Способ формирования магнитотерапевтического воздействия и устройство для его осуществления

Способ формирования магнитотерапевтического воздействия и устройство для его осуществления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к области медицинской техники и может быть использовано для создания лечебно-диагностических комплексов и аппаратов магнитотерапии, предназначенных для лечения и диагностики широкого круга заболеваний.

Известен способ формирования магнитотерапевтического воздействия [1, 2], основанный на подаче в n индукторов электрических сигналов, причем индукторы располагают вокруг всего пациента для формирования общей магнитотерапевтической среды. Указанный способ за счет использования одинаковых излучающих элементов, которые расположены на основании параллельно друг другу, позволяет получить только два направления вектора магнитной индукции поля. Кроме того, громоздкость устройства общего воздействия предполагает использование его только в стационарах и исключает применение в домашних условиях для локального концентрированного воздействия только на очаг заболевания.

Известен способ формирования магнитотерапевтического воздействия на ограниченный участок тела человека, реализованный в устройстве [3], основанный на создании в магнитной системе из трех концентрических катушек индуктивности, установленных взаимно перпендикулярно друг другу, магнитного поля, изменяющегося по величине напряженности и по направлению в пространстве с течением времени. Однако в указанном способе, реализуемом в устройстве, рабочим является объем внутри сферы, образованной этими катушками, и при проведении процедур пациент вводит облучаемую конечность через окно в камеру, образованную катушками, так чтобы подвергаемый воздействию участок конечности оказался в камере полностью. В связи с этим с помощью данного способа невозможно реализовать воздействие на ограниченные локальные участки на поверхности тела человека.

Вышеперечисленные способы характеризуются тем, что объект располагается внутри полеформирующей системы, что приводит к громоздкости устройства, затруднениях при использовании их в домашних условиях и невозможности организации концентрированного воздействия на небольшие локальные участки (очаг заболевания) и на биологически активные точки биообъекта.

Известен способ организации магнитотерапевтического воздействия на локальный участок тела пациента, реализованный в устройстве «Маг-30» [4], основанный на формировании синусоидального магнитного поля одной интенсивности, источник поля которого представляет собой индуктор П-образной формы с двумя катушками. Существенным недостатком указанного способа является невозможность управления движением вектора поля в трехмерном пространстве, что существенно ограничивает его возможности по реализации различных методик лечения.

Известен способ формирования магнитного поля для терапевтического воздействия на локальные участки тела пациента, реализованный в устройстве [5], основанный на формировании электромагнитного поля, вектор магнитной индукции которого вращается в плоскости, перпендикулярной к рабочей поверхности индуктора, который включает сердечник Ш-образной формы, причем секции индукционной катушки, расположенные на крайних стержнях ферромагнитного сердечника, включены согласно. Однако с помощью данного способа возможно формировать поле, вращающееся только в плоскости, перпендикулярной к его рабочей поверхности, и невозможно осуществить вращение вектора магнитного поля в конусе, колебания в плоскости и конусе и т.п.

Наиболее близким к заявляемому является способ формирования магнитного поля для терапевтического воздействия [6], основанный на суперпозиции постоянного и переменного магнитных полей, которые ориентируются под углом друг к другу, в результате чего получается структурированное магнитное поле для воздействия на локальные участки биотканей, у которого силовые линии постоянного поля вибрируют с частотой, задаваемой переменным магнитным полем. Существенным недостатком данного способа является возможность создавать магнитное поле, вибрирующее только в определенной плоскости пространства, и невозможность создания вращающегося и перемещающегося в объеме трехмерного пространства по модулю и по направлению, получения сложно модулированных магнитных полей. Однако известно [4], что чем выше пространственно-временная неоднородность магнитного поля, тем выше его биологическая активность.

