Универсальный термический массажер

Описывается устройство термического массажа, входящего в состав кровати с различными режимами. Пользователь может управлять программой массажа, температурой прогрева, скоростью движения массажных головок в зависимости от желаемого результата.

Ключевые слова:массаж, термомассаж, массажные головки, температура прогрева, микроконтроллер, нефрит.

Массаж — это способ лечения и предупреждения болезней. Его суть заключается в механическом воздействии специальными приемами на поверхность тела или какого-либо органа. Массаж в основном делают руками, но существует и аппаратный массаж, проводимый при помощи специальных инструментов. Массаж является научно обоснованным, проверенным многолетней практикой, наиболее физиологичным для организма человека оздоровительным средством. Его применяют как в профилактических целях — для общего укрепления организма, так и в различных областях медицины: хирургии, ортопедии, гинекологии, терапии, неврологии и др. Лечебный массаж может использоваться в качестве самостоятельного метода, а может применяться в сочетании с другими методами лечения.

Действия массажа на кожу. Здесь можно выделить следующие факторы:

1.      через кожу передается раздражение в центральную нервную систему, которая определяет ответную реакцию организма и его отдельных органов;

2.      массаж способствует удалению с поверхности кожи отживших роговых клеток эпидермиса, что, в свою очередь, улучшает работу сальных и потовых желез;

3.      в процессе массажа улучшается снабжение кожи кровью и устраняется венозный застой;

4.      температура массируемого участка повышается, а значит, ускоряются обменные и ферментативные процессы.

Массируемая кожа становится розовой и упругой из-за усиленного кровоснабжения. Возрастает ее сопротивляемость механическим и температурным воздействиям. При поглаживании происходит ускорение движения лимфы в лимфатических сосудах, и устраняются застойные явления в венах. Эти процессы происходят не только в сосудах, находящихся на массируемом участке, но и в расположенных рядом. Такое отсасывающее действие массажа объясняется снижением давления в массируемых сосудах. Повышая кожно-мышечный тонус, массаж влияет на внешний вид кожи, делая ее гладкой и эластичной. Ускорение обмена веществ в кожных тканях положительно влияет на общий обмен веществ в организме.

Действие массажа на суставы, связки, сухожилия. Суставы — одна из форм соединения костей. Основная часть сустава, в которой, собственно, и происходит сочленение двух костей, называется суставной сумкой. Посредством соединительных тканей она крепится к мышечным сухожилиям. Под воздействием массажа улучшается снабжение сустава и близлежащих тканей кровью, ускоряется образование и движение синовиальной жидкости, и в результате связки становятся более эластичными. Вследствие перенесенных перегрузок и микротравм в суставах могут наблюдаться малоподвижность, отечность, сморщивание суставных сумок, изменение состава синовиальной жидкости. С помощью массажа, ведущего к улучшению питания суставных тканей, можно не только избавиться от этих болезненных явлений, но и предупредить их. Кроме того, вовремя проведенный массаж предупреждает повреждение хрящевой ткани, ведущее к возникновению артрозов.

Действие массажа на мышцы. Под воздействием массажа в мышцах улучшаются кровообращение и окислительно-восстановительные процессы: увеличивается скорость доставки кислорода и удаления продуктов обмена. В результате устраняются ощущения одеревенелости, болезненности и припухлости мышц.

Действие массажа на кровеносную и лимфатическую системы. Происходит ускорение движения всех жидких сред организма, особенно крови и лимфы, Причем происходит это не только на массируемом участке тела, но и в отдаленных венах и артериях. Так, массаж ног может вызвать покраснение кожных покровов головы. Особо следует отметить влияние массажа на систему капилляров кожи, которые осуществляют обмен веществ между кровью и окружающими ее тканями (лимфой). Под действием массажа капилляры раскрываются, а температура массируемых и близлежащих участков кожи повышается от 0,5 до 5 градусов, что способствует улучшению окислительно-восстановительных процессов и более интенсивному снабжению тканей кровью. Возникающие при массаже расширение капиллярной сети кожи и улучшение венозного кровообращения облегчают работу сердца.

Массаж в некоторых случаях может вызвать небольшое повышение артериального давления и увеличение количества тромбоцитов, лейкоцитов, эритроцитов и гемоглобина крови. Но через самое непродолжительное время после массажа состав крови приходит в норму, а артериальное давление снижается.

