RU172885U1

RU172885U1 - DEVICE FOR SCANNING MAGNETO-LASER THERAPY

Info

Publication number: RU172885U1
Application number: RU2016148147U
Authority: RU
Inventors: Юрий Михайлович Райгородский; Александр Викторович Лепилин; Павел Андреевич Панин
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "ТРИМА"
Priority date: 2016-12-07
Filing date: 2016-12-07
Publication date: 2017-07-28

Abstract

Полезная модель относится к медицинской технике, а именно к устройствам для физиотерапии с помощью лазерного излучения и магнитного поля.Целью предлагаемой полезной модели является повышение эффективности магнитолазерного воздействия на биологические ткани при лечении заболеваний, когда такое воздействие показано. Аппарат включает источник питания и выносной лечебный терминал с согнутой рабочей поверхностью корпуса, подсоединенный к источнику питания через формирователь и распределитель импульсов. Выносной лечебный терминал включает по меньшей мере три соленоида с цилиндрическими сердечниками и три полупроводниковых лазерных излучателя. При этом сердечники соленоида выполнены полыми, а лазерные излучатели расположены внутри полостей соосно с соленоидами, которые закреплены на ферромагнитной подложке параллельно вогнутой поверхности корпуса с радиусом кривизны 70 мм≤R≤110 мм. Использование в лечебном терминале полых сердечников со встроенными лазерными излучателями позволяет совместить диаграммы направленности магнитного поля и лазерного излучения, тем самым увеличив глубину его проникновения в ткани и плотность потока мощности при минимальных габаритах лечебного терминала.The utility model relates to medical equipment, namely, devices for physiotherapy using laser radiation and a magnetic field. The purpose of the proposed utility model is to increase the effectiveness of magnetic laser effects on biological tissues in the treatment of diseases when such an effect is indicated. The apparatus includes a power source and an external medical terminal with a bent working surface of the body, connected to a power source through a shaper and a pulse distributor. The external treatment terminal includes at least three solenoids with cylindrical cores and three semiconductor laser emitters. In this case, the solenoid cores are made hollow, and the laser emitters are located inside the cavities coaxially with the solenoids, which are mounted on a ferromagnetic substrate parallel to the concave surface of the body with a radius of curvature of 70 mm≤R≤110 mm. The use of hollow cores in the treatment terminal with built-in laser emitters allows you to combine the radiation patterns of the magnetic field and laser radiation, thereby increasing the depth of penetration into the tissue and the density of the power flux with the minimum dimensions of the treatment terminal.

Description

Полезная модель относится к медицинской технике, а именно к устройствам для лазеротерапии и магнитотерапии. В настоящее время магнито и лазеротерапия широко используются для лечения различных заболеваний, связанных с нарушением микроциркуляции крови, отеком, воспалением и трофикой нервов. Большинство современных устройств имеют либо ряд источников лазерного излучения, либо ряд источников магнитного поля. Совмещение тех и других в одном устройстве увеличивает его габариты и часто не позволяет локализовать более эффективное сочетанное воздействие лазерного излучения и магнитного поля на узком участке тканей, например, вдоль зубного ряда нижней (верхней) челюсти, в проекции перелома кости, сустава и т.п.The utility model relates to medical equipment, namely to devices for laser therapy and magnetotherapy. Currently, magneto and laser therapy are widely used to treat various diseases associated with impaired microcirculation, edema, inflammation and trophic nerves. Most modern devices have either a number of laser radiation sources or a number of magnetic field sources. The combination of both in one device increases its size and often does not allow to localize a more effective combined effect of laser radiation and a magnetic field on a narrow tissue site, for example, along the dentition of the lower (upper) jaw, in the projection of a bone fracture, joint, etc. .

Известно устройство для магнитотерапии, содержащее источники магнитного поля в виде соленоидов, установленных в ряд на изогнутом основании из ферромагнитного материала и помещенные в немагнитный корпус в форме параллелепипеда с односторонней вогнутой поверхностью, а соленоиды электрически связаны через распределитель импульсов с соответствующим выходом импульсного блока питания [Пат. №58043 от 26.06.2006].A device for magnetotherapy is known, containing magnetic field sources in the form of solenoids mounted in a row on a curved base of ferromagnetic material and placed in a non-magnetic parallelepiped housing with a one-sided concave surface, and the solenoids are electrically connected through a pulse distributor to the corresponding output of a switching power supply [Pat . No. 58043 dated 06/26/2006].