Техническим результатом изобретения является расширение функциональных возможностей способа формирования магнитотерапевтического воздействия путем создания векторно-управляемого магнитного поля, внешнего по отношению к объему, занимаемому источником магнитного поля, для организации локального воздействия концентрированно на очаг заболевания и на биологически активные точки биообъекта, которое изменяется не только по величине напряженности, но и по любому направлению в пространстве и времени.

Технический результат, реализуемый в способе формирования магнитотерапевтического воздействия, достигается тем, что под углом к осям первых двух источников магнитного поля располагают ось третьего источника магнитного поля. При этом источники магнитных полей являются как постоянными, так и переменными, причем оси источников магнитных полей располагают взаимно перпендикулярно. Формирование двух магнитных полей осуществляют индукторами-электромагнитами, длины которых превышают диаметр, а формирование третьего магнитного поля - намотанной по окружности круглой катушкой, диаметр которой превышает ее длину, при этом оси индукторов-электромагнитов устанавливают параллельно относительно плоскости круга катушки.

Устройство формирования магнитотерапевтического воздействия содержит три источника магнитного поля, установленные с возможностью формирования в пространстве взаимно перпендикулярных магнитных полей, объединенные в трехкомпонентный формирователь магнитного поля и подключенные к соответствующим управляемым источникам тока, связанным через усилители мощности с устройством управления. Причем формирователь магнитного поля выполнен в виде двух взаимно перпендикулярно расположенных индукторов-электромагнитов, длины которых превышают диаметр, и намотанной по окружности круглой катушки, диаметр которой превышает ее длину, при этом оси индукторов-электромагнитов параллельны относительно плоскости круга катушки.

Суть способа формирования магнитотерапевтического воздействия заключается в следующем. В основу способа положен принцип суперпозиции трех магнитных полей (фиг.1), оси источников магнитных полей которых ориентированы в пространстве под углом к друг другу (частный случай - под прямым углом). Суммарный вектор магнитной индукции поля , создаваемого данной системой, будет равен геометрической сумме векторов магнитной индукции полей, создаваемых каждым отдельным индуктором системы .

На фиг.1 пояснено формирование внешнего по отношению к источнику векторно-управляемого магнитного поля для концентрированного воздействия на локальный участок поверхности биообъекта за счет управления токами в каждом индукторе независимо. При этом возможно управлять не только амплитудой суммарного вектора магнитной индукции, но и траекторией его вращения и в пространстве и изменения во времени в виде объемных фигур Лиссажу, для чего управляющие токи I₁, I₂, I₃ должны иметь как постоянные составляющие, так и переменные, отличающиеся по частоте или сдвинутые по фазе относительно друг друга. В отличие от известных способов [1, 2, 6], где векторно-управляемое поле формируется внутри системы индукторов, в предлагаемом способе формируется внешнее векторно-управляемое поле, которое может быть концентрированно направлено на очаг заболевания.

На фиг.2 представлено устройство для формирования магнитотерапевтического воздействия, реализующее предлагаемый способ.

В состав устройства входят: 1, 2 - индукторы-электромагниты; 3 - круглая катушка; 4 - трехкомпонентный формирователь магнитного поля; 5, 6, 7 - управляемые источники тока; 8, 9, 10 - усилители мощности; 11 - устройство управления.

Устройство формирования магнитотерапевтического воздействия содержит три источника магнитного поля 1, 2, 3, подключенные соответственно через управляемые источники тока 5, 6, 7 и усилители мощности 8, 9, 10 к устройству управления 11. При этом три источника магнитного поля 1, 2, 3 конструктивно объединяются в один трехкомпонентный формирователь магнитного поля 4.

