Электротерапевтическое устройство

 

(s»s А 61 N 1/20, 1!30

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

К) ,О

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным зиакам (21) 4936107/14 (22) 12.05.91 (46) 07.09.93. Бюл. N. 33 — 36 (71) Научно-исследовательский институт материаловедения (72) Дранников Ю,С„Зиновьев К.В. (73) Зиновьев К.В. (54) ЭЛЕКТРОТЕРАПЕВТИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО (57) Использование: для физиотерапевтического лечения ионами серебра. Сущность изобретения: электротерапевтическое -устройство содержит изолирующую подложку, на которой закреплен кремниевый фотоэлемент, содержащий базу р- или и-типа проводимости, фоточувствительный слой противоположного типа проводимости, токосъемные площадки, которые могут располагаться в двух вариантах: на лицевой стороне фотоэлемента и раздельно на лицевой и тыльной сторонах фотоэлемента, образуя соответственно отрицательный и

Изобретение относится к области медицины, в частности к устройствам для физиотерапии, и может быть использовано для воздействия на человека ионами серебра при постоянном токе малой величины.

Известно устройство для ионофореза, включающее источник тока и два электрода, каждый из которых выполнен в виде комбинации проводящего и гелеобразного слоев. причем один из гелеобразных слоев содержит ионный агент. В качестве источника постоянного тока используют легковесный аккумулятор, полк са которого соединены с электродами так. 1п при закреплении элек„„ЯЫ„„2000125 С положительный полюса. Фоточувствительный слой изолирован от торца структуры вертикальным р-п-переходом. К контактным площадкам присоединены электроды с наконечниками терапевтического воздействия, выполненными из серебра или меди с серебряным покрытием. Для получения повышенного тока или напряжения источник постоянного тока может быть выполнен в виде фотоэлектрической батареи путем последовательного или параллельного соединения фотоэлементов. Для проведения лечебного процесса наконечники положительного электрода обматывают ватой, смоченной раствором серебра, а наконечники отрицательного электрода смачивают водой и прижимают их к соответствующим областям тела пациента. Путем изменения угла наклона к прямому солнечному свету или изменения расстояния от лампы накаливания до фотоэлемента находят также положение, при котором возникает ощущение легкого покалывания. 1 з.п.ф-лы. 6 ил. тродов на коже пациента образуется замкнутая электрическая цепь.

Однако это устройство требует периодической подзарядки аккумуляторной батареи или полной замены гальванического элемента, что ставит его зависимым от внешней электрической сети.

Известно также устройство для ионофореза эпидермальных апликаций, включающее источник постоянного тока и два электрода, каждый из которых выполнен в виде комбинированной пленки. содержащей токораспределительный и гелеобразный слои, причем один из них содержит ионный агент. В качестве источника носто2000125 янного тока служит аккумуляторная батарея малой массы, полюса которой образуют замкнутую цепь при приложении электродов к коже пациента.

Однако и это устройство зависит от внешнего источника питания для подзарядки аккумуляторной батареи или требует частой замены гальванического элемента.

Кроме того, аккумуляторная батарея малой массы имеет слабый ток, поэтому эффективность электротерапевтического воздействия на человека низка.

Прототипом предложенного технического решения является электротерапевтическое устройство, содержащее источник постоянного тока из полупроводникового фотоэлемента, закрепленного на изолирующей подложке. Два электрода с позолоченными наконечниками круглой формы соединены с токосъемными площадками фотоэлемента. Терапевтическое воздействие таким устройством можно проводить двумя способами: способом электропунктуры, т.е. когда электроды используют для наружного электрического воздействия на кожу пациента (в определенных точках), или способом электроакупунктуры, когда электрическое воздействие осуществляют на подкожные ткани (в точках акупунктуры) с помощью специальных игл.

Основными недостатками указанного устройства являются низкая фотозлектродвижущая сила источника постоянного тока, слабый терапевтический эффект и узкая область применения. Это устройство непригодно для введения лекарственных средств путем микроэлектрофореза, например при подавлении бактериальной или вирусной инфекции. Оно неприменимо для большинства электротерапевтических процедур, когда требуется кратковременное, но более эффективное воздействие. Причиной непригодности устройства для микроэлектрофореза является несоответствие материала воздействующих электродов и низкая эффективность фотоэлемента.

Целью изобретения является повышение терапевтического эффекта и расширение области применения при пониженной освещенности.

Для этого в известном электротерапевтическом устройстве, содержащем источник постоянного тока, выполненный в виде расположенного на изолирующей подложке полупроводникового фотоэлемента с токосьемными площадками, и присоединенные к токосьемным площадкам электродй с наконечниками терапевтического воздействия, полупроводниковый фотоэлемент выполнен на пластине кремния в виде структуры с планарным фоточувствительным слоем, изолированным от торца структурным вертикальным р-п-переходом, при этом токосъемная площадка, расположенная на лицевой стороне фотоэлемента, составляет не более 0,02 площади фоточувствительного слоя, а наконечники терапевтического воздействия изготовлены из серебра или меди с серебряным покры10 тием.

