CN112154011A - 生成由甚低频交变磁场承载的甚低频脉冲磁场的装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于生成甚低频的脉冲磁场的装置，该脉冲磁场由甚低频的交变磁场承载并旨在施加到人体部位，该装置包括：多个成对的极性相反的角磁体扇区(6‑1至6‑4)，该成对的角磁体扇区以同一旋转轴(X‑X)为中心，彼此成角度地间隔开，并以预定速度围绕旋转轴旋转，从而以预定频率生成交变磁场；以及至少一个导电线圈(14)，其以角磁体扇区的旋转轴为中心，并被供应脉冲电流，从而生成叠加在交变磁场上的脉冲磁场，通过旋转角磁体扇区生成该交变磁场。

Description

生成由甚低频交变磁场承载的甚低频脉冲磁场的装置

技术领域

本发明涉及磁疗的一般领域，尤其涉及生成感应的低频正弦电流的装置，该电流旨在施加到人体的某个部位，以用于产生止痛和消炎作用的目的。

背景技术

如所已知的，特别地，为了生成感应电流，磁疗使用可变磁场来减轻关节疼痛和周围关节疼痛，该可变磁场是由磁源、线圈或磁体创建的。对于磁体，这些磁体被设置处于运动中以产生感应电流。

磁场也会影响调节身体(肢体)周围以及不同器官处的血液流动的微循环。如2014年Funk的一项研究表明，暴露于在4至12Hz的频率之间变化的10至15mT的正弦磁场达5分钟提高了健康受试者中的手部微循环。在患有其病理特征为微循环不足的1型糖尿病年轻人群中，Nikolaeva等人在2008年的一项研究还表明，与暴露于安慰剂装置的组相比，暴露于45mT至16Hz的正弦磁场达15分钟后，腿部皮肤微循环增加强烈。

可以使用在待治疗的身体的部位上移动的装置(通常为便携式装置)来实现磁疗，该装置包含磁体(例如，旋转磁体)和马达，以使得这些磁体生成变化的磁场，该变化的磁场感应与变化率成比例的电场(法拉第定律)。

从文献WO 2008/014902中已知一种便携式装置，其生成用于治疗目的的正弦磁场，该装置包括四个角磁体扇区，该四个角磁体扇区是平坦的，具有相同的几何形状，以同一旋转轴为中心并且彼此成角度地间隔开，两个相邻的角磁体扇区具有相反极性。如此布置，角磁体扇区由马达驱动旋转，以生成预定频率的正弦磁场。

还已知的是，获得的治疗效果与由角磁体扇区的旋转感应的电流有关，倘若这些电流的强度超过某个阈值。另外已知的是，感应电流与磁体的线性移动的速度成比例。然而，对于给定的旋转速度，在角磁体扇区区的端部处的线性移动的速度大于在其旋转轴处的线性移动的速度。另外，为了利用文献WO 2008/014902中描述的装置获得正弦磁场，必须使用为角扇形形式的磁体，这进一步减小了装置中心处的磁场。

因此，在文献WO 2008/014902中描述的装置具有以下缺点：在装置中心处的感应电流的强度不超过获得治疗效果所需的阈值。然而，装置的中心通常是装置的用户对其的需求最大的区域。使用者自然地会倾向于使装置的中心在要治疗的疼痛或病理上。

