В. Зубчук, Л. Худякова, м. Київ

Описано новий апарат для магнітної терапії – маг-нітостімулятор МС-92м, створений на кафедрі фізичної та біомедичної електроніки національного технічного університету Україні. Наведено опису функціональної і принципової схем приладу.

В даний час з-за надмірного застосування в різних галузях народного господарства хімічних речовин різко збільшилася алергізація і захворюваність населення. Використання в сучасній медицині великої кількості хіміопрепаратів посилило ці явища. Тому і виникла потреба у використанні безмедикаментозних засобів терапії, серед яких важливе місце займає терапія низькочастотним електричним і магнітним полями.

 

 

Впливу магнітних полів ведуть до таких лікувальних ефектів, як протизапальний, протівоотеч-ний, знеболюючий і стимулюючий регенерацію тканини. Зокрема, магнітним полем лікують судинні захворювання, захворювання нервової системи, хвороби суглобів та хребта, травми та їх наслідки, термічні поразки, а також використовують лікування магнітним полем в гінекології, дерматології, урології.

В даний час в країнах СНД серійно виробляється апарат «Полюс-1» [1], розроблений на ВНИИМПом. Апарат призначений для місцевого лікувального впливу односпрямованим низькочастотним змінним магнітним полем. «Полюс-1» має три види індукторів: з П-об-різним і прямим сердечниками і порожнинної індуктор. Лікування проводять за допомогою одного або двох змінних індукторів, що встановлюються поперечно або продольно. Регулюють магнітну інтенсивність 4 ступені. Індукція магнітного поля (МП) 25-35 мТл. МП швидко згасає і на відстані 5-6 см від індуктора майже відсутня. Апарат працює в безперервному і переривистому режимах.

Інший апарат – «Полюс-101» призначений для впливу змінним магнітним полем на кінцівки. Індуктори до нього виконані у вигляді двох соленоїдів. Один з них індукує змінне магнітне поле частотою 700 Гц, інший частотою 1000 Гц. Максимальна індукція в центрі соленоїда становить 1,5 мТл, у внутрішніх його стінок -2,5 мТл. На кожній наступній ступені індукція збільшується на 25%.

Р.П. Кікуті і Д.К. Міллерс розробили пристрій для магнітотерапії, яке забезпечує багаторазове вплив магнітного поля на тіло людини з високою точністю просторової орієнтації і можливістю контролю за станом пацієнта в процесі лікування [2].

В Японії створено апарат для магнітотерапії «Магні-ТАЙЗЕР». Інтенсивність генерується їм магнітного поля 50-80 мТл. Існує кілька моделей «Магнітайзер»: М-Р1 призначений для двухелектродний сеансів; М-МХ-матрац, що складається з трьох незалежних частин з двома електродами в кожній, електроподушкі і ручного переносного електрода; переносний прилад М-Р використовується для контакту електродів з будь-якою частиною тіла і призначений для стаціонарних і амбулаторних умов.

У Румунії для магнітотерапії використовують апарат «Магнітодіафлюкс», забезпечений двома індукторами-соленоїдами діаметром 30 і 60 см і забезпечує переривчастий режим Магнітотерапевтичний впливу.

В Італії експлуатується апарат «Ронсфор», що складається з індуктора з програмним управлінням, кушетки для хворого і індуктора-соленоїда, що пересувається уздовж кушетки. Індукція магнітного поля 2,8 мТл.

В Україні створено зразок апарату «ЕЯ», що генерує магнітне поле від 2,5 до 10 мТл. Розроблено установка "УМТ-1" для створення магнітного поля 5-30 мТл і частоти 1-100 Гц; генератор імпульсного магнітного поля "Алімпій-1" і "3везда-3", індукція магнітного поля 0,05-2,5 мТл, частота проходження імпульсів 1-1000 Гц [3].

