RU2707354C2 - Device for therapeutic action of electromagnetic waves on biological object - Google Patents

Abstract

FIELD: medicine.

SUBSTANCE: invention relates to medical equipment. For this purpose, in a device for electromagnetic action on a biological object, comprising series-connected clock generator, a unit for generating quasi-random control signals, a modulator with a timer, a microwave signal generator, Microwave channel, a radiating antenna, additionally a multi-frequency signal generator unit and an information signal generator unit are connected, which are connected by outputs to the control voltage generating unit, as well as signal separator connected in series with the modulator, a unit of amplifier keys and a magnetic belt, wherein each output of the signal separator channel is connected by means of an amplifier key to the emitter in the magnetic belt.

EFFECT: technical result consists in expansion of spectrum of correcting action on biological object due to low-frequency action of variable magnetic field of non-thermal intensity, and also modulation of microwave radiation and magnetic field by modulating signal, pre-recorded information signals of audio frequency.

1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к физиотерапевтическим аппаратам, использующим электромагнитные поля и предназначено для применения в научно-исследовательских и лечебно-профилактических учреждениях, а также при лечении на дому.The invention relates to medical equipment, namely to physiotherapeutic apparatuses using electromagnetic fields and is intended for use in research and medical institutions, as well as in home treatment.

Известно устройство низкочастотного магнитоимпульсного терапевтического аппарата, использующего электромагнитное поле для воздействия на состояние биологического объекта по патенту RU 137200 U1, которое выполнено для минимизации расхода схемотехнических ресурсов в виде однокристального микроконтроллера, наделенного функцией формирователя длительности и формы импульсов и содержит узел питания, формирователь импульсов, регулятор частоты импульсов, усилитель импульсов, рабочий индуктор локального воздействия, источник калиброванной частоты и регулятор частоты импульсов, имеющего выход через цифроаналоговый преобразователь на усилитель импульсов, подключенный к рабочему индуктору, причем микроконтроллер наделен функцией исходно и тонко настроенного программного синтеза целевых импульсов, имеющих универсальное лечебно-эффективное сочетание их укороченной миллисекундной длительности, например не более нескольких миллисекунд, и сглаженной формы с уменьшенной крутизной фронта и среза в сравнении с прямоугольной формой, например, с приближением к форме нервного импульса организма. Усилитель импульсов выполнен в виде импульсного усилителя, имеющего транзисторную, например, каскадно-параллельную схему с усилением импульсов до амплитудной величины, задающей щадящее низкоэнергетическое лечебное воздействие рабочим индуктором, а регулятор частоты импульсов обладает возможностью регулирования в широком диапазоне частот.A device is known for a low-frequency magnetopulse therapeutic apparatus using an electromagnetic field to influence the state of a biological object according to patent RU 137200 U1, which is designed to minimize the consumption of circuit resources in the form of a single-chip microcontroller endowed with the function of a shaper of the duration and shape of the pulses and contains a power unit, pulse shaper, controller pulse frequencies, pulse amplifier, working local inductor, calibrated h source the frequency and the frequency controller of the pulses having an output through a digital-to-analog converter to a pulse amplifier connected to a working inductor, and the microcontroller is endowed with the function of initially and finely tuned program synthesis of target pulses having a universal treatment-effective combination of their shortened millisecond duration, for example, no more than a few milliseconds, and a smoothed shape with a reduced slope of the front and the slice in comparison with a rectangular shape, for example, with approaching the shape of the nervous imp body pulse. The pulse amplifier is made in the form of a pulse amplifier having a transistor, for example, cascade-parallel circuit with pulse amplification up to an amplitude value that specifies a gentle low-energy therapeutic effect by the working inductor, and the pulse frequency controller has the ability to control in a wide frequency range.

Достоинством известного устройства является его простота и возможность низкочастотного воздействия переменного или «бегущего» магнитного поля нетепловой интенсивности при различных параметрах сигнала.The advantage of the known device is its simplicity and the possibility of low-frequency exposure to an alternating or “traveling” magnetic field of non-thermal intensity at various signal parameters.

