УСТРОЙСТВО ДЛЯ МАГНИТНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ЖИВЫЕ ОРГАНИЗМЫ Российский патент 2020 года по МПК A61N1/32 

Изобретение относится к устройствам и приборам для магнитного воздействия, которые могут применяться в медицине и ветеринарии для осуществления магнитного физиотерапевтического или магнитостимулирующего воздействия на ткани и внутренние органы человека или животного с целью устранения болевых синдромов, стимуляции процессов жизнедеятельности и регенерации, ускорения восстановления тканей человека и животных после инвазивных воздействий и травм.

Магнитостимуляция относится к числу наиболее перспективных методов магнитного воздействия на ткани и внутренние органы человека. Магнитостимуляция в различных амплитудно-частотных диапазонах доказала свою эффективность при профилактике и лечении заболеваний центральной нервной системы, заживлении ран и костных переломов, а также восстановлении функций сенсорных систем.

Магнитотерапия - это неинвазивный, безопасный и простой в использовании метод для лечения боли, воспалений, травм и других заболеваний и нарушений. Магнитные поля вызывают ориентационные и концентрационные изменения биологически активных макромолекул, что отражается на кинетике биохимических реакций и скорости биофизических процессов в организме. Поле может воздействовать на макромолекулы не только непосредственно, но и через влияние на окружение этих молекул, включающее воду с растворенными в ней соединениями, в частности, ионами. Первичное действие полей на организм включает ориентационную перестройку мембран клетки, образующих оболочку клетки и составляющих основу внутриклеточных структур. Это оказывает влияние как на проницаемость самих клеток и их органоидов, так и на биохимические процессы в организме в целом. Переменное магнитное поле взаимодействует с заряженными частицами в организме человека, такими как ионы и электроны, влияя на их перемещения, например, по ионным каналам, а также способствуя возникновению локальных электрических полей (токов).

Таким образом, магнитные поля влияют на ткани организма через генерируемые электрические поля (токи). При реализации действия на живые системы задействуются субмолекулярные, молекулярные и надмолекулярные структуры, что влечет за собой изменения на клеточном, системном и организменном уровне.

Для оценки новизны заявленного решения рассмотрим ряд известных технических средств аналогичного назначения, характеризуемых совокупностью сходных с заявленным устройством признаков.

Известен магнитотерапевтический аппарат «Алмаг+» https://elamed.com/dlya-domashnego-primeneniya/produktsiya/almag-plus, который состоит из электронного блока, представляющего собой генератор токовых колебаний, а также четырех индукторов в виде аппликаторов, содержащих плоские катушки, и использует параметры магнитного поля в диапазоне частот от 4 Гц до 16 Гц. Вид и параметры используемых катушек, а также интенсивность оказываемого воздействия не раскрываются.

Известен аппарат магнитноимпульсной терапии «Ортомаг» http://www.gzas.ru/products/4/prod1495.html, содержащий генератор и 6 плоских катушек (индукторов), прикрепляемых к телу человека, каждая из которых генерирует импульсное магнитное поле с частотой около 6 Гц и амплитудным значением индукции магнитного поля, составляющей не менее 20 мТл. Вид и параметры используемых катушек не раскрываются.

Из патента ЕА 201500822 известно устройство для локальной магнитотерапии, содержащее источник тока, подключенный к индуктору, при этом индуктор содержит концентратор магнитного поля, выполненный в виде стержня из магнитопроводящего материала, удлиненного в направлении объекта воздействия. Устройство характеризуется тем, что индуктор выполнен в виде набора из двух или более расположенных вдоль оси концентратора катушек, выполненных бифилярной намоткой.

Известны устройства, работающие по методам дарсонвализации и индуктотермии и использующие высокочастотные переменные электромагнитные колебания, см. Физиотерапия. Л.М. Клячкин, М.Н. Виноградова, М. Медицина, 1995 г.

Известно также ограниченное применение в магнитотерапии плоских бифилярных катушек, называемых катушками Тесла. Катушки Тесла в радиотехнике используются для нейтрализации самоиндукции (индуктивного сопротивления катушки) с целью уменьшения потерь тока. Нейтрализация самоиндукции возможна на определенной частоте пропускаемого тока, соответствующей резонансной частоте системы «индуктивность катушки - распределенная конструктивная емкость». Резонансная частота системы определяется конструктивными параметрами катушки - диаметром катушки, количеством витков, диаметром провода.