На кафедрі фізичної та біомедичної електроніки Національного технічного університету України КПІ розроблено новий апарат для магнітної терапії-магнітостімулятор "МС-92м". Він призначений для терапевтичного впливу на організм людини постійним і змінним магнітним полем індукцією 5-30 мТл. Прилад має два індуктора з діаметром робочої поверхні 36 мм. Портативність та електробезпека приладу

 

 

 

 

дозволяють лікувати хворих не тільки в умовах стаціонару, а й в амбулаторно-клінічних мережах, на дому.

Важливими параметрами серійних апаратів даного класу є, зокрема, максимальне значення індукції електромагнітного поля, споживана апаратом енергія, коефіцієнт корисної дії, маса і габаритні розміри, а також собівартість і продажна ціна виробу. Це визначає умови широкого впровадження апаратів в практичну медицину та їх конкурентоспроможність на ринку виробів медичної техніки.

На рис.1 наведена функціональна схема магніто-стимулятора "МС-92м". Він складається з генератора лінійно-змінює напругу 1, блоку перемикачів режимів 2, що задає 3, блоку формування сигна

лов (БФС) 4, блоку посилення 5, індукторів I і II (6 і 7), блоку контролю 8, блоку живлення 9.

Після включення живлення генератор лінійно-змінює напруги виробляє періодичний сигнал трикутної форми з періодом проходження 20 с, який надходить на вхід блоку перемикачів режимів і далі на вхід генератора, що задає у вигляді сигналу управління частотою генерації. Залежно від положення перемикачів режимів роботи ставить генератор видає фіксовану частоту F, змінні частоти 1-F або 90 100 Гц. Вихідні імпульси з задаючого генератора надходять в блок формування сигналів (БФС), який представляє собою ППЗУ з ультрафіолетовим стиранням. У БФС в цифровій формі закодовані 16 форми сигналів.

 

 

 

 

Цифрові коди з ППЗУ надходять на цифроаналоговий перетворювач, на виході якого формується апроксимовані кусочно-постійної функцією аналоговий сигнал одного періоду вихідних імпульсів. Аналоговий сигнал з виходу БФС надходить до блоку посилення, який підсилює ці сигнали по потужності з навантаженням на індуктори I і II (блоки 6 і 7), перетворюють його в магнітне поле певної форми, частоти і індукції.

Блок контролю дозволяє візуально спостерігати за робочими параметрами частоти і індукції електромагнітного поля, які виробляються приладом в обох каналах. Для установки тривалості тієї чи іншої процедури прилад забезпечений таймером.

Генератор ленейно-змінює напруги (рис.2) побудований на операційному підсилювачі DA1. Резистором R2 можна регулювати рівень зміщення пилоподібного на напруги щодо нульового потенціалу, а змінним резистором R7 – період прямування.

Блок перемикання режимів являє собою набір дільників напруги, які включаються за допомогою перемикачів F (режим фіксованого частоти), 1-F (режим плаваючою регульованою частоти), 90-100 (режим плаваючою нерегульованої частоти).

Запросах генератор (рис.2) побудований на операційному підсилювачі DA2. Залежно від положення перемикачів режимів генератор виробляє таку частоту, яка відповідає на виході приладу сигналам обраної форми з фіксованою частотою F або змінними 1-F, 90-100 Гц. Змінний резистор R10 служить для підстроювання потрібної частоти.

Блок формування сигналів (рис.2) складається з циф-роаналогового перетворювача (схеми інверторів D10, набір прецизійних резисторів R19-R31), ППЗУ (D9), двійкового лічильника (D8), тригера (D6.1), інверторів (D4.2, D4.3) і перемикачів «1» – «4», «Пауза».

Залежно від положення перемикачів «1» – «4» формується адреса, що визначає, з якої області пам'яті ППЗУ вибирається сигнал необхідної форми. При цьому двійковий код з лічильника D8 і частота з задаючого генератора надходять в ППЗУ і визначають поточну адресу осередків, в яких записані коди ординат зчитує сигналу. Коди сигналу з виходу ППЗУ перетворюються на аналогову форму цифроаналоговим перетворювачем і надходять у блок підсилення.

Перемикач «Пауза», тригер D6.1 та інвертори D4.2, D4.3 задають режим, в якому вихідна частота необхідної форми сигналу зменшується в два рази, тобто після кожного сигналу обраної форми слід пауза тривалістю в один період сигналу.