Известно также физиотерапевтическое устройство сверхвысокочастотного излучения по патенту RU 2179465 С1, содержащее блок излучения, блок генераторов, блок управления, блок питания, блок задания режимов, блок коммутации и блок индикации. Блок излучения выполнен в виде конусного отражателя из токопроводящего материала с размещенными внутри него проводниками и замкнутыми контурами, проходящими через ферритовые кольца, причем оси проводников образуют многогранный конус, и снабжен сменной насадкой, установленной на его выходе и закрытой радиопрозрачным материалом. Блок задания режимов группой выходов связан с входом блока управления, который первой группой выходов подключен к управляющим входам блока коммутации, второй группой выходов - к блоку индикации, а третьей - к входу блока питания. Блок питания выходами связан с входами питания блока задания режимов, блока управления, блока индикации, блока коммутации и блока генераторов, который первой группой выходов подключен к входам блока излучения, выполненного сменным, второй группой выходов - к блоку индикации, а выходы блока коммутации связаны с входами блока генераторов.Also known is a physiotherapeutic device for microwave radiation according to patent RU 2179465 C1, comprising a radiation unit, a generator unit, a control unit, a power supply unit, a mode setting unit, a switching unit and an indication unit. The radiation unit is made in the form of a conical reflector made of conductive material with conductors placed inside it and closed circuits passing through ferrite rings, and the axis of the conductors form a multifaceted cone, and is equipped with a replaceable nozzle installed at its output and closed by a radio-transparent material. The mode setting block by the group of outputs is connected to the input of the control unit, which is connected by the first group of outputs to the control inputs of the switching unit, the second group of outputs - to the display unit, and the third - to the input of the power supply. An output power supply unit is connected to power supply inputs of a mode setting unit, a control unit, an indication unit, a switching unit and a generator unit, which is connected by the first group of outputs to the inputs of the radiation unit, which is removable, the second group of outputs - to the indication unit, and the outputs of the switching unit are connected to inputs of the generator block.

Достоинством описанного устройства является его простота и возможность СВЧ воздействия переменного или «бегущего» поля нетепловой интенсивности при различных параметрах сигнала.The advantage of the described device is its simplicity and the possibility of microwave exposure to an alternating or “traveling” field of non-thermal intensity at various signal parameters.

Недостатком известных устройств является отсутствие возможности использования в качестве модулирующих сигналов заранее записанных информационных сигналов звуковой частоты.A disadvantage of the known devices is the inability to use pre-recorded information signals of sound frequency as modulating signals.

Наиболее близким аналогом по совокупности существенных признаков, принятым за прототип, является устройство для стимуляции и/или коррекции функционального состояния биологического объекта по патенту RU 2033211 С1, содержащее последовательно включенные модулятор, генератор сверхвысокой частоты, антенный тракт и излучатель, а также блок формирования управляющего напряжения, при этом генератор сверхвысокой частоты включает управляемый реактивный элемент и усилитель мощности, тактовый генератор, блок формирования импульсных квазислучайных управляющих сигналов, первый выход которого связан с установочным входом модулятора, а управляющий вход последнего сообщен с первым выходом блока формирования управляющего напряжения, к установочному, счетному и входу выбора режима работы которого подключены второй, третий и четвертый выходы блока формирования импульсных квазислучайных управляющих сигналов, первый вход которого связан с выходом тактового генератора.The closest analogue to the set of essential features adopted for the prototype is a device for stimulating and / or correcting the functional state of a biological object according to patent RU 2033211 C1, which contains a modulator, a microwave generator, an antenna path and an emitter, as well as a control voltage generating unit wherein the microwave generator includes a controllable reactive element and a power amplifier, a clock generator, a pulsed quasi- random generation unit control signals, the first output of which is connected to the installation input of the modulator, and the control input of the latter is communicated with the first output of the control voltage generation unit, to the installation, counting and operation mode selection input of which the second, third and fourth outputs of the pulse-forming quasi random control signal generation unit are connected, the first whose input is connected to the output of the clock generator.