Известно устройство по патенту RU №184786 для терапии электрическим полем, которое содержит связанные между собой источник переменного тока и лечебный электрод, причем в качестве лечебного электрода используется сменный индуктор, в виде катушки-емкости, соединенный с блоком регулирования длительности сигнала, который связан с контроллером, выход которого соединен с входом источника переменного тока. Индуктор представляет собой модификацию катушки Тесла и выполнен в двух видах - катушка-емкость в виде плоского диска и катушка-емкость в виде тора. Дисковая катушка-емкость может быть выполнена в нескольких вариантах: дисковая катушка-бифиляр, дисковая катушка-бифиляр с перекрестной коммутацией витков разного диаметра провода, равноудаленной от начала и конца спирали, дисковая катушка - трифиляр с контактами равноудаленными от начала и конца спирали.

Устройство по патенту RU №184786 имеет часть сходных конструктивных признаков с заявленным решением, в связи с чем оно принято в качестве его прототипа.

В описании прототипа указывается, что техническим результатом его использования является увеличение эффективности лечебного воздействия на клеточном уровне за счет увеличения электрического поля воздействия и глубины его проникновения. Однако возможность достижения заявленного результата при использовании данного устройства для терапии электрическим полем, а именно так в патенте определено родовое понятие устройства, практически исключена, поскольку проникающим действием обладает только совокупность электрической и магнитной компонент, причем остановить магнитную компоненту значительно труднее, чем электрическую, т.е. ее проникающая способность намного выше.

Недостаток известных устройств для магнитотерапии в том, что магнитное воздействие является слабо направленным и часто сопровождается значительным тепловым эффектом, выражаемым в нагреве близлежащих тканей и органов, окружающих желаемую область магнитостимуляции, вследствие воздействия на них магнитного поля высокой интенсивности. Актуальной задачей остается направленная стимуляция локальных областей с патологией в организме. Кроме того, многие из известных устройств имеют значительные габариты и/или множество индукторов, так что их применение возможно только в рамках лечебного учреждения. Воздействию создаваемого магнитного поля подвергается весь объем биологических тканей в проекции генерирующего электрода (индуктора) - как патологические области и ткани, так и заведомо не требующие внешнего вмешательства, т.е. здоровые. Кроме того, во всех случаях один или несколько параметров такого воздействия (частота, интенсивность излучения, длительность) не соответствуют известным и доказанным представлениям о безопасности магнитного облучения.

Задачей заявляемого изобретения является создание устройства для осуществления целенаправленных локальных магнитостимулирующих и физиотерапевтических воздействий, которые объединяли бы в себе эффективность в конкретной области воздействия на клетки, ткани и структуры живого организма, в частности, устранения болей различной этиологии, и при этом оказывали бы минимальное воздействие на ткани и органы, окружающие участок воздействия, без возникновения при их применении теплового эффекта, а также компактность исполнения, простоту и удобство применения пользователем без нарушения привычного распорядка жизни.

Сущность заявленного технического решения выражается в приведенной ниже следующей совокупности существенных признаков.

Согласно изобретению устройство для магнитного воздействия на живые организмы, содержащее источник питания, генератор и соединенный с ним индуктор, характеризуется тем, что генератор колебаний работает на резонансной частоте индуктора, который выполнен в виде плоской бифилярной катушки с незамкнутыми обмотками, подключенной к генератору колебаний в качестве нагрузки в виде последовательного колебательного контура, обеспечивающей синусоидальную форму выходного тока на резонансной частоте катушки, при этом бифилярная катушка выполнена в виде плоского диска, в котором на диэлектрической подложке размещены провода ее обмоток в виде двух концентрично расположенных спиралей из двух примыкающих друг к другу проводов различных обмоток, при этом незамкнутый вывод одной из обмоток бифилярной катушки расположен на внутренней в радиальном направлении катушки оконечности указанной обмотки, а незамкнутый вывод второй из обмоток катушки индуктора расположен на наружной в радиальном направлении катушки оконечности указанной обмотки, причем противоположные выводы обеих обмоток катушки подключены к соответствующим выводам генератора колебаний.

Данная совокупность существенных признаков заявленного изобретения является достаточной для решения указанной заявителем технической задачи и получения обеспечиваемого изобретением технического результата.

