Устройство для электромагнитного воздействия на полостные органы Советский патент 1993 года по МПК A61N1/40 

Изобретение относится к медицинской технике, в частности к технике для физиотерапии и гипертермии в онкологии.

Известны методы воздействия на организм электромагнитным полем, среди которых наиболее перспективным представляется магнитотермия - облучение с подавленной электрической составляющей поля.

Это возможно в ближней зоне антенны- излучателя, или так называемой зоне индукции, когда расстояние от излучателя и размеры объекта гораздо меньше четверти длины волны. Для формирования магнитного поля применяются магнитные диполи - рамки с магнитопроводами или без, но с высокой добротностью и с малой собственной индуктивностью, поскольку она собственном сопротивлении рамки, если оно велико, откладывается напряжение, создающее паразитное электрическое поле. Развитие обусловлено тем, что электрическая и

магнитная составляющие электромагнитного поля поглощаются телом по разному: первая создает в тканях линейные токи, текущие в основном по поверхности. Максимум тепла от этих токов, как в последовательной цепи, выделяется на коже, в жировом слое, кости и мозге, - эти ткани обладают большим удельным сопротивлением. Электрическая составляющая хорошо поглощается тканями и быстро затухает с глубиной. В отличие от нее, магнитная составляющая проникает в клеточную структуру тела практически без потерь и вызывает в жидких фракциях, обладающих электропроводностью, токи Фуко, плотность которых пропорциональна концентрация физиологических жидкости. .Поэтому в магнитном поле максимально греются кровена- лояненные ткани - мышца и т.п. Отечные, воспаленные и опухолевые образования греются наиболее сильно, т.к. кроме наполненности жидкостью в них понижена скороел

С

XJ

Ю О

Ю

ел

с ть кровотока, имеющего охлаждающее действие. Таким образом, магнитотермия дает специфический нагрев области патологии и не требует точной диагностики ее очагов: магнитное поле само находит их.

Стенки полостных органов как правило образованы из мышечной ткани (матка) или по крайней мере кровесодержэщей ткани (легкие) и энергия токов Фуко в них выделяется значительная. Но наличие полости вызывает также контурные токи в ее стенках, как в проводнике , охватывающем магнитный поток. Энергия контурных токов, как показал опыт (см. далее) может быть больше энергии токов Фуко в мышечной ткани. Поэтому для локализации нагрева в стенках полостных органов выгодно использовать контурные токи.

Очевидно, что в плоскополяризованном поле полостной орган будет более всего греться по экватору - в плоскости, перпендикулярной к,магнитному потоку. Для равномерного нагрева используется квази-сферическая поляризация, когда на область тела действуют три независимых ортогональных магнитных потока разных частот. Регулировкой напряженности каждой составляющей добиваются равномерного распределения контурных токов в стенках полости и равномерного нагрева.

Прототипом данной заявки служит устройство, которое использует квази-сфери- ческую поляризацию поля, образуемую четырьмя взаимно перпендикулярными рамочными излучателями, окружающими область малого таза. Для расширения полости и усиления магнитного потока в нее вкладывается реиндуктор - эластичный контейнер, заполненный суспензией ферритового порошка.

Недостатком прототипа представляется его узкая специализация отсутствие универсальности, а также малая эффективность реиндуктора, имеющего низкую магнитную проницаемость из-за малой плотности феррита в суспензии, а также сложность введения реиндуктора в полость,

Цель изобретения - сокращение времени процедуры.

Поставленная цель достигается применением двух пар параллельных рамочных излучателей наряду с поперечной рамкой, твердого реиндуктора из магнитодиэлект- рика, а также токопроводящей вставки в виде металлического кольца размещаемой во выходном отверстии полости.

8 прототипе применены пара параллельных рамок по бокам тела и одна рамка сверху. Это оправдано для тела матки, чтобы ослабить поле в позвоночнике, но не

позволяет устройству быть универсальным. Наличие рамки, параллельной наложенной плашмя на живот, но находящейся сзади делает поле этой пары равномерным в промежутке между рамками.

Для полостей с легким доступом реиндуктор может быть сделан из цельного феррита с высокой проницаемостью. А там, куда реиндуктор ввести нельзя, он может быть

0 заменен большим расширением полости образцом диэлектрика-ферромагнетика. Так, во влагалище и прямую кишку могут помещаться реиндукторы в виде феррито- вых стержней, в мочевой пузырь, - вводить5 ся под давлением дистиллированная вода, в желудок - плохоперевариваемый белок. Если вход в полости при закладке реиндуктора расширится значительно, это существенно повлияет на путь контурных токов, возник0 нут контуры с большей или меньшей их плотностью. Для выравнивания токов вход в полость следует электрически замкнуть, для чего поместить на входе токопроводя- щую вставку - металлическое кольцо, хоро5 шо контактирующее с эпителием. Такими полостями представляются рот. влагалище, прямая кишка.

Особую полость представляют легкие. Сечение этой полости велико, контурные то0 «и должны быть сильными. Но из-за изре- занности внутренней поверхности легких, эти токи должны быть на относительно большой глубине от поверхности по кратчайшим путям, Поэтому должен быть эффективным

5 нагрев тела легких контурными токами.

