RU111002U1

RU111002U1 - PHYSIOTHERAPY DEVICE

Info

Publication number: RU111002U1
Application number: RU2011128039/14U
Authority: RU
Inventors: Алексей Вадимович Матвеев
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Магнон"
Priority date: 2011-07-07
Filing date: 2011-07-07
Publication date: 2011-12-10

Abstract

Аппарат для физиотерапии, содержащий блок управления, аналого-цифровой преобразователь, аналоговые усилители, датчики съема параметров воздействия, электроды воздействия стимулирующих импульсов, отличающийся тем, что он дополнительно содержит генератор временной манипуляции, задающий генератор, блок гальванической развязки, генератор импульсов заполнения, первый цифроаналоговый преобразователь, второй цифроаналоговый преобразователь, арифметико-логическое устройство, блок защиты от перегрузки, детектор максимальной амплитуды сигнала, при этом первый выход блока управления соединен со входом генератора временной манипуляции, второй выход блока управления соединен со входом задающего генератора, третий выход блока управления соединен с третьим входом блока гальванической развязки, выход генератора временной манипуляции соединен с первым входом блока гальванической развязки, выход задающего генератора соединен со вторым входом блока гальванической развязки, первый выход блока гальванической развязки соединен со входом блока управления, второй выход блока гальванической развязки соединен с первым входом цифроаналогового преобразователя и со входом второго цифроаналогового преобразователя, третий выход блока гальванической развязки соединен со входом генератора импульсов заполнения, выход первого цифроаналогового преобразователя соединен с первым входом арифметико-логического устройства, выход второго цифроаналогового преобразователя соединен со вторым входом арифметико-логического устройства, выход арифметико-логического устройства соединен со входом аналоговых усилителей, выхо� Apparatus for physiotherapy containing a control unit, an analog-to-digital converter, analog amplifiers, sensing sensors, stimulating impulse electrodes, characterized in that it further comprises a temporary manipulation generator, a master oscillator, a galvanic isolation unit, a filling pulse generator, a first digital-to-analog converter, second digital-to-analog converter, arithmetic logic unit, overload protection unit, maximum amplitude detector s Nal, while the first output of the control unit is connected to the input of the temporary manipulation generator, the second output of the control unit is connected to the input of the master oscillator, the third output of the control unit is connected to the third input of the galvanic isolation unit, the output of the temporary manipulation generator is connected to the first input of the galvanic isolation unit, output the master oscillator is connected to the second input of the galvanic isolation unit, the first output of the galvanic isolation unit is connected to the input of the control unit, the second output of the isolation is connected to the first input of the digital-to-analog converter and to the input of the second digital-to-analog converter, the third output of the galvanic isolation unit is connected to the input of the fill pulse generator, the output of the first digital-to-analog converter is connected to the first input of the arithmetic-logic device, the output of the second digital-to-analog converter is connected to the second input of the arithmetic logic device, the output of the arithmetic logic device is connected to the input of analog amplifiers, the output

Description

Полезная модель относится к области медицины, к электротерапевтическим аппаратам для физиотерапии, предназначенным для воздействия электрическим импульсным током с профилактической или лечебной целью для возбуждения или усиления деятельности нервно-мышечного аппарата определенных органов или систем.The utility model relates to the field of medicine, to electrotherapy devices for physiotherapy, intended for exposure to electric pulse current with a prophylactic or therapeutic purpose to excite or enhance the activity of the neuromuscular apparatus of certain organs or systems.

Известен электростимулятор (RU 2277428 С2, 2006), содержащий блок управления, включающий управляющий микроконтроллер и вход сигнала обратной связи, блок связи с управляющей системой, первые вход и выход которого являются первыми входом и выходом электростимулятора соответственно, вторые выход и вход соединены соответственно с первым входом и вторым выходом управляющего микроконтроллера, первый выход которого соединен с входом блока формирования параметров воздействия, и электроды воздействия стимулирующих импульсов, отличающийся тем, что блок управления дополнительно содержит датчики съема параметров воздействия, первый вход которых соединен с третьим выходом управляющего микроконтроллера, второй вход - с выходом блока формирования параметров воздействия, первый выход - с первым входом аналоговых усилителей, а второй выход - является вторым выходом электростимулятора и соединен с электродами воздействия стимулирующих импульсов, при этом вход сигнала обратной связи соединен со вторым входом аналоговых усилителей и является вторым входом электростимулятора.Known electrical stimulator (RU 2277428 C2, 2006), comprising a control unit including a control microcontroller and a feedback signal input, a communication unit with a control system, the first input and output of which are the first input and output of the electric stimulator, respectively, the second output and input are connected respectively to the first the input and second output of the control microcontroller, the first output of which is connected to the input of the block for generating exposure parameters, and the stimulating pulse electrodes, characterized in that The control window additionally contains sensors for measuring the impact parameters, the first input of which is connected to the third output of the control microcontroller, the second input - with the output of the block for generating the parameters of impact, the first output - with the first input of analog amplifiers, and the second output - the second output of the electric stimulator and connected to the electrodes stimulating pulses, while the input of the feedback signal is connected to the second input of analog amplifiers and is the second input of the electric stimulator.