Недостатком устройства является отсутствие в нем источников лазерного излучения и невозможность проведения процедуры магнитолазерного воздействия.The disadvantage of this device is the lack of sources of laser radiation in it and the inability to carry out the procedure of magnetic laser exposure.

Известен аппарат для сканирующей лазерной терапии, состоящий из электронного блока с источником питания, импульсным задающим генератором, коммутатором распределителем импульсов, формирователем импульсов и излучающего лечебного терминала, имеющего свой корпус с набором не менее трех полупроводниковых лазерных излучателей, при этом корпус имеет плоскую форму с вогнутой торцевой гранью, вдоль которой друг за другом расположены лазерные излучатели. При этом оси всех лазерных излучателей могут быть как параллельны между собой, так и перпендикулярны касательной к дуге вогнутой части корпуса [Пат. №2523669 от 12.03.2013].A known apparatus for scanning laser therapy, consisting of an electronic unit with a power source, a pulse master oscillator, a switch pulse distributor, a pulse shaper and a radiating treatment terminal having its own housing with a set of at least three semiconductor laser emitters, while the housing has a flat shape with a concave end face, along which laser emitters are located one after another. In this case, the axes of all laser emitters can be both parallel to each other and perpendicular to the tangent to the arc of the concave part of the body [Pat. No. 2523669 dated 03/12/2013].

Недостатком данного устройства является отсутствие источников магнитного поля и невозможность проведения сочетанного магнитолазерного воздействия, что снижает эффективность применения устройства в медицине.The disadvantage of this device is the lack of sources of a magnetic field and the inability to conduct combined magnetic laser exposure, which reduces the effectiveness of the device in medicine.

Наиболее близким к предлагаемому является аппарат для магнитолазерной терапии, содержащий электронный блок с источником питания, генератором импульсов, распределителем импульсов и панелью управления, а также выносной лечебный терминал, включающий цилиндрический корпус, внутри которого помещен ряд соленоидов, расположенных по кольцу с сердечниками, имеющими наружные выступающие части, ориентированные по радиусам кольца, а в лечебный терминал дополнительно введены, по меньшей мере, три полупроводниковых лазерных излучателя, расположенных в промежутках между выступающими частями сердечников и соединенных с источником питания через дополнительный импульсный генератор и распределитель импульсов, помещенные в электронный блок, а рабочая поверхность корпуса терминала имеет защитную крышку, прозрачную для магнитного поля и лазерного излучения [Пат. №133740 от 11.04.2013].Closest to the proposed device is a magnetic laser therapy, containing an electronic unit with a power source, a pulse generator, a pulse distributor and a control panel, as well as an external medical terminal including a cylindrical body, inside which a number of solenoids are placed, located on a ring with cores having external protruding parts oriented along the radii of the ring, and at least three semiconductor laser emitters are additionally introduced into the treatment terminal, located between the protruding parts of the cores and connected to the power source through an additional pulse generator and pulse distributor, placed in the electronic unit, and the working surface of the terminal housing has a protective cover that is transparent to the magnetic field and laser radiation [Pat. No. 133740 dated 04/11/2013].

Недостатком данного устройства является несовпадение в пространстве источников магнитного поля и лазерного излучения и соответственно их диаграмм направленности, что с одной стороны, увеличивает габариты устройства, а с другой не позволяет обеспечить сочетанное магнитолазерное воздействие с достаточной плотностью излучения обоих видов в одной и той же точке пространства (в одном и том же объеме биологической ткани).The disadvantage of this device is the mismatch in space of the sources of the magnetic field and laser radiation and, accordingly, their radiation patterns, which on the one hand increases the dimensions of the device, and on the other does not allow a combined magnetic laser effect with a sufficient radiation density of both types at the same point in space (in the same volume of biological tissue).

