezkontaktní elektroterapii impulzními a interferenčními proudy

Oblast techniky

Technické řešení se týká přístroje pro bezkontaktní elektroterapii impulzními a interferenčními proudy pro zabezpečení elektromagnetické stimulace procesu hojení tkání a ovlivňování bolesti. Dosavadní stav techniky

Dosud známá řešení vycházejí obvykle z poznatku o biologických účincích magnetických, především pulzních, polí, z poznatku o elektroléčebném a elektrostimulačním uplatnění elektrických proudů impulzní i interferenční povahy, vedených tkáněmi.

Biologické účinky magncliekýeh, jak stacionárních, tak především pulzních polí jsou dostatečně známy a na jejich základě byla zkonstruována celá řada přístrojů, z nich nás zde především zajímají generátory pulzních magnetických polí s léčebnými aplikátory v podobě cívek různých tvarů, s jádrem i častěji vzduchových. Magnetické indukce takovýchto zařízení se pohybují od zanedbatelných hodnot až po desetiny T, obvykle jsou však řádově jednotky až desítky mT. Frekvence jsou determinovány biologickými účinky i technickým řešením výkonových spínacích členů a cívek a pohybují se od jednotek Hz až po stovky Hz, obvykle řádově v jednotkách až desítkách Hz, přičemž jsou v časové, periodicky se opakující, radě často kombinovány pulzy různých frekvencí a různé střídy pulzů. Na tvar pulzu generovaného pul zní ho magnetického pole bývají kladeny obvykle malé nároky a vyšší strmost náběžnýeh a sestupných hran pulzů bývá výjimkou, přičemž i tak intenzita elektrického pole indukovaného podle Faradayova zákona bývá velmi nízká. Permanentní magnety a stacionární pole elektromagnetu se nacházejí mimo rámec našeho zájmu.

Elektroléčba a stimulace realizovaná přímým zaváděním elektrických proudů do těla prostřednictvím invazivníeh elektrod - zaváděných do nitra tkání, i neinvazivních elektrod - přikládaných kontaktně na kůži, má dlouhou tradici a širokou využitelnost. Napěťových zdrojů, obvykle o napětí několika V až stovek V se používá omezeně, spíše elektrodiagnosticky nebo u levných zařízeni. Častěji se lze setkat se zdroji proudovými, spojenými s četnými ochranami proti ztrátě kontaktu elektrody. Dosahované proudové hustoty jsou vyjádřeny řádově v desetinách až jednotkách mA/enr. Frekvence i tvary pulzů jsou velmi rozmanité. Rozlišují se nízkofrekvenční procedury' - o frekvencích řádově několika desetin Hz až do několika stovek Hz a tzv. slředofrekvenční procedury s frekvencemi alespoň 1000 Hz, častěji 2500 až 8000 Hz. Pulzy jsou unipolámího i bipolámí ho tvaru, sinusového, rektangulámího, triangu lamího lichoběžníkového a dalších tvarů. CTasté jsou vícestupňové modulace i využití interferenčních jevů. Cílem je dosáhnout léčebně významného dráždění dráždivých struktur nervu a svalu a tím působit analgeticky, ionizačně, myorclaxačné. selektivně nervově-stimulačně apod. Je nutné se zmínit i o elcktrostimulaci vnitřních orgánů, kterou se doplňuje, kompenzuje nebo nahrazuje absentující nervové řízení.

Známa jsou Četná řešení kontaktně - elektroléčebných přístrojů i zařízení pro elektroléčbu a elektrostirnulací. Významná a známá jsou i technická řešení elektromagnetických stimulátorů s úzkými, různě modulovanými impulzy určená pro stimulaci kostního růstu a hojení zlomenin a pakloubú. pocházející většinou od amerického profesora Bassetta, jakož i zařízení podobného principu, pro která byly vypracovány metodiky léčby artróz a ehondromalaeií, a která jsou spojena s názvem těchto metodik PST (Pulsed Signál Therapy) a jménem Dr. Markolla.

Biologické působení magnetických polí a elektrických proudů impulzních i interferenčních, podávaných ovšem kontaktně, jsou dostatečně a dlouhodobě známy a bohatě dokladovány množstvím zpráv z lékařské i biofyzikální literatury.

Rovněž jsou dostatečně známy a bohatě dokladovány léčebné účinky pulzní fototerapie, při níž je léčená tkáň podrobována interakci s časově proměnným světelným tokem. Vlnové délky tohoto světelného, respektive zářivého toku jsou obvykle voleny z oblasti červených vlnových délek viditelného spektra (VIS - RED) a z blízké infračervené oblasti neviditelného spektra

- 1 C'Z 23896 Ul (NIR). Frekvence se obvykle řádově pohybují od jednotek Hz až do stovek Hz. K praktické realizaci je většinou využíváno luminiscenčních světloemitujíeíeh diod (LED) a v případě požadav ku na koherentnost a větší výkon záření laserových diod. Výkony kontinuálního světelného zářivého toku jsou obvykle v řádu jednotek až desítek mW.

