УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТЕРАПИИ ИМПУЛЬСНЫМ МАГНИТНЫМ ПОЛЕМ Российский патент 1997 года по МПК A61N2/04 

Изобретение относится к медицинской технике и может быть найти применение как физиотерапевтическое устройство для лечения ряда заболеваний, обусловленных различными воспалительными процессами (воспалительные инфильтраты, хронические пневмонии, заболевания органов малого таза, обострение хронического пояснично-крестцового радикулита и др.), для бесконтактной стимуляции нервно-мышечного аппарата при травматических повреждениях верхних и нижних конечностей, различных отделов позвоночника, спинного мозга и др. а также для стимуляции гладкой мускулатуры верхних мочевых путей с целью выведения камней или их фрагментов в виде "каменной дорожки" из них.

Известно устройство для терапии переменными магнитными и электрическими полями, содержащее две индуктивные катушки, подключенные к источнику переменного тока, между которыми размещен биообъект, подвергаемый воздействию электротерапии, и два электрода, подключенные к источнику переменного напряжения и наложенные на тело биообъектам таким образом, что в нем возбуждается ток, текущий преимущественно перпендикулярно силовым линиям магнитного поля, создаваемого катушками [1]
Это устройство обеспечивает достижение терапевтического эффекта не только за счет электрических токов, возбуждаемых в организме переменными магнитными и электрическими полями, но и за счет механических колебаний, возбуждаемых силой Лоренца.

Недостатком этого устройства в ряде случаев является малая величина создаваемого механического воздействия из-за ограничений, присущих методу возбуждения тока в теле больного наложенными электродами, так как большое сопротивление кожного покрова приводит к преимущественному выделению мощности источников тока в поверхностном подкожно-жировом слое, что приводит к различного рода тепловым поражениям кожного покрова при увеличении тока.

Наиболее близким к предложенному является устройство для терапии импульсным магнитным полем, содержащее основной и дополнительный индукторы, размещенные соосно [2] В этом устройстве используется эффект одновременного воздействия на организм двух низкочастотных магнитных полей с различающимися частотами.

Однако частотные параметры и интенсивность магнитных полей не позволяет обеспечить с использованием известного устройства заметного механического эффекта от взаимодействия индукционных токов в организме больного.

Целью изобретения является повышение лечебного эффекта за счет усилия механического воздействия импульсного магнитного поля на ткани и органы.

Цель достигается тем, что в устройстве для терапии импульсным магнитным полем, содержащем основной и дополнительный индукторы, размещенные соосно, основной и дополнительный индукторы включены в разрядные контуры, содержащие емкостные накопители и управляемые разрядники, управляющие электроды которых подключены к блоку запуска с регулируемой задержкой, при этом затухание в разрядном контуре основного индуктора больше критического, затухания в разрядном контуре дополнительного индуктора меньше критического, его собственная частота по крайней мере в два раза выше собственной частоты разрядного контура основного индуктора, а коэффициент самоиндукции дополнительного индуктора по крайней мере на порядок меньше коэффициента самоиндукции основного индуктора.

Предлагаются также различные модификации схемных решений заявляемого устройства.

По п. 2 предлагается основной и дополнительный индукторы подключить к N емкостным накопителям через отдельные однонаправленные управляемые ключи, например тиристоры.

По п. 3. предлагается основной и дополнительный индукторы выполнить каждый из двух катушек, размещенных напротив друг друга.

По п. 4 предлагается катушки каждого индуктора соединить последовательно.

По п.5 предлагается катушки каждого индуктора соединить параллельно.

По п. 6 предлагается катушки основного индуктора соединить последовательно, а катушки дополнительного индуктора параллельно.

По п. 7 предлагается катушки основного индуктора соединить параллельно, а катушки дополнительного последовательно.

По п. 8 предлагается первую пару катушек, состоящую из соосных основного и дополнительного индукторов, установить в спинке кресла-лежанки, а вторую укрепить на регулируемом штативе напротив первой.