Кроме того, заявленное техническое решение характеризуется наличием ряда дополнительных факультативных признаков:

- индуктор может быть конструктивно объединен с генератором колебаний;

- обмотки бифилярной катушки могут быть выполнены в два сложенных вместе одинаковых провода, расположенных в плоскости намотки с плотным примыканием всех проводов друг к другу с обеспечением общей толщины обмотки, равной одному диаметру провода;

- обмотки бифилярной катушки могут быть выполнены в два сложенных вместе одинаковых провода с расположением проводов обмоток перпендикулярно плоскости катушки с обеспечением при этом общей толщины обмотки, равной двум диаметрам провода;

- генератор колебаний может быть выполнен в виде автогенератора синусоидальных или прямоугольных колебаний с катушкой в цепи положительной обратной связи по току (ПОСТ);

- генератор колебаний может быть выполнен в виде автогенератора синусоидальных колебаний с катушкой в цепи ПОСТ с амплитудной модуляцией или манипуляцией;

- генератор колебаний может быть снабжен цепью отрицательной обратной связи по напряжению (ООСН) с возможностью регулирования величины выходного напряжения и, соответственно, выходного тока и напряженности магнитного поля, генерируемого индуктором за счет изменения глубины ООСН;

- генератор колебаний может быть выполнен в виде генератора, управляемого напряжением с фазовой автоподстройкой частоты (ФАПЧ);

- резонансная частота бифилярной катушки, как последовательного колебательного контура, и частота работы генератора колебаний выбрана в пределах 250-380 кГц.

Заявленная совокупность существенных и факультативных признаков обеспечивает достижение технического результата, который заключается в том, что устройство для магнитного воздействия обеспечивает формирование индуктором направленного магнитного воздействия на ткани и органы человека с формированием негомогенного магнитного поля по существу конусоидальной формы с обеспечением максимума интенсивности такого воздействия, т.е. максимума индукции магнитного поля, расположенного в вершине указанного конуса. Выполнение устройства в компактной эргономичной форме повышает уровень положительных эмоций пользователей при его применении, способствует приверженности пациентов к лечению, т.е к комплаентности, что обуславливает более высокие показатели эффективности процесса лечения.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен конструктивный вид индуктора, выполненного в виде плоской бифилярной катушки, на фиг.2 - электрическая схема обмоток плоской бифилярной катушки, на фиг.3 - схема соединений источника питания, генератора колебаний и индуктора, на фиг.4 - общий вид генератора колебаний и индуктора, выполненных, соответственно, в форме круглого прибора и плоского диска, на фиг.5 - график, отражающий форму напряженности генерируемого магнитного поля, на фиг.6 - график распределения интенсивности магнитного поля бифилярной катушки вдоль ее вертикальной и горизонтальной оси, на фиг.7 - функциональная схема генератора колебаний в виде автогенератора с бифилярной катушкой в цепи ПОСТ; на фиг.8 - эпюры напряжений в контрольных точках Т1, Т2 автогенератора с ПОСТ; на фиг.9 - функциональная схема генератора колебаний в виде автогенератора с ФАПЧ; на фиг.10 - эпюры напряжений в контрольных точках Т1, Т2 и Т3 в положении S1-1 переключателя S1 генератора с ФАПЧ; на фиг.11 - эпюры напряжений в контрольных точках Т1, Т2 и Т3 в положении S1-2 переключателя S1 генератора с ФАПЧ.

На чертежах позициями и буквами обозначены: 1 - первый (замкнутый) вывод первой обмотки; 2 - второй (разомкнутый) вывод первой обмотки; 3 - третий (разомкнутый) вывод второй обмотки; 4 - четвертый (замкнутый) вывод второй обмотки; 5 - L1 - бифилярная катушка индуктора; 6 - подложка; 7- первая обмотка бифилярной катушки; 8 - вторая обмотка бифилярной катушки; 9 - генератор колебаний; 10 - источник питания; 11 - корпус индуктора; 12 - корпус генератора; 13 - соединительный кабель подключения индуктора к генератору; 14 - ось бифилярной катушки; 15 - узел генератора колебаний; Dв - внутренний диаметр бифилярной катушки; Dн - наружный диаметр бифилярной катушки; К1, К2 - выходы генератора; A1 - узел генератора (автогенератора); DA1 - усилительный каскад, охваченный обратными связями; R1, R2, R3 - резисторы; +IN, -IN - входы усилительного каскада; OUT - выход усилительного каскада; АПЧ – узел фазовой автоподстройки частоты; ФНЧ - фильтр низких частот; S1 - переключатель формы выходного напряжения ФАПЧ; S1-1, S1-2 - положения переключателя S1; ФД - фазовый детектор; ГУН - генератор, управляемый напряжением; Т1 - контрольная точка выходного напряжения автогенератора; Т2 - контрольная точка выходного тока катушки; Т3 - контрольная точка выходного напряжения ФАПЧ, U1 - выходное напряжение генератора / автогенератора, U2 - напряжение на датчике тока, U3 - выходное напряжение ФАПЧ.