Podstata technického řešení

Výše uvedené nedostatky jsou do značné míry odstraněny přístrojem pro bezkontaktní elektrolerapii impulzními a interferenčními proudy, pro zabezpečení elektromagnetické stimulace procesů hojení tkání a ovlivňování bolesti podle tohoto technického řešení. Jeho podstatou je to. že je tvořen blízko sebe umístěnými prstencovými cívkami, jejichž osy svírají úhel 90 až 150”, ke ii) kterým jsou připojeny řízený generátor impulzů poskytující úzké impulzy elektrického napětí a generátor harmonických napětí sestávající ze dvou dílčích generátorů, se středo frekvenční mi harmonickými proudy.

Ke generátoru je s výhodou připojen výkonový spínací člen a ke generátoru je připojen výkonový zesilovač. K prstencovým cívkám může být připojen vyzařovač pro pulzní fototerapii obsahu15 jící LED a/nebo laserové diody, které jsou elektricky propojeny se zesilovacím a spínacím členem. K řízenému generátoru impulzů a ke generátoru harmonických napětí může být připojen mikrokontroler. Mikrokontroler je s výhodou opatřen polarizačním filtrem.

Rozdílová frekvence obou harmonických generátoru je v průběhů terapie řízeným způsobem měnitelná ve smyslu změn její hodnoty i ve smyslu časového průběhu změn.

2(i Jedná se o přístroj pro bezkontaktní elektroterapii impulzními a interferenčními proudy, realizovanými prostřednictvím vířivých elektrických proudů impulzu ího nebo interferenčního časového průběhu, vznikajících v léčené tkáni na základě Faradayovv elektromagnetické indukce a zabezpečujících elektromagnetickou stimulaci procesů hojení tkání a ovlivňování bolesti. Základem řešení jsou dvě blízko umístěné vzduchové prstencové cívky, jejichž osy, resp. roviny mohou svírat různý úhel, obvykle však 90° až 150°, přičemž tento úhel je důležitý zvláště pro vznik interferenčních proudů a jejich soustředění do prostoru léčených tkání.

Pro účely vzniku impulzních elektrických proudů jsou přes speciálně řešený výkonový spínací člen na cívky převedeny zesílené úzké impulzy elektrického napětí charakteristických léčebných deterministických i stochastických frekvencí a časových průběhů, které jsou vytvářeny v přísluš30 ném generátoru, řízeném programově z řídicího počítače / mi kro kont rolcru. Speciální řešení výkonového spínacího členu spočívá v jeho schopnosti vytvářet ve vzduchově prstencově cívce významně strmé kvazirektangulámí pulzy magnetického pole. prostřednictvím jehož rychlých časových změn se v blízkých tkáních, prosycených nízkointenzitním magnetickým lokem, indukují elektrická pole významných intenzit a na základě individuální vodivosti těchto tkání pak těmito tkáněmi protékají i úzkoimpulzní elektrické proudy, přičemž je takto magneticky, ale především elektricky ovlivňovaná léčená tkáň.

Druhý elektronický generátor, rovněž řízený z přeprogramovaného počítače / rnikrokontroleru, sc sestává ze dvou dílčích generátorů, z nichž každý samostatně poskytuje středofrekvenční harmonické, tj. sinusové proudy, jejichž amplituda jc jednak částečně zesílena výkonovým zesilova4(i čem, ale především je zesílena naladěním na rezonanční kmitočet LC obvodu prstencové vzduchové cívky. Obě generované harmonické frekvence se přitom liší jen o relativně malý rozdíl, čímž je zabezpečeno, že v prostoro kolem cívek, kde se indukují příslušná časově proměnná elektrická napětí a ve vodivém prostředí protékají i příslušné časově proměnné elektrické proudy, vznikají interference, tj. zázněje, jejíchž frekvence je rovna právě rozdílu obou genero4? váných harmonických frekvencí a které jsou schopny působit léčebně ve smyslu účinků interferenčních elektroléčebnýeh proudů. Rozdílovou frekvenci obou harmonických generátorů lze v průběhu terapie řízeným způsobem měnit ve smyslu změn její hodnoty i ve smyslu časového průběhu změn, čímž lze docilovat dalších požadovaných efektů, jako je hodnota tzv. báze. zdvihu, tzv. swingu a průběh spektra, tj. charakteru časového průběhu mezi záznějovou frekvenci

CZ 23896 Ul báze a frekvencí báze + zdvihu interferenčních elektroléčebných proudů. Tímto způsobem lze též docílit rotace výsledného vektoru kolmého na rovinu, ve které vznikají vířivé interferenční proudy, čímž je léčená tkáň protékána vznikajícími vířivými elektrickými proudy interferenčního časového průběhu ve více potenciálně možných směrech a orientacích.

