RU2045969C1

RU2045969C1 - Apparatus for thermal stimulation

Info

Publication number: RU2045969C1
Authority: RU
Inventors: С.А. Капустин; В.В. Кедровский; С.В. Разумов; В.Н. Дроздов; Г.Г. Камарьян; Ю.А. Мисюра
Original assignee: Капустин Сергей Александрович
Priority date: 1992-05-21
Filing date: 1992-05-21
Publication date: 1995-10-20

Abstract

FIELD: medical engineering. SUBSTANCE: object this invention is individual therapeutic treatment of various diseases according to patient's biological rhythm. This apparatus includes movable infra-red radiators, pulse sensor, control unit and working panel. Control unit incorporates control circuit, timer, shift register, generator and power control circuit. Control circuit, generator, timer and pulse sensor are connected to input of shift register whose output is connected to input of power control circuit. Timer is connected to control circuit and generator. Input of power control circuit is connected to radiators. EFFECT: more sophisticated design. 4 dwg

Description

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к устройствам для инфракрасного излучения, и применяется в терапии. The invention relates to medical equipment, namely to devices for infrared radiation, and is used in therapy.

Известно устройство для облучения тела, которое содержит ряд установленных вдоль панели излучателей и блок питания [1]
Недостатком этого устройства является то, что излучатели установлены неподвижно, а также то, что они включаются все одновременно, что не позволяет эффективно воздействовать на пациента.A device for irradiating a body is known, which comprises a series of emitters installed along the panel and a power supply [1]
The disadvantage of this device is that the emitters are installed motionless, as well as the fact that they turn on all at the same time, which does not allow you to effectively act on the patient.

Известно устройство для инфракрасного облучения, которое содержит установленный в панели излучатель и блок питания, при этом панель выполнена с возможностью поворота [2] Это позволяет менять место облучения. Однако это неудобно, если необходимо подвергнуть облучению всю поверхность тела пациента. A device for infrared irradiation is known, which comprises an emitter and a power supply installed in the panel, and the panel is rotatable [2] This allows you to change the location of the irradiation. However, this is inconvenient if it is necessary to irradiate the entire surface of the patient's body.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является аппарат для облучения, содержащий ряд установленных на панели с возможностью их продольного и поперечного перемещения излучателей, блок питания, блок управления и датчик пульса [3]
К недостаткам известного устройства относится то, что мощность всех излучателей при воздействии одинакова, отсутствует обратная биологическая связь через фотоплетизмограф.The closest in technical essence to the proposed is an apparatus for irradiation, containing a number of mounted on the panel with the possibility of longitudinal and transverse movement of the emitters, power supply, control unit and pulse sensor [3]
The disadvantages of the known device include the fact that the power of all emitters when exposed is the same, there is no biological feedback through photoplethysmograph.

Задача на решение которой направлено предлагаемое изобретение состоит в том, чтобы разработанный аппарат термостимуляции можно было использовать для терапии различных заболеваний с возможностью индивидуализации и оптимизации воздействия инфракрасным излучением на конкретного больного, т.е. аппарат должен обладать соответствующими для этого и варьируемыми в заданных, достаточно широких пределах техническими характеристиками. The problem to which the invention is directed is that the developed thermal stimulation apparatus can be used to treat various diseases with the possibility of individualizing and optimizing the effect of infrared radiation on a particular patient, i.e. the device must have the appropriate technical characteristics for this and varied within the given, rather wide limits.

Технический результат, который может быть получен при осуществлении изобретения это осуществление воздействия облучения в биологической связи человека. The technical result that can be obtained by carrying out the invention is the implementation of the effects of radiation in the biological connection of man.

Это достигается тем, что в аппарате термостимуляции, включающем ряд установленных на панели с возможностью перемещения инфракрасных излучателей, датчик пульса и блок управления с рабочей панелью, блок управления содержит схему управления, таймер, сдвиговый регистр, генератор и схему регулятора мощности, при этом схема управления, таймер, генератор и датчик пульса соединены с входом сдвигового регистра, выход которого подключен к входу схемы регулятора мощности, таймер соединен со схемой управления и генератором, а выход схемы регулятора мощности соединен с излучателями. This is achieved by the fact that in the thermostimulation apparatus, including a number of infrared emitters mounted on the panel with the ability to move, a pulse sensor and a control unit with a working panel, the control unit contains a control circuit, a timer, a shift register, a generator and a power regulator circuit, while the control circuit , the timer, the generator and the heart rate sensor are connected to the input of the shift register, the output of which is connected to the input of the power controller circuit, the timer is connected to the control circuit and the generator, and the controller output power is coupled to the emitters.