Плоская бифилярная катушка 5 индуктора образована двумя одинаковыми проводниками, называемыми также обмоточными проводами, намотанными в два провода в один слой в одной плоскости, в виде плоской спирали от внутреннего диаметра Dв к наружному диаметру Dн, с плотным прилеганием соседних проводников и соседних витков обмоток друг к другу без зазоров между ними. Соседние проводники образуют, соответственно, первую обмотку 7 и вторую обмотку 8 плоской бифилярной катушки 5. Обмотки 7, 8 могут быть намотаны одножильным или многожильным обмоточным проводом в эмалевой или лаковой изоляции. Толщина бифилярной катушки 5 равна, соответственно, толщине одного обмоточного провода. Обмотки 7, 8 бифилярной катушки 5 могут быть выполнены намоткой по спирали в одной плоскости в два сложенных вместе одинаковых провода с вертикальным расположением проводов обмоток, т.е. перпендикулярно плоскости ее намотки, с примыканием друг другу «двух проводов - к двум проводам», с обеспечением при этом общей толщины обмотки, равной двум диаметрам обмоточного провода. Бифилярная катушка 5 может быть также выполнена в виде двух плоских обмоток толщиной в один провод, расположенных своими плоскостями напротив и параллельно друг другу с разных сторон подложки, т.е. с разделением обеих обмоток катушки подложкой. Первая обмотка 7 катушки 5 имеет первый вывод 1 и второй вывод 2. Вторая обмотка 8 катушки 5 имеет, соответственно, третий вывод 3 и четвертый вывод 4. Второй и третий выводы 2, 3 катушки 5 разомкнуты. Незамкнутый (разомкнутый) вывод 2 первой обмотки 7 катушки 5 расположен на внутренней в радиальном направлении катушки оконечности указанной обмотки, а незамкнутый (разомкнутый) вывод 3 второй обмотки 8 катушки 5 расположен на наружной в радиальном направлении катушки оконечности указанной обмотки. Возможно обратное расположение разомкнутых выводов катушки 5, при котором незамкнутый (разомкнутый) вывод 2 первой обмотки 7 катушки 5 расположен на наружной в радиальном направлении катушки оконечности указанной обмотки, а незамкнутый (разомкнутый) вывод 3 второй обмотки 8 катушки 5 расположен на внутренней в радиальном направлении катушки оконечности указанной обмотки. Первый (замкнутый) вывод 1 первой обмотки 7, расположенный на наружной в радиальном направлении катушки 5 оконечности указанной обмотки, и четвертый (замкнутый) вывод 4 второй обмотки 8, расположенный на внутренней в радиальном направлении катушки 5 оконечности указанной обмотки, подключаются в общем случае к источнику сигнала или автогенераторной схеме двухпроводным кабелем. Обмотки 7, 8 бифилярной катушки 5 размещены на плоской подложке 6 в виде круглой пластины, выполненной из диэлектрического материала, такого как, например, пластик или дерево. При этом вывод 1 первой обмотки 7 и вывод 4 второй обмотки 8 выведены наружу за пределы подложки 6 для их соединения с выходами К1, К2 генератора 9 колебаний, а противоположные разомкнутые выводы 2 и 3 указанных обмоток заделаны в подложке 6 и не выведены из катушки.

В электрическом эквиваленте катушка 5 представляет собой последовательный колебательный контур. В варианте реализации, показанном на фиг. 3,4, катушка конструктивно обособлена от генератора, первый вывод 1 и четвертый вывод 4 катушки 5 подключены к выходам по напряжению К1 и К2 генератора колебаний 9. Генератор колебаний 9 соединен с источником питания 10 постоянного тока, представляющий собой перезаряжаемый аккумулятор.

В зависимости от варианта реализации устройства для магнитного воздействия генератор колебаний и катушка могут быть объединены в общем корпусе; питание генератора может производиться от сети переменного тока через адаптер переменного или постоянного напряжения.

На корпусе индуктора (или на корпусе прибора, содержащего индуктор) могут быть предусмотрены средства крепления на одежду пользователя в области желаемого магнитостимулирующего или терапевтического воздействия для исключения необходимости удерживать устройство в процессе работы.

Внутренний диаметр Dв бифилярной катушки 5 по существу определяет диаметр тороида, образующегося в вершине конуса генерируемого катушкой 5 индуктора магнитного поля за счет интерференции отдельных магнитных полей, генерируемых каждым из витков обмоток бифилярной катушки 5.