Несовпадение в пространстве диаграмм направленности двух видов излучений снижает эффект синергизма при одновременном их использовании и затрудняет достижение выраженного терапевтического эффекта при лечении вялотекущих хронических воспалений, в частности локализованных в малых объемах тканей (зубы, зона перелома нижней челюсти, суставы конечностей и т.п.).The mismatch in the space of the radiation patterns of the two types of radiation reduces the effect of synergism while using them and makes it difficult to achieve a pronounced therapeutic effect in the treatment of sluggish chronic inflammation, in particular localized in small volumes of tissue (teeth, fracture zone of the lower jaw, joints of the limbs, etc.) .

Задачей, на решение которой направлена предлагаемая полезная модель является повышение эффективности магнитолазерного воздействия на биологические ткани при лечении заболеваний, когда такое воздействие показано.The task to which the proposed utility model is aimed is to increase the efficiency of the laser-laser effect on biological tissues in the treatment of diseases when such an effect is indicated.

Технический результат заключается в оптимизации магнитолазерного воздействия в части совмещения в пространстве диаграмм направленности двух видов излучения для повышения их биоактивности и терапевтического эффекта.The technical result consists in optimizing the magneto-laser effect in terms of combining the radiation patterns of two types of radiation in space to increase their bioactivity and therapeutic effect.

Для решения поставленной задачи в аппарате для сканирующей магнитолазерной терапии включающего выносной лечебный терминал, состоящий из корпуса в форме прямоугольного параллелепипеда с одной вогнутой поверхностью, вдоль которой внутри корпуса друг за другом установлены, по меньшей мере, три соленоида с цилиндрическими сердечниками и три полупроводниковых лазерных излучателя, подсоединенных к источнику питания через формирователь и распределитель импульсов, сердечники соленоидов выполнены полыми, а лазерные излучатели расположены внутри полостей соосно с соленоидами, которые закреплены на ферромагнитной подложке параллельно вогнутой поверхности корпуса с радиусом кривизны 70 мм≤R≤110 мм.To solve the problem in the apparatus for scanning magnetic laser therapy, which includes an external medical terminal, consisting of a body in the form of a rectangular parallelepiped with one concave surface along which at least three solenoids with cylindrical cores and three semiconductor laser emitters are installed one after the other connected to the power source through the shaper and pulse distributor, the solenoid cores are hollow, and the laser emitters are located inside the cavities coaxially with the solenoids, which are mounted on a ferromagnetic substrate parallel to the concave surface of the housing with a radius of curvature of 70 mm≤R≤110 mm.

Выполнение сердечников соленоидов в виде полых цилиндров позволяет расположить лазерные излучатели в геометрическом центре соленоидов.The implementation of the solenoid cores in the form of hollow cylinders allows you to position the laser emitters in the geometric center of the solenoids.

Совмещение осей лазеров и соленоидов позволяет совместить диаграммы направленности их излучений, оптимизировав тем самым магнитолазерное воздействие и минимизировать конструкцию излучающего терминала.The combination of the axes of the lasers and solenoids allows you to combine the radiation patterns of their radiation, thereby optimizing the magneto-laser effect and minimize the design of the emitting terminal.

Закрепление соленоидов на ферромагнитной подложке позволяет увеличить индукцию на рабочей (вогнутой) части корпуса, а выбор радиуса кривизны в пределах 70 мм≤R≤110 мм позволяет обеспечить частичное перекрытие боковых зон диаграмм направленности лазерного излучения двух соседних лазеров, что гарантирует непрерывность потока при сканирующем режиме работы аппарата.The fixing of the solenoids on the ferromagnetic substrate allows increasing the induction on the working (concave) part of the housing, and the choice of the radius of curvature within 70 mm≤R≤110 mm allows for partial overlap of the side zones of the laser radiation patterns of two adjacent lasers, which ensures continuous flow during scanning mode device operation.

Диапазон разброса значений R (70-110 мм) зависит от продольного размера терминала, который в свою очередь определяется диаметром соленоидов и необходимой величиной индукции магнитного поля.The range of variation in the values of R (70-110 mm) depends on the longitudinal size of the terminal, which in turn is determined by the diameter of the solenoids and the required magnitude of the magnetic field induction.

Конструкция заявляемого устройства поясняется на фиг. 1.The design of the inventive device is illustrated in FIG. one.