Изобретательский уровень предлагаемого аппарата термостимуляции доказывается тем, что совокупность существенных признаков приводит к тому, что схема регулятора мощности, а также наличие сдвигового регистра и связь его с датчиком пульса позволяют использовать аппарат для терапевтического воздействия при индивидуальных и оптимальных режимах каждому пациенту. В предлагаемом устройстве эффективность воздействия повышается за счет синхронизации излучения с одним из сигналов физиологической составляющей от фотоплетизмографа. Так как нервные окончания восприимчивы прежде всего к низкочастотным колебаниям, предлагается вариант физического воздействия с тенденцией к низкочастотной модуляции излучения. The inventive step of the proposed thermostimulation apparatus is proved by the fact that the combination of essential features leads to the fact that the power regulator circuit, as well as the presence of a shift register and its connection with the heart rate sensor, make it possible for the patient to use the apparatus for therapeutic treatment under individual and optimal conditions. In the proposed device, the effectiveness of the impact increases due to the synchronization of radiation with one of the signals of the physiological component from the photoplethysmograph. Since nerve endings are susceptible primarily to low-frequency fluctuations, a variant of physical exposure with a tendency to low-frequency modulation of radiation is proposed.

На фиг. 1 изображена структурная схема предлагаемого аппарата; на фиг.2 циклограмма работы сдвигового регистра в режиме "Автом"; на фиг. 3 циклограмма работы сдвигового регистра в режиме "Пульс"; на фиг.4 аппарат, общий вид. In FIG. 1 shows a structural diagram of the proposed apparatus; figure 2 the sequence diagram of the shift register in the "Auto"; in FIG. 3 cyclogram of the shift register in the "Pulse" mode; figure 4 apparatus, General view.

Предлагаемый аппарат термостимуляции содержит панель 1 управления, сдвиговый регистр 2, схему 3 управления, таймер 4, датчик 5 пульса, усилитель 6, генератор 7, схему 8 регулятора мощности, верхний облучатель 9, нижний облучатель 10 и блок питания 11. При этом схема 3 управления, таймер 4, генератор 7 и датчик 5 пульса с усилителем 6 соединены со сдвиговым регистром 2, выход которого подключен к входу схемы 8 регулятора мощности, таймер 4 соединен со схемой 3 управления и генератором 7, а выход схемы 8 регулятора мощности соединен с облучателями 9 и 10. Блок питания 11 подключен к соответствующим элементам структурной схемы. The proposed apparatus for thermal stimulation includes a control panel 1, a shift register 2, a control circuit 3, a timer 4, a pulse sensor 5, an amplifier 6, a generator 7, a power regulator circuit 8, an upper irradiator 9, a lower irradiator 10 and a power supply 11. In this case, circuit 3 control, timer 4, generator 7 and pulse sensor 5 with amplifier 6 are connected to a shift register 2, the output of which is connected to the input of power regulator circuit 8, timer 4 is connected to control circuit 3 and generator 7, and the output of power regulator circuit 8 is connected to irradiators 9 and 10. Block p Italy 11 is connected to the corresponding elements of the structural diagram.

Аппарат работает следующим образом. The device operates as follows.

