Устройство для магнитотерапии Советский патент 1987 года по МПК A61N1/42 

113

Изобретение относится к медицинской технике и предназначено для профилактики обострения заболеваний, например, сердечно-сосудистых, психических, путем стабилизации геомагнитного поля в периоды магнитных бурь.

Цель изобретения - повышение комфортности при лечении за счет создания равномерного магнитного поля по всему рабочему объему.

На фиг. показана функциональная схема устройства; на фиг.2 - разложение вектора геомагнитного поля на три составляющие в прямоугольной системе координат; на фиг.З - горизонтальная компонента (Z-система) магнитной системы, охватывающей, например, три смежные палаты; на фиг 4 и 5 - вертикальные компоненты (Х- и Y-системы) магнитной системы; на фиг.6 - распределение составляющих магнитного поля, создаваемых Z-системой в центральной зоне рабочего объема вдоль осей X и Y на уровне головы человека; на фиг.7 - 9 - распределение, соответственно,составляющих Н. , Н)(, Ну в рабочем объеме в горизонтальной плоскости XOY на уровне головы человека.

Устройство содержит (фиг.1) рабочий объем 1 в виде палат лечебно-профилактического учреждения, трехкомпо- нентный магнитометр 2,размещенный в рабочем объеме и связанный через фильтры 3 - 5 и усилители 6 - 8 с трёхкомпонентной системой 9, охватывающей рабочий объем 1, Магнитная система состоит из трех ортогональных составляющих: горизонтальной 10, (Z-система) и двух вертикальных 11 (Х-система) и 12 (Y-система). Система IО содержит основные 13 и компенсиг. рующие контуры 14, подключенные согласованно к клеммам 15 и 16 выхода усилителя 6. Система 11 содержит основные 17, компенсирующие 18 и дополнительные 19 контуры, подключенные через подстроечные резисторы 20 к клеммам 21 и 22 выхода усилителя 7, причем основные 17 и дополнительные 19 контуры подключены, соответственно, через клеммы 23 и 24 противо- фазно компенсирующим контурам 18 (клемма 25). Система 12 содержит основные 26, компенсирующие 27 и дополнительные 28 контуры, подключенные через подстроечные резисторы 29 к

0 2

клеммам 30 н 31 выхода усилителя 8, причем основные 26 и дополнительные 28 контуры подключены, соответственно, через клеммы 32 и 33 противофазно компенсирующим контурам 27 (клемма 34).

Устройство работает следующим образом.

Вектор геомагнитного поля, в общем

случае, направлен под углом к поверхности Земли (магнитное наклонение) и в прямоугольной системе координат его можно разложить на три ортогональные составляющие - вертикальную Н

и две горизонтальные Ну и Ну.

Геомагнитное -поле воздействует на трехкомпонентный магнитометр 2 (фиг.1), выходные сигналы магнитометра поступают на фильтры 3-5, которые выделяют сигналы, соответствующие возмущенным вариациям геомагнитного поля (частотный диапазон 0,01- 20. Гц). Эти сигналы усиливаются усилителями . Усилители имеют зону нечувствительности, соответствующую пределам нормальных вариаций геомагнитного поля (порядка ±30v), и усиливают только сигналы, пропорциональные возмущенньм вариациям геомагнитного поля (магнитном бурям). Усиленные сигналы подаются на компоненты 10 - 12 магнитной системы 9, ко торые воспроизводят, соответственно, составляющие поля Н, HX, Ну,

противофазные вектору магнитной бури. Наиболее чувствительны к возмущениям геомагнитного поля центральная и вегетативная нервные системы, поэтому важно обеспечить однородность

поля в нижней половине рабочего объема и в центральной части помещений вдоль оси X (фиг.З) вьше пола на 0,4-0,5 м (на фиг.З эта зона в одной из палат вьщелена пунктиром).