Генератор колебаний 9 схемотехнически может представлять собой генератор с ручной настройкой на резонансную частоту или автогенератор с ПОСТ или генератор, управляемый напряжением с ФАПЧ, а индуктор представляет собой последовательный колебательный контур, являющийся нагрузкой указанного генератора, индуцирующей магнитные колебания.

Заявленное устройство работает следующим образом.

Генератор колебаний 9 подает на катушку 5 напряжение на резонансной частоте катушки, автогенератор колебаний автоматически работает на резонансной частоте катушки. За счет мультипликации напряженности поля достигается конусовидная форма магнитного поля с максимальной напряженностью в вершине конуса в связи со снижением плотности витков от центра к краю катушки 5. При этом высота конуса над поверхностью катушки 5 зависит от диаметра катушки и силы индукционного тока через катушку.

В таблице 1 (см. графическую часть) представлены значения индукции магнитного поля, измеренной вдоль взаимно перпендикулярных направлений N, W, E, S в плоскости катушки 5.

В таблице 2 (см. графическую часть) представлены значения индукции магнитного поля, измеренной вдоль взаимно перпендикулярных направлений N, W, E, S на расстоянии 5 см от плоскости катушки.

Форма распределения величины напряженности магнитного поля катушки 5 имеет характерную форму усеченного конуса и в проекции на плоскость основания отражает особенности ее намотки.

Резонансная частота реализуемого в заявленном устройстве последовательного колебательного контура в виде бифилярной катушки 5 определяется параметрами катушки 5, в частности ее геометрическими размерами, количеством витков ее обмоток, внутренним и внешним диаметром обмоток, а также диаметром (сечением) и длиной обмоточного провода. Длина провода при выбранном сечении определяется размерами катушки, способом намотки и количеством витков.

Катушки разного размера могут вызывать сравнимый терапевтический эффект, а наиболее существенными с точки зрения достижения стимулирующего и терапевтического эффекта является направленная форма получаемого магнитного поля, а также его частота и величина напряженности. При этом большинство из указанных выше параметров определяются геометрическими параметрами катушки 5 индуктора. Возбуждение колебаний, и, соответственно, генерация магнитного поля индуктором, происходит на резонансной частоте катушки 5 индуктора. Колебания тока катушки имеют синусоидальную форму. С целью стабилизации колебаний и снижения нелинейных искажений схема дополнительно может быть охвачена цепью ООСН.

Таким образом, колебательный контур, выполненный в виде бифилярной катушки с разомкнутыми витками, выступает в роли как частотозадающего элемента, так и одновременно индуктора в качестве нагрузки генератора колебаний.

Резонансная частота колебательного контура, образованного катушкой индуктора, составляет 250-380 кГц, предпочтительно 280-350 кГц. Указанный диапазон частот представляет собой диапазон частот, определенный на основании проведенных исследований как наиболее эффективный и безопасный диапазон рабочих частот генерируемого магнитного воздействия из условия обеспечения наилучшего и стабильного стимулирующего и лечебного эффекта.

Благодаря воздействию переменного магнитного поля, в указанном выше диапазоне резонансных частот колебательного контура обеспечивается наиболее выраженный и стабильный магнитостимулирующий и терапевтический эффект, заключающийся в устранении болевых синдромов, стимуляции процессов жизнедеятельности и регенерации, ускорения восстановления тканей человека и животных после инвазивных воздействий и травм.

Генератор колебаний выполнен с возможностью регулирования величины выходного напряжения и, соответственно, величины выходного тока и напряженности магнитного поля, генерируемого индуктором. В генераторе колебаний могут быть также предусмотрены средства для регулирования длительности, количества циклов или периодичности повторения генерируемого магнитного воздействия, а также его модуляции и манипуляции низкочастотными сигналами.

Интенсивность воздействия может быть заранее задана параметрами генератора колебаний и установлена в наиболее эффективном и безопасном для пользователя диапазоне, составляющем от 80 мкТл до 200 мкТл, и, в таком случае, может быть предусмотрена возможность регулирования только длительности воздействия. Проведенные эксперименты показали, что магнитное воздействие, генерируемое с помощью индуктора по настоящему изобретению, с интенсивностью магнитного поля в диапазоне от 80 мкТл до 200 мкТл обеспечивает достижение устойчивого терапевтического эффекта, при этом интенсивность магнитного поля в плоскости индуктора остается сравнимой с величиной магнитного фона Земли, составляющего около 50-60 мкТл, что обеспечивает минимальное воздействие на ткани и органы человека, окружающие участок воздействия, и исключает тем самым также возникновение нежелательного теплового эффекта.

