CZ8945U1

CZ8945U1 - Apparatus for simultaneous distance pulse electrotherapy and phototherapy through the mediation of electromagnetic and optical stimulation of tissue healing processes and pain influencing

Info

Publication number: CZ8945U1
Application number: CZ19999329U
Authority: CZ
Inventors: Jaroslav Průcha; Zdeněk Škarda
Original assignee: Jaroslav Průcha; Zdeněk Škarda
Priority date: 1999-04-29
Filing date: 1999-04-29
Publication date: 1999-08-12

Description

Technické řešení se týká přístroje pro simultánní distanční pulzní elektroterapii a fototerapii, realizované prostřednictvím elektromagnetické a optické stimulace procesů hojení tkání a ovlivňování bolesti, přičemž základem je napojení prstencové cívky jakož i sad červených i infračervených luminiscenčních diod přes speciálně řešený výkonový spínací člen, resp. přes zesilovač, na elektronický generátor úzkých impulzů elektrického napětí charakteristických deterministických i stochastických frekvencí, přičemž vzduchová prstencová cívka generující elektromagnetické pole schopné produkovat indukované elektrické napětí a ve vodivých tkáních i indukovaný elektrický proud, jakož i sady luminiscenčních diod jsou umístěny společně uvnitř aplikátoru diskového tvaru, uzavřeného z aplikační strany průsvitným plotem, z boční válcové plochy a z plochy zadní pak kovovým elektromagneticky stínícím pláštěm.The invention relates to a device for simultaneous distance pulse electrotherapy and phototherapy, realized by means of electromagnetic and optical stimulation of tissue healing and pain management processes, based on the connection of the ring coil as well as sets of red and infrared luminescent diodes through a specially designed power switch. via an amplifier, to an electronic generator of narrow voltage pulses of characteristic deterministic and stochastic frequencies, wherein an air ring coil generating an electromagnetic field capable of producing induced electrical voltage and induced electrical current in conductive tissues as well as sets of luminescent diodes closed from the application side by a transparent fence, from the side cylindrical surface and from the rear surface by a metallic electromagnetically shielding sheath.

Technické řešení se týká bezkontaktní léčebné aplikace elektrických úzkoimpulzních proudů, indukovaných v léčených tkáních prostřednictvím aplikovaného elektromagnetického pole, kde ve směru víceméně kolineámím s vektorem magnetické indukce působí simultánně generovaný fotostimulační zářivý tok.The invention relates to the non-contact therapeutic application of the electrical narrow-pulse currents induced in the treated tissues by the applied electromagnetic field, where simultaneously generated photostimulatory radiant flux acts in the direction of the more or less colins with the magnetic induction vector.

Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION

Dosud známá řešení vycházejí obvykle z poznatků o biologických účincích magnetických, především pulzních, polí, z poznatků o elektroléčebném a elektrostimulačním uplatnění elektrických proudů vedených tkáněmi a z poznatků o léčebných a biostimulačních účincích světla.The solutions known hitherto are based on the knowledge of the biological effects of magnetic, especially pulsed, fields, the knowledge of the electrotherapeutic and electro-stimulatory application of electric currents conducted by tissues, and the knowledge of the therapeutic and biostimulating effects of light.

Biologické účinky magnetických, jak stacionárních, tak především pulzních polí jsou dostatečně známy a na jejich základě byla zkonstruována celá řada přístrojů, z nichž 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 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 řadě často kombinovány pulzy různých frekvencí a různé střídy pulzů. Na tvar pulzu generovaného pulzního magnetického pole bývají kladeny obvykle malé nároky a vyšší strmost náběžných a sestupných hran pulzů bývá výjimkou, přičemž i tak intenzita elektrického pole indukovaného podle Faradayova zákona bývá velmi nízká. Permanentní magnety a stacionární pole elektromagnetů se nacházejí mimo rámec našeho zájmu.The biological effects of magnetic, both stationary and, above all, pulsed fields are well known and based on them have been constructed a number of devices, of which we are interested in pulse magnetic field generators with therapeutic applicators in the form of coils of various shapes, with cores and more often air. The magnetic induction of such devices ranges from negligible values up to tenths of T, but are usually of the order of tens of mT. The frequencies are determined by the biological effects and the technical design of the power switching elements and coils and range from Hz to hundreds of Hz, usually in the order of tens to tens of Hz, with pulses of different frequencies and different pulse duty cycles often combined in time. Generally, small demands are placed on the shape of the pulse generated by the pulsed magnetic field and the higher steepness of the rising and falling edges of the pulses is an exception, yet the intensity of the electric field induced by Faraday's law is very low. Permanent magnets and stationary fields of electromagnets are beyond our interest.