Признаками устройства, совпадающими с признаками заявляемого технического решения, являются блок управления, аналого-цифровой преобразователь, аналоговые усилители, датчики съема параметров воздействия, электроды воздействия стимулирующих импульсов.The signs of the device, which coincide with the features of the proposed technical solution, are the control unit, analog-to-digital converter, analog amplifiers, sensors for measuring the impact parameters, electrodes for stimulating pulses.

Недостатками устройства, препятствующими получению требуемого технического результата, являются следующие. Пределы регулировки параметров импульсов воздействующего на человека электрического тока (длительность импульса, частота следования импульсов, форма импульса) являются сильно ограниченными. Отсутствует возможность регулировки параметров воздействия в широком диапазоне. Отсутствует возможность формирования коротких импульсов с заполнением в связи с тем, что применяется только один управляющий микроконтроллер.The disadvantages of the device that impede the receipt of the required technical result are the following. The limits for adjusting the parameters of the pulses of an electric current acting on a person (pulse duration, pulse repetition rate, pulse shape) are very limited. There is no possibility to adjust exposure parameters in a wide range. There is no possibility of forming short pulses with filling due to the fact that only one control microcontroller is used.

Требования современной медицины при проведении процедур, воздействующих импульсным электрическим током на человека, предполагают индивидуальный подбор параметров электрических импульсов для каждого пациента в зависимости от типа проводимой процедуры, состояния пациента, его ощущений. Причем параметры воздействующих импульсов должны регулироваться в широких диапазонах: длительность импульса от нескольких микросекунд до нескольких секунд, частота следования импульсов от нескольких Гц до сотен КГц, частота заполнения импульса от 1 КГц до 1 МГц, необходимо наличие возможности генерации периодов посылки сигнала с периодами паузы (режим временной манипуляции) с регулировкой времени посылки (паузы) в диапазоне от нескольких микросекунд до нескольких секунд. Вышеперечисленные требования невозможно реализовать в рамках известного технического решения, поскольку в нем присутствует только один управляющий микроконтроллер, который не сможет справиться с формированием необходимой сложной импульсной последовательности, отсутствует возможность генерации импульсов с заполнением. Как следствие - недостаточная эффективность от проводимых процедур.The requirements of modern medicine when carrying out procedures affecting a person by a pulsed electric current imply an individual selection of parameters of electric impulses for each patient, depending on the type of procedure being carried out, the condition of the patient, and his sensations. Moreover, the parameters of the acting pulses must be regulated in wide ranges: the pulse duration from several microseconds to several seconds, the pulse repetition rate from several Hz to hundreds of KHz, the pulse filling frequency from 1 KHz to 1 MHz, it is necessary to be able to generate signal transmission periods with pause periods ( temporary manipulation mode) with the adjustment of the sending time (pause) in the range from several microseconds to several seconds. The above requirements cannot be implemented within the framework of the well-known technical solution, since there is only one control microcontroller in it that cannot cope with the formation of the necessary complex pulse sequence, there is no possibility of generating pulses with filling. As a result - lack of effectiveness from ongoing procedures.

Для объективной оценки отклика на воздействия различных органов и систем человеческого организма достаточно иметь возможность оценки максимальной силы тока, протекающего в цепи пациента. Данные значения необходимы и достаточны, в частности, для построения кривой сила-длительность, определения таких величин как хронаксия и реобаза.For an objective assessment of the response to the effects of various organs and systems of the human body, it is sufficient to be able to assess the maximum current strength flowing in the patient’s circuit. These values are necessary and sufficient, in particular, to construct a force-duration curve, to determine such quantities as chronaxy and rheobase.

Задачей настоящего технического решения является повышение эффективности лечения.The objective of this technical solution is to increase the effectiveness of treatment.

