УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОЗДЕЙСТВИЯ НА БИООРГАНИЗМЫ МАГНИТНЫМ ПОЛЕМ

Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано для интегрального воздействия на биоорганизмы (например, на человека) магнитным векторно-управляемым полем произвольной конфигурации в целях лечения, диагностики поведения в определенных условиях внешней среды, адаптации к воздействию магнитных полей или тренировки (например, космонавтов).
Известно устройство для магнитотерапии (патент РФ №2135228, МПК A61N 2/02, 1999 г.), содержащее систему из трех пар взаимно ортогональных колец Гельмгольца, образующих рабочий объем, в котором находится пациент, источники тока, средства управления и моделирования магнитного поля. Недостатком известного устройства является ограниченное количество конфигураций магнитных полей, которые могут быть смоделированы и получены в рабочем объеме.
В качестве ближайшего решения к заявляемому принято устройство для воздействия на биоорганизмы магнитным полем (патент РФ №2228208, МПК A61N 2/02, 2003 г.), содержащее систему из трех пар взаимно ортогональных колец Гельмгольца, являющуюся источником магнитного поля и образующую рабочий объем, три источника тока, и устройство управления, при этом каждый источник тока связан с обмоткой одной из пар колец Гельмгольца и включает последовательно соединенные генератор сигналов управляемой формы и частоты, амплитудный модулятор, фазовый модулятор (выполняющий по сути роль фазосдвигающего устройства) и усилитель мощности, выход которого является выходом источника тока, а устройство управления выполнено с возможностью задания формы и частоты, закона амплитудной модуляции и фазового сдвига токов, формирующих составляющие магнитного поля по координатам X, Y и Z, и соединено первым, вторым и третьим выходами с управляющими входами генераторов сигналов управляемой формы и частоты, амплитудных модуляторов и фазосдвигающих устройств.
Недостатком указанного устройства являются ограниченные функциональные возможности, поскольку способ подключения источников тока к кольцам Гельмгольца позволяет реализовать только режим однородного магнитного векторно-управляемого поля. В то же время в ряде случаев - например, при лечении некоторых заболеваний или при диагностике поведения различных биоорганизмов в определенных внешних условиях, необходимым является формирование в рабочем объеме, образованном кольцами Гельмгольца, именно неоднородного магнитного поля.
Задача, решаемая изобретением - расширение функциональных возможностей устройства для воздействия на биоорганизмы магнитным полем.
Указанная задача решается тем, что устройство для воздействия на биоорганизмы магнитным полем, содержащее систему из трех пар взаимно ортогональных колец Гельмгольца, являющуюся источником магнитного поля и образующую рабочий объем, три источника тока и устройство управления, при этом каждый из источников тока включает последовательно соединенные генератор сигналов управляемой формы и частоты, амплитудный модулятор, фазосдвигающее устройство и усилитель мощности, а устройство управления выполнено с возможностью задания формы и частоты, закона амплитудной модуляции и фазового сдвига токов, формирующих составляющие магнитного поля по координатам X, Y и Z, и соединено первым, вторым и третьим выходами с управляющими входами генераторов сигналов управляемой формы и частоты, амплитудных модуляторов и фазосдвигающих устройств, снабжено коммутатором, первый, второй и третий входы которого подключены к выходам усилителей мощности, четвертый вход подсоединен к четвертому выходу устройству управления, а первый, второй, третий, четвертый, пятый и шестой выходы связаны с обмотками соответствующих колец Гельмгольца.
Изобретение иллюстрируется чертежом. На фиг.1 приведена функциональная схема заявляемого устройства.
Устройство для воздействия на биоорганизмы магнитным полем включает систему из трех пар взаимно ортогональных колец Гельмгольца 1, 2, 3, 4, 5 и 6, образующих рабочий объем 7, коммутатор 8, источники тока 9, 10 и 11, и устройство управления 12. Источник тока 9 содержит последовательно соединенные генератор сигналов управляемой формы и частоты 13, амплитудный модулятор 14, фазосдвигающее устройство 15 и усилитель мощности 16, источник тока 10 - последовательно соединенные генератор сигналов управляемой формы и частоты 17, амплитудный модулятор 18, фазосдвигающее устройство 19 и усилитель мощности 20, источник тока 11 - последовательно соединенные генератор сигналов управляемой формы и частоты 21, амплитудный модулятор 22, фазосдвигающее устройство 23 и усилитель мощности 24. Выходы усилителей мощности 16, 20 и 24 подключены, соответственно, к первому, второму и третьему входам коммутатора 8. Устройство управления 12 соединено первым выходом с управляющими входами генераторов 13, 17 и 21, вторым выходом - с управляющими входами амплитудных модуляторов 14 18 и 22, третьим выходом - с управляющими входами фазосдвигающих устройств 15, 19 и 23, а четвертым выходом - с четвертым входом коммутатора 8. Первый, второй, третий, четвертый, пятый и шестой выходы коммутатора 8 подсоединены к обмоткам соответствующих колец Гельмгольца, а именно: первый выход подсоединен к обмотке кольца 1, второй - к обмотке кольца 2, третий - к обмотке кольца 3 и т.д.
Устройство для воздействия на биоорганизмы магнитным полем работает следующим образом. Биоорганизм (например, человек, животное, клеточные микроорганизмы и др.) размещается внутри рабочего объема 7. Затем устройство управления 12 задает относительный сдвиг фаз токов, формирующих составляющие магнитного поля по координатам X, Y и Z, закон амплитудной модуляции сигнала несущей частоты (синусоидальный, косинусоидальный, линейный и др.), форму несущей частоты (синусоидальную, косинусоидальную, линейную, прямоугольную и др.) и частоту следования этих сигналов. В усилителях мощности 16, 20 и 24 осуществляется усиление сигналов тока. С выходов усилителей 16, 20 и 24 сигналы поступают на коммутатор 8. В соответствии с управляющим сигналом, поступающим с устройства управления 12, коммутатор 8 подает токи в обмотки колец Гельмгольца. Система из трех пар взаимно ортогональных колец Гельмгольца 1, 2, 3, 4, 5 и 6 является источником магнитного поля. Токи подаются в кольца таким образом, что в рабочем объеме 7 формируется либо однородное, либо неоднородное магнитное поле. В первом случае токи в обмотках каждой пары колец Гельмгольца равны друг другу, во втором случае - не равны. Суммарное магнитное поле в рабочем объеме может изменяться во времени и пространстве по любому заданному закону и определяется характером и условиями воздействия магнитного поля на данный биоорганизм (лечение, диагностика, адаптация, тренировка).
Возможность реализации в рабочем объеме устройства однородного и неоднородного векторно-управляемого магнитного поля расширяет функциональные возможности заявляемого устройства по сравнению с устройством - прототипом.