Устройство для магнитотерапии

Устройство для магнитотерапии

Реферат

 

Область использования: в медицинской технике, а именно в устройствах для лечения низкочастотным электромагнитным полем. Сущность изобретения: устройство содержит генератор многофазного пульсирующего напряжения, включающий в себя блок питания, блок задания амплитуды импульсов, блок коммутации. Устройство содержит также индукционные катушки индуктора, полупроводниковые диоды. Индуктор выполнен в виде катушек индуктивности и расположенных между ними общих кольцевых ферромагнитных сердечников. Индуктор имеет внутренний цилиндрический ферромагнитный сердечник, размещенный по оси индуктора внутри катушек и сердечников. Устройство обеспечивает повышенный уровень интенсивности электромагнитного поля и глубину проникновения электромагнитного поля в ткани пациента. 8 ил.

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к устройствам для лечения низкочастотным электромагнитным полем. Устройство найдет применение в медицинской практике, в частности в физиотерапии, для воздействия на полые органы пациента.

Известно устройство для магнитотерапии (см. патент РФ N 2006236, кл. A 61N 2/04, 1993), содержащее генератор многофазного пульсирующего напряжения с подключенным к нему индуктором, выполненным в виде множества индукционных катушек, подключенных на соответствующие фазы генератора, а также встречно подключенных к центральной, общей для них катушке. Во время проведения процедуры индуктор располагается над патологическим очагом. Воздействие производится вращающимся пульсирующим электромагнитным полем, которое возбуждается на рабочей поверхности индуктора, причем вектор магнитной индукции вращается в плоскости, параллельной рабочей поверхности индуктора.

В данном устройстве интенсивность лечебного воздействия на организм пациента достигается за счет использования вращающегося пульсирующего электромагнитного поля, т.е. более активного и для магнитотерапии, и для магнитофореза вида электромагнитного поля, под действием которого это устройство позволяет создать в биологических тканях пульсирующие электромагнитные силы, обеспечивающие направленное движение ионов, т.е. электрический ток в тканях, активное биологическое и лечебное действие которого широко известно (см. В. Г.Ясногородский. "Электротерапия", М. 1987 г. с.22).

Однако при вращении вектора магнитной индукции в плоскости, параллельной рабочей поверхности индуктора, глубина проникновения магнитного поля в ткани организма такого устройства невелика, что значительно снижает интенсивность воздействия, поэтому данное устройство можно использовать только для локального лечебного воздействия на поверхностные органы и участки тела пациента.

Известно также устройство для магнитотерапии, содержащее в качестве рабочего органа индуктор для воздействия на полые органы пациента (см. Новый аппарат для магнитотерапии серии "Полюс", журнал Медицинская техника, N 4, 1991 г. с.46). Для внутриполостного воздействия в данном устройстве используется индуктор-электромагнит, представляющий собой цилиндрическую индукционную катушку определенного наружного диаметра и длины с ферромагнитным сердечником. Эффективной рабочей поверхностью такого индуктора является его торцевая поверхность, которая составляет незначительную долю всей поверхности такого индуктора.

Недостатком данного устройства является малая эффективная рабочая поверхность индуктора-электромагнита для внутриполостного воздействия, т.к. интенсивность магнитного поля на цилиндрической поверхности внутриполостного индуктора данного устройства на порядок ниже, чем у торца индуктора.

Данное изобретение решает задачу эффективного лечебного воздействия на полые органы пациента за счет разработки особой конструкции индуктора, имеющего увеличенную рабочую поверхность и повышенную глубину проникновения электромагнитного поля в ткани организма.

Решение поставленной задачи достигается тем, что в устройстве для магнитотерапии, содержащем цилиндрическую индукционную катушку с ферромагнитным сердечником и выводами, подключенными к блоку формирования воздействия, согласно настоящему изобретению индукционная катушка состоит из трех секций с кольцевыми ферромагнитными сердечниками между соседними секциями, а блок формирования воздействия выполнен в виде генератора многофазного пульсирующего напряжения, при этом соседние секции индукционной катушки включены встречно и одними выводами соединены с общим входом питания генератора, а другими через полупроводниковые диоды с соответствующей фазой выхода генератора.