Для решения поставленной задачи предложен аппарат для физиотерапии, содержащий блок управления, аналого-цифровой преобразователь, аналоговые усилители, датчики съема параметров воздействия, электроды воздействия стимулирующих импульсов. При этом аппарат для физиотерапии дополнительно содержит генератор временной манипуляции, задающий генератор, блок гальванической развязки, генератор импульсов заполнения, цифро-аналоговый преобразователь 1, цифро-аналоговый преобразователь 2, арифметико-логическое устройство, блок защиты от перегрузки, детектор максимальной амплитуды сигнала, при этом первый выход блока управления соединен со входом генератора временной манипуляции, второй выход блока управления соединен со входом задающего генератора, третий выход блока управления соединен с третьим входом блока гальванической развязки, выход генератора временной манипуляции соединен с первым входом блока гальванической развязки, выход задающего генератора соединен со вторым входом блока гальванической развязки, первый выход блока гальванической развязки соединен со входом блока управления, второй выход блока гальванической развязки соединен с первым входом цифро-аналогового преобразователя 1 и со входом цифро-аналогового преобразователя 2, третий выход блока гальванической развязки соединен со входом генератора импульсов заполнения, выход цифро-аналогового преобразователя 1 соединен с первым входом арифметико-логического устройства, выход цифро-аналогового преобразователя 2 соединен со вторым входом арифметико-логического устройства, выход арифметико-логического устройства соединен со входом аналоговых усилителей, выход аналоговых усилителей соединен со входом датчиков съема параметров воздействия, первый выход датчиков съема параметров воздействия соединен со входом блока защиты от перегрузки, выход блока защиты от перегрузки соединен со входом электродов воздействия стимулирующих импульсов, второй выход датчиков съема параметров воздействия соединен со входом детектора максимальной амплитуды сигнала, выход детектора максимальной амплитуды сигнала соединен со входом аналого-цифрового преобразователя, выход аналого-цифрового преобразователя соединен с четвертым входом блока гальванической развязки.To solve this problem, an apparatus for physiotherapy is proposed, which contains a control unit, an analog-to-digital converter, analog amplifiers, sensors for detecting exposure parameters, and stimulating impulse electrodes. The apparatus for physiotherapy further comprises a temporary manipulation generator, a master oscillator, a galvanic isolation unit, a fill pulse generator, a digital-to-analog converter 1, a digital-to-analog converter 2, an arithmetic logic device, an overload protection unit, a detector of the maximum signal amplitude, the first output of the control unit is connected to the input of the temporary manipulation generator, the second output of the control unit is connected to the input of the master oscillator, the third output of the control unit I am connected to the third input of the galvanic isolation unit, the output of the temporary manipulation generator is connected to the first input of the galvanic isolation unit, the output of the master generator is connected to the second input of the galvanic isolation unit, the first output of the galvanic isolation unit is connected to the input of the control unit, the second output of the galvanic isolation unit is connected to the first input of the digital-to-analog converter 1 and with the input of the digital-to-analog converter 2, the third output of the galvanic isolation unit is connected to the input of the gene fill pulse generator, the output of the digital-to-analog converter 1 is connected to the first input of the arithmetic-logic device, the output of the digital-to-analog converter 2 is connected to the second input of the arithmetic-logic device, the output of the arithmetic-logic device is connected to the input of analog amplifiers, the output of analog amplifiers is connected to the input of the sensors for measuring the impact parameters, the first output of the sensors for measuring the parameters of the effect is connected to the input of the overload protection unit, the output of the overload protection unit is is dined with the input of the stimulating impulse electrodes, the second output of the pickup sensors is connected to the input of the maximum signal amplitude detector, the output of the maximum signal amplitude detector is connected to the input of the analog-to-digital converter, the output of the analog-to-digital converter is connected to the fourth input of the galvanic isolation unit.

Новый технический результат заключается в повышении эффективности лечения за счет возможности независимой регулировки параметров выходного сигнала в широких пределах (длительность импульса, частота следования импульса, частота заполнения импульса, временная манипуляция) в зависимости от состояния пациента, фиксируемого по максимальной амплитуде тока, протекающего в цепи пациента.A new technical result is to increase the effectiveness of treatment due to the possibility of independent adjustment of the output signal parameters over a wide range (pulse duration, pulse repetition rate, pulse filling frequency, temporary manipulation) depending on the condition of the patient, fixed by the maximum amplitude of the current flowing in the patient circuit .