Выполнение генератора колебаний в виде автогенератора упрощает реализацию заявленного устройства и обеспечивает автоматическое возбуждение колебаний в катушке индуктора на ее резонансной частоте.

Форма магнитного поля, обеспечиваемая заявленным устройством, позволяет осуществлять направленное матнитостимулирующее воздействие на ткани и органы человека, расположенные непосредственно под местом аппликации индуктора на глубине до 6 см от поверхности тела. Воздействие таким магнитным полем посредством аппликации указанного индуктора к участкам тела, расположенными над патогенными областями, в частности над болезненными органами в течение 15-30 минут, обеспечивает направленное «локальное» воздействие на подвергаемые магнитному воздействию участки тела с купированием болевых ощущений на длительный период времени. При этом форма магнитного поля заявленного устройства позволяет фактически исключить основной побочный эффект в виде воздействия магнитного поля при применении известных устройств уровня техники на здоровые ткани, окружающие область желаемого воздействия, в частности магнитостимуляции, что иногда может вызвать развитие новых патологий или усиление старых. Этот недостаток исключается благодаря применению “сфокусированного” магнитного поля с максимумом его интенсивности, сосредоточенном в вершине «магнитного конуса», т.е. ограниченного небольшой областью «направленного» воздействия.

Серия экспериментов с заявленным устройством показала, что лечебный эффект устранения или уменьшения болевых синдромов различной этиологии достигается в первую очередь именно за счет свойств применяемого неоднородного и направленного магнитного поля. Определенный по результатам экспериментов диапазон резонансных частот 250-380 кГц, а также диапазон интенсивности магнитного поля 80-200 мкТл позволяют получить еще более выраженный магнитостимулирующий и терапевтический, в частности болеутоляющий эффект, без возникновения опасности локального нагрева близлежащих тканей.

Пример 1. ТЕСТИРОВАНИЕ НА МОДЕЛИ ПРОЛИФЕРАЦИИ

Исследование проводилось в ООО «Научный центр цитогенетического тестирования» в январе 2019 г.

Тестирование прибора проводилось на разных мощностях прибора, а именно, при 50% (90-100 мкТл) и 100% (180 -200 мкТл) и на разном расстоянии (0 см и 4 см) с целью определения эффекта прибора на пролиферацию клеток линии СНО-К1.

Клетки высевали из расчета 200 мкл среды на одну лунку 96-и луночного планшета. Среда представляла собой 9 частей питательной среды DMEM (или DMEM Игла) с добавлением 1 части сыворотки крови эмбриональной телячьей. Готовили суспензию клеток с посевной концентрацией 2×104 клеток/мл. Для этого отбирали культуральные флаконы (площадью 25 см² или 75 см²) со сформировавшимся монослоем клеток (2-4-х дневная клеточная культура с нормальной морфологией клеток); диспергировали клеточный монослой: добавляли в культуральный флакон 2-5 мл ростовой среды; перемешивали содержимое флакона пипеткой объемом 10 мл; отбирали пробу и переносили клеточную суспензию в микроцентрифужную пробирку типа Эппендорф. Затем подсчитывали концентрацию клеток в камере Горяева. Разводили клеточную суспензию ростовой средой до требуемой конечной концентрации клеток. Вносили клеточную суспензию по 0,2 мл в необходимое количество лунок (исходя из количества исследуемых образцов) в два 96-и луночных планшета. Инкубировали планшеты с клетками в течение трех суток при 37±0,5°С в атмосфере с 5±0,7% содержанием СО₂ на разных полках инкубатора. Причем контрольный планшет расположили на полке, а опытные поместили строго по середине прямо на включенный прибор магнитного воздействия и на расстояние 4 см от поверхности, используя в качестве подъемника высоты пластиковые ванночки или штативы. Данную схему повторяли при мощности включенного прибора 50% и 100%. По окончании срока инкубации вынимали планшеты из инкубатора, удаляли из лунок всю ростовую среду, заливали по 100 мкл раствора трипсина-версена (1:9) и оставляли на 10-15 минут для полного отсоединения клеток от подложки. Перемешивали дозатором содержимое лунки и вносили по 10 мкл в камеру Горяева. Подсчет клеток производили в пяти больших квадратах по диагонали. Полученное число умножали на коэффициент 1,25 и 104 и таким образом определяли количество клеток в мл. Процедуру повторяли для каждой лунки. Затем рассчитывали индекс пролиферации (ИП) как соотношение концентрации клеток после трех суток культивирования к посевной концентрации. ИП для контроля и опыта рассчитываются отдельно. Затем рассчитывали Индекс воздействия, как соотношение опытных и контрольных вариантов по формуле: ((ИП опыта/ИП контроля)*100-100).

