Магнитотерапевтическая установка

Полезная модель предназначена для использования в практической медицине и в ветеринарной практике с оздоровительными и лечебными целями, особо для подавления функций и разрушения клеток злокачественных опухолей.

Сущность: Магнитотерапевтическая установка, включающая размещенные на приборной панели-консоли привод с опорным диском и постоянные П-образные магниты, в которой в качестве постоянных магнитов используют два NdFeB магнита с большой коэрцитивной силой с противоположной ориентацией магнитного поля, магниты закреплены на концах установленного соосно с опорным диском подпружиненного держателя с возможностью поворота последнего относительно опорного диска в пределах угла, ограниченного положением двух упоров, размещенных на диске, и подпружиненного фиксатора, размещенного на приборной панели-консоли.

Технический результат: Полезная модель магнитотерапевтической установки обеспечивает воздействие на биообъект знакопеременными импульсами магнитного поля по форме близкими к прямоугольным с амплитудой индукции в лечебной зоне в пределах (100-1000) мТл на удалении от магнита в пределах нескольких сантиметров; обеспечивает возможность регулировки частоты следования импульсов в диапазоне (1÷15) Гц, регулировки скважности для каждой частоты следования импульсов и возможность изменения ориентации лечебного магнитного поля относительно биообъекта в плоскости как перпендикулярной, так и параллельной оси вращения диска с магнитами.

Полезная модель относится к области биомедицинской инженерии, связанной с разработкой магнитотерапевтических установок, предназначенных для использования в практической медицине и в ветеринарной практике с оздоровительными и лечебными целями, особо для подавления функций и разрушения клеток злокачественных опухолей.

Известен магнитотерапевтический аппарат (Н.Г.Бахмутский. Лечение генерализированной формы меланомы кожи вихревым магнитным полем // Российский онкологический журнал. - 2000. 6, с.32-35)., применяемый в послеоперационный период при лечении генерализированной формы меланомы Аппарат содержит генератор магнитного поля в виде индуктора, который создает вращающееся низкочастотное периодическое электромагнитное поле (ЭМП) с частотой (50-100) Гц с амплитудой ~ 3 мТл и обеспечивает синхронное воздействие магнитного поля на все тело пациента. Однако известный магнитотерапевтический аппарат обладает малой магнитной индукцией и поэтому непригоден для локального подавления функций и разрушения клеток злокачественных новообразований.

Известна магнитотерапевтическая установка (М.А.Каплан, Р.Г.Никитина, М.Е.Климанов, А.И.Лодыгина, Н.Д.Яковлева, В.В.Дрожжина. / Перспективы применения высокоинтенсивных импульсных магнитных полей в лечении злокачественных новообразований // Российский онкологический журнал. 1998. 5. С.34-37). Известная магнитотерапевтическая установка включает генератор магнитного поля с амплитудой индукции (1140÷1800) мТл с оптимальной частотой импульсов магнитного поля 16 Гц. Недостатком известной магнитотерапевтической установки является то, что ее применение вызывает термические повреждения биообъектов, находящихся в лечебной зоне, обусловленные разогревом индуктора (аппарат ГСИМП-1) и требует периодического охлаждения индуктора льдом.

Известны магнитотерапевтические аппараты высокоинтенсивной низкочастотной импульсной терапии, которые генерируют короткие импульсы микросекундного диапазона. (Системы комплексной электромагнитой терапии. Учебное пособие для вузов. Под ред. А.М.Беркутова и др. М.: Лаборатория Базовых знаний. 2000. с.9-13). Известные магнитотерапевтические аппараты включают генераторы магнитного поля, которые обеспечивают следующие параметры магнитного поля:

- амплитуда индукции до 1500 мТл, длительность пакетов импульсов и пауз 1,5 с, частота изменения магнитного поля в пакете импульсов 700, 1000 Гц (аппарат «Полюс-101»);

- амплитуда индукции до 1300 мТл, частота следования импульсов (2÷16) Гц, длительность импульсов (220÷110) мкс (аппарат «Тесламед»).

Однако известные магнитотерапевтические аппараты предназначены лишь для стимулирования различных лечебных эффектов путем местного воздействия на пораженный орган и не предназначены для подавления функций или разрушения злокачественных клеток.

Известна магнитотерапевтическая установка, которая обеспечивает локальное облучение злокачественной опухоли высокоинтенсивным (индукция магнитного поля (120÷220) мТл) знакопеременным импульсным инфранизкочастотным полем (Патент RU 2376043 A61N 2/04, авторы Донник И.М., Волобуев А.П., Усков Е.Д., опубл. 20.12.2009, бюлл. 35). Известная магнитотерапевтическая установка включает источник магнитного поля - индуктор в виде двух соосных катушек (ток 27 А, потребляемая мощность - 1,5 кВт). Однако применение в известной установке катушек индуктивности в качестве индуктора не является оптимальным, поскольку они вызывают разогрев биообъекта из-за повышенной амплитуды тока в катушках, что требует применения дополнительного блока для охлаждения системы.