Достоинством прототипа является обеспечение устойчивого воздействия на биологический объект за счет модулированного СВЧ сигнала нетепловой мощности. Устройство обеспечивает лечебное воздействие на биологический объект при различных первоначальных отклонениях от нормы.The advantage of the prototype is to provide a sustainable impact on a biological object due to the modulated microwave signal of non-thermal power. The device provides a therapeutic effect on a biological object with various initial deviations from the norm.

Недостатками прототипа являются:The disadvantages of the prototype are:

- отсутствие возможности низкочастотного воздействия переменного или «бегущего» магнитного поля нетепловой интенсивности;- the lack of the possibility of low-frequency exposure to an alternating or “running” magnetic field of non-thermal intensity;

- отсутствие возможности использования в качестве модулирующих сигналов заранее записанных информационных сигналов звуковой частоты.- the inability to use as modulating signals pre-recorded information signals of audio frequency.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является расширение спектра лечебного воздействия одним аппаратом за счет возможности совместной терапии низкочастотным переменным электромагнитным полем (магнитная терапия) и высокочастотным переменным электромагнитным полем (СВЧ терапия) нетепловой интенсивности, а также модуляции СВЧ и/или магнитной терапии модулирующим сигналом, заранее записанными информационными сигналами звуковой частоты.The task to which the invention is directed is to expand the spectrum of therapeutic effects with one device due to the possibility of joint therapy with a low-frequency alternating electromagnetic field (magnetic therapy) and a high-frequency alternating electromagnetic field (microwave therapy) of non-thermal intensity, as well as modulation of microwave and / or magnetic therapy modulating signal, pre-recorded information signals of sound frequency.

Задача решается за счет того, что в известном устройстве для терапевтического воздействия электромагнитными волнами на биологический объект, содержащем последовательно связанные тактовый генератор, блок формирования квазислучайных управляющих сигналов, модулятор с таймером, генератор СВЧ сигнала, СВЧ тракт, антенну-излучатель, дополнительно установлены блок многочастотного генератора сигналов и блок генератора информационных сигналов, связанные выходами с блоком формирования управляющего напряжения, а также установлены связанные последовательно с модулятором разделитель сигнала, блок ключей-усилителей и магнитный пояс, при этом каждый выход канала разделителя сигналов связан посредством ключа-усилителя с излучателем в магнитном поясе.The problem is solved due to the fact that in the known device for the therapeutic effect of electromagnetic waves on a biological object, containing a sequentially coupled clock generator, a unit for generating quasi-random control signals, a modulator with a timer, a microwave signal generator, a microwave path, an antenna emitter, a multi-frequency unit is additionally installed the signal generator and the information signal generator block, connected by the outputs to the control voltage generating unit, and also connected in series with the modulator, a signal splitter, a block of amplifier keys and a magnetic belt, with each output of the channel of the signal splitter connected via an amplifier key to an emitter in the magnetic belt.

Установка дополнительного магнитного пояса, блока ключей-усилителей, разделителя сигналов и блока многочастотного генератора сигналов позволяет обеспечить низкочастотное комфортное воздействие на пациента переменного или «бегущего» электромагнитного поля нетепловой интенсивности. Установка блока генератора информационных сигналов позволяет обеспечить аппарату модуляцию СВЧ излучения и электромагнитного поля модулирующим сигналом заранее записанными информационными сигналами звуковой частоты.The installation of an additional magnetic belt, a block of key amplifiers, a signal splitter and a block of a multi-frequency signal generator makes it possible to provide a low-frequency comfortable effect on a patient of an alternating or “traveling” electromagnetic field of non-thermal intensity. Installation of the information signal generator block allows the apparatus to modulate microwave radiation and the electromagnetic field with a modulating signal in advance of recorded sound frequency information signals.