在该文献中描述的装置的另外的缺点在于，磁体之间的空间在靠近装置表面的区域中生成双峰值信号，因此产生大的谐波失真。

另外，由于以非常低的频率(优选地，低于10Hz)获得所述装置的治疗效果，因此不希望通过增加磁体的旋转速度来增加场

场

中该增加的结果将是获得的治疗效果降低。

发明内容

因此，本发明的目的是提出一种用于磁疗的装置，其不具有上述缺点。

根据本发明，通过一种用于生成甚低频的脉冲磁场的装置实现该目的，该脉冲磁场由甚低频的交变磁场承载并旨在施加到人体部位，该装置包括：

多个成对的极性相反的角磁体扇区，该成对的角磁体扇区以同一旋转轴为中心，彼此成角度地间隔开，并被设置为以预定速度围绕旋转轴旋转，从而以预定频率生成交变磁场；以及

至少一个导电线圈，其以角磁体扇区的旋转轴为中心，并被供应脉冲电流，从而生成叠加在交变磁场上的脉冲磁场，该交变磁场由角磁体扇区的旋转设置生成。

以角磁体扇区的旋转轴为中心并被供应脉冲电流的导电线圈在装置作用区域的中心创建强的感应电流，其允许抵消由旋转的角磁体扇区感应的电流的非均匀性。而且，导电线圈对角磁体扇区的外围几乎没有影响(与后者相反)，这意味着这两个元件的关联允许在装置作用区域的每个点处获得强烈的感应电流。因此，感应电流的强度在旋转轴和角磁体扇区的自由端之间位于预定阈值之上。

另外，发明人已经确定，由交变磁场承载的低频脉冲磁场的生成增加了在该装置被施加的人体部位中的血液微循环。特别地，测量结果出乎意料地表明，与单独设置角磁体扇区的旋转或单独供电导电线圈相比，在血液微循环中出现显著地更大的增加。这些测量的结果证明，就血液微循环而言，其效果大于两个场中的每一个的效果之和。

因此，通过向导电线圈供应脉冲电流，本发明的装置生成的磁场的突然变化允许产生具有主要止痛和抗炎效果的感应电压。

优选地，以1ms的持续时间和20Hz的频率的规则脉冲的形式向导电线圈供应脉冲电流，以生成允许生成1-2mT的磁场的强度。尽管磁流微弱，但是直径很窄的导电线圈允许在低能量消耗的情况下获得强烈的感应电流。这样形成的系统几乎不会改变磁场的最大值，并且可以是便携且自给自足的。

同样优选地，该装置还包括用于使脉冲电流的脉冲频率在使用周期期间变化的装置。通过该特性，可以经由更好地适应信号来修改频谱以适应不同的病理。

同样优选地，该装置还包括用于使成对的磁体扇区的旋转频率在使用周期期间变化的装置。因此，生成的正弦信号通过每一个都被证明是有效的不同的频率移动。

成对的磁体扇形的旋转频率有利地小于或等于10Hz。

导电线圈可以是以角磁体扇区的旋转轴为中心的圆形线圈。导电线圈可以是8字形线圈(所谓的“蝶形”线圈)，其允许最大化特定点处的效果。

进一步优选地，每个角磁体扇区具有相同的几何形状，其中，在旋转轴处具有90°的内角开口，在与旋转轴相对的自由端处具有20°至50°之间的外角开口，两个侧边缘限定半径在将该旋转轴与角磁体扇区的自由端分开的距离的三分之一与三分之二之间的距离上延伸。角磁体扇区的这种特定形状允许获得正弦磁场，该正弦磁场在旋转轴和角磁体扇区的自由端之间具有在预定阈值以上的均匀强度。

该装置还可以包括磁路层，其布置在成对的角磁体扇区的背面上。该装置还可以包括磁屏蔽层，其布置为围绕成对的角磁体扇区。

附图说明

从以下给出的描述中，参照示出了绝非限制性的实施例的示例的附图，本发明的其他特征和优点将变得显而易见。在附图中：

-图1是根据本发明的一个实施例的装置的示意图；

-图2是沿图1中的II-II的剖视图；

-图3A和图3B是由本发明的装置生成的脉冲磁场的示例；以及

-图4给出了示出血液微循环的曲线，血液微循环是通过本发明的装置、通过具有旋转磁体的装置和通过具有导电线圈的装置获得的。

具体实施方式

图1和图2示意性地示出了本发明的便携式装置2，其用于生成低频脉冲磁场，该低频脉冲磁场由交变磁场承载并且旨在施加到人体的某个部位。

该装置2包括壳体4，在壳体4的内部组装有两对角磁体扇区6-1至6-4，如在申请人提交的专利申请FR 17 60443中所描述的。

如本专利申请FR 17 60443中所描述的，角磁体扇区6-1至6-4具有相同的几何形状，以同一旋转轴X-X为中心，并包含在直径D和中心O的圆圈C中。

更具体地说，角磁体扇区6-1至6-4围绕旋转轴X-X彼此成角度地间隔开，并且被布置成使得两个相邻的角磁体扇区具有相反的极性(北或南)。

装置2还包括用于将成对的角磁体扇区设置成围绕旋转轴X-X旋转的装置。在一个实施例中，这些装置为电动马达和皮带传动的形式。显然，可以设想采用任何其他装置来确保这种旋转设置。