Elektroléčba a elektrostimulace realizovaná přímým zaváděním elektrických proudů do těla prostřednictvím invazivních 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 zařízení. 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/cm². Frekvence i tvary pulzů jsou velmi rozmanité. Rozlišují se nízkofrekvenční procedury (o frekvencích řádově několika desetin Hz až do několika stovek Hz) a tzv. středofrekvenční procedury s frekvencemi alespoň 1000 Hz, častěji 2500 až 8000 Hz. Pulzy jsou unipolámího i bipolámího tvaru, sinusového, rektangulámího, triangulámího, lichoběžníkového a dalších tvarů. Časté jsou vícestupňové modulace i využití interferenčních jevů. Cílem je dosáhnout léčebně významného dráždění dráždivých struktur nervu a svalu a tím působit analgeticky, ionizačně, myorelaxačně, selektivně nervově-stimulačně, myostimulačně jak na zdravé, tak i denervované svaly. Je nutné se zmínit i o elektrostimulaci vnitřních orgánů, kterou se doplňuje, kompenzuje nebo nahrazuje absentující nervové řízení.Electrotherapy and electrostimulation by direct introduction of electrical currents into the body by means of invasive electrodes (inserted inside the tissues) and non-invasive electrodes (applied to the skin) have a long tradition and wide applicability. Voltage sources, usually with a voltage of several V to hundreds of V, are used in a limited way, rather electrodiagnostically or inexpensive devices. More frequently, current sources are associated with numerous protections against loss of electrode contact. The achieved current densities are expressed in the order of tenths to units of mA / cm ² . The frequency and shapes of the pulses are very varied. A distinction is made between low-frequency procedures (with frequencies of the order of several tenths of Hz up to several hundreds of Hz) and so-called mid-frequency procedures with frequencies of at least 1000 Hz, more often 2500 to 8000 Hz. The pulses are unipolar and bipolar, sinus, rectangular, triangular, trapezoidal and other. Multistage modulations as well as the use of interference phenomena are common. The aim is to achieve therapeutically significant irritation of the irritant structures of the nerve and muscle and thus to act analgesically, ionizing, myorelaxating, selectively nerve-stimulating, myostimulating on both healthy and denervated muscles. It is also necessary to mention electrostimulation of internal organs, which supplements, compensates or replaces the absence of nerve control.

- 1 CZ 8945 Ul- 1 CZ 8945 Ul

Léčebné a biostimulační účinky světla jsou rovněž velmi dobře známy a setkáváme se s nimi v medicíně v podobě léčebných aplikací plynných i polovodičových biostimulačních laserů, vyzařovačů s luminiscenčními diodami, lamp s polarizovaným polychromatickým světlem, ozařovačů z oboru UV, jakož i IR. Tato zařízení produkují kontinuální i časově proměnné světelné toky s impulzy nejrůznějších tvarů, frekvencí i intenzit.The therapeutic and biostimulatory effects of light are also well known and are encountered in medicine in the form of therapeutic applications of gaseous and semiconductor biostimulation lasers, luminescent diode emitters, polarized polychromatic light lamps, UV emitters as well as IR. These devices produce continuous and time-varying luminous fluxes with impulses of various shapes, frequencies and intensities.

Kombinace světla, zvláště pásma NIR, a magnetického pulzního pole používá ve svých léčebných aplikátorech německá, později švýcarská firma ELEC-SYSTEM. Kombinaci zařízení pro léčbu magnetickým polem a léčbu pomocí vyzařovačů světla, které obklopují cívku elektromagnetu uplatňuje rovněž firma AMBIKO, Rožnov pod Radhoštěm, CZ, na základěThe combination of light, especially the NIR band, and the magnetic pulse field is used in their medical applicators by the German, later Swiss company ELEC-SYSTEM. AMBIKO, Rožnov pod Radhoštěm, CZ also applies a combination of equipment for magnetic field treatment and treatment with light emitters that surround the electromagnet coil.