Таким образом, возможности аппарата повышаются за счет расширения терапевтических функций с разного вида электромагнитными волнами:Thus, the capabilities of the apparatus are enhanced by expanding therapeutic functions with different types of electromagnetic waves:

1) низкочастотное воздействие переменного или бегущего электромагнитного поля нетепловой интенсивности при различных параметрах сигнала, в том числе модулированных с помощью заранее записанных информационных сигналов звуковой частоты, например, классической музыки;1) low-frequency exposure to an alternating or traveling electromagnetic field of non-thermal intensity at various signal parameters, including modulated using pre-recorded information signals of sound frequency, for example, classical music;

2) высокочастотное воздействие электромагнитного поля нетепловой интенсивности при различных параметрах сигнала, в том числе модулированных с помощью заранее записанных информационных сигналов звуковой частоты, например, классической музыки;2) the high-frequency effect of an electromagnetic field of non-thermal intensity at various signal parameters, including modulated using pre-recorded information signals of sound frequency, for example, classical music;

3) совместное воздействие низкочастотного и высокочастотного электромагнитного поля нетепловой интенсивности при различных параметрах сигнала, в том числе модулированных с помощью заранее записанных информационных сигналов звуковой частоты, например, классической музыки.3) the combined effects of low-frequency and high-frequency electromagnetic fields of non-thermal intensity at various signal parameters, including modulated using pre-recorded information signals of sound frequency, for example, classical music.

В условиях лечебного учреждения или домашних аппарат используется для восстановления энергии и укрепления иммунной системы, снятия боли и улучшения общего состояния, преодоления стрессов и депрессий, улучшения кровообращения и т.п.In the conditions of a medical institution or home, the apparatus is used to restore energy and strengthen the immune system, relieve pain and improve general condition, overcome stress and depression, improve blood circulation, etc.

Сущность заявляемого технического решения поясняется чертежом, на котором изображена блок-схема устройства для терапевтического воздействия электромагнитными волнами на биологический объект.The essence of the claimed technical solution is illustrated by the drawing, which shows a block diagram of a device for the therapeutic effect of electromagnetic waves on a biological object.

Устройство для терапевтического воздействия электромагнитными волнами на биологический объект содержит последовательно связанные тактовый генератор 1, блок формирования квазислучайных управляющих сигналов 2, блок формирования управляющего напряжения 3, таймер 4 и модулятор 5, генератор СВЧ 6, СВЧ тракт 7, антенну-излучатель 8, блок многочастотного генератора сигналов 9, блок генератора информационных сигналов 10, разделитель сигнала 11, блок ключей-усилителей 12, магнитный пояс 13. Выход тактового генератора 1 подключен к входу блока формирования квазислучайных управляющих сигналов 2. Выходы блока формирования квазислучайных управляющих сигналов 2, блока многочастотного генератора сигналов 9, блока генераторов информационных сигналов 10 подключены к входам блока формирования управляющих напряжений 3. Выходы блока формирования управляющих напряжений 3 и таймера 4 подключены к входам модулятора 5. Выходы модулятора 5 подключены с входами генератора СВЧ 6 и разделителя сигнала 11. Выход генератора СВЧ 6 подключен к входу СВЧ тракта 7, выход СВЧ тракта 7 подключен к входу антенны-излучателя 8. Выходы разделителя сигналов 11 подключены к входам блока ключей-усилителей 12, выходы блока усилителей-ключей 12 подключены к входам магнитного пояса 13.A device for the therapeutic effect of electromagnetic waves on a biological object contains a sequentially connected clock 1, a unit for generating quasi random control signals 2, a unit for generating a control voltage 3, a timer 4 and a modulator 5, a microwave generator 6, a microwave path 7, an emitter antenna 8, a multi-frequency unit signal generator 9, information signal generator block 10, signal splitter 11, amplifier-key block 12, magnetic belt 13. The output of clock generator 1 is connected to the input of the block quasi-random control signals 2. The outputs of the quasi-random control signals generation unit 2, the multi-frequency signal generator unit 9, the information signal generators unit 10 are connected to the inputs of the control voltage generation unit 3. The outputs of the control voltage generation unit 3 and timer 4 are connected to the inputs of the modulator 5. Outputs the modulator 5 is connected to the inputs of the microwave generator 6 and the signal splitter 11. The output of the microwave generator 6 is connected to the input of the microwave path 7, the output of the microwave path 7 is connected to the input of the antenna-radiation Atelier 8. The outputs of the signal splitter 11 are connected to the inputs of the block of amplifiers-keys 12, the outputs of the block of amplifiers-keys 12 are connected to the inputs of the magnetic belt 13.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