На фиг. 1 показано устройство в разрезе с расположенными токосъемными площадками на лицевой стороне структуры; на фиг.

2 — то же. с расположенными токосъемными

15 площадками раздельчо на лицевой и тыльной сторонах структуры; на фиг. 3 и 4 — те же устройства в плане; на фиг. 5 и 6 — устройства с фотоэлектрическими батареями, выполненными в виде последовательно или

20 параллельно соединенных фотоэлементов.

Устройство содержит изолирующую подложку 1 (см.фиг. 1), на которой закреплен фотоэлемент, выполненный в виде структуры из монокристаллического крем25 ния, содержащей базу 2р(п)-типа проводимости, фоточувствительный слой 3 противоположного типа проводимости и токосъемные площадки 4, которые могут располагаться в двух вариантах: на лицевой

30 стороне фотоэлемента (см.фиг; 1) и раздель-. но на лицевой и тыльной сторонах фотоэлемента (см.фиг. 2), образуя соответственно отрицательный и положительный полюса.

Фоточувствительный слой 3 изолирован

35 от торца структуры вертикальным р-и-переходом 5 (см.фи, 3 и 4). Изолирующий р-и-переход образован путем легирования по контуру базы 2 акцепторной или донорной примесью в зависимости от типа про40 водимости базы до концентрации (3-7) 10 см . К токосъемным площадкам

4 присоединены электроды 6 с наконечниками терапевтического воздействия 7, выполненными из серебра или меди с серебряным

45 покрытием.

Для получения повышенного тока или напряжения источник постоянного тока может быть выполнен в виде последовательно (см.фиг. 5) или параллельно (см.фиг, 6) сое50 диненных фотоэлементов, образуя фотоэлектрическую батарею 8.

Устройство работает следующим образом.

При лечении предложенным устройст55 вом сначала приготавливают ионизированный раствор серебра. Для этого в стеклянный стакан наливают 50 — 70 мл водопроводной воды и опускают в нее серебряные наконечники 7 электродов 6.

Фотоэлемент с фоточувствительным слоем

2000125

3 или фотоэлектрическую батарею 8 направляют к источнику света (прямому солнечному свету или лампе накаливания мощностью 60-75 Вт). В случае использования лампы накаливания расстояние от нее до лицевой стороны фотоэлемента должно быть в пределах 10-15 см. Через несколько минут после помутнения раствора и образования вблизи серебряных наконечников 7 белого облака раствора процесс считается законченным, и раствор с ионами серебра становится пригодным для проведения электрофореза, дезинфекции или аэрозольной ингаляции.

Для проведения лечебного процесса методом эндоназального (например, внутрйносоеого) электрофореза наконечник те рапеетического воздействия 7 положительного электрода 6(анода) раздваивают на два зонда, обматывают их ватой, смоченной приготовленным раствором серебра, и вставляют их в ноздри пациента, а наконечник 7 отрицательного электрода 6 (катода) смачивают водой и плотно закрепляют в шейной области на коже пациента, Для проведения внутриносового электрофореза ионов серебра под действием постоянного тока малой величины лицевую сторону фотоэлемента направляют к источнику света. Изменяя угол наклона к прямому солнечному свету или меняя расстояние отлампы накаливания до фотоэлемента, находят такое положение, при котором возникает ощущение легкого покалывания на шее пациента или металлический привкус во рту. Продолжительность процедуры 10-15 мин. Курс лечения 2-3 сеанса ежедневно е течение 2-3 дней.

Положительный эффект от использования данного устройства заключается в следующем.

Введение в топологию фотоэлемента вертикального р-п-перехода, изолирующего фоточувствительную область от торца структуры, позволяет до минимума уменьшить токи утечки и значительно увеличить напряжение холостого хода (Ux.x), т.е. повысить ЭДС фотоэлемента. При этом концентрация легирующей примеси в области, примыкающей к торцу структуры, выше, чем в базовой области, но ниже, чем в фоточувствительной области, образуя с ней вертикальный р-п-переход, выходящий на лицевую сторону фотоэлемента, Такой фотоэлемент, выполненный на кремнии, развивает напряжение холостого хода

Ох.х = 0.39-0,40 В при освещенности 300500 лк, в то время как напряжение холостого хода по прототипу не превышает 0,2 В при освещенности около 800 лк. Более высокое напряжение холостого хода е предложенном устройстве дает возможность усилить терапевтический эффект.

Выполнение токосъемных площадок в

5 виде пленарных областей у края фотоэлемента, каждая иэ которых составляет не более 0,02 площади светочувствительного слоя, ограничивает величину тока при очень сильной освещенности.