Каждая компонента магнитной систе- ,мы создает свою (аксиальную ) сое-, тавляющую только вдоль оси симметрии. Во всех других точках рабочего объема она .создает и другие ортогональные

составляющие. В качестве примера на фиг.6 показано распределение составляю - 1ЦИХПОЛЯ, создаваемых Z-системой вдоль прямых Г -г и (с|иг.З) на уровне головы человека. Амплитуда отражена в

условных единицах. Как видно, она создает большие по абсолютной величине и сильно изменяющиеся значения Н„ и Ну. В свою очередь Х-система созда313117404

ет относительно большие значения Ну, где лХ, лY, dZ -дифференциалы

XO,YJJ, Zg - координаты точки, в котЬ-, рой вычисляется напряженность поля;

и(Хо,

Y-система - большие и сильно изменяющиеся значения Н.

Для выравнивания распределения ля в рабочем объеме (повышение одно- родности) через крайние и дополнительные контуры Х- и Y-систем ток пропускается -в,противофазе току в промежуточных контурах, т.е. они создают отрицательные по отношению с 10 промежуточными контурами и всей магнитной Системой значения, соответ- CTBeHHO,Hj( и Ну, Кроме того, дополнительные контуры Х- и Y-систем компенсируют увеличение напряженное- 15 ти поля, происходящее в области у вертикальных ребер промежуточных контуров, соответственно, Y- и Х-систем.

YJ, ,Zo) - скалярный магнитный потенциал контура, который разбивается на конечное число треугольных контуров с общей вершиной в одной из вершин исходного контура. Скалярный магнитный потенциал контура вычисля- ется в результате суперпозиции по- ; тенциалов, создаваемых треугольными контурами.

I -5j|,f..

(4)

где I - ампер-витки; g, - телеснБЙ угол, под которым виден контур с номером из точки наблюдения, и рассчи1 f

u k-ZZ

UJ. I ,

J

(5)

Соотношение между Н и И у. Ну эави- тывается по формулам аналитической сит от географической широты место- 20 геометрии в пространстве расположения лечебно-профилактического учреждения. Соотношение между Н и Ну зависит от ориентации палат (магнитной системы ) в магнитном поле Земли. Значения ампер-витков в конту- pax магнитной системы зависят от перечисленных факторов и от размеров рабочего объема. Напряженность поля в разных точках рабочего объема рассчитывается на ЭВМ по программе на основе формул (1)-(3), причем рас- считьшается сразу полная магнитная система (Х + Y + Z), скалярный магнитный потенциал (А) рассчитывается по формуле (5).

Число промежуточных контуров, их взаимное расположение и число ампер- витков контуров определены, исходя из требований максимальной однородности магнитного поля в рабочем объе-40 2,75x5x3 м с балконными проемами на ме заданных размеров по формулам вы- всю торцовую стенку, ориентирован

30

35

где m -число контуров; I; - значение ампер-витков J-ro контура.

Если полученная расчетная однородность поля не удовлетворяет заданному значению, изменяют число и положение компенсирующих контуров и значение ампер-витков контуров и расчет проводится заново.

Значение тока в контурах устанавливается подстроечными резисторами 20 и 29. .

В качестве примера на фиг.7 - 9 показаны распределения составляющих поля в виде поверхностей в плоскости XOY на уровне головы человека для .трех смежных палат размером

числения ортогональных, составляющих напряженности магнитного поля кусочно-линейного контура с током (2), например, путем численного дифферен- цирования:

HX

U(XO,) г и(х + лх ,YO,ZO) лх:

.(I)

HyCi

tr ,Zo)-U(Xo,Yo,Zo + 4Z)

1

&z

(3)

и(Хо,

YJ, ,Zo) - скалярный магнитный потенциал контура, который разбивается на конечное число треугольных контуров с общей вершиной в одной из вершин исходного контура. Скалярный магнитный потенциал контура вычисля- ется в результате суперпозиции по- ; тенциалов, создаваемых треугольными контурами.

I -5j|,f..

(4)

где I - ампер-витки; g, - телеснБЙ угол, под которым виден контур с номером из точки наблюдения, и рассчи1 f

u k-ZZ

UJ. I ,

J

(5)

ется по формулам аналитической етрии в пространстве

тывается по формулам аналитической геометрии в пространстве

2,75x5x3 м с балконными проемами на всю торцовую стенку, ориентирован

где m -число контуров; I; - значение ампер-витков J-ro контура.