Užitného vzoru CZ 5212, druh dokumentu Ul, název Užitného vzoru „Fotomagnetický stimulátor hojení“. Jsou popsány kombinace stálých permanentních mikromagnetů a světla luminiscenčních diod (spis SU 1697847 AI), jakož i kombinace skupin vyzařovačů v podobě luminiscenčních diod, obklopených stálým (permanentním) prstencovým magnetem (spis RU 2 033825 Cl). Známa jsou četná řešení kontaktně-elektroléčebných přístrojů i zařízení pro elektroléčbu a elektrostimulaci. Významná a známá jsou i technická řešení elektromagnetických stimulátorů s úzkými, různě modulovanými impulzy určená pro stimulaci kostního růstu a hojení zlomenin a pakloubů (pocházející většinou od amerického profesora Bassetta), jakož i zařízení podobného principu, pro která byly vypracovány metodiky léčby artróz a chondromalacií, a která jsou spojena s názvem těchto metodik PST (Pulsed Signál Therapy) a jménem Dr. Markolla.Utility model CZ 5212, document type Ul, utility model title "Photomagnetic healing stimulator". Combinations of permanent permanent micromagnets and luminescent diode light (SU 1697847 A1) are described, as well as combinations of luminescent diode emitter groups surrounded by a permanent (permanent) ring magnet (RU 2 033825 C1). Numerous solutions of contact-electrotherapy devices and devices for electrotherapy and electrostimulation are known. Technical solutions of electromagnetic stimulators with narrow, differently modulated pulses designed to stimulate bone growth and healing of fractures and articular joints (mostly from the American professor Bassett), as well as similar-principle devices for which arthrosis and chondromalacia treatment methods have been developed and which are associated with the name of these Pulsed Signal Therapy (PST) methodologies and Markolla.

Biologické působení magnetických polí, elektrických proudů i světla jsou dostatečně a dlouhodobě známy a bohatě dokladovány množstvím zpráv z lékařské i biofyzikální literatury.The biological effects of magnetic fields, electric currents and light are well known and well documented in the long term and abundantly documented by numerous reports from medical and biophysical literature.