Аппарат содержит излучающий лечебный терминал 1 и электронный блок 2, состоящий из источников питания, отдельно для соленоидов 3 и лазерных излучателей 4, а также формирователя и распределителя импульсов также отдельно для каждого из двух видов излучателей. Терминал 1 выполнен в виде корпуса и немагнитного материала в форме параллелепипеда с вогнутой поверхностью 5, на которой изготовлены окна 6 в проекции расположения лазеров 4 прозрачные для лазерного излучения (например, органическое стекло). Соленоиды 3 имеют ферромагнитный сердечник 7, выполненный в виде полого цилиндра, внутри которого размещены полупроводниковые лазерные диоды 4.The apparatus contains a radiating treatment terminal 1 and an electronic unit 2, consisting of power sources, separately for solenoids 3 and laser emitters 4, as well as a driver and pulse distributor also separately for each of the two types of emitters. Terminal 1 is made in the form of a body and a nonmagnetic material in the form of a parallelepiped with a concave surface 5 on which windows 6 are made in the projection of the arrangement of lasers 4 transparent to laser radiation (for example, organic glass). The solenoids 3 have a ferromagnetic core 7 made in the form of a hollow cylinder, inside of which there are semiconductor laser diodes 4.

Соленоиды 3 закреплены на ферромагнитной пластине 8 изогнутой в соответствии с радиусом кривизны R поверхности 5 корпуса 1, при этом 70 мм≤R≤110 мм. Минимальное значение R=70 мм отвечает требованиям «детского» терминала, где используются, как правило, значения индукции магнитного поля В=10-15 мТл. Наибольшее значение R=ПО мм позволяет реализовать конструкцию «взрослого» терминала с индукцией В=30-40 мТл при количестве соленоидов и лазеров в терминале 4-5 ед.The solenoids 3 are mounted on the ferromagnetic plate 8 curved in accordance with the radius of curvature R of the surface 5 of the housing 1, with 70 mm≤R≤110 mm. The minimum value of R = 70 mm meets the requirements of the "children's" terminal, where, as a rule, the values of the magnetic field induction B = 10-15 mT are used. The largest value of R = PO mm allows the construction of an “adult” terminal with induction B = 30-40 mT with the number of solenoids and lasers in the terminal 4-5 units.

Лечебный терминал выполнен в виде гнутого дуралевого короба, развертка которого на стадии заготовки отфрезерована с целью получения дугообразной выборки по двум широким граням. Длина полученного короба составила 81 мм, ширина 20 мм, высота 42 мм в максимуме (в минимуме - 36 мм при R=100 мм). Внутри короба на ферромагнитной подложке из стали (СТ3) толщиной 2,5 мм, изогнутой с тем же радиусом, что и рабочая часть корпуса, закреплялись четыре соленоида диаметром 16 мм каждый с полым цилиндрическим сердечником наружным диаметром 9,2 мм и внутренним - 5,6 мм. В полости каждого сердечника располагались полупроводниковые лазерные излучатели инфракрасного диапазона длин волн (λ=880-960 нм) с диаметром корпуса 5,5 мм и длиной 7 мм. Клеммы питания соленоидов и лазерных излучателей подсоединялись к источнику питания через распределитель и формирователь импульсов.The treatment terminal is made in the form of a bent dural box, the sweep of which is milled at the procurement stage in order to obtain an arched sample along two wide faces. The length of the box obtained was 81 mm, the width was 20 mm, and the height was 42 mm at the maximum (at a minimum of 36 mm at R = 100 mm). Inside the box, on a ferromagnetic substrate of steel (CT3) 2.5 mm thick, bent with the same radius as the working part of the body, four solenoids 16 mm in diameter each with a hollow cylindrical core with an outer diameter of 9.2 mm and an inner one, 5, were fixed. 6 mm. In the cavity of each core were semiconductor laser emitters of the infrared wavelength range (λ = 880-960 nm) with a case diameter of 5.5 mm and a length of 7 mm. The power terminals of the solenoids and laser emitters were connected to the power source through the distributor and pulse shaper.

Лазерные излучатели фиксировались внутри сердечников с помощью клея. Сверху рабочая часть корпуса терминала закрывалась пластиной из немагнитного материала