УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЛОКАЛИЗАЦИИ ИНОРОДНОГО ФЕРРОМАГНИТНОГО ТЕЛА В ПОЛОСТИ ГЛАЗА И ОРБИТЫ Российский патент 1997 года по МПК A61B5/06 A61F9/00 G01R33/02 

Изобретение относится к медицине, в частности к офтальмологии, и предназначено для локализации внутриглазных инородных ферромагнитных тел, а также может быть использовано в измерительной технике для неразрушающего контроля качества материала.

Иногда внутри человеческого тела в результате различных обстоятельств оказываются инородные ферромагнитные тела, извлечение которых требует хирургического вмешательства. Медицинская практика показала, что основной, часто непреодолимой трудностью при проведении операции является точная локализация извлекаемого инородного тела. При этом предварительное рентгеновское обследование чаще всего оказывается недостаточным, ибо инородное тело вследствие подвижности тканей способно перемещаться как до операции, так и во время операции. Поэтому для локализации инородных ферромагнитных тел применяют феррозондовые полюсоискатели, предназначенные для отыскания магнитных полюсов по небольшим по величине неоднородностям магнитного поля.

Для локализации ферромагнитных тел известно применение астатического феррозондового магнитометра (авт.св. СССР N 218374, кл. А 61 В 6/08, 1965 г).

В этом приборе в качестве чувствительного элемента использован феррозондовый датчик. Датчик состоит из пермаллоевого сердечника, помещенного в трубчатый каркас, на котором размещены обмотка возбуждения и измерительная обмотка, состоящая из двух одинаковых секций, соединенных гридентометрически (т. е. последовательно и встречно). Обмотки подключаются к электроизмерительному блоку. Трубчатый каркас с сердечником помещен в немагнитный корпус. Принцип действия прибора основан на периодическом перемагничивании сердечника феррозонда под действием вспомогательного переменного поля (поля возбуждения). С помощью прибора измеряется градиент магнитного поля (т.е. разность магнитных полей, действующих на секции измерительной обмотки).

Прибор имел существенные недостатки.

1. Чувствительность феррозондового датчика была недостаточной для локализации небольших по размеру ферромагнитных тел.

2. Конструкция датчика имела большие размеры, в частности диаметр свободного конца датчика составлял 10-12 мм.

3. При изменении пространственной ориентации датчика возникал ложный сигнал.

Наиболее близким по технической сущности к заявленному устройству является устройство, выполненное в виде феррозонда, содержащего ручку, соединенную с корпусом, выполненным из немагнитного материала, в котором установлены чувствительные элементы в виде сердечников с обмотками, подключенными к электроизмерительной аппаратуре ( Михеева Е.Г. Дрожжина В.И. Веденев М. А. Коротких О.А. Применение феррозондового полюсоискателя при удалении инородных тел в полости глаза. Вестник офтальмологии, 1983, N 2, с. 52-53).

При пропускании по обмоткам возбуждения переменного тока (от генератора возбуждения) создается переменное магнитное поле, которое периодически доводит сердечники до насыщения. Если на феррозондовые сердечники действует лишь однородное магнитное поле (например поле Земли), то ЭДС, наводимые в обмотках, взаимно компенсируются и выходной сигнал, фиксируемый стрелочным индикатором прибора, будет отсутствовать. При поднесении датчика к намагниченному ферромагнитному телу (к неоднородному магнитному полю) на один из сердечников будет действовать магнитное поле, большее по величине, чем на другой. В результате этого ЭДС, наводимые в обмотках, будут отличаться друг от друга, разница величин ЭДС, передаваемая в виде сигнала на стрелочный индикатор прибора, и является мерой неоднородности магнитного поля, действующего вдоль продольной оси феррозондового датчика. Однако феррозондовые полюсоискатели имеют существенный недостаток. При изменении пространственной ориентации феррозонда, например при вращении датчика вокруг его продольной оси, возникает ложный сигнал, имитирующий наличие неоднородности поля (т.е. присутствие ферромагнитного тела), в то время как поле однородно (т.е. ферромагнитное тело отсутствует), это явление связано с непараллельностью магнитных осей сердечников феррозонда.

Технический результат, достигаемый в результате использования данного изобретения, заключается в устранении ложного сигнала, обусловленного наличием поперечного однородного геомагнитного поля и непараллельностью магнитных осей сердечников.

Технический результат достигается за счет того, что устройство для локализации инородного ферромагнитного тела в полости глаза и орбиты, выполненное в виде феррозонда, содержащего ручку, соединенную с корпусом, выполненным из немагнитного материала и в котором установлены чувствительные элементы в виде сердечников с обмотками, подключенными к электроизмерительной аппаратуре, снабжено установленным внутри втулки из немагнитного материала вдоль ее продольной оси отожженным в вакууме компенсационным пермаллоевым сердечником, при этом втулка установлена в резьбовом канале ручки с возможностью перемещения компенсационного сердечника перпендикулярно к плоскости размещения чувствительных элементов к одному из концов одного из сердечников.

Изобретение поясняется чертежом, где представлена конструкция устройства.

