АППАРАТ ФИЗИОТЕРАПЕВТИЧЕСКИЙ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ "ГОМЕОТОН"

Аппарат физиотерапевтический электромагнитного воздействия "Гомеотон" относится к средствам медицинской техники и предназначен для магнитотерапии или магнитной обработки пищевых продуктов или средств наружного применения.
Одним из методов физиотерапии является воздействие на ткани и органы тела человека магнитным полем. Магнитное поле обладает широким спектром биологических эффектов, проявляющихся при воздействии. Для низкочастотного магнитного поля характерно возбуждение периферической нервной системы, в отличие от постоянного магнитного поля, оказывающего на нее тормозное влияние (Боголюбов В.М. и Пономаренко Г.Н. Общая физиотерапия. Санкт-Петербург: "СЛП", 1997, с.157).
Для того, чтобы иметь возможность воздействовать на ткани и органы, расположенные в глубине тела, необходимо создать достаточно мощное для этого магнитное поле. Избежать при этом увеличения потребления электрической энергии, а следовательно иметь возможность создания портативных устройств с автономными источниками электрического питания, можно путем совмещения действия постоянного магнитного поля (обеспечивает относительно глубокое проникновение поля внутрь тела) и переменного магнитного поля (обеспечивает наличие в результирующем поле переменной составляющей).
Подобный подход, в котором постоянный магнит предназначен для получения постоянного магнитного поля, модулируемого пульсирующем магнитным полем соленоида известен из описания к международной заявке WO 2007/071543 А1, дата публикации 28.06.2007. Известное из указанной международной заявки устройство для воздействия магнитным полем содержит соленоид и соосно расположенный внутри него постоянный магнит соответствующей длины.
Однако известное устройство при воздействии низкочастотным магнитным полем не позволит оказать локальное терапевтическое воздействие, без дальнейшего побочного возбуждения периферической нервной системы. Известное устройство также может оказывать воздействие только на относительно ограниченную область поверхности
тела.
Задачей настоящего технического решения является создание устройства, лишенного указанных недостатков, что ведет к повышению эффективности физиотерапии.
Первый технический результат, обеспечиваемый заявленным техническим решением, заключается в уменьшении распространения возбуждения периферической нервной системы за пределы области воздействия, что позволит улучшить избирательность магнитотерапии, при оказании воздействия в основном только на выбранные ткани и органы.
Второй технический результат, обеспечиваемый заявленным техническим решением, заключается в увеличении рабочей области воздействия.
Третий технический результат, обеспечиваемый заявленным техническим решением заключается в обеспечении возможности создании магнитного поля с переменной составляющей, относительно малой по сравнению с его постоянной составляющей, что ведет к повышению эффективности воздействия. Практическая целесообразность использования магнитного поля с указанным соотношением его постоянной и переменной составляющих установлена опытным путем.
Указанные технические результаты достигаются благодаря тому, что аппарат физиотерапевтический электромагнитного воздействия содержит катушку индуктивности и постоянный магнит, магнитные оси которых совпадают при прохождении через обмотку катушки индуктивности электрического тока, и техническое средство для управления работой катушки индуктивности. При этом аппарат дополнительно содержит одну или более таких пар источников магнитного поля, между которыми размещены дополнительные постоянные магниты, ориентированные в рабочем направлении полюсами, противоположными полюсам постоянных магнитов в парах, и техническое средство для управления работой более чем одной катушкой индуктивности, выполненное с возможностью подачи на соседние катушки индуктивности электрических импульсов в противофазе. Причем создаваемое результирующее магнитное поле характеризуется индукцией с постоянной составляющей 20-100 мТл, переменной составляющей 1-10 мТл, изменением величины индукции не более чем на 1/3 от значения индукции его постоянной составляющей и
частотой изменения 8 Гц.
В частном случае выполнения аппарата все или часть пар излучателей представляют собой катушку индуктивности размещенную над постоянным магнитом или катушку индуктивности с сердечником в виде стержня из ферромагнитного материала установленного на постоянный магнит, или катушку индуктивности с сердечником в виде стержневого постоянного магнита. В частном случае катушки индуктивности представляют собой соленоиды.
В другом частном случае выполнения аппарата постоянные магниты размещены на общем основании из магнитопроводящего материала.
В еще одном частном случае выполнения аппарата пары излучателей расположены линейно и рядами.
Техническое решение поясняется следующими фигурами:
- фиг.1. Схематическое изображение компоновки магнитной системы;
- фиг.2. Принципиальная схема устройства;
- фиг.3. Изображение сигнала, подаваемого на соленоид;
- фиг.4. Алгоритм работы аппарата.
Аппарат физиотерапевтический электромагнитного воздействия "Гомеотон" конструктивно выполнен и работает следующим образом.
На общем основании 1 (см. Фиг.1А), выполненном из магнитопроводящего материала, закреплены постоянные магниты 2, 3 и 4, ориентированные одним своим полюсом в рабочем направлении, перпендикулярно основанию 1. Указанные магниты расположены на основании последовательно, вдоль одной линии, хотя возможен вариант выполнения устройства, в котором магниты расположены более чем в один ряд.
Поверх магнитов 2 и 4 установлены соленоиды 5 и 6, имеющие сердечники из ферромагнитного материала. Поверх магнита 3 также установлен стержень 7 выполненный из ферромагнитного материала. Высота стержня 7 соответствует высоте соленоидов 5 и 6. Магнит 2 и соленоид 5 образуют первую пару излучателей, а магнит 4 и соленоид 6 - вторую пару. Таким образом, каждая пара излучателей содержит источник постоянного магнитного поля, в виде магнитов 2 и 4, а также источник переменного магнитного поля, функцию которого выполняют соленоиды 5 и 6 при пропускании через них электрического тока, в результате подачи на выводы данных соленоидов импульсов
электрического напряжения.
