МАГНИТОТЕРАПЕВТИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА

Полезная модель относится к медицинской технике, в частности, к физиотерапевтическим устройствам.
Известны аппараты и установки локального и общего воздействия на человека в лечебных целях переменными электромагнитными полями [1, 2].
В них осуществляется воздействие на тело пациента вращающимся электромагнитным полем с меняющейся в процессе вращения напряженностью. В этих установках вращающееся магнитное поле обеспечивается трехфазным генератором с фиксированной частотой. Изменение скорости вращения поля в этом случае решается технически сложно, а повышение напряженности магнитного поля требует применения мощных генераторов и сопряжено с повышенным нагревом обмоток индуктора.
Наиболее близким по технической сущности устройством является магнитотерапевтическая установка [3], которая принята за прототип. Эта установка генерирует импульсы затухающего вращающегося магнитного поля и содержит индуктор с тремя обмотками, расположенными в пространстве под углом 120° относительно друг друга, блок питания, блок управления и трехфазный генератор, выполненный в виде трех одинаковых зарядно-разрядных контуров, каждый из которых включает накопительный конденсатор, разрядный ключ и соответствующую обмотку индуктора. Заряд конденсатора контура осуществляется от блока питания в такте заряда через зарядный ключ и соответствующий развязывающий диод. Разряд конденсаторов осуществляется в такте разряда после подачи от блока управления импульсов длительностью, достаточной для обеспечения разряда конденсаторов, а подача импульсов на разрядные ключи осуществляются с задержкой на 1/3 периода свободных колебаний тока в контуре.
Трехфазный генератор прототипа позволяет в широких пределах изменять начальную напряженность магнитного поля и его скорость вращения, однако возможности самой магнитотерапевтической установки в части
создания разнообразных видов магнитных полей (пульсирующих, «шагающих», вращающихся, меняющих направление вращения, с переменным циклом и др.), позволяющих расширить варианты терапевтического воздействия на пациента, ограничены.
Техническим результатом предлагаемой полезной модели является расширение функциональных возможностей магнитотерапевтичской установки.
Достигается это тем, что в прототип, содержащий индуктор с трехфазной обмоткой, блок питания, блок управления и трехфазный генератор, выполненный в виде трех одинаковых зарядно-разрядных контуров, введен блок задания характеристик магнитного поля, формирующий сигналы для блока управления, позволяющие изменять период и длительность зарядных и разрядных импульсов и их временную расстановку между собой.
На фиг.1 представлена структурно-принципиальная схема предлагаемого устройства.
Устройство содержит блок 1 питания, зарядный ключ 2, развязывающие диоды 3, 4, 5, накопительные конденсаторы 6, 7, 8, разрядные ключи 9, 10, 11, обмотки 12, 13, 14 индуктора, блок 15 управления с выходами 16, 17, 18, 19 и блок 20 задания характеристик магнитного поля с выходом на вход блока 15 управления. Вход зарядного ключа 2 соединен с блоком 1 питания, а выход - с анодами развязывающих диодов 3, 4, 5, катоды которых соединены с LC - контурами, состоящими из накопительных конденсаторов 6, 7, 8, разрядных ключей 9, 10, 11 и индуктивностей обмоток 12, 13, 14 индуктора, соответственно.
Блок 1 питания представляет собой, например, выпрямитель с питанием от сети 220 В 50 Гц через разделительный повышающий трансформатор. Зарядный ключ 2 представляет собой однонаправленный коммутирующий элемент (например, тиристор). Разрядные ключи 9, 10, 11 представляют собой двунаправленный коммутирующий элемент (например, симистор). Блок 15 управления представляет собой устройство, формирующее импульсы для включения и выключения зарядного ключа 2 (по выходу 16) и
разрядных ключей 9, 10, 11 (по выходам 17, 18, 19, соответственно) по сигналу с блока 20 задания характеристик магнитного поля. Блок 20 представляет собой устройство для формирования сигналов, изменяющих период, длительность и временную расстановку выходных импульсов блока управления с целью создания различных видов магнитных полей по начальной напряженности, цикличности, форме, направлению вращения. Блок 20 может быть реализован как аппаратным (с использованием дискретных радиотехнических элементов - логических схем, переключателей, диодов и т.д.), так и программным (с использованием микропроцессоров, например, Atmega 32 фирмы Atmell с соответствующим программным обеспечением) способами [4, 5, 6].