Наиболее близкой к заявляемой является известная магнитотерапевтическая установка для генерации магнитных полей с применением эластичных магнитов-магнитофоров (Патент РФ 2080891. A61N 2/12, автор Малашенок В.В., опубл. 10.06.1997). Известная магнитотерапевтическая установка генерирует магнитные поля под углом друг к другу. Установка содержит привод с опорным диском, на котором закреплены три группы магнитных элементов из эластичных магнитов-магнитофоров. На основании диска укреплен экран из магнитонепроводящего материала с отверстием. На одном уровне с отверстием установлен дополнительный источник магнитного поля, также выполненный в виде группы элементов из магнитофора, аналогичный остальным группам. В точке пересечения осей отверстия и дополнительного источника магнитного поля при вращении диска формируется суммарное пульсирующее магнитное поле, интенсифицирующее биохимические процессы на облучаемом участке тела. Однако уровень магнитной индукции известного формирователя магнитного поля мал: несколько мТл, что явно недостаточно для подавления функций злокачественных опухолей, поскольку магнитофор обладает невысокой коэрцитивной силой.

Задачей полезной модели является разработка магнитотерапевтической установки на основе постоянных магнитов, обеспечивающей формирование низкочастотных, регулируемых в диапазоне (1÷15) Гц импульсов знакопеременного магнитного поля близких по форме к прямоугольным с амплитудой индукции поля в диапазоне значений, достаточных для подавления функций злокачественных опухолей (100÷1000) мТл без разогрева объектов воздействия.

Решение задачи по разработке магнитотерапевтической установки для создания низкочастотных, знакопеременных, регулируемых в диапазоне (1÷15) Гц, импульсов магнитного поля, связано с использованием двух П-образных постоянных магнитов, закрепленных на вращающемся диске с приводом, причем в качестве постоянных магнитов используют NdFeB магниты с большой коэрцитивной силой, обеспечивающей магнитную индукцию до 1000 мТл с противоположной ориентацией магнитного поля; магниты закреплены на концах установленного соосно с опорным диском подпружиненного держателя с возможностью поворота последнего относительно опорного диска в пределах угла, ограниченного положением двух упоров, размещенных на диске, и подпружиненного фиксатора, размещенного на приборной панели-консоли.

Магнитотерапевтическая установка (Фиг.1) вид сбоку в разрезе и (Фиг.2) вид сверху - схема состоит из приборной панели-консоли 1, привода 2, рабочего диска 3, держателя П-образных магнитов в виде плоского стержня 4, корпуса 5, лечебной рабочей зоны 6, двух постоянных магнитов 7 с остаточной индукцией порядка 1000 мТл, упоров 8 на диске 3, фиксированного А и перемещаемого В, подпружиненного фиксатора 9, электродвигателя 10, регулировочного винта 11 и пружины 12. Диск 3 расположен на оси привода 2, приводимого в движение двигателем 10. Держатель магнитов 4, выполненный в виде плоского стержня, свободно установлен на оси диска 3 и имеет возможность поворота относительно диска в зоне упоров 8. П-образные магниты 7 съемные, они расположены и закреплены на концах стержня-держателя 4. Магниты 7 при установке имеют противоположную ориентацию магнитного поля между собой, так что при вращении диска магнитное поле от них в рабочей лечебной зоне периодически меняет направление на противоположное. Период таких изменений определяется скоростью вращения диска 3. Использование съемных П-образных магнитов 7 различной формы и сечений позволяет изменять размеры рабочей зоны 6. Держатель магнитов 4 поворачивается относительно диска 3 на регулируемый угол от 0 до 45 градусов, который задается положениями установленных на диске 3 упоров А и В, обозначенных на Фиг.2 цифрой 8. Пружина 12, также установленная на диске 3, прижимает стержень к упору А. По другую сторону от стержня расположен упор В, местоположение которого можно менять регулировочным винтом 11, изменяя угол возможного поворота стержня-держателя 4. На противоположной от лечебной области 6 стороне установлен неподвижный пружинный фиксатор 9, закрепленный на панели-консоли 1, который располагается в плоскости диска со стороны двигателя 10. Устройство помещается в защитный корпус 5 с вырезами в лечебной зоне 6 (Фиг.1), обеспечивающий безопасное для пациента использование магнитотерапевтической установки и удобство эксплуатации.