В соответствии с инструкцией по пользованию аппаратом и необходимым лечением выбирают режим работы устройства. На блок формирования управляющего напряжения 3 могут поступать сигналы различных форм, которые зависят от: блока формирования квазислучайных управляющих сигналов 2 (использующий тактовый генератор 1), блока многочастотного генератора сигналов 9 или блока генератора информационных сигналов 10. Сигнал, приходящий в блок формирования управляющего напряжения 3 модулируется в модуляторе 5 в зависимости от выбранной врачом или пациентом формы модуляции и поступает на вход генератора СВЧ 6, модулируя его частоту для получения квазислучайного сигнала СВЧ в заданной полосе частот, например от 3 до 5 ГГц, который в дальнейшем посредством СВЧ тракта 7 передается к антенне излучателю 8 и излучается на биообъект. Одновременно сигнал с блока формирования управляющего напряжения 3 поступает на модулятор 5, модулируется и поступает на разделитель сигнала 11, причем на этой стадии - это сигнал в частотном диапазоне 10 Гц-30 кГц. Сигнал с разделителя сигнала 11 поступает на блок ключей-усилителей 12 и поступает на магнитные катушки магнитного пояса 13. Работа по таймеру осуществляется с помощью таймера 4.In accordance with the instructions for using the device and the necessary treatment, the mode of operation of the device is selected. The control voltage generating unit 3 can receive signals of various shapes, which depend on: a quasi random control signal generating unit 2 (using a clock generator 1), a multi-frequency signal generator unit 9, or an information signal generator unit 10. The signal arriving at the control voltage generating unit 3 modulated in modulator 5, depending on the modulation form chosen by the doctor or patient, and fed to the input of the microwave generator 6, modulating its frequency to obtain a quasi-random system drove the microwave in a given frequency band, for example from 3 to 5 GHz, which is then transmitted through the microwave path 7 to the antenna emitter 8 and is radiated to the biological object. At the same time, the signal from the control voltage generating unit 3 is supplied to the modulator 5, modulated and fed to the signal splitter 11, and at this stage it is a signal in the frequency range of 10 Hz-30 kHz. The signal from the signal splitter 11 enters the block of key amplifiers 12 and enters the magnetic coils of the magnetic belt 13. Work on the timer is carried out using timer 4.

В результате воздействия низкочастотного и/или высокочастотного электромагнитного поля нетепловой интенсивности при различных параметрах сигнала, модулированных с помощью заранее записанных информационных сигналов звуковой частоты, например, классической музыки, имеет стохастический характер, возникает лечебное воздействие на биологический объект, которое для млекопитающих, например, выражается в позитивном влиянии на опухоли, проявлении анестезиологических ощущений и т.д. В случае с растениями происходит, например, локализация и существенное уменьшение аномального развития тканей. При работе с клеточной тканью осуществляется стимулирующее воздействие. Аналогичные позитивные результаты также имели место при воздействии на человека.As a result of exposure to a low-frequency and / or high-frequency electromagnetic field of non-thermal intensity for various signal parameters, modulated using pre-recorded information signals of sound frequency, for example, classical music, has a stochastic character, there is a therapeutic effect on a biological object, which for mammals, for example, is expressed in a positive effect on tumors, the manifestation of anesthetic sensations, etc. In the case of plants, for example, localization and a significant reduction in abnormal tissue development occur. When working with cell tissue, a stimulating effect is carried out. Similar positive results have also occurred in human exposure.