На фиг. 1 изображена блок-схема устройства; на фиг. 2,а схема включения катушек индукторов в разрядные контуры; на фиг. 2,б вариант с однополярным источником тока в контуре дополнительного индуктора; на фиг. 3,а, б - осциллограммы изменения магнитного поля, создаваемого основным и дополнительным индуктором в случае знакопеременного и однополярного пульсирования тока.

Устройство состоит из основного индуктора 1, дополнительного индуктора 2, генератора импульсного тока 3 и генератора импульсного пульсирующего тока 4. Основной и дополнительный индукторы (каждый из них) могут быть выполнены либо в виде одной катушки индуктивности, либо в виде двух катушек 5,6 и 7,8 соответственно. Катушки 5 и 6, а также 7 и 8 могут быть включены в цепь источников тока последовательно или параллельно. Источники токов 3, 4 выполнены в виде разрядных контуров (фиг. 2,а), состоящих из емкостных накопителей 10, 11 и управляемых разрядников 9, которые включаются блоком запуска 12. При выборе параметров контура, обеспечивающих затухание больше кристаллического в разрядном контуре основного индуктора возбуждается апериодический разряд, а в разрядном контуре дополнительного индуктора при обеспечении затухания меньше кристаллического возбуждается режим затухающих колебаний (фиг. 3,а).

Устройство работает следующим образом.

При подаче управляющих сигналов запуска на разряднике 9 от блока запуска разрядников 12 в контуре основного индуктора 1 начинается процесс апериодического разряда емкостного накопителя 10 через катушку индуктивности 5, а в контуре дополнительного индуктора 2 начинается процесс разряда емкостного накопителя 11 через катушку индуктивности 7. Токи в катушках создают в окружающем пространстве импульсные магнитные поля, которые индуцируют токи в теле большого, помещенного в зоне действия магнитного поля индукторов. Поскольку после отдельной катушки быстро спадает с увеличением расстояния от катушки, то для увеличения глубины воздействия целесообразно выполнять индукторы в виде двух катушек, между которыми размещается часть тела больного, подвергаемая терапевтическому воздействию магнитным полем. В этом случае в большой зоне создается однородное импульсное поле большой индуктивности. Так как основной и дополнительный индукторы выполнены соосными, то зоны воздействия магнитных полей от каждого из индукторов примерно совпадают. Переменные магнитные поля индуцируют в теле больного вихревое электрическое поле, которое возбуждает в тканях ток, плотность которого пропорциональна напряженности магнитного поля и частоте его изменения. Так как частота изменения магнитного поля, создаваемого основным индуктором, по крайней мере в два раза меньше частоты изменения магнитного поля, создаваемого дополнительным индуктором, то основной вклад в создание индукционного тока вносит магнитное поле дополнительного индуктора. Взаимодействие этого тока с магнитными полями основного и дополнительного индукторов приводит к механическому воздействию на ткани, обусловленному силой Лоренца.

Для исключения влияния поля основного индуктора на ток в цепи дополнительного индуктора целесообразно разрядник в контуре дополнительного индуктора включать в момент времени, когда изменение поля основного индуктора будет минимальным. Для исключения влияния одного разрядного контура на другой необходимо обеспечить достаточно малую величину коэффициента взаимной индуктивности разрядных контуров. Это обеспечивается выбором сильно отличающихся значений индуктивности основного и дополнительного контуров.

Вариант с однонаправленным источником тока в цепи дополнительного индуктора реализуется при использовании однонаправленных управляемых ключей, например тиристоров, каждый из которых подключает отдельный емкостной накопитель к катушке индуктивности в соответствующий момент времени (фиг. 2,б). Осциллограммы магнитного поля для этого случая показаны на фиг. 3,б. Такая схема может быть использована и в цепи основного индуктора.