优选地，四个角磁体扇区6-1至6-4分别具有相对于其被包含在其中的圆圈C的对称半径R-1至R-4对称的形状。

每个角磁体扇区6-1至6-4包括两个侧边缘8-1至8-4，其相对于角磁体扇区的对称半径对称，并且面对或直接接触两个相邻的角磁体扇区的对应的侧边缘。

此外，每个角磁体扇区的两个侧边缘8-1至8-4限定连接半径(在圆C的中心O和距中心O最远的侧边缘的点10-1至10-4之间定界)，该连接半径在对应于圆C的半径D/2的三分之二(即，将旋转轴X–X与角磁体扇区的自由端分开的距离的三分之二)的距离d上延伸。出于实用性原因，图1中仅示出了角磁体扇区6-1的点10-1。

此外，每个角磁体扇区的侧边缘8-1至8-4共同形成90°的角度α(也可以说，每个角磁体扇区在旋转轴X-X处的内角开口α是90°)。

同样优选地，每个角磁体扇区还包括在与旋转轴X-X相反的自由端处的外角开口β，该外角开口β在20°至50°之间，优选地为45°。

换句话说，每个角磁体扇区6-1至6-4的自由端优选地定界在位于圆C上的两点12a、12b之间，其中角磁体扇区被包含在圆C中。这些点是对称的，并且由点O和12a以及由点O和12b形成的半径一起形成角度β，该角度β在20°至50°之间，优选地为45°。

本发明的装置的角磁体扇区6-1至6-4被设置成围绕旋转轴X-X优选地以300rpm的速度旋转，其以优选地低于或等于10Hz的频率生成感应正弦电流。装置的角磁体扇区6-1至6-4的旋转设置生成交变磁场。

如图2所示，本发明的装置2还包括至少一个导电线圈14，该导电线圈以角磁体扇区的旋转轴X-X为中心并被供应脉冲电流。

该线圈14例如是以角磁体扇区的旋转轴为中心的圆形线圈。它可以由直径小于0.5毫米的铜导线制成，具有单匝，其外径覆盖磁体的外径。

另外，该线圈被供应脉冲电压。“脉冲电压”是指电压以规则的、均匀的脉冲形式随时间变化，其中脉冲持续时间(或生成时间)和脉冲重复时间(或频率)可以被确定。它们也可以是不规则的脉冲，但是该不规则的脉冲是已知的并且知道如何再现该不规则的脉冲。

优选地，供应给导电线圈14的脉冲电压为小于1ms的持续时间、20Hz的频率的规则脉冲的形式，并且生成足够的强度以生成1-2mT的最大磁场。

以这种方式，导电线圈14生成脉冲磁场，该脉冲磁场叠加在由角磁体扇区6-1至6-4的旋转设置生成的交变磁场上。

将会注意到，导电线圈可以是8字形线圈(figure–of–eight coil，“蝴蝶”型线圈)，其以角磁体扇区的旋转轴X-X为中心。

还应注意，本发明的装置还可包括(微控制器类型的)装置，用于使供应给导电线圈14的脉冲电流的脉冲频率和/或成对的磁体扇区6-1至6-4的旋转频率在使用周期期间变化。

该特性对于在使用周期期间改变装置生成的磁场特别有利。

还要注意的是，角磁体扇区6-1至6-4由独立于线圈14的供电的电动马达(未示出)驱动为围绕旋转轴X-X旋转。而且，当线圈14被供电，其极性保持不变。特别地，当本发明的装置在运行中时，线圈不经历任何极性反转。

图3A和图3B示出了通过将这两个场叠加而生成的磁场(作为时间的函数)的示例。

特别地，图3A给出了示出由本发明的装置在其中心(即，在角磁体扇区的旋转轴X-X处)生成的感应电流C1的曲线的示例。图3B给出了示出在距装置中心一厘米的距离处的交流感应电流C2的曲线的示例。

感应电流C1、C2的这两条曲线清楚地示出了正弦波承载的每个脉冲。特别地，确定的是，正弦波承载的脉冲的强度在装置的中心较大，而在远离中心时减小。因此，导电线圈在被供应脉冲电流时，在装置的中心处产生强烈的感应电流，而在装置的外围生成较小的强度。