Термический массаж (термомассож) — это тепловая физиотерапевтическая процедура, которая:

-       способствует согреванию тела:

-       устраняет болевые ощущения;

-       активизирует процессы на тканевом и клеточном уровнях;

-       способствует повышению мышечного тонуса;

-       способствует повышению иммунитета;

-       способствуетускорению выработки гормонов.

Термомассаж применяется для лечения и профилактики различных заболеваний, в особенности заболеваний позвоночника. В наше время технического прогресса, компьютеризации наиболее частой причиной такого рода заболеваний является малоподвижный образ жизни. Постоянное применение медицинских препаратов не может быть лучшим выходом.

Целебное свойство нефрита. На востоке нефрит является таинственным символом долголетия и здоровья. В различных медицинских книгах, изданных на Востоке, неврит считается камнем, излечивающим пораженные органы и способствующим выведению шлаков из организма, благотворно влияющим на ткани. Массаж с использованием нефрита приводит к повышению наружной температуры теля, улучшению кровообращения. Нефрит препятствует старению, расслабляет мышцы, предотвращая мышечные судороги.

Ниже представлен проект медицинского устройства, которое будет производить массаж человеческого тела с применением инфракрасного излучения и нефритовых головок с программами массажа:

-       Рабочий режим «1» — Основной массаж: массаж всего тела с особым перемещением массажной головки;

-       Рабочий режим «2» — Дорсальный массаж: массаж области шеи;

-       Рабочий режим «3» — Массаж поясничной области: массаж поясничной области;

-       Рабочий режим «4» — Массаж туловища: массаж всей верхней части тела;

-       Рабочий режим «5» — Массаж ног: массаж нижней части тела: ног и ягодиц.

Для удобства управления устройством будет использован пульт дистанционного управления (ПДУ), на котором располагаются кнопки: включения и выключения устройства («вкл/выкл»); «старт/стоп»; «сброс»; задания режима («1», «2», «3», «4» и «5»), времени («10 мин.» и «1 мин.»); управления режимами «термо» и «скорость» в виде кнопок «+» и «-». Внешний вид ПДУ представлен на рис. 1.

Рис.1 Внешний вид ПДУ

Настройка универсального термического массажера для прохождения сеанса происходит в таком порядке:

1)      Нажать кнопку «вкл/выкл» для включения устройства. При повторном нажатии этой кнопки устройство будет отключено, со сбросом ранее введенных параметров и возвратом массажной головки в первоначальное положение.

2)      Выбрать номер режима массажа (кнопки с нумерацией от 1 до 5).

3)      Выставить нужное время работы режима кнопками «10 мин.» и «1 мин.» (максимальное значение — 99 минут). При использовании нескольких режимов подряд нужно повторить операцию 2 и 3 в такой же последовательности нужное количество раз (максимальное значение режимов подряд — три).

4)      При необходимости активировать функцию «термо», выставив температуру воздействия массажной головки (от 0 до 70°С), при помощи нажатий кнопок «+» и «-» в сторону увеличения или уменьшения на 5°С. Функция «термо» будет заключаться в активации пользователем инфракрасных ламп (ИКЛ) и установки определенной мощности нагрева.

5)      При необходимости активировать функцию «скорость» (от 1 до 6), то есть задать скорость движения массажного ролика при помощи нажатий кнопок «+» и «-». Функции кровати «термо» и «скорость» будет доступна только после включения всего устройства, выбора режима и задании времени массажа. Если эти режимы не будут задействованы до нажатия кнопки «старт», то автоматически выставятся минимальные значения (температура — 0°С, скорость — 1). Если пользователь во время массажа захочет поменять одно из этих значений, то он может осуществить, не прерывая сеанса. Для удобства установки времени работы, а так же нужных значений в режимах «термо» и «скорость» присутствует программное решение, заключающееся в том, что при длительном нажатии кнопок управления будет происходить последовательное перебирание тех или иных значений в том или ином направлении.

6)      Однократно нажать кнопку «старт/стоп» для начала прохождения сеанса массажа. При повторном нажатии этой кнопки — устройство остановиться, ИКЛ отключаться, кровать будет находиться в режиме ожидания дальнейшей команды. Если в течении 10 минут после команды «стоп» или неполного программирования, то есть не активирования сеанса массажа — устройство автоматически сбрасывает раннее введенные настройки, возвращает массажную головку в первоначальное положение и выключается.