В автоматическом режиме работы, задаваемом сигналом "Автом", поступающим с панели управления 1 на сдвиговый регистр 2, после прихода разрешающего сигнала со схемы управления 3, вырабатываемого при поступлении на ее вход сигнала "Пуск" с панели управления 1, на семи выходах сдвигового регистра 2 последовательно устанавливается сигнал лог. "1". Направление "пробегания" лог. "1" на выходах регистра 2 (от старшего разряда к младшему или наоборот) определяется сигналами "Вправо" или "Влево", поступающими с панели управления 1. Период перемещения лог."1" из одного разряда в следующий на выходе регистра 2 равен 0,1 с и задается тактовой частотой 10 Гц, поступающей с генератора 7. В автоматическом режиме сдвиговый регистр 2 работает как кольцевой сдвиговый регистр, т.е. осуществляется автоматический перенос лог."1" из младшего разряда в старший или наоборот (в зависимости от выбранного режима работы "Вправо" или "Влево"). Работа регистра 2 в режиме "Автом" показана на фиг.2. In the automatic operation mode set by the “Auto” signal coming from the control panel 1 to the shift register 2, after the receipt of the enable signal from the control circuit 3, generated when the “Start” signal from the control panel 1 arrives at its input, on the seven outputs of the shift register 2 sequentially sets the signal log. "1". The direction of "running" log. "1" at the outputs of register 2 (from the highest to the lowest level or vice versa) is determined by the signals "Right" or "Left" from the control panel 1. The period of movement of the log. "1" from one bit to the next at the output of register 2 is 0 , 1 s, and is set to a clock frequency of 10 Hz from the oscillator 7. In automatic mode, shift register 2 operates as a circular shift register, i.e. automatic transfer of log. "1" from the least significant to the senior or vice versa (depending on the selected operating mode "Right" or "Left"). The operation of the register 2 in the "Auto" mode is shown in figure 2.

Остановка работы регистра 2 происходит при поступлении сигнала "Стоп" с панели управления 1 или сигнала с таймера 4, задающего продолжительность работы установки, на схему управления 3, которая снимает сигнал разрешения работы регистра 2. Установка таймера 4 производится с панели управления 1 в интервале 5-60 мин с дискретом 5 мин. С таймера на панель управления 1 поступает сигнал счета времени с частотой 1/60 Гц для индикации на двухразрядном цифровом индикаторе панели управления 1 текущего времени работы установки. Задающей частотой для таймера 4 является сигнал с генератора 7. The stop of the operation of register 2 occurs when a “Stop” signal is received from the control panel 1 or a signal from the timer 4 that sets the duration of the installation to the control circuit 3, which removes the enable signal from the register 2. The timer 4 is set from the control panel 1 in the interval 5 -60 min with a discretion of 5 min. From the timer, the control panel 1 receives a signal of the time counter with a frequency of 1/60 Hz to indicate on the two-digit digital indicator of the control panel 1 the current operating time of the installation. The reference frequency for timer 4 is the signal from the generator 7.

В режиме запуска установки с частотой пульса пациента с панели управления 1 на сдвиговый регистр 2 поступает сигнал "Пульс", устанавливающий соответствующий режим его работы. При этом после поступления разрешающего сигнала со схемы управления 3, вырабатываемого после прихода сигнала "Пуск" с панели управления 1 на схему управления 3, запуск сдвигового регистра 2 производится в ждущем режиме при поступлении импульса "Пульс" с усилителя 6. Сигнал "Пульс" вырабатывается при прохождении пульсовой волны в пальце пациента, которое определяется с помощью датчика пульса 5, закрепляемого на пальце руки пациента. Усилитель 6 усиливает и согласует сигнал датчика с входом регистра 2. При пуске регистра 2 сигнал лог."1" на его выходах последовательно перемещается от младшего разряда к старшему или наоборот (в зависимости от режима "Вправо" или "Влево"), и регистр устанавливается в исходное состояние до прихода очередного импульса "Пульс". Продолжительность работы, как и в режиме "Автом", задается таймером 4 или может быть прервана сигналом "Стоп" с панели управления 1. In the installation start-up mode with the patient’s pulse rate, the “Pulse” signal is received from the control panel 1 to the shift register 2, which sets the corresponding mode of its operation. In this case, after the receipt of the enabling signal from the control circuit 3, generated after the arrival of the Start signal from the control panel 1 to the control circuit 3, the shift register 2 is started in standby mode when the pulse is received from the amplifier 6. The pulse signal is generated when passing a pulse wave in the patient’s finger, which is determined using the pulse sensor 5, mounted on the finger of the patient’s hand. Amplifier 6 amplifies and matches the sensor signal with the input of register 2. When register 2 is started, the signal log. "1" at its outputs moves sequentially from the least significant to the highest or vice versa (depending on the "Right" or "Left" mode), and the register is set to its initial state before the arrival of the next pulse "Pulse". The duration of work, as in the "Auto" mode, is set by a timer 4 or can be interrupted by the signal "Stop" from the control panel 1.

Работа регистра 2 в режиме "Пульс" показана на фиг.3. The operation of the register 2 in the "Pulse" mode is shown in Fig.3.