图4示出了本发明的装置的测试示例以及在多次应用周期中在暴露于该装置的人体部位中的血液微循环上获得的结果。

更具体地，通过以下操作模式在人的手上进行装置的测试：休息时段P1(持续5min)、装置的第一应用周期P2(持续3min)、装置的第二应用周期P3(持续3min)、以及恢复到正常的时段P4(持续15min)。

使用血液灌注成像系统，可以在整个测试过程中直接测量皮肤灌注(即，血液微循环)水平。将成像仪给出的数据相对于休息时段P1的最后一分钟的平均值进行归一化，以表示测试期间微循环的百分比增加。

图4给出了对应于三个不同测试的三个不同曲线：曲线C3对应于使用本发明的装置的测试；曲线C4对应于使用具有导电线圈但没有旋转磁体的磁疗装置的测试；以及曲线C5对应于使用具有旋转磁体但没有导电线圈的装置的测试。

可以确定的是，通过在应用周期P2、P3(曲线C3)期间施加本发明的装置获得的对血液微循环的影响远大于通过其他两个装置(曲线C4和C5)获得的效果的简单相加。发现在两个应用周期P2、P3开始时，手部的整体血液灌注增加了100％，而对于没有导电线圈的装置(曲线C5)，这种增加仅为50％。对于没有旋转磁体的装置(曲线4)，对微循环的影响很小。

另外，对于专利申请FR 17 60443中描述的装置，将注意到，本发明的装置可以具有变化厚度的角磁体扇区，并且可以设置有磁路层和磁屏蔽层，该磁路层布置在成对的角磁体扇区的背面，该磁屏蔽层被布置成围绕成对的角磁体扇区(图中未示出)。在这种情况下，天线位于与磁路相对的侧面上，从而圆形天线的磁场不会被磁路衰减。

Claims (10)

1.一种用于生成甚低频的脉冲磁场的装置(2)，所述脉冲磁场由甚低频的交变磁场承载并旨在施加到人体部位，所述装置包括：

多个成对的极性相反的角磁体扇区(6-1至6-4)，所述成对的角磁体扇区以相同旋转轴(X-X)为中心，彼此成角度地间隔开，并被设置为以预定速度围绕旋转轴旋转，从而以预定频率生成交变磁场；以及

至少一个导电线圈(14)，其以所述角磁体扇区的旋转轴为中心，并被供应脉冲电流，从而生成叠加在所述交变磁场上的脉冲磁场，所述交变磁场由所述角磁体扇区的旋转的设置生成。

2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述导电线圈(14)被供应小于1ms的持续时间和20Hz的频率的规则脉冲的形式的脉冲电压，并且生成足够的强度以生成1至2mT的磁场。

3.根据权利要求2所述的装置，还包括：用于使所述脉冲电流的脉冲频率在使用周期期间变化的部件。

4.根据权利要求1至3中的任一项所述的装置，还包括：用于使所述成对的磁体扇区的旋转频率在使用周期期间变化的部件。

5.根据权利要求1至4中的任一项所述的装置，其中，所述成对的磁体扇区的旋转频率小于或等于10Hz。

6.根据权利要求1至5中的任一项所述的装置，其中，所述导电线圈(14)是以所述角磁体扇区的旋转轴为中心的圆形线圈。

7.根据权利要求1至6中的任一项所述的装置，其中，所述导电线圈(14)是8字形线圈。

8.根据权利要求1至7中的任一项所述的装置，其中，每个角磁体扇区具有相同的几何形状，其中，在所述旋转轴处具有90°的内角开口(α)，在与所述旋转轴相对的自由端处具有20°至50°之间的外角开口(β)，并且两个侧边缘(8-1至8-4)限定在将所述旋转轴与所述角磁体扇区的自由端分开的距离(D/2)的三分之一与三分之二之间的距离(d)上延伸的半径。

9.根据权利要求1至8中的任一项所述的装置，还包括磁路层，被布置在所述成对的角磁体扇区的背面上。

10.根据权利要求1至9中的任一项所述的装置，还包括磁屏蔽层，被布置为围绕所述成对的角磁体扇区。

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