Для характерных значений проводимости тканей 0,5 С/М, размера зоны воздействия 10 см, частоты изменения поля дополнительного индуктора 1 МГц и магнитных полей, создаваемых основным и дополнительным индукторами 1 Тл, получаем величину силы воздействия на ткани 0,07 МН. Такие достаточно высокие значения обеспечиваются тем, что индукторы включены в разрядные контуры с соответствующим выбором характеристик этих разрядных контуров.

Таким образом, в предлагаемом устройстве обеспечивается значительно более сильный эффект механического воздействия импульсного магнитного поля на ткани и органы. Это механическое воздействие является существенным при стимуляции гладкой мускулатуры верхних мочевых путей с целью выведения камней или их фрагментов из них. В этом случае целесообразно больного размещать на кресле-лежанке в сидячем или полусидячем положении. Для этого одну пару катушек размещают в спинке кресла-лежанки, а другую на штативе, напротив первой.

Источник информации.

1. Патент США N 4556051, НКИ 128-1.5, опублик. 1985.

2. ДЕ, выложенная заявка N 3335018, МКИ А 61 N 1/42, 1985.

Использование: медицина, устройствам для терапии импульсных магнитных полей. Сущность изобретения: устройство включает основной и дополнительный индукторы, размещенные соосно и включенные в разрядные контуры, содержащие емкостные накопители и управляемые разрядники, управляющие электроды которых подключены к блоку запуска, при этом затухание в разрядном контуре основного индуктора больше критического, затухание в разрядном контуре дополнительного индуктора меньше критического, его собственная частота по крайней мере в два раза выше собственной частоты разрядного контура основного индуктора, а коэффициент самоиндукции дополнительного индуктора по крайней мере на порядок меньше коэффициента самоиндукции основного индуктора. Переменное магнитное поле, создаваемое дополнительным индуктором, возбуждает в теле больного вихревые токи, взаимодействие которых с магнитным полем основного индуктора приводит к механическим колебаниям ткани, подвергаемой взаимодействию магнитных полей. Изменяя амплитуду и частоту поля дополнительного индуктора, можно в широких пределах изменять режим терапевтического воздействия. Кроме того, предложены различные схемные варианты реализации устройства для терапии импульсных магнитных полей. 7 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Устройство для терапии импульсным магнитным полем, содержащее основной и дополнительный индукторы, размещенные соосно, отличающееся тем, что, с целью повышения лечебного эффекта за счет усиления механического воздействия импульсного магнитного поля на ткани и органы, в нем основной и дополнительный индукторы включены в разрядные контуры, содержащие емкостные накопители и управляемые разрядники, управляющие электроды которых подключены к блоку запуска, при этом затухание в разрядном контуре основного индуктора больше критического, затухание в разрядном контуре дополнительного индуктора меньше критического, его собственная частота по крайней мере в два раза выше собственной частоты разрядного контура основного индуктора, а коэффициент самоиндукции дополнительного индуктора по крайней мере на порядок меньше коэффициента самоиндукции основного индуктора. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в нем основной и дополнительный индукторы подключены к n емкостным накопителям через отдельные однонаправленные управляемые ключи, например тиристоры. 3. Устройство по пп. 1 и 2, отличающееся тем, что в нем основной и дополнительный индукторы выполнены каждый из двух катушек, размещенных напротив друг друга. 4. Устройство по пп. 1 и 3, отличающееся тем, что в нем катушки каждого индуктора соединены последовательно. 5. Устройство по пп. 1 и 3, отличающееся тем, что в нем катушки каждого индуктора соединены параллельно. 6. Устройство по пп. 1 и 3, отличающееся тем, что в нем катушки основного индуктора соединены последовательно, а катушки дополнительного индуктора соединены параллельно. 7. Устройство по пп. 1 и 3, отличающееся тем, что в нем катушки основного индуктора соединены параллельно, а катушки дополнительного последовательно. 8. Устройство по пп. 1 7, отличающееся тем, что в нем первая пара катушек, состоящая из соосных основного и дополнительного индукторов, установлена в спинке кресла-лежанки, а вторая укреплена на регулируемом штативе напротив первой.