Результаты тестирования показали, что пролиферация увеличивается на 7-40% в зависимости от мощности воздействия и расстояния от планшета до прибора.

Пример 2. ТЕСТИРОВАНИЕ НА МОДЕЛИ «РАНЫ».

Тестирование по определению специфической активности прибора на модели раны («wound healing assay»). Модель раны in vitro является широко применяемой методикой для оценки подвижности и скорости миграции клеток. При заживлении экспериментальной раны различные типы клеток реагируют сходным образом: клетки поляризуются, формируют протрузии в сторону раны и мигрируют (Yarrow et al., 2004). Исследование проводилось в ООО «Научный центр цитогенетического тестирования» в соответствии со стандартным протоколом для этой процедуры.

Исследование показало повышение скорости зарастания "раны" при применении прибора согласно изобретению на клеточной культуре на 12%.

Пример 3. ЛЕЧЕНИЕ ГЕМОРРОЯ.

В феврале 2019 г. в Санкт-Петербурге на базе частных клиник проводились испытания прибора на мужчинах с симптомами геморроя 3-4 степени (20 человек в возрасте от 30 до 60 лет). Испытания были направлены на исследование эффекта снятия боли и иных неприятных ощущений. Сеансы магнитотерапии проводились в течение 14 дней по 30 минут каждый день при интенсивности излучения 180-200 мкТл (100% мощности прибора). Такая интенсивность магнитного поля исключает возникновение нежелательных побочных эффектов, в частности, теплового эффекта. Магнитный диск прикладывался пациентом в район максимальных болевых ощущений. Выборка включала как пациентов, применяющих дополнительные медикаментозные средства, так и пациентов, не получающих медикаментозного лечения. Все пациенты, принявшие участие в исследовании, описали исчезновение характерных болей на 2-3 день после начала исследования, в некоторых случаях было отмечено прекращение кровотечения при острых формах заболевания и снижение опухолевых и отечных явлений после окончания терапии через 14 дней. В каждом случае врач проктолог проводил объективное обследование до и после сеансов магнитотерапии, подтвердивших субъективное ощущение ремиссии.

Пример 4. ЛЕЧЕНИЕ ПРОСТАТИТА

В феврале 2019 г. в Санкт-Петербурге на базе частных клиник проводились испытания прибора на мужчинах с симптомами простатита. В исследовании участвовало 20 чел. в возрасте от 40 до 60 лет. Магнитный диск прикладывался пациентом в район максимальных болевых ощущений. Выборка включала как пациентов, применяющих дополнительные медикаментозные средства, так и пациентов, не получающих медикаментозного лечения. В результате наблюдали положительный эффект субъективного ощущения снижения боли в течение 10-14 дней по описанной методике. Объективное подтверждение результата испытаний основано на лабораторном анализе количества лимфоцитов в специальном секрете, которое показало снижение количества лимфоцитов на 12-15% в результате использования магнитного прибора. Предполагается, что возможно существенное повышение эффективности воздействия при реализации непосредственного доступа к очагу заболевания изменением конструктивных параметров прибора, в результате чего повысится интенсивность действующего магнитного поля в зоне патологии.

Пример 5. СИНДРОМ МЕНСТРУАЛЬНЫХ БОЛЕЙ

Исследование также проводилось в феврале 2019 г. на базе частных клиник. В исследовании добровольно приняли участие 50 женщин в возрасте от 18 до 24 лет с синдромом менструальных болей. Сеансы магнитотерапии проводились в течение 2-4 дней по 30 минут каждый день при интенсивности излучения 180-200 мкТл (100% мощности прибора). Исследованием выявило положительную динамику, основанную на субъективных ощущениях, у более, чем 60% участниц уже на второй день применения прибора. Для объективизации оценки требуется уточнение диагноза, например, эндомитриоз или поликистоз яичников и т.п. В каждом из примеров 3-5, ни у кого из пациентов не было выявлено каких-либо нежелательных явлений, которые могли бы быть связаны с применением прибора. Повторный опрос пациентов через 2-3 месяца показал, что длительность последействия после окончания сеанса магнитотерапии составляет 30-45 дней у 54% испытуемых.