Магнитотерапевтическая установка работает следующим образом. Знакопеременное магнитное поле с требуемой величиной магнитной индукции (не менее 100 мТл в лечебной рабочей зоне) создается с помощью закрепленных на держателе 4 двух П-образных NdFeB магнитов 7 большой коэрцитивной силы с остаточной индукцией порядка 1000 мТл. Вращение диска 3 вместе с держателем магнитов 4 обеспечивается электродвигателем 10 с регулируемой скоростью вращения. Путем изменения скорости вращения диска 3 подбирают оптимальный для данного пациента лечебный режим смены направления поля и длительность его воздействия на область опухоли. Длительность лечебного воздействия одного импульса зависит от сечения, формы магнита и от скорости вращения. Требуемую величину магнитного поля (100÷1000) мТл подбирают путем изменения расстояния от полюсов магнитов 7 до участка тела пациента, подлежащего воздействию на него знакопеременным магнитным полем. Увеличение длительности лечебного воздействия магнитного поля обеспечивается за счет неравномерного вращения магнитов 7 с небольшими их остановками в области лечебного воздействия. Это происходит следующим образом. При вращении диска 3 стержень 4 с магнитами 7 набегает на фиксатор 9, при этом вращение стержня 4 приостанавливается, а вращение диска 3 продолжается, что вызывает сжатие пружины 12. Через некоторое время регулируемый упор В достигает стержня 4 и увлекает его за собой, поджимая пружинный фиксатор 9. Пружина 12 расправляется и возвращает стержень в исходное к упору А состояние. Через пол-оборота ситуация повторяется. Время приостановки магнита 7 составляет t=/, где - угол поворота стержня между двумя упорами, - угловая скорость вращения диска 3. Неравномерное движение магнитной системы, состоящей из двух магнитов 7, обеспеченное такой конструкцией, позволяет, во-первых, сформировать плоскую часть вершины магнитного импульса и регулировать ее длительность, во-вторых, значительно уменьшить время спада заднего фронта импульса за счет ускоренного вращения стержня 4 после прохождения фиксатора 9 (Фиг.3). Пружина фиксатора 9 должна иметь жесткость выше жесткости пружины 12. Фиксированная приостановка магнита 7 при заданной скорости вращения диска 3 позволяет регулировать скважность режима лечебного воздействия, то есть регулировать соотношение продолжительностей импульсов и пауз.

Имеется два варианта крепления постоянных магнитов 7 на держателе 4, отличающихся ориентацией постоянных магнитов. В первом варианте магниты 7 сориентированы так, что их магнитное поле, создающее лечебный эффект, расположено в плоскости, перпендикулярной оси вращения диска 3. В другом варианте, магниты 7 сориентированы так, что область лечебного поля расположена на краю диска 3 в плоскости параллельной оси вращения. Это допускает изменение ориентации магнитного поля относительно биообъекта.

Технический результат. Полезная модель магнитотерапевтической установки обеспечивает решение поставленной задачи:

- воздействие на биообъект знакопеременными импульсами магнитного поля по форме близкими к прямоугольным с амплитудой индукции в лечебной зоне в пределах (100÷1000) мТл на удалении от магнита в пределах нескольких сантиметров;

- возможность регулировки частоты следования импульсов в диапазоне (1÷15) Гц, возможность регулировки скважности для каждой частоты следования импульсов и возможность изменения ориентации лечебного магнитного поля относительно биообъекта, а именно: в плоскостях, перпендикулярной и параллельной оси вращения диска с магнитами.

Дополнительный технический эффект: разогрева объектов в лечебной зоне не происходит из-за отсутствия в предлагаемой полезной модели катушек индуктивности. Постоянные П-образные магниты в предлагаемой установке являются съемными и взаимозаменяемыми. Крепление магнитов на стержне позволяет достаточно быстро заменять магниты, менять их ориентацию, заменять один вариант расположения магнитов на другой, что позволяет регулировать размеры рабочей лечебной зоны и длительность воздействия импульсов.

Установка является стационарной, компактной, с возможностью автономного питания привода при низком потреблении энергии и удобстве применения.

1. Магнитотерапевтическая установка, включающая размещенные на приборной панели-консоли привод с опорным диском и постоянные П-образные магниты, отличающаяся тем, что в качестве постоянных магнитов используют два магнита с большой коэрцитивной силой с противоположной ориентацией магнитного поля, причем магниты закреплены на концах установленного соосно с опорным диском подпружиненного держателя с возможностью поворота последнего относительно опорного диска в пределах угла от 0 до 45º, ограниченного положением двух упоров, размещенных на диске, и подпружиненного фиксатора, размещенного на приборной панели-консоли.

2. Магнитотерапевтическая установка по п.1, отличающаяся тем, что применяются съемные постоянные NdFeB магниты с остаточной индукцией порядка 1000 мТл, обеспечивающей лечебное воздействие магнитного поля 100÷1000 мТл при неравномерном вращении магнитов и частоте следования импульсов в диапазоне 1÷15 Гц, причем крепление магнитов позволяет изменять их положение.