На фиг. 1 показан эскиз излучателя для электромагнитного воздействия на полостные органы; на фиг, 2 - реиндуктор со вставкой в полости. Цифрами обозначены: 1 0 большая поперечная рамка, 2,3 - горизонтальные рамки, 4,5 - вертикальные рамки, б - область с квази-сферической поляризацией. 7 - реиндуктор, 8 - токопроводящая вставка, 9 - стенка полости.

5 Рамки 1-5 расположены и зафиксированы вокруг тела пациента так, что заданная область воздействия б находится в поле с квази-сферической поляризацией. Оси рамок 1.2-3 и 4-5 ортогональны и пересекают0 ся в одной точке. Ферритовый реиндуктор 7 и токопроводящая вставка 8 находятся в полости, ограниченной стенками 9.

рамка 1 и каждая пара рамок 2-3 и 4-5 запитаны от отдельных генераторов, рабо5 тающих на разных частотах. Поля рамки 1 и пар рамок 2,3 и 4,5 в области воздействия 6 взаимно перпендикулярны. Суммарный вектор напряженности поля при этом вращается по сфере с частотой биений слагаемых частот. Так создается

квэзи-сферическая поляризация, необходимая для равномерного нагрева стенок-поло- сги 9. Реиндуктор 7 в виде твердого или эластичного ферритового образца помещается в полость со стенками 9. Его размеры должны быть максимальными для каждого случая. Вставка 8 - металлическое кольцо, форма и размеры которого должны согласовываться со входом в полость. Для лучшего электрического контакта с тканью, вставка 8 должна быть плотно обжата стенками полости 9.

Для лечения пациент помещается в пространство между рамками 1,2,3,4.и 5 так, чтобы область тела, подлежащая электромагнитному воздействию, находилась посередине, где слагаемые поля равномерны. Соотношение между составляющими устанавливается заранее по току в рамках, по- вторяющих форму и размеры соответствующего сечения полости, или по датчикам температуры, прижатым к стенкам полости в соответствующих точках. Ре- индуктор 7 или заполнитель и вставка 8 закладывается в полость между стенками 9 до начала процедуры. Затем приводится сеанс магнитотермии или магнитотерапии по принятой методике.

Для экспериментальной проверки заявляемого устройства проделан опыт: в пло- скополярированное поле одиночной рамки, поперек магнитного потока внесена ладонь

со сжатыми прямыми пальцами. Установлена мощность генератора, при которой ощущается равномерный нагрев (прибл. 200 Вт при рамке диаметром 25 см). Затем ладонь

замещена контуром из двух указательных и двух больших пальцев обеих рук, прижатых концами. Площадь контура также перпендикулярна магнитному потоку. В пальцах, образующих контур, ощущается значительное

более сильное тепло, чем в первом случае. Вывод: в первом случае отсутствует контурный ток по краю ладони, поскольку из-за клеточной структуры тела микрополя не суммируются, а нагрев происходит за счет

токов Фуко. Во втором случае в пальцах, составляющих контур, охватывающий магнитный поток, течет контурный ток. Очевидно, контурный ток дает нагрев, больший чем токи Фуко, текущие по микроконтурам {ток

в кольцевом проводнике, охватывающем магнитный поток, пропорционален диаметру кольца.

Дальнейшие опыты выполнены с мышечным фантомом, нагреваемым в поле

рамки. Для регистрации скорости нагрева, посредине фантома сделан разрез, в который вставлена распирающая деталь из диэлектрика. Образован контур, имитирующий полость. Скорость нагрева увеличивается,

начиная от минимального размера полости. При увеличении размера скорость пропорционально растет.

Использование: в медицинской технике, в частности в онкологии для гипертермии опухолей, а также для физиотерапии воспалительных заболеваний. Сущность изобретения: устройство для электромагнитного воздействия на полостные органы состоит из рамочных излучателей электромагнитного поля, оси которых ортогональны и пересекаются в одной точке. Излучатели работают на разных частотах и создают в теле пацие нта три ортогональных магнитных потока, возбуждающих контурные токи в стенках полостного органа как в замкнутом проводнике. Для усиления контурных токов служит реиндуктор из магнитодиэлек- трика, помещаемый в полость. Для симметрии токов входное отверстие в полость электрически закорачивается металлическим кольцом. Применение такой конструкции позволяет сократить время процедуры лечения. 2 ил.

Формула изобретения Устройство для электромагнитного воздействия на полостные органы, состоящее из трех рамочных излучателей электромагнитного поля, оси которых ортогональны и пересекаются в одной точке, причем два излучателя расположены соосно, а третий охватывает их, а также реиндуктора, при этом рамочные излучатели запитаны от отдельных генераторов, имеющих различные частоты генерации, отличающееся тем, что, с целью сокращения времени процедуры, устройство снабжено дополнительным генератором, к которому подключена дополнительная пара расположенных соосно рамочных излучателей, и металлическим кольцом, расположенным в области локализации поля, при этом оси основной и допол- нительнойпар излучателей взаимоперпендикулярны, а частота генерации дополнительного генератора выбрана различающейся с частотами основных генераторов, причем реиндуктор выполнен из т&ердого магнитодиэлектрика.

Фаг.1

е//./ /////// / / / / // / / / /////////