Таким образом, заявленное устройство позволяет оказывать целенаправленное магнитостимулирующее воздействие именно на патогенные области и органы, расположенные на глубине 3-6 см от поверхности кожи, практически не воздействуя при этом на ткани, расположенные на и вблизи кожной поверхности, к которой приложена катушка индуктора (аппликатора). Форма магнитного поля индуктора, выполненного в виде бифилярной катушки, обеспечивают воздействие на указанные области с целью локализации болей различной этиологии.

Основные характеристики заявленного устройства:

- действующее значение выходного тока в индукторе 0,01-2,00 А;

- действующее значение выходного напряжения генератора колебаний 1,5-10 В;

- интенсивность индуктируемого магнитного поля 80-200 мкТл.

Конструктивные особенности и портативность устройства позволяют «доставлять» сигнал магнитного воздействия в необходимую зону тела человека локально, а также при необходимости воздействовать на множественные очаги и центральные процессы. Таким образом, заявленное устройство представляет собой компактный прибор для магнитостимуляции общемедицинского назначения, пригодный для применения в клинических или домашних условиях при лечении менструального синдрома, геммороя, заболеваний суставов, а также при купировании болей различной этиологии, а также для заживления повреждений и стимуляции пролиферации клеток.

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к устройствам для магнитного физиотерапевтического или магнитостимулирующего воздействия на ткани и внутренние органы человека или животного. Устройство позволяет оказывать целенаправленное воздействие именно на патогенные области и органы, расположенные на глубине 3-6 см от поверхности кожи, практически не воздействуя при этом на ткани, расположенные на и вблизи кожной поверхности, к которой приложена катушка индуктора (аппликатора). Форма магнитного поля индуктора, выполненного в виде бифилярной катушки, обеспечивает воздействие на указанные области с целью локализации болей различной этиологии. Устройство представляет собой компактный прибор для магнитостимуляции общемедицинского назначения, пригодный для применения в клинических или домашних условиях. 8 з.п. ф-лы, 11 ил., 2 табл.

1. Устройство для магнитного воздействия на живые организмы, содержащее источник питания, генератор и соединенный с ним индуктор, отличающееся тем, что генератор колебаний работает на резонансной частоте индуктора, который выполнен в виде плоской бифилярной катушки с незамкнутыми обмотками, подключенной к генератору колебаний в качестве нагрузки в виде последовательного колебательного контура, обеспечивающей синусоидальную форму выходного тока на резонансной частоте катушки, при этом бифилярная катушка выполнена в виде плоского диска, в котором на диэлектрической подложке размещены провода ее обмоток в виде двух концентрично расположенных спиралей из двух примыкающих друг к другу проводов различных обмоток, при этом незамкнутый вывод одной из обмоток бифилярной катушки расположен на внутренней в радиальном направлении катушки оконечности указанной обмотки, а незамкнутый вывод второй из обмоток катушки индуктора расположен на наружной в радиальном направлении катушки оконечности указанной обмотки, причем противоположные выводы обеих обмоток катушки подключены к соответствующим выводам генератора колебаний.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что индуктор конструктивно объединен с генератором колебаний.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что обмотки бифилярной катушки выполнены в два сложенных вместе одинаковых провода, расположенных в плоскости намотки с плотным примыканием всех проводов друг к другу с обеспечением общей толщины обмотки, равной одному диаметру провода.

4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что обмотки бифилярной катушки выполнены в два сложенных вместе одинаковых провода с расположением проводов обмоток перпендикулярно плоскости катушки с обеспечением при этом общей толщины обмотки, равной двум диаметрам провода.

5. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что генератор колебаний выполнен в виде автогенератора синусоидальных или прямоугольных колебаний с катушкой в цепи положительной обратной связи по току.

6. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что генератор колебаний выполнен в виде автогенератора синусоидальных колебаний с катушкой в цепи положительной обратной связи по току с амплитудной модуляцией или манипуляцией.

7. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что генератор колебаний снабжен цепью отрицательной обратной связи по напряжению с возможностью регулирования величины выходного напряжения и, соответственно, выходного тока и напряженности магнитного поля, генерируемого индуктором за счет изменения глубины отрицательной обратной связи по напряжению.

8. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что генератор колебаний выполнен в виде генератора, управляемого напряжением с фазовой автоподстройкой частоты.

9. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что резонансная частота бифилярной катушки, как последовательного колебательного контура, и частота работы генератора колебаний выбрана в пределах 250-380 кГц.