Полезная модель иллюстрируется рисунком, на котором изображена блок-схема заявленного аппарата для физиотерапии, содержащего блок управления (1), генератор временной манипуляции (2), задающий генератор (3), блок гальванической развязки (4), аналого-цифровой преобразователь (5), цифро-аналоговый преобразователь 1 (6), генератор импульсов заполнения (7), детектор максимальной амплитуды сигнала (8), цифро-аналоговый преобразователь 2 (9), арифметико-логическое устройство (10), аналоговые усилители (11), электроды воздействия стимулирующих импульсов (12), блок защиты от перегрузки (13), датчики съема параметров воздействия (14).The utility model is illustrated in the figure, which shows a block diagram of the claimed apparatus for physiotherapy, containing a control unit (1), a temporary manipulation generator (2), a master oscillator (3), a galvanic isolation unit (4), an analog-to-digital converter (5) , D / A converter 1 (6), fill pulse generator (7), maximum signal amplitude detector (8), D / A converter 2 (9), arithmetic logic device (10), analog amplifiers (11), exposure electrodes stimulating pulses (12), b overload protection lock (13), sensors for measuring impact parameters (14).

Аппарат для физиотерапии устроен и работает следующим образом.The apparatus for physiotherapy is arranged and operates as follows.

Блок управления реализован на микроконтроллере, двухстрочном алфавитно-цифровом индикаторе, светоизлучающих диодах, предназначенных для индикации различных режимов и состояний аппарата, а также клавиатуры, обеспечивающей возможность выбора режимов и изменения текущих параметров воздействия.The control unit is implemented on a microcontroller, a two-line alphanumeric indicator, light-emitting diodes, designed to indicate various modes and conditions of the device, as well as a keyboard, providing the ability to select modes and change the current exposure parameters.

Задающий генератор и генератор временной манипуляции реализованы с помощью микроконтроллера, с использованием встроенных в него таймеров-счетчиков и блоков сравнения/захвата. Использование генератора временной манипуляции позволяет организовать генерацию периодов посылок и пауз импульсов выходного тока, регулируя время посылки (паузы) в диапазоне от нескольких микросекунд до нескольких секунд.The master oscillator and the temporal manipulation generator are implemented using a microcontroller using the built-in timer counters and comparison / capture units. Using a temporary manipulation generator allows you to organize the generation of periods of bursts and pauses of the pulses of the output current, adjusting the time of the burst (pause) in the range from several microseconds to several seconds.

Блок гальванической развязки выполнен на высокоскоростных оптронах, необходим для обеспечения безопасности аппарата в соответствие с требованиями нормативных документов, предъявляемых к изделиям медицинской техники.The galvanic isolation unit is made on high-speed optocouplers, it is necessary to ensure the safety of the device in accordance with the requirements of regulatory documents for medical devices.

Цифро-аналоговый преобразователь 1 предназначен для генерации импульса заданной формы в соответствие с ее табличным представлением, реализован на микросхеме.The digital-to-analog converter 1 is designed to generate a pulse of a given shape in accordance with its tabular representation, implemented on a chip.

Генератор импульсов заполнения реализован с помощью микроконтроллера с использованием встроенных в него таймеров-счетчиков. Позволяет генерировать импульсы, в том числе и в микросекундном диапазоне, с прямоугольным заполнением.The fill pulse generator is implemented using a microcontroller using the built-in timers and counters. Allows you to generate pulses, including in the microsecond range, with a rectangular filling.

Цифро-аналоговый преобразователь 2 предназначен для задания амплитуды импульсов, сформированных цифро-аналоговым преобразователем 1. Реализован на микросхеме.The digital-to-analog converter 2 is intended for setting the amplitude of the pulses generated by the digital-to-analog converter 1. Implemented on a microcircuit.

Арифметико-логическое устройство необходимо для формирования итогового текущего значения амплитуды выходного сигнала в зависимости от значений сигналов, сформированных двумя цифро-аналоговыми преобразователями. Реализовано с помощью микроконтроллера.An arithmetic-logic device is necessary for generating the final current value of the amplitude of the output signal depending on the values of the signals generated by two digital-to-analog converters. Implemented using a microcontroller.

Аналоговые усилители реализованы на дискретных элементах (транзисторах и транзисторных сборках), выходной каскад двухтактный, на полевых транзисторах. Усилители позволяют подавать выходной электрический сигнал на пациента с силой тока до 100 мА.Analog amplifiers are implemented on discrete elements (transistors and transistor assemblies), the output stage is push-pull, on field-effect transistors. Amplifiers allow you to apply an output electrical signal to a patient with a current strength of up to 100 mA.

С помощью цифро-аналоговых преобразователей и аналоговых усилителей возможна реализация сложной импульсной последовательности с регулировкой длительности импульса от нескольких микросекунд до нескольких секунд, частоты следования импульсов от нескольких Гц до сотен КГц, частоты заполнения импульса от 1 КГц до 1 МГц.Using digital-to-analog converters and analog amplifiers, it is possible to realize a complex pulse sequence with adjustable pulse duration from several microseconds to several seconds, pulse repetition rate from several Hz to hundreds of KHz, pulse filling frequency from 1 KHz to 1 MHz.