Кнопка «сброс» предназначена для выполнения сброса команд и параметров в начальное состояние, для возможности введения новых значений. Функция этой кнопки доступна до команды «старт» и после команды «стоп».

Все показатели работы (режим, время, температура, скорость) будут выводиться на жидкокристаллический дисплей, находящийся на ПДУ.

После завершения программы массажа устройство переходит в режим «стоп», описанный выше.

Основной массаж проходит на тыльной части человека (от головы до щиколоток), а дополнительный, при помощи наружных массажных головок с двумя и четырнадцатью нефритовыми вставками — на фронтальной.

Наружные массажные головки так же оборудуются функцией «термо», с фиксированной температурой 45°С, и кнопкой «вкл/выкл» на каждом из устройств. Эти головки используются вручную, т. е. прикладываться к той или иной части тела по инструкции. Для точечного воздействия используется головка с двумя нефритовыми дорожками, для более обширного — с четырнадцатью вставками. Внешний вид головок представлен на рис. 2.

Рис. 2 Внешний вид головок

Структурная схема устройства представлена на рис. 3 и состоит из блоков: БМк — блок микроконтроллера; ЭД — электродвигатель; ФП — фотоприемник; ИКЛ — инфракрасные лампы; ДТ- датчик температуры; В — вентилятор; ПДУ- пульт дистанционного управления; Л — лазер; НMГ — наружные массажные головки; СЗ — схема зашиты.

Рис. 3 Структурная схема

Функциональная схема устройства представлена на рис. 4. и состоит из блоков: МК — микроконтроллер; Л-лазер; ФП — фотоприемник; ССопр — система сопряжения; М — электродвигатель; СНС — схема начального сброса; РО — регулятор освещенности; СИУ — схема исполнительного устройства; t — датчик температуры; LCD-дисплей; КК — контроллер клавиатуры (мультиплексор); ПДУ — пульт дистанционного управления; ИКЛ — инфракрасная лампа; НМГ — наружная массажная головка.

Рис.4 Функциональная схема

Функциональная схема работает следующим образом. Управление массажной кроватью осуществляется посредством пульта дистанционного управления (ПДУ). При включении устройства при помощи клавиатуры на ПДУ, сигнал управления поступает на микроконтроллер (МК). Далее происходит инициализация всех элементов схемы. Дисплей загорается, визуализируя включение устройства.

Схема исполнительного устройства (СИУ) для включения/отключения ИКЛ, схема регулятора освещенности (РО) и система охлаждения активизируются по началу работы шагового двигателя. Такое решение принято, чтобы не допустить перегрева поверхности на одном месте. Цифровой потенциометр выставляет мощность нагрева ИКЛ1, а датчик температуры и РО контролирует правильность этого процесса. Система охлаждения заключается в установки вентилятора, в виде двигателя и системы управления его, в полость массажного устройства для сквозной вентиляции. СИУ — это схема защиты человека от сбоя нагрева ИКЛ1 заключающееся в отключения ИКЛ. Принцип действия таков: датчик температуры сообщает МК какая температура нагрева ИКЛ, если она превышает заданную пользователем на 2°С, то МК подает команду на схему регулятора освещенности, которая корректирует мощности нагрева лампы, если корректировка произошла неудачно и отличается от заданной на 4°С, то МК подает сигнал на схему исполнительного устройства и отключает ИКЛ. При активации режима массажа происходит инициализация: системы сопряжения (ССопр) электродвигателя (М), лазера (Л) и фотоприемника (ФП). Система сопряжения нужна для управления шаговым реверсивным двигателем, то есть в зависимости от режима и заданных функций, массажную головку нужно перемещать определенным образом (вперед, назад и с разной скоростью), за что отвечает ССопр, в которую заранее внесена программа. ФП и Л нужны для тестирования, контроля и при необходимости корректировки ССопр двигателя. Наружные массажные головки (НМГ1 и НМГ2) с одной и двумя ИКЛ активизируются вручную независимо от МК кнопкой на самом устройстве.

Литература:

1.      Данченко, А. П.Физиотерапевтические процедуры /А. П. Данченко, — М.: Высшая школа, 1988. — 342 с.

2.      Капранов, В. Д.Физиология человека / В. Д. Капранов — М.: Высшая школа, 1985. -208 с.

3.      Приходько, П. П.Анатомия / П. П. Приходько- М.: Медицина, 1983. — 256 с.