Выходные разряды сдвигового регистра 2 соединены с соответствующими входами семи тиристорных ключей, расположенных в схеме 8 регулятора мощности, выполненного на тиристорных ключах. При поступлении сигнала лог."1" на вход тиристорного ключа происходит зажигание соединенной с его выходом пары ламп верхнего 9 или нижнего 10 облучателей. Регулятор мощности схемы 8 в соответствии с заданным с пульта управления 1 режимом (50 или 100%) устанавливает яркость свечения ламп облучателей 9, 10. The output bits of the shift register 2 are connected to the corresponding inputs of the seven thyristor switches located in the circuit 8 of the power controller, made on the thyristor switches. When a signal of logic "1" arrives at the input of the thyristor switch, a pair of lamps of the upper 9 or lower 10 illuminators connected to its output is ignited. The power regulator of circuit 8 in accordance with the mode set from the control panel 1 (50 or 100%) sets the brightness of the glow of the irradiator lamps 9, 10.

Блок питания 11 вырабатывает необходимые для работы электронных схем установки напряжения: +15В, -15В, +5В, а также выпрямленное напряжение 220 В для питания ламп облучателей и переменное напряжение 3В, 50 Гц для работы схемы регулятора мощности 8. The power supply 11 generates the necessary voltage for the operation of electronic circuits: + 15V, -15V, + 5V, as well as a rectified voltage of 220 V for powering the irradiator lamps and an alternating voltage of 3V, 50 Hz for the operation of the power regulator circuit 8.

Инфракрасное излучение (ИКИ) это электромагнитное излучение в диапазоне от 1 мм до 770 нм=1Е-9 к. Infrared radiation (IKI) is electromagnetic radiation in the range from 1 mm to 770 nm = 1E-9 K.

Наиболее достоверным в механизме биологического действия является многообразие факторов, теоретическая основа которых базируется на теории поглощения, нейро-рефлекторном и теории резонанса волнового поля. В результате воздействия происходит стимуляция биологических систем организма вследствие поглощения световоспринимающими и светорегу- лирующими системами. Диапазон поглощения находится в пределах длины волны красного цвета. Происходит поступательное повышение активности фермента каталазы и цитохромоксидазы, оказывающих стимулирующее действие на окислительно-восстановительные процессы, синтез коллогена, РНК и ряда ферментов. Также развиваются физико-химические преобразования на клеточном и тканевом уровнях. Энергия фактора поглощения различными тканями избирательна и оказывает специфическое действие, активируя нейро-рефлекторный аппарат кожи, запуская ряд рефлекторных реакций и процессов биорегуляции на разных уровнях нервной системы. The most reliable in the mechanism of biological action is a variety of factors, the theoretical basis of which is based on absorption theory, neuro-reflex and wave field resonance theory. As a result of exposure, the biological systems of the body are stimulated due to absorption by light-sensing and light-regulating systems. The absorption range is within the red wavelength. There is a progressive increase in the activity of the enzyme catalase and cytochrome oxidase, which have a stimulating effect on redox processes, synthesis of collogen, RNA and a number of enzymes. Physicochemical transformations are also developing at the cellular and tissue levels. The energy of the absorption factor by various tissues is selective and has a specific effect, activating the neuro-reflex apparatus of the skin, triggering a number of reflex reactions and bioregulation processes at different levels of the nervous system.