Устройство работает следующим образом. Трехкомпонентный формирователь магнитного поля 4, содержащий три источника магнитного поля, установленных с возможностью формирования в пространстве взаимно перпендикулярных магнитных полей, состоит из двух расположенных взаимно перпендикулярно индукторов-электромагнитов 1, 2, длины которых превышают диаметр, и намотанной по их окружности круглой катушки 3, диаметр которой превышает ее длину. Оси индукторов-электромагнитаов 1, 2 параллельны относительно плоскости круга катушки 3. Трехкомпонентный формирователь магнитного поля 4, помещенный в корпус из диэлектрического немагнитного материала, располагают на заданной локальной области поверхности биообъекта, подвергаемой воздействию. В зависимости от выбранной методики воздействия, информация о которой содержится в памяти устройства управления 11, последнее задает необходимые сигналы управления для усилителей мощности 8, 9, 10, каждый из которых формирует в соответствии с этими сигналами токи I₁, I₂, I₃ управляемых источников тока 5, 6, 7 отдельно для каждого источника магнитного поля 1, 2, 3. Вследствие этого в каждый момент времени вектор индукции магнитного поля, его модуль и направление будут определяться значениями и направлениями трех токов I₁, I₂, I₃, протекающих по обмоткам индукторов.

Конструкция предлагаемого устройства позволяет воздействовать магнитным полем на локальные области биообъекта, причем векторно-управляемое магнитное поле формируется вне объема, занимаемого источниками поля, что является удобным для расположения на необходимом участке поверхности тела.

Для уменьшения габаритных размеров конструкции два индуктора-электромагнита выполняются с одним крестообразным сердечником (фиг.3), причем обмотка каждого индуктора-электромагнита 1 и 2 разделяется на две полуобмотки 1', 1'' и 2', 2'', намотанные на двух противоположно направленных стержнях этого сердечника, и включаются последовательно и согласно.

Таким образом, предложенный способ и устройство для его осуществления позволяют формировать сложно распределенные в пространстве и изменяющиеся во времени, по амплитуде и направлению магнитные поля при малых габаритах и достаточно простых конструктивно-технологических решениях, улучшают эксплуатационные характеристики, повышают избирательность терапевтического воздействия, что в конечном итоге позволяет добиться более высокого лечебного результата.

Литература

1. Патент РФ № 2003361, кл. A61N 2/02, 1993 г.

2. Патент РФ № 2188677, кл. А61N 2/02, 2000 г.

3. Патент РФ № 2247583, кл. А61N 2/02, 2003 г.

4. Белькевич В.И., Берлин Ю.В., Бувин Г.М. Аппарат для лечения бегущим импульсным магнитным полем // Электронная промышленность, 1985, № 1. - С.61.

5. Патент РФ № 2146542, кл. А61N 2/04, 1999 г.

6. Патент РФ № 2056868, кл. А61N 2/02, 1996 г.

1. Способ формирования магнитотерапевтического воздействия путем ориентации в пространстве под углом друг к другу осей трех источников магнитного поля, отличающийся тем, что источники магнитных полей являются как постоянными, так и переменными, оси источников магнитных полей располагают взаимно перпендикулярно, при этом формирование двух магнитных полей осуществляют индукторами-электромагнитами, длины которых превышают диаметр, а формирование третьего магнитного поля намотанной по их окружности круглой катушкой, диаметр которой превышает ее длину, при этом оси индукторов-электромагнитов устанавливают параллельно относительно плоскости круга катушки.

2. Устройство формирования магнитотерапевтического воздействия, содержащее три источника магнитного поля, установленные с возможностью формирования в пространстве взаимно перпендикулярных магнитных полей, объединенные в трехкомпонентный формирователь магнитного поля и подключенные к соответствующим управляемым источникам тока, связанным через усилители мощности с устройством управления, отличающееся тем, что формирователь магнитного поля выполнен в виде двух взаимно перпендикулярно расположенных индукторов-электромагнитов, длины которых превышают диаметр, и намотанной по их окружности круглой катушки, диаметр которой превышает ее длину, при этом оси индукторов-электромагнитов параллельны относительно плоскости круга катушки.

3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что два индуктора-электромагнита выполнены с одним крестообразным сердечником, а каждая из их обмоток разделена на две полуообмотки, намотанные на двух противоположно направленных стержнях сердечника и включенные последовательно и согласно.