Блок посилення (рис.2) складається з попереднього підсилювача (D11.1, D11.2) і двох ідентичних каналів вихідних підсилювачів потужності, що забезпечують керування робочими індукторами L1 і L2 (D11.3, V5, V6, V14, V15 та D11.4, V7, V8, V16, V17). Перемикач «Інверсія» дає можливість перемикати полярність індуктора L1 і забезпечувати синфазний або протівофазний режим по відношенню до індуктора L2. За допомогою здвоєних змінних резисторів R1.1, R1.2 і R2.1, R2.2 можна регулювати величини індукції в кожному з каналів незалежно.

Блок контролю 8 (рис.2) включає в себе міліамперметр РА, транзистор V13, динамік, перемикач «Канал 1», «Канал 2», «В», «F».

Перемикачі «F» і «В» забезпечують комутацію контрольованих значень частоти і індукції імпульсів електромагнітного поля по кожному з каналів. Динамік служить для звукової сигналізації роботи приладу для зручності обслуговуючого персоналу.

Таймер включає в себе тригер D6.2, двійковий лічильник D3, десятковий лічильник з дешифратором на виході D5,

три інвертора (D4.1, D4.2, D4.3), перемикачі «Старт» та «Час процедури».

Перемикачем «Старт» тригер D6.2 встановлюється в стан балка. "0", дозволяючи роботу лічильників D3, D5. Сигнал з виходу генератора, побудованого на елементі DA1, подається на вхід двійкового лічильника D3. Внаслідок цього кожні 2,5 хв на лічильник з дешифратором D5 через інвертор D4.1 надходить позитивний перепад, і на першому виході лічильника D5 через 5 хв встановлюється рівень балка. 'Т, а на інших виходах – рівні лог. "0". Кожен наступний позитивний перепад на рахунковому вході зміщує рівень балка. «1» на наступний вихід, а на його місці встановлюється рівень балка. «0». Так продовжується до тих пір, поки позитивний перепад з одного з виходів лічильника не надійде через перемикач «Час процедури» на рахунковий вхід тригера D6.2, який переключається в стан балка. «1». Тим самим блокується робота лічильників D3, D5, і відбувається установка їх у вихідний нульовий стан.

Індуктори L1 і L2 (блоки 6 і 7, рис. 2) представляють собою виносні котушки, які через роз'єм з'єднані з виходами підсилювачів потужності і забезпечують індукцію електромагнітного поля від 0 до 30 мТл.

Проведений комплекс технічних і клінічних випробувань в фізіотерапевтичних відділеннях різних клінік дозволяє зробити висновок про високу ефективність магнітостімулятора при лікуванні широкого класу захворювань. Відсутність побічних ефектів і протипоказань до використання магнітотерапії в клінічній практиці, низька вартість експлуатації апарату, відсутність витратних матеріалів, висока ступінь електробезпеки, відсутність безпосереднього контакту з тілом пацієнта і, отже, виключення можливості перенесення інфекцій обумовлюють широкі перспективи розвитку даного напрями фізіотерапії. Література

1. Самосюк І.З., Фісенко Л.І., Чухраєв Н.В., Ужов С.А., Шимко Г.Є. Електропунктурна діагностика. Вип. 1 .- К.: АТ Укрпрофоздоровниця, 1997.-206с.

2. Застосування штучних магнітних полів в експериментальної і клінічної медицини. Ч. 1. Механізми впливу і відповідні реакції живого організму.: Огляди з електронної техніки. Електроніка СВЧ / Ю.М. Райгород-ський, В.Ф. Горяїнов, Ю.А. Кудрін и др. – М.: ЦНДІ Електроніка, 1987. Вип.4 (1249).

3. Самосюк І.З., Чухраєв Н.В., Шимко Г.Е., Біцон А.В. Терапія електромагнітними хвилями міліметрового діапазону. Вип. 1.2.-К.: НМЦ Медичні інноваційні технології, 1999 .- 216с.