10 При большем отношении токосъемных площадок резко увеличивается ток эмиссии при сильной освещенности, в результате чего повышается вероятность образования локального ожога на теле пациента. Благо15 даря сочетанию оптимального соотношения площадей токосьемных площадок и светочувствительного слоя и изоляции последнего вертикальным р-и-переходом от торца структуры фотоэлемент приобретает новое

20 свойство — повышенную фоточувствительность при слабой освещенности и, наоборот, ограниченную фоточувствительность при сильной освещенности.

Экспериментально установлено, что

25 при изменении освещенности в пределах

500-95000 лк (от лампы накаливания) фотоэлектрические параметры устройства изменяются в пределах допустимых значений:

U<,х = 0,4-0,6 В и )к.з. - 0.5 — 1,0 мА/см, Это

30 обеспечивает высокую стабильность в работе устройства и усиливает терапевтический эффект. т.к. электрические параметры практически остаются постоянными при любой освещенности фотоэлемента, 35 начиная с 500 лк.

Использование серебра в качестве материала для наконечников терапевтического воздействия, каждый из которых может быть выполнен в виде одиночных или груп40 повых зондов, присоединенных к полюсам фотоэлемента, значительно расширяет область применения устройства. Серебряные наконечники дают возможность проводить локальный электрофорез (или микроэлект45 рофорез) ионов серебра в тело пациента.

Ионизированное в водном растворе серебро рассматривается как лекарственная форма. Преимущества такой нетрадиционной формы перед другими лекарствами заклю50 чается во введении малых доз препарата, который не накапливается в организме и не обладает токсичными свойствами. Наконечники могут быть изготовлены также из меди .с серебряным покрытием. Толщина

55 пленки серебра в этом случае должна быть не менее 10 мкм, т.к. при меньшей толщине пленки кроме ионов серебра е получаемый раствор могут переходить вредные для организма примеСи (ионы меди, железа, свинца и др.), 2000125

Кроме того, серебряные наконечники могут сами служить источником лекарства, что упрощает их конструкцию и облегчает процедуру лечения, Например, предложенное устройство позволяет вводить в точки акупунктуры ионы серебра путем микроэлектрофареза при использовании для этой цели серебряных наконечников различной формы (стержни, пластины, иглы и их комбинации).

При лечении ОР3, гриппа, ринитов и ангин весьма перспективным является метод эндоназального (внутриносового) электрофореза. Серебряные наконечники электродов в совокупности с источником постоянного тока выполняют две функции: функцию ионатора раствора и средства для введения ионов серебра в точки вкупунктуры пациента. При воздействии ионов серебра на бактерии и вирусы в электрическом поле малой величины эффект увеличивается во много раз. Поэтому лечение ионами серебра в указанных условиях требует сравнительно непродолжительного времени воздействия. Электрофорез с помощью предложенного устройства целесообразно применять в тех случаях, когда имеет место инфекционная патология различного происхождения при наличии бактериальной и вирусной инфекции.

Кроме того. это средство может быть использовано для обеззараживания воды, овощей и др.пищевых продуктов.

Во всех вариантах лечения величина тока регулируется простым изменением расстояния фотоэлемента от источника света или путем изменения угла наклона фотоэлемента к лучам света в зависимости от субьективных ощущений пациента.

Для достижения электрических параметров устройства за пределами возможного диапазона регулирования может быть использована фотоэлектрическая батарея, 5 образованная путем последовательного или параллельного соединения фотоэлементов, при этом величина тока или напряжения будет зависеть от суммарной площади соединенных фотоэлементов.

10 Формула изобретения

1, Электротерапевтическое устройство, содержащее источник постоянного тока, выполненный в виде расположенного на изолирующей подложке полупроводникового

15 фотоэлемента с токосъемными площадками, и присоединенные к токосъемным площадкам электроды с наконечником терапевтического воздействия, о т л и ч а ющ е e c я тем, что, с целью повышения

20 терапевтического эффекта за счет повышения надежности при использовании в условиях пониженной освещенности, полупроводниковый фотоэлемент выполнен на пластине кремния в виде структуры с

25 планарным фоточувствительным слоем, изолированным от торца структуры вертикальным р-п-переходом, при этом токосъемная площадка, расположенная на лицевой стороне фотоэлемента, составляет

30 не более 0,02 площади фоточувствительного слоя, а наконечники терапевтического воздействия изготовлены из серебра или меди с серебряным покрытием.

2. Устройство пои. 1, о тл и ч а ю щее35 с я тем, что источник постоянного тока выполнен в виде фотоэлектрической батареи из последовательно или параллельно соединенных фотоэлементов, причем электроды соединены с полюсами этой батареи.

2000125

2000125 фиР 5

Составитель Ю. Дранников

Редактор l4. Купрякова Техред М.Моргентал Корректос Н.Король

Тираж Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Заказ 3055

Производсsвеннn издательс ий комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101