В целом ИК-лучи проникают в ткани организма глубже, чем другие виды световой энергии до 2-3 см, что вызывает прогрев всей толщи кожи и отчасти подкожных образований. Прямое действие ИКИ ограничивается участком облучения, но оно непосредственно распространяется и на весь организм в целом. Местное прогревание в зоне облучения прежде всего действует на терморецепторы кожи и практически сразу вызывает реакцию ее сосудов. Вначале возникает рефлекторный спазм, который быстро сменяется расширением сосудов кожи и усилением кровотока в них. В ходе процедуры появляется эритема, постепенно исчезающая после прекращения облучения, сопровождающаяся повышением проницаемости сосудов. Увеличивается уровень тканевого обмена, активизируются окислительно-восстановительные процессы. Интенсивные нагревания кожи приводят к распаду ее белковых молекул и высвобождению биологически активных, в том числе гистоминно подобных, веществ, что способствует расширению сосудов и повышению проницаемости их стенок. Появившаяся местная реакция обуславливает развитие сегментарных и генерализованных ответов. In general, infrared rays penetrate deeper into body tissues than other types of light energy up to 2-3 cm, which causes heating of the entire thickness of the skin and partly subcutaneous formations. The direct effect of IKI is limited to the irradiation site, but it directly extends to the whole organism as a whole. Local heating in the irradiation zone primarily affects the thermoreceptors of the skin and almost immediately causes a reaction of its vessels. Initially, a reflex spasm occurs, which is quickly replaced by vasodilation of the skin and increased blood flow in them. During the procedure, erythema appears, gradually disappearing after the cessation of irradiation, accompanied by an increase in vascular permeability. The level of tissue metabolism increases, oxidation-reduction processes are activated. Intensive heating of the skin leads to the breakdown of its protein molecules and the release of biologically active, including histamine-like substances, which contributes to the expansion of blood vessels and increase the permeability of their walls. The local reaction that has arisen determines the development of segmental and generalized responses.

Циркуляция крови даже при небольшом повышении ее температуры влияет на центральные структуры вегетативной нервной системы, обуславливая развитие генерализованной сосудистой реакции, проявляющейся повышенным потоотделением, усилением и учащением сердечных сокращений, изменением ритма динамики и т.д. Генерализованное действие ИКИ, кроме того, проявляется антиспатическим действием, в частности на гладкомышечные органы брюшной полости, что, как правило, сопровождается подавлением болевых ощущений, особенно при воспалительных процессах. Однако такое воздействие обладает довольно быстрой адаптацией, в силу сложившейся в процессе оптофилогинеза-физиологической реакции к солнечным лучам, значительная часть которых находится в инфракрасном спектре излучения. Blood circulation even with a slight increase in its temperature affects the central structures of the autonomic nervous system, causing the development of a generalized vascular reaction, manifested by increased sweating, increased and increased heart rate, a change in the rhythm of dynamics, etc. The generalized effect of IKI, in addition, is manifested by an antispatic effect, in particular on the smooth muscle organs of the abdominal cavity, which, as a rule, is accompanied by the suppression of pain, especially in inflammatory processes. However, this effect has a rather quick adaptation, due to the physiological reaction formed during the optophilogynezis process to sunlight, a significant part of which is in the infrared radiation spectrum.

В целом лечебный эффект ИКИ реализуется в выраженном анальгезирующем и противовоспалительном действии, ускорении обратного развития воспалительных процессов, повышении тканевой регенерации, местной сопротивляемости и противоинфекционной защите. In general, the therapeutic effect of IKI is realized in a pronounced analgesic and anti-inflammatory effect, accelerating the reverse development of inflammatory processes, increasing tissue regeneration, local resistance and anti-infection protection.

Для получения большего диапазона специфического термостимулирующего эффекта источники излучения располагаются в виде определенных геометрических фигур, с повторением биоэнергетического контура. Таким образом, учитывая наличие нейро-рефлекторной обоснованности взаимосвязи ритма внешнего воздействия с динамической организацией биологической системы от фотоплетизмографа, данная система позволяет создать программу по разработке целого класса терапевтических приборов, позволяющих не только повысить эффективность воздействия, но и вести непрерывный контроль психо-физиологического состояния пациента в ходе всей процедуры. To obtain a wider range of specific thermostimulating effect, the radiation sources are arranged in the form of certain geometric figures, with a repetition of the bioenergy circuit. Thus, given the presence of neuro-reflex validity of the relationship between the rhythm of external exposure and the dynamic organization of the biological system from the photoplethysmograph, this system allows you to create a program to develop a whole class of therapeutic devices that can not only increase the effectiveness of the impact, but also continuously monitor the patient's psycho-physiological state throughout the procedure.

Claims

THERMAL STIMULATION DEVICE, including a number of infrared emitters mounted on a panel with the ability to move, a pulse sensor and a control unit with a work panel, characterized in that the control unit contains a control circuit, a timer, a shift register, a generator and a power regulator circuit, while the control circuit, the generator , the timer and the heart rate sensor are connected to the input of the shift register, the output of which is connected to the input of the power regulator circuit, the timer is connected to the control circuit and the generator, and the output of the power regulator circuit aws connected to the emitter.