Podstata technického řešeníThe essence of the technical solution

Nedostatky dosavadního stavu techniky do značné míry odstraňuje přístroj pro simultánní distanční pulzní elektroterapii a fototerapii, které jsou realizované prostřednictvím elektro25 magnetické a optické stimulace procesů hojení tkání a ovlivňování bolesti, podle tohoto technického řešení. Na elektronický generátor úzkých impulzů elektrického napětí rozličných deterministických i stochastických frekvencí je svými dvěma výstupy napojen speciálně řešený výkonový spínací člen a rovněž na zesilovač. Na výkonový spínací člen je svými dvěma výstupy dále napojena vzduchová prstencová cívka a na zesilovač jsou dále svými vstupy napojeny jak sada luminiscenčních diod s červenými světelnými toky, tak i sada luminiscenčních diod s infračervenými světelnými toky. Světelné výstupy těchto sad luminiscenčních diod jsou dále napojeny na vstupní část polarizačního filtru. Přitom vzduchová prstencová prstencová cívka, sada luminiscenčních diod s červenými světelnými toky i sada luminiscenčních diod s infračervenými světelnými toky jsou umístěny uvnitř aplikátoru diskového tvaru. Ten je uzavřen z ěelní aplikační strany průsvitnou plastovou izolační kruhovou deskou. Z boků a zvláště ze strany protilehlé čelní aplikační ploše ještě i kovovým elektromagneticky stínícím pláštěm. Ten je na protilehlé zadní straně aplikátoru ještě doplněn další elektromagneticky stínící kovovou kruhovou deskou. Podstata spočívá v tom, že elektronický generátor úzkých impulzů elektrického napětí vyváří prostřednictvím speciálně řešeného výkonového spínacího členu ve vzduchové prstencové cívce významně strmé kvazirektangulámí pulzy magnetického pole, prostřednictvím jehož rychlých časových změn se v blízkých tkáních, prosycených nízkointenzitním magnetickým tokem, indukují elektrická pole významných intenzit a na základě individuální vodivosti protékají tkáněmi i úzkoimpulzní elektrické proudy, přičemž je takto magneticky, ale především elektricky ovlivňovaná léčená tkáň zároveň (simultánně) podrobována účinku světelného toku, vytvářeného dvěma vzájemně se prolínajícími maticemi elektroluminisceněních diod, jednak z červené, ajednak z blízké infračervené oblasti světelného spektra, kdy světlo těchto diod, polarizované planámím polarizačním filtrem, víceméně rovnoměrně pokrývá kruhovou plochu vymezenou průměrem vnitřku vzduchové prstencové cívky, zabudované v kovovém elektromagneticky stínícím plášti aplikátoru tvaru válce - resp.The device for simultaneous distance pulse electrotherapy and phototherapy, which are realized by electro25 magnetic and optical stimulation of tissue healing and pain management processes according to the present invention, largely eliminates the drawbacks of the prior art. To the electronic generator of narrow voltage pulses of various deterministic and stochastic frequencies is connected by its two outputs specially designed power switching element and also to the amplifier. An air ring coil is further coupled to the power switch via its two outputs, and a set of luminescent diodes with red light fluxes as well as a set of luminescent diodes with infrared light fluxes are connected to the amplifier via their inputs. The light outputs of these luminescent diode sets are further connected to the input portion of the polarizing filter. The air annular coil, the set of luminescent diodes with red light fluxes and the set of luminescent diodes with infrared light fluxes are located inside the disc-shaped applicator. It is closed from the application side by a transparent plastic insulating round plate. On the sides and in particular on the side facing the application surface, a metallic electromagnetically shielding jacket is also provided. It is on the opposite back of the applicator supplemented with another electromagnetically shielding metal circular plate. The essence is that the electronic narrow voltage generator generates significantly steep quasi-rectangular pulses of the magnetic field through a specially designed power switching element in the air ring coil, through which rapid changes of time induce significant intensities in nearby tissues saturated with low-intensity magnetic flux. and on the basis of individual conductivity, narrow-impulse electrical currents flow through the tissues, whereby the magnetized but above all electrically influenced treated tissue is simultaneously (simultaneously) subjected to the luminous flux generated by two interconnecting matrices of electroluminescent diodes, both red and near infrared light spectrum, where the light of these diodes, polarized by a flame polarizing filter, more or less uniformly covers a circular surface defined by the diameter of the inside of the air ring coil, embedded in the metal electromagnetically shielding housing of the cylinder-shaped applicator, respectively.

disku, přiloženém k povrchu léčené oblasti, a krytém z této aplikační strany ještě průsvitnouof the disc applied to the surface of the treatment area and covered from this application side still translucent

-2CZ 8945 Ul plastovou izolační kruhovou deskou, přičemž světlo luminiscenčních diod je rovněž pulzního charakteru plně identického s pulzy elektrickými, což je zabezpečeno napájením ze stejného generátoru přes odpovídající zesilovač.The light of the luminescent diodes is also of a pulse character fully identical to the electrical pulses, which is ensured by powering from the same generator via the corresponding amplifier.

Přehled obrázků na výkresechBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Technické řešení je blíže představeno příslušnými obrázky - výkresy.The technical solution is presented in more detail by the respective pictures - drawings.

Na obrázku 1 je znázorněno zjednodušené principiální blokové a konstrukční schéma technického řešení; na obrázku 2 je vyjádřeno principiální technické vytvoření aplikátoru.Figure 1 shows a simplified principal block and structural diagram of the invention; Figure 2 shows the principle technical design of the applicator.