Technické FcSciiI při Síruje iiiuxc byt duplnCnu VyxarOVtiCcin pi‘u puizni ÍCuOtciapii, íCuiizu vaiiyiu pomocí LED nebo laserových diod, které jsou elektricky napájeny ze zesilovacího a spínacího členu, který je řízený z přeprogramovaného počítače / mikrokontroleru a jehož záření může být ještě dále polarizováno polarizačním filtrem.

Základem je napojení v principu dvou blízko umístěných prstencových cívek, jejichž roviny mohou svírat různý úhel, přes speciálně řešený výkonový spínací, respektive zesilovací člen na elektronické generátory, z nichž jeden poskytuje úzké impulzy elektrického napětí charakteristických léčebných deterministických i stochastických frekvencí a časových průběhů, přičemž vzduchové prstencové cívky vytvářejí elektromagnetické pole schopné produkovat indukované elektrické napětí a ve vodivých tkáních pak též indukovaný elektrický proud charakteru impulzů, přičemž druhý elektronický generátor se sestává ze dvou dílčích generátorů, z nichž každý samostatně poskytuje středofrekvenční harmonické, tj. sinusové proudy, jejichž amplituda je zesílena naladěním na rezonanční kmitočet LC obvodu, přičemž obě takto generované harmonické frekvence se liší o malý rozdíl, čímž je zabezpečeno, že v prostoru kolem cívek, kde se indukují příslušná časově proměnná elektrická napětí a ve vodivém prostředí protékají i příslušné časově proměnné elektrické proudy, vznikají interference, tj. zázněje, jejichž frekvence je rovna právě rozdílu obou generovaných harmonických frekvencí a které jsou schopny působit léčebně ve smyslu účinků interferenčních elektroléčebných proudů, přičemž rozdílovou frekvenci obou harmonických generátorů lze v průběhu terapie řízeným způsobem měnit ve smyslu změn její hodnoty i ve smyslu časového průběhu změn, Čímž lze docilovat dalších požadovaných efektů báze, zdvih a spektrum interferenčních elektroléčebných proudů, a též lze tímto způsobem docílit rotace výsledného vektoru kolmého na rovinu, ve které vznikají vířivé interferenční proudy, přičemž technické řešení přístroje může být doplněno světelným pulzním vyzařovačem pro fototerapii, realizovaným pomocí TED nebo laserových diod, které jsou elektricky napájeny ze řízeného zesilovacího a spínacího členu.

Technické řešení se týká bezkontaktní léčebné aplikace elektrických úzkoimpulzních proudů a bezkontaktní léčebné aplikace elektrických interferenčních proudů, indukovaných v léčených tkáních prostřednictvím aplikovaného elektromagnetického Časově i prostorově proměnného pole. přičemž technické řešení přístroje muže být doplněno vyzařovačem pro pulzní fototerapii, realizovaným pomocí LED nebo laserových diod, jejichž záření může být ještě dále polarizováno polarizačním filtrem.

Objasněni obrázků na výkresech

Technické řešení je blíže představeno příslušnými obrázky. Na obr. 1 je znázorněno zjednodušené principiální blokové a konstrukční schéma technického řešení; na obr. 2 je v bokorysu i rozložené sestavě vyjádřeno principiální technické vytvoření aplikátoru, sestávajícího se z blízko sebe vhodným způsobem umístěných vzduchových prstencových cívek a na obrázku 3 je patrna podstata vzniku interferenčních elektroléčebných proudů.

1¹ ř i klad uskutečnění technického ře šení

Přístroj pro bezkontaktní elektroterapii impulzními a interferenčními proudy, realizovanými prostřednictvím vířivých elektrických proudů impulzního nebo interferenčního časového průběhu, vznikajících v léčené tkáni na základě Faradayovy elektromagnetické indukce a zabezpečujících elektromagnetickou stimulaci procesů hojení tkáni a ovlivňování bolesti, jehož principiální zapojení je znázorněno na obr. 1 a principiální řešení aplikátoru na obr. 2, má jako základní část dvě blízko umístěné vzduchové prstencové cívky 1 (A, B), jejichž osy, resp. roviny mohou svírat