Чувствительные элементы размещены в немагнитном металлическом корпусе 1 (диаметром 2,7 мм, длиной 27 мм) и представляют собой катушки с обмотками 2 и 3 (0,2X5,5 мм), размещенные соосно на расстоянии 15 мм друг от друга на текстолитовой панели 4, состоящей из двух половинок, выполняющих защитные функции от механических воздействий и температурных перепадов, вызывающих изменение угла несоосности магнитных осей сердечников феррозонда. Катушки 2 и 3 соединены между собой градиентометрически и выполняют функции обмотки возбуждения и измерительной. Обмотки катушек 2 и 3 подключены к электроизмерительной аппаратуре (на чертеже не показано).

В катушки 2 и 3 вставлены отожженные в вакууме пермаллоевые сердечники 5 и 6 (0,1X5 мм) так, чтобы они по возможности оказались соосны (параллельны) друг другу.

Чувствительные элементы соответственно 2, 5 и 3, 6, установленные на панели 4, закрыты ее второй половиной, обработанной клеем БФ-4, и вставлены в ручку 9 корпуса 1.

Для устранения ложного сигнала применен отожженный в вакууме компенсационный пермаллоевый сердечник 7. Он установлен в немагнитной втулке 8 (2X3 мм) и вместе с втулкой 8 ввернут в одно из отверстий ручки 9 ортогонально к концу сердечника 6. Корпус 1 надет на панель 4, вставлен в ручку 9 и залит эпоксидным компаундом.

Устройство работает следующим образом.

При пропускании по обмоткам возбуждения 2 и 3 переменного тока создается переменное магнитное поле, которое периодически доводит пермаллоевые сердечники 5 и 6 до насыщения. Если на феррозондовые сердечники действует лишь однородное магнитное поле, то ЭДС, наводимые в обмотках 2 и 3, взаимно компенсируются, и выходной сигнал, фиксирующий стрелочным индикатором, будет отсутствовать.

При поднесении устройства к намагниченному ферромагнитному телу на один из сердечников 5 будет действовать магнитное поле, большее по величине, чем на другой. В результате этого ЭДС, наводимые в обмотках 2 и 3, будут отличаться друг от друга. Разница величин ЭДС, передаваемых в виде сигнала на стрелочный индикатор прибора, и является мерой неоднородности магнитного поля, создаваемого ферромагнитным телом.

При изменении пространственной ориентации феррозонда, например, при вращении датчик вокруг его продольной оси ( т.е. магнитной оси феррозонда или, как еще называют, измерительной оси), на элементы 2, 5 и 3, 6 феррозонда будет действовать (ортогонально магнитной оси феррозонда) проекция вектора напряженности геомагнитного поля (ПВНГП). Если бы сердечники 5 и 6 были параллельны друг другу, то ПВНГП, действующая на полуэлементы 2, 5 и 3, 6, была бы равна нулю, а т.к. сердечник 5 и 6 непараллельны друг другу, то под влиянием ПВНГП сердечники 5 и 6 будут намагничиваться. В результате этого в обмотках 2 и 3 будут наводиться ЭДС разные по величине, но одной полярности, поэтому на выходе полуэлементов появится суммированная величина ЭДС. Эта величина, передаваемая в виде сигнала на стрелочный индикатор прибора, будет показывать наличие неоднородности магнитного поля (т.е. присутствие вблизи феррозонда намагниченного ферромагнитного тела), в то время как поле однородно (т.е. ферромагнитное тело отсутствует).

Физическая сущность компенсации связана с влиянием поля рассеяния компенсационного сердечника 7 на величину поля (создаваемого ПВНГП), действующего на сердечники 5 и 6, причем компенсирующее поле противоположно по знаку действующему на сердечники 5 и 6. При этом не зависит, на какой из сердечников оказывается компенсационное воздействие. Однако условием возможной и точной компенсации является ортогональная установка компенсационного сердечника к одному из концов перемагничивающегося сердечника и тщательный подбор размера компенсационного сердечника.

Использование: в медицине, в офтальмологии для локализации внутриглазных инородных ферромагнитных тел. Сущность изобретения: устройство, выполненное в виде феррозонда, содержащего ручку, соединенную с корпусом, выполненного из немагнитного материала и в котором установлены чувствительные элементы в виде сердечников обмотками, подключенными к электроизмерительной аппаратуре, снабжено установленным внутри втулки из немагнитного материала вдоль ее продольной оси отожженным в вакууме компенсационным пермалоевым сердечником. При этом втулка установлена в резьбовом канале ручки с возможностью перемещения компенсационного сердечника перпендикулярно к плоскости размещения чувствительных элементов к одному из концов одного из сердечников. 1 ил.

Устройство для локализации инородного ферромагнитного тела в полости глаза и орбиты, выполненное в виде феррозонда, содержащего ручку, соединенную с корпусом, выполненным из немагнитного материала, в котором установлены чувствительные элементы в виде сердечников с обмотками, подключенными к электроизмерительной аппаратуре, отличающееся тем, что оно снабжено установленным внутри втулки из немагнитного материала вдоль ее продольной оси отожженным в вакууме компенсационным пермалоевым сердечником, при этом втулка установлена в резьбовом канале ручки с возможностью перемешения компенсационного сердечника перпендикулярно плоскости размещения чувствительных элементов к одному из концов одного из сердечников.