Если полученная расчетная однородность поля не удовлетворяет заданному значению, изменяют число и положение компенсирующих контуров и значение ампер-витков контуров и расчет проводится заново.

Значение тока в контурах устанавливается подстроечными резисторами 20 и 29. .

В качестве примера на фиг.7 - 9 показаны распределения составляющих поля в виде поверхностей в плоскости XOY на уровне головы человека для .трех смежных палат размером

0

ными осью Y по магнитному меридиану (НУ о) и расположенные в средних широтах (НУ лО,4 Н,). Зоны перемещения человека выделены штрюшукк- тирной линией. Значение ампер-витков в контзфах распределены следующим образом.

Если принять 1 1 то I X nfu .4 , . - . xL I.

-1.8, 1х,„„ 0,6, I

(СОИ

Aon

-0,7,

оси

IY.OM- 0.5, I

-0,6, где I у - ампер-витки основ

оси

ных контуров Х-системы; 1;

Yflon :и

- ком5

контуров; 1; осн -

- дополпенсирующих

нительных контуров; YkoMrf

IY „- соответственно Y-системы.

Для сравнения пунктиром выделены контуры -поверхностей распределения

5 . 1

составляющих поля магнитной системы без дополнительных контуров, с одина ковым числом ампер-витков и направлением тока в контурах Х-системы и, аналогично, в Y-системе. Как видно, составляющие Н и Ну, создаваемые такой системой, существенно превышают значение Н2 и распределены в ра/- бочём объеме крайне неравномерно. 1

Формула .изобретения

Устройство для магнитотерапии, содержащее магнитометр, связанный через усилители с тремя парами взаимно ортогональных контуров, о т л и чающееся тем, что, с целью повышения комфортности при лечении

117406

за счет создания равномерного маг- нитного поля по всему рабочему объему, устройство снабжено рядом дополнительных и компенсирую1цих контуров, г подключенных к выходам усилителей через регуляторы тока соответственно симфазно и противофазно с основными, причем дополнительные контуры размещены равномерно по рабочему объему и 10 повторяют конфигурацию мест монтажаj при этом рабочая часть каждого контура расположена в плоскости, параллельной соответствующему основному контуру, а параллельно частям зтих

f5 контуров, лежащих в ортогональных . плоскост)ях, установлены компенсирующие контуры.

Изобретение относится к медицинской технике. Цель изобретения - по- вьппение комфортности при лечении за счет создания равномерного магнитного поля по всему рабочему объему. Устройство содержит рабочий объем 1, Геонатшпмое трехкомпонентный магнитометр М2, связанный через фильтры 3,4,5 и усилители 6,7,8 с трехкомпонентной . системой 9. Магнитная система состоит из трех ортогональных составляющих: горизонтальной 10 и двух вертикальных - 11 и 12. Система 10 содержит основные контуры 13 и компенсирующие 14, подключенные согласо- ванно к клеммам 15,16 выхода усилителя 6. Система 11 содержит основные контуры 17, компенсирующие I8 и дополнительные 19, подключенные через ре-г, зисторы 20 к клеммам 21,22 выхода усилителя 7. Основные 17 и дополнительные 19 контуры подключены проти- вофазно компенсирующим контурам 18. Система 12 содержит основные контуры 26, компенсирующие 27 и дополнительные 28, подключенные через резисторы 29 к клеммам 30,31, выхода усилителя 8. 9 ил. поле СО 4 .i

Фиг. 2

Ддери

балконные проемы

2 - система

Смежные стены

Фиг.3

25

24

гг

22

х- система

х

фигЛ

.34

л

cue тема

Фиг. 5

Л,у,//;

Фиг.6

HZ

11 2 3 5678

3/

2

тл

/ i (11 i (/

X,M

Фиг. 1

П М / 1

I

и t 2 / 5/ U 7

л

П М / 1

/

5/ U

2/

/

Редактор Н.Тупица

Составитель О.Левин Техред А. Кравчук

Заказ 1914/6 Тираж 596Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная,4

Корректор Н.Рогулич