-3 CZ 23896 Ul různý úhel, obvykle však 90° až 150°. přičemž tento úhel je důležitý zvláště pro vznik interferenčních proudů a jejich soustředění do prostoru léčených tkání. Pro účely vzniku impulzních elektrických proudů jsou přes speciálně řešený výkonový spínací člen 2 na cívky I převedeny zesílené úzké impulzy elektrického napětí charakteristických léčebných deterministických i stochastických frekvencí a časových průběhů, které jsou vytvářeny v příslušném generátoru 3. řízeném programově z řídicího počítače / mikrokontroleru 4 - speciálně 4.1. Speciální řešení výkonového spínacího členu spočívá v jeho schopnosti vytvářet ve vzduchové prstencové cívce 1 významně strmé kvazirektangulámí pulzy magnetického pole, prostřednictvím jehož rychlých časových změn se v blízkých tkáních, prosycených nízkointenzitním magnetickým tokem, induio kují elektrická pole významných intenzit a na základě individuální vodivosti těchto tkání pak těmito tkáněmi protékají i úzkoimpulzní elektrické proudy, přičemž je takto magneticky, ale především elektricky ovlivňovaná léčená tkáň. Druhý elektronický generátor 5, rovněž řízený z přeprogramovaného počítače / mikrokontroleru 4 - speciálně 4.2 se sestává ze dvou dílčích generátorů A, B, z nichž každý samostatně poskytuje středoťrekvenční harmonické, tj. sinusové proudy, iš jejichž amplituda je jednak částečně zesílena výkonovým zesilovačem 6. ale především je zesílena naladěním na rezonanční kmitočet EC příslušného obvodu té které prstencové vzduchové cívky 1 (A, B). Obě generované harmonické frekvence se přitom liší jen o relativně malý rozdíl, čímž je zabezpečeno, že v prostoru kolem cívek, kde se indukují příslušná časově proměnná elektrická napětí a ve vodivém prostředí protékají i příslušné časově proměnné elektrické

2o proudy, vznikají interference, tj. zázněje, jejichž frekvence je rovna právě rozdílu obou generovaných harmonických frekvencí a které jsou schopny působit léčebně ve smyslu účinků interferenčních elektroléčebných proudů. Rozdílovou frekvenci obou harmonických generátorů lze v průběhu terapie řízeným způsobem měnit ve smyslu změn její hodnoty i ve smyslu časového průběhu změn. Čímž lze docilovat dalších požadovaných efektů, jako je hodnota tzv, báze, zdvihu, tzv. swingu a průběh spektra, tj. charakteru časového průběhu mezi záznějovou frekvencí báze a frekvencí báze + zdvihu interferenčních elektroléčebných proudů. Tímto způsobem lze též docílit rotace výsledného vektoru kolmého na rovinu, ve které vznikají vířivé interferenční proudy, čímž je léčená tkáň protékána vznikajícími vířivými elektrickými proudy interferenčního časového průběhu ve více potenciálně možných směrech a orientacích.

Technické řešení přístroje muže být doplněno vyzařovacem 10 pro pulzní fototerapii. který sc stává součástí aplikátoru J_ a který je realizován pomocí I.ED nebo pomoci laserových diod, které jsou elektricky napájeny ze zesilovacího a spínacího členu 9. jenž je řízen z přeprogramovaného počítače mikrokontroleru 4 - speciálně 4,3 a jehož záření může být ještě dále polarizováno polarizačním nitrem 11.

Průmyslová využitelnost

Přístroj pro bezkontaktní elektroterapii impulzními a interferenčními proudy podle tohoto technického řešení nalezne uplatnění při zabezpečení elektromagnetické stimulace procesů hojení tkání a ovlivňování bolesti.

Claims (5)

1. NÁROKY NA OCHRANU

   40 E Přístroj pro bezkontaktní elektroterapii impulzními a interferenčními proudy, pro zabezpečení elektromagnetické stimulace procesu hojení tkání a ovlivňování bolesti, vyznačujíc í se t í ni , že je tvořen blízko sebe umístěnými prstencovými cívkami (1), jejíchž osy svírají úhel 90 až 150°, ke kterými jsou připojeny řízený generátor (3) impulzů poskytující úzké impulzy elektrického napětí a generátor (5) harmonických napětí sestávající ze dvou dílčích generátorů

   45 (5A. 5B), se středoírekvenčními harmonickými proudy.

   4 C7 23896 Ul
2. 2. Přístroj podle nároku 1, vyznačující se tím, že ke generátoru (3) je připojen výkonový spínací Člen (2) a ke generátoru (5) je připojen výkonový zesilovač (6).
3. 3. Přístroj podle nároku 1 nebo 2, vyznačující sc tím, žek prstencovým cívkám (1) je připojen vyzařovač (10) pro nulzní fototerapii obsahující LED a/nebo laserové diody, které

   5 jsou elektricky propojeny se zesilovacím a spínacím Členem (9).
4. 4. Přístroj podle kteréhokoli z předchozích nároků, vyznačující se tím, žek řízenému generátoru (3) impulzů a ke generátoru (5) harmonických napětí je připojen mikrokontroler (4).
5. 5. Přístroj podle nároku 4, vyznačující se tím, že vyzařovač (10)je opatřen poio larizačním filtrem (11).