Таким образом, сущность настоящего изобретения заключается в расширении эффективной рабочей поверхности внутриполостного магнитотерапевтического устройства за счет его цилиндрической поверхности и повышении интенсивности лечебного воздействия устройства путем увеличения глубины проникновения электромагнитного поля в ткани организма, т.к. вектор магнитной индукции возбуждаемого устройством электромагнитного поля вращается в плоскости, перпендикулярной к его цилиндрической поверхности.

На фиг. 1 показана блок-схема устройства; на фиг. 2 вариант конструкции индуктора; на фиг. 3 временная диаграмма очередности фазных импульсов пульсирующего напряжения устройства; на фиг. 4-8 схемы вращения вектора магнитной индукции в рабочей области индуктора.

Устройство для магнитотерапии (фиг. 1) содержит генератор 1 многофазного пульсирующего напряжения, включающий в себя последовательно соединенные блок питания 2, блок задания амплитуды импульсов 3 и блок коммутации 4, второй вход которого соединен с выходом блока 5 задания длительности процедуры, входом подключенного к второму выходу блока питания 2. Выходы блока коммутации являются многофазным выходом генератора 1, к фазам A, B, C которого подключены катушки 6, 7 и 8 индуктора 9 через полупроводниковые диоды 10, 11 и 12 соответственно, причем с выходами диодов 10 и 12 соединены выводы от начала обмоток катушек 6 и 8, а с выходом диода 11 вывод конца обмотки катушки 7.

Концы обмоток катушек 6 и 8 объединены с началом катушки 7 и подключены к второму входу блока питания 2 генератора 1, первый вход которого служит для подключения к промышленной трехфазной сети переменного тока напряжением 220/380 В и частотой 50 Гц.

Блок 2 генератора 1 обеспечивает работу устройства от промышленной трехфазной сети переменного тока. Он может быть выполнен, например, в виде трехфазного трансформатора с одной первичной обмоткой и двумя вторичными: трехфазной и однофазной. Трехфазная вторичная обмотка соединена в звезду и имеет два и более отводов с различными амплитудами напряжения. Однофазная вторичная обмотка предназначена для питания цепей управления устройства (см. А. С.Касаткин, М.В.Немцов " Электротехника", М. 1983 г. стр. 183).

Входом генератора 1 и первым входом блока 2 питания соответственно являются выводы первичной обмотки трансформатора. Первым выходом блока 2 питания являются выводы трехфазной вторичной обмотки трансформатора. Вторым входом блока питания 2 является нулевая точка соединенной в "звезду" трехфазной вторичной обмотки трансформатора, вторым выходом выводы однофазной вторичной обмотки трансформатора.

Блок задания амплитуды импульсов 3 пульсирующего напряжения генератора 1 может быть выполнен, например, в виде переключателя галетного типа ПГК3П3Н (переключатель на три положения и три направления), предназначенного для переключения отводов трехфазной вторичной обмотки трансформатора блока 2 питания (см. Справочная книга радиолюбителя-конструктора, М. 1990 г. стр. 576).

Блок коммутации 4 служит для подключения индуктора 9 в начале процедуры к генератору 1 и автоматического его отключения в конце процедуры. Он может быть выполнен по известной схеме, например в виде электромагнитного реле типа РЭС-32 (см. Справочная книга радиолюбителя-конструктора, М. 1990 г. стр. 583).

Первым трехфазным входом блока 4 коммутации являются входы нормально открытых контактов реле. Вторым однофазным входом являются выводы катушки реле. Выходом блока 4 коммутации являются выходы нормально открытых контактов реле.

Блок 5 задания времени процедуры служит для установки длительности процедуры путем включения и автоматического отключения по истечении заданного времени блока 4 коммутации генератора 1. Он может быть выполнен, например, в виде процедурных часов типа РВ-1-30 (см. Паспорт на часы процедурные РВ-1-30, ТУ 25-07.1350-77).

Индуктор 9 служит для возбуждения электромагнитного поля и воздействия им на пациента. Он выполнен в виде множества (в приведенных примерах в виде трех) кольцевых катушек индуктивности 6-8 (см. фиг. 2) и расположенных между ними общих кольцевых ферромагнитных сердечников 13 и 14. Индуктор 9 снабжен внутренним цилиндрическим ферромагнитным сердечником 15, размещенным по оси индуктора 9 внутри катушек 6, 7 и 8 и сердечников 13 и 14, заполняя их до торцов катушек 6 и 8. Индуктор 9 помещен в изоляционный корпус 16. При таком конструктивном исполнении индуктора 9 его эффективными рабочими поверхностями являются как наружная цилиндрическая поверхность катушек 6, 7, 8 и сердечников 13, 14, так и торцевые поверхности сердечника 15.