Блок защиты от перегрузки (в случае короткого замыкания электродов) выполнен на аналоге динистора, состоящего из двух транзисторов.The overload protection unit (in case of a short circuit of the electrodes) is made on the analog of a dynistor consisting of two transistors.

Съем параметров воздействия производится с помощью датчиков съема параметров воздействия, представляющих собой резистивные датчики тока, и детектора максимальной амплитуды сигнала, выполненного на операционном усилителе. Выходной сигнал детектора максимальной амплитуды сигнала оцифровывается с помощью аналого-цифрового преобразователя, реализованного на микросхеме. Полученное значение через блок гальванической развязки принимается блоком управления для отображения на индикаторе и принятия решения о дальнейших лечебных мероприятиях.The exposure parameters are measured using the sensors for measuring the exposure parameters, which are resistive current sensors, and a detector of the maximum amplitude of the signal performed on an operational amplifier. The output signal of the detector of maximum amplitude of the signal is digitized using an analog-to-digital converter implemented on a microcircuit. The obtained value through the galvanic isolation unit is taken by the control unit to display on the indicator and decide on further treatment measures.

С помощью аппарата проводятся процедуры электростимуляции, электроанальгезии и анестезии, процедуры диадинамотерапии, амплипульстерапии, гальванизации и электрофореза лекарственных веществ, интерференцтерапии. Аппарат применяется при разнообразных патологиях в неврологической, терапевтической, педиатрической, рефлексотерапевтической, ангеологической, стоматологической, дерматологической, ЛОР-практике, при хирургических заболеваниях, при врожденной челюстно-лицевой патологии, в гериатрии, гинекологии, эндокринологии. С помощью аппарата может проводиться классическая, расширенная, хронаксиметрическая электродиагностика, рефлексодиагностика.Using the apparatus, electrostimulation, electroanalgesia and anesthesia procedures, diadynamic therapy, amplipulse therapy, galvanization and electrophoresis of medicinal substances, interference therapy are carried out. The device is used for various pathologies in neurological, therapeutic, pediatric, reflexotherapy, angeological, dental, dermatological, ENT practice, surgical diseases, congenital maxillofacial pathology, geriatrics, gynecology, endocrinology. Using the apparatus, classical, advanced, chronaximetric electrodiagnostics, reflexodiagnostics can be carried out.

Заявленное техническое решение будет реализовываться в аппаратах для физиотерапии "Магнон-29Д", "Магнон-ПРБ", "МАГНЭЛИТ" и других аппаратах, разработанных заявителем ООО "Магнон" (г.Екатеринбург).The claimed technical solution will be implemented in the apparatus for physiotherapy "Magnon-29D", "Magnon-PRB", "MAGNELIT" and other devices developed by the applicant LLC "Magnon" (Yekaterinburg).

Claims

Apparatus for physiotherapy containing a control unit, an analog-to-digital converter, analog amplifiers, sensing sensors, stimulating impulse electrodes, characterized in that it further comprises a temporary manipulation generator, a master oscillator, a galvanic isolation unit, a filling pulse generator, a first digital-to-analog converter, second digital-to-analog converter, arithmetic logic unit, overload protection unit, maximum amplitude detector s Nal, while the first output of the control unit is connected to the input of the temporary manipulation generator, the second output of the control unit is connected to the input of the master oscillator, the third output of the control unit is connected to the third input of the galvanic isolation unit, the output of the temporary manipulation generator is connected to the first input of the galvanic isolation unit, output the master oscillator is connected to the second input of the galvanic isolation unit, the first output of the galvanic isolation unit is connected to the input of the control unit, the second output of the isolation is connected to the first input of the digital-to-analog converter and to the input of the second digital-to-analog converter, the third output of the galvanic isolation unit is connected to the input of the fill pulse generator, the output of the first digital-to-analog converter is connected to the first input of the arithmetic-logic device, the output of the second digital-to-analog converter is connected to the second input of the arithmetic logic device, the output of the arithmetic logic device is connected to the input of analog amplifiers, the output analog amplifiers are connected to the input of the sensors for measuring the impact parameters, the first output of the sensors for measuring the parameters of the voltage is connected to the input of the overload protection unit, the output of the block for overload protection is connected to the input of the stimulating impulse electrodes, the second output of sensors for measuring the parameters of the effect is connected to the input of the detector of maximum signal amplitude , the output of the detector of the maximum amplitude of the signal is connected to the input of the analog-to-digital converter, the output of the analog-to-digital converter with single with the fourth input of the galvanic isolation unit.