Příklad provedeníExemplary embodiment

Přístroj pro simultánní distanční pulzní elektroterapii a fototerapii, realizované prostřednictvím elektromagnetické a optické stimulace procesů hojení tkání a ovlivňování bolesti, jehož principiální zapojení je znázorněno na obrázku J a řešení aplikátoru na obrázku 2, má jako základní řídicí část elektronický generátor 1 úzkých impulzů elektrického napětí rozličných deterministických i stochastických frekvencí, který je svými dvěma výstupy napojen jak na speciálně řešený výkonový spínací člen 2, tak i na zesilovač 3. Budicí elektrický signál ze speciálně řešeného výkonového spínacího členu 2 je pak přiváděn na vzduchovou prstencovou cívku 4, která vytváří časově proměnné elektromagnetické pole, jež je schopno v oblasti svého působení dále indukovat elektrická napětí a v elektricky vodivém prostředí i elektrické proudy. Zároveň je elektrický signál ze zesilovače 3 napojen jak na sadu luminiscenčních diod 5 s červenými světelnými toky, tak i na sadu luminiscenčních diod 6 s infračervenými světelnými toky. Sady luminiscenčních diod 5, 6 fungují v tomto provedení jako převodníky elektrického signálu na signály optické. Tyto optické signály jsou pak přivedeny na vstup polarizačního filtru 7, takže výstupní optické signály tohoto polarizačního filtru 7 představují červený i infračervený optický zářivý tok nejen modulovaný podle frekvence elektronického generátoru L, ale též tok polarizovaný. Technické řešení aplikátoru 8 přístroje pro simultánní distanční pulzní elektroterapii a fototerapii je dále provedeno tak, že diody ze sad 5 a 6 luminiscenčních diod jsou vzájemně rovnoměrně proloženy v čelní rovině aplikátoru 8 a umístěny uvnitř prostoru vymezeného vzduchovou prstencovou cívkou 4 tvaru mezikruží, přičemž vlastní aplikátor 8 přístroje je uzavřen jak průsvitnou plastovou izolační kruhovou deskou 9 (z čelní strany), tak i kovovým elektromagneticky stínícím pláštěm 11, zesíleným na protilehlé zadní straně aplikátoru 8 ještě další elektromagneticky stínící kovovou kruhovou deskou 10, zvyšující odrušení nežádoucího elektromagnetického smogu.Apparatus for simultaneous distance pulse electrotherapy and phototherapy, implemented through electromagnetic and optical stimulation of tissue healing and pain management processes, whose principal connection is shown in Figure J and the applicator solution in Figure 2, has as an essential control component an electronic generator 1 of narrow pulses of various voltage voltages deterministic and stochastic frequencies, which are connected by its two outputs both to the specially designed power switching element 2 and to the amplifier 3. The excitation electric signal from the specially designed power switching element 2 is then applied to the air ring coil 4, which generates time-varying electromagnetic a field capable of further inducing electric voltages in its field of action and electric currents in an electrically conductive environment. At the same time, the electrical signal from the amplifier 3 is connected both to the set of luminescent diodes 5 with red light fluxes and to the set of luminescent diodes 6 with infrared light fluxes. In this embodiment, the luminescent diode sets 5, 6 function as electrical signal to optical signal converters. These optical signals are then applied to the input of the polarizing filter 7 so that the output optical signals of this polarizing filter 7 represent both red and infrared optical radiation flux not only modulated according to the frequency of the electronic generator L, but also polarized flux. The technical solution of the applicator 8 of the device for simultaneous distance pulse electrotherapy and phototherapy is further realized in that the diodes from the sets 5 and 6 of the luminescent diodes are interspersed equally in the front plane of the applicator 8 and placed inside the space defined by the annular air coil 4. 8 of the apparatus is closed by both a transparent plastic insulating ring plate 9 (from the front) and a metal electromagnetic shielding sheath 11, reinforced on the opposite back of the applicator 8, yet another electromagnetically shielding metal ring plate 10, increasing interference suppression of undesirable electromagnetic smog.

Claims

35 1. Apparatus for simultaneous distance pulse electrotherapy and phototherapy, implemented by electromagnetic and optical stimulation of tissue healing and pain management processes, characterized in that it is connected to the electronic generator (1) of narrow voltage pulses of different deterministic and stochastic frequencies by its two outputs per power switching element (

2) as well as the amplifier (

3), wherein the power switching member (2) is

40 the air ring coil (

4) and the amplifier (3) are further connected with their inputs both a set of luminescent diodes (5) with red light fluxes and a set of luminescent diodes (6) with infrared light fluxes, the light outputs of these sets of luminescent diodes (5, 6) they are further connected to the input part of the polarizing filter (7) and, at the same time, the air ring coil (4), a set of luminescent diodes (5) with red light fluxes

A set of luminescent diodes (6) with infrared luminous fluxes is located inside a disc-shaped applicator (8) enclosed by a translucent plastic insulating ring plate (9) and on the sides and in particular on the opposite face of the application area. also with a metal electromagnetically shielding sheath (11), which is supplemented on the opposite rear side of the applicator (8)

5 another electromagnetically shielding metal circular plate (10).