Так как в каждой паре магнит и соленоид установлены соосно и магнитные оси излучателей совпадают, то благодаря этому обеспечена возможность излучения магнитных полей вдоль одной общей для них оси. Таким образом обеспечена возможность получения результирующего магнитного поля, характеризующегося постоянством, в заданных пределах, направления вектора магнитной индукции в каждой точке рабочей области воздействия во времени, что не выполнялось при не соосном расположении соленоидов и постоянного магнита, как показано на фиг.1Б (одна из ранее известных компоновок).
Выводы обмоток соленоидов, входящих в состав блока магнитного воздействия 8, электрически связаны с блоком питания 9 через микроконтроллер 10, электрически связанного своими соответствующими входами-выходами с органами управления и средствами индикации 11 (см. фиг.2).
Следует отметить, источник постоянного магнитного поля может иметь иные варианты своего выполнения, например в виде электромагнита. При этом микроконтроллер 10 должен обеспечить управление работой всех катушек индуктивности.
Функции и режимы работы микроконтроллера 10, органов управления и средств индикации 11 в составе аппарата по настоящему техническому решению позволяют использовать для реализации указанных блоков обычную в данной области техники элементную базу. В частности, почти весь основной функционал устройства реализован посредством микроконтроллера АТmеgа88 компании Atmel Corp.
Основным элементом блока питания предпочтительно являются подходящие электрические батареи или аккумуляторы, позволяющие обеспечить портативность устройства.
При переводе устройства в рабочий режим с заданными параметрами воздействия, посредством соответствующих органов управления, например, кнопок или переключателей, микроконтроллер имеющий соответствующее программное обеспечение генерирует управляющий сигнал для подачи на обмотку первого соленоида 5 импульса положительной полярности. Одновременно на обмотку соседнего соленоида 6 подается такой же импульс, но имеющий отрицательную полярность (см. фиг.3). Таким образом излучатели переменного
магнитного поля, входящие в соседние группы, работают в противофазе. Если устройство содержит множество пар излучателей, то одинаковые импульсы электрического напряжения подаются на соленоиды через один или в шахматном порядке.
Подобное включение соленоидов ведет к тому, что результирующее магнитное поле характеризуется в заданный момент времени наличием по меньшей мере одной области с максимальным значением индукции и по меньшей мере одной области с минимальным значением индукции. Причем пространственное расположение указанных областей максимума и минимума индукции соответствуют соседним группам излучателей, работающих в противофазе. Опытным путем установлено, что такая пространственная конфигурация магнитного поля ведет к уменьшению распространения возбуждения периферической нервной системы за пределы области воздействия.
Для увеличения полезного объема рабочей области воздействия в состав излучателей блока магнитного воздействия 8 включен постоянный магнит 3 или магниты, при количестве пар упомянутых ранее излучателей большем одной, расположенные таким же образом, то есть между такими парами излучателей. Прохождение силовых линий магнитного поля при отсутствии магнита 3 показано на фиг.1 В. На данной фигуре видно, что пространство рабочей области воздействия между парами излучателей характеризуется малой плотностью силовых линий из-за того, что силовые линии стремятся замкнуться на противоположный полюс магнита этой же пары.
Однако, при введении дополнительного магнита 3 картина меняется. В пространстве рабочей области воздействия плотность силовых линий увеличивается благодаря растяжению магнитного поля между парами излучателей.
Получение требуемых параметров результирующего магнитного поля осуществляется по алгоритмам программного обеспечения микроконтроллера 10 и технических сложностей при реализации известными из уровня техники средствами не вызывает. В рамках настоящего технического решения признано наиболее целесообразным применять магнитное поле, индукция которого изменяется не более чем на 1/3 от значения индукции его постоянной составляющей и характеризующегося индукцией с постоянной составляющей 20-100 мТл,
переменной составляющей 1-10 мТл и частотой изменения 8 Гц. Указанные характеристики магнитного поля позволили достичь максимального терапевтического эффекта.
Аппарат физиотерапевтический электромагнитного воздействия "Гомеотон" позволяет также оказывать лечебное воздействие посредством электрического периодического негармонического сигнала прямоугольной формы со скважностью 2 с автоматически подбираемой частотой (см. фиг.4) в диапазоне 5-100 кГц, предпочтительно - 28-35 кГц, снимаемого с электродов. Полная амплитуда воздействующего импульса составляет 10 В.
Перед сеансом физиотерапевтического воздействия электрическим током проводят автоматический подбор частоты воздействия на основе сканирования с заданным шагом определенного частотного диапазона. При этом выполняется автоматическое измерение параметров электрической проводимости участка тела человека на сканируемых частотах, после чего выбирается частота как максимальное, минимальное, среднее или другое расчетно определяемое значение. Помимо частоты возможен выбор амплитуды или других параметров переменного тока.
Такой выбор параметров сигналов воздействия перед сеансом является биологически обратной связью и позволяет повысить эффективность терапии и снизить побочные эффекты применения электротерапевтических процедур.
Для сканирования используют два или более электродов, располагаемых на поверхности тела. Воздействие осуществляют через те же электроды, сразу после указанной процедуры сканирования.
Аппарат выполнен в виде компактного, портативного устройства.