Техническая реализация заявленного технического решения осуществляется с использованием широко известных электрических схем, например:Technical implementation of the claimed technical solution is carried out using widely known electrical circuits, for example:

1) тактовый генератор 1, блок формирования квазислучайных управляющих сигналов 2, блок формирования управляющего напряжения 3, таймер 4, разделитель сигнала 11, блок ключей-усилителей 12, блок многочастотного генератора сигналов 9 - В.П. Дьяконов, Генерация и генераторы сигналов. Москва, 2009. и Шустов М.А., Схемотехника. 500 устройств на аналоговых микросхемах. - СПб.: Наука и Техника, 2013. - 352 с.1) a clock generator 1, a block for generating quasi-random control signals 2, a block for generating a control voltage 3, a timer 4, a signal splitter 11, a block of amplifier keys 12, a block of a multi-frequency signal generator 9 - V.P. Dyakonov, Generation and signal generators. Moscow, 2009. and Shustov M.A., Circuitry. 500 devices on analog microcircuits. - St. Petersburg: Science and Technology, 2013 .-- 352 p.

2) блок генератора информационных сигналов 10 -представляет собой проигрыватель mp3 файлов с карты расширения, например: http://cxem.net/mc/mc52.php.2) the block of the generator of information signals 10 is a player of mp3 files from the expansion card, for example: http://cxem.net/mc/mc52.php.

3) модулятор 5, генератор СВЧ 6, СВЧ тракт 7 - готовые СВЧ устройства в отдельных корпусах фирмы Mini-Circuits.3) modulator 5, microwave generator 6, microwave path 7 - finished microwave devices in separate Mini-Circuits enclosures.

4) антенна-излучатель 8 - Устройства СВЧ и антенны: учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений / Е.И. Нефедов. -М.: Издательский центр «Академия», 2009. - 384 с.4) antenna emitter 8 - Microwave devices and antennas: textbook. allowance for students. higher textbook. institutions / E.I. Nefedov. -M.: Publishing Center "Academy", 2009. - 384 p.

5) магнитный пояс 13 - С.И. Кузнецов, Электромагнетизм, учебное пособие, издательство ТПУ, Томск, 2006.5) magnetic belt 13 - S.I. Kuznetsov, Electromagnetism, study guide, TPU publishing house, Tomsk, 2006.

Предприятием изготовлены опытные образцы, которые успешно прошли испытания в тренировочном процессе спортсменов-биатланистов.The enterprise has made prototypes that have successfully passed tests in the training process of biathlete athletes.

Таким образом, заявляемое компоновочное решение устройства для терапевтического воздействия электромагнитными волнами на биологический объект по заявленному техническому решению значительно повышает эксплуатационные характеристики физиотерапевтического аппарата за счет расширения спектра электромагнитного воздействия за счет переменного или «бегущего» низкочастотного электромагнитного поля нетепловой интенсивности, с возможностью использования в качестве модулирующих сигналов заранее записанные информационные сигналы звуковой частоты.Thus, the claimed layout solution of the device for therapeutic exposure by electromagnetic waves to a biological object according to the claimed technical solution significantly increases the operational characteristics of the physiotherapeutic apparatus by expanding the spectrum of electromagnetic effects due to the variable or "running" low-frequency electromagnetic field of non-thermal intensity, with the possibility of use as modulating signals pre-recorded information signals to sound oic frequency.

Claims (1)

Устройство для терапевтического воздействия электромагнитными волнами на биологический объект, содержащее последовательно связанные тактовый генератор, блок формирования квазислучайных управляющих сигналов, модулятор с таймером, генератор СВЧ сигнала, СВЧ тракт, антенну-излучатель, отличающееся тем, что дополнительно установлены блок многочастотного генератора сигналов и блок генератора информационных сигналов, связанные выходами с блоком формирования управляющего напряжения, а также установлены связанные последовательно с модулятором разделитель сигнала, блок ключей-усилителей и магнитный пояс, при этом каждый выход канала разделителя сигналов связан посредством ключа-усилителя с излучателем в магнитном поясе.A device for the therapeutic effect of electromagnetic waves on a biological object, containing a sequentially connected clock generator, a unit for generating quasi-random control signals, a modulator with a timer, a microwave signal generator, a microwave path, an emitter antenna, characterized in that a multi-frequency signal generator block and a generator block are additionally installed information signals associated with the outputs of the control voltage generating unit, and also connected in series with the mode a signal splitter, an amplifier key block and a magnetic belt, each output of the signal splitter channel being connected by means of a key amplifier to an emitter in the magnetic belt.

Images