Устройство работает следующим образом.
По сигналу с блока 20 задания характеристик магнитного поля блок 15 управления формирует на выходе 16 импульс включения зарядного ключа 2, после чего ключ 2 замыкается (при этом зарядные ключи 9, 10, 11 разомкнуты), и конденсаторы 6, 7, 8 заряжаются от блока питания 1 через развязывающие диоды 3, 4, 5 до величины, зависящей от постоянной времени заряда конденсаторов, напряжения блока 1 питания и длительности зарядного импульса (такта заряда), и определяющей начальную напряженность магнитного поля. С окончанием такта заряда ключ 2 размыкается. Формирование различных видов магнитных полей, выбираемых оператором с помощью блока 20 задания характеристик магнитного поля, зависит от последовательности включения и выключения разрядных ключей 9, 10, 11, которые замыкаются при поступлении на них с одного из выходов, соответственно, 17, 18, 19 блока 15 управления импульса, управляющего разрядными ключами. При этом происходит разряд соответствующего конденсатора 6, 7, 8 на индуктивность обмотки 12, 13, 14 индуктора, соответственно. Ток разряда конденсаторов имеет форму свободных затухающих колебаний в LC-контуре.
Время разряда конденсаторов определятся параметрами LC-контура и ограничивается длительностью разрядного импульса.
Для формирования, например, пульсирующего затухающего магнитного поля в индукторе достаточно подавать разрядный импульс (после заряда конденсаторов) с блока 15 управления только на один из разрядных ключей с выбранной частотой и длительностью.
При необходимости формирования «шагающего» затухающего магнитного поля различные импульсы подаются (после заряда конденсаторов) поочередно на разрядные ключи, причем импульсы могут подаваться как в прямой последовательности (ключи 9, 10, 11), так и в обратной (ключи 11, 10, 9), при этом магнитное поле будет перемещаться либо по часовой стрелке, либо против.
Формирование магнитного поля с переменным временным циклом связано с изменением периодов и длительностей зарядных и разрядных импульсов.
Затухающее вращающееся магнитное поле создается так же, как и в прототипе: подачей импульсов на разрядные ключи с задержкой на 1/3 периода свободных колебаний тока в контуре. При этом имеется также возможность реверса магнитного поля в зависимости от последовательности замыкания разрядных ключей.
Изменение начальной напряженности магнитного поля и скорости его вращения, так же как и в прототипе, обеспечивается длительностью заряда конденсаторов и изменением их емкости, соответственно.
Таким образом, введение в прототип, содержащий индуктор с трехфазной обмоткой, блок питания, блок управления и трехфазный генератор, выполненный в виде трех одинаковых зарядно-разрядных контуров, блока задания характеристик магнитного поля, формирующего сигналы, изменяющие период и длительность зарядных и разрядных импульсов и их временную расстановку между собой, позволило расширить функциональные возможности магнитотерапевтической установки.
Литература
1. А.с. СССР №826587, кл. А61N 1/42. Магнитотерапевтический аппарат.
2.А.С. СССР №1588425 кл. А61N 2/00. Магнитотерапевтическая установка «Магнитотурботрон».
3. Патент РФ №2088278, кл. А61N 2/04. Магнитотерапевтическая установка.
4. «Микропроцессорные средства производственных систем». Под ред. В.Г.Колосова, Л-д, Машиностроение, 1988 г. стр.7-12, рис.1.1, 1.2.
5. «Микропроцессорные средства обработки и отображения информации в системах управления и связи». Под ред. П.Е.Соловейчика, М., Радио и связь, 1988 г., стр.38, рис.2.
6. А.В.Евстифеев «Микроконтроллеры AVR семейств Tine и Mega фирмы AMTEL» 2-е издание, стер. - М.: Москва, издательский дом «Додека XXI»