Устройство работает следующим образом.

Во время процедуры (например, гинекологической) пациента укладывают на кушетку. Индуктор 9 вводят в полый орган. Устанавливают (по назначению врача) на генераторе 1 необходимую амплитуду импульсов блоком 3 и необходимое время процедуры блоком 5 (фиг. 1). Одновременно с установкой времени процедуры блоком 5 включается блок 4 коммутации. На выходах блока 4 коммутации появляется трехфазное синусоидальное напряжение с установленной амплитудой и последовательностью фаз A, B, C, заданной блоком 2 питания.

При этом в индукторе 9 возбуждается магнитное поле, магнитные силовые линии которого имеют направление, зависящее в каждый момент времени от того, на какой фазе A, B или C выхода блока 4 коммутации в этот момент присутствует напряжение, т.к. соответственно временной последовательности фаз напряжения на выходе блока 4 коммутации формируется одна из цепей по току: выход фазы A блока 4 диод 10 катушка 6 второй вход блока 2 питания или выход фазы B блока 4 диод 11 катушка 7 второй вход блока 2 питания, или выход фазы C блока 4 диод 12 катушка 8 второй вход блока 2 питания генератора 1.

На временной диаграмме (фиг. 3) приведены положительные полуволны напряжения фаз A, B, C, на которые подключены электрические катушки 6, 7, 8 (фиг. 1). В момент времени t₁ (фиг. 3) ток от положительной полуволны напряжения фазы A выхода блока 4 коммутации замыкается по упомянутой цепи: выход (фаза A) диод 10 катушка 6 второй вход блока 2 генератора 1.

Таким образом, при первой фазе A импульса магнитное поле будет возбуждаться катушкой 6 в сердечнике 13 (фиг. 2).

На фиг. 4 показано направление магнитных силовых линий и путь, по которому замыкается магнитный поток в индукторе 9, возбужденный током катушки 6 в момент времени t₁ (фиг. 3).

На фиг. 5-8 показаны направления магнитных силовых линий и пути, по которым замыкаются магнитные потоки в индукторе 9, возбужденные токами катушек 6, 7, 8 в моменты времени t₂-t₅ (фиг. 3). Из фиг. 5-8 видно, что при прохождении трехфазного импульса напряжения силовые линии магнитного поля в рабочей зоне индуктора 9 в плоскости, перпендикулярной рабочей поверхности индуктора 9, совершают поворот на угол 180..

Подобная картина будет наблюдаться каждый раз при прохождении тока фазы A по катушке 6, тока фазы B по катушке 7 и тока фазы C по катушке 8 до истечения установленного блоком 5 задания времени процедуры, когда блок 4 коммутации отключит индуктор 9 от генератора 1.

Из фиг. 4-8 видно, что при вращении электромагнитного поля силовые линии проходят положение, когда они перпендикулярны рабочей поверхности индуктора 9, т. е. положение максимальной глубины проникновения магнитного поля в пространство со стороны рабочих поверхностей индуктора 9, что обеспечивает повышение интенсивности проникновения поля в ткани организма пациента.

Кроме того, интенсивность электромагнитного поля, создаваемого индуктором 9 для воздействия на полые органы организма пациента (фиг. 2), повышается за счет выведения дополнительных (по сравнению с прототипом) магнитных полюсов на боковые поверхности индуктора 9 благодаря наличию сердечников 13, 14 в его конструкции.

Формула изобретения

Устройство для магнитотерапии, содержащее цилиндрическую индукционную катушку с ферромагнитным сердечником и выводами, подключенными к блоку формирования воздействия, отличающееся тем, что индукционная катушка состоит ив трех секций с кольцевыми ферромагнитными сердечниками между соседними секциями, а блок формирования воздействия выполнен в виде генератора многофазного пульсирующего напряжения, при этом соседние секции индукционной катушки включены встречно и одними выводами соединены с общим входом питания генератора, а другими через полупроводниковые диоды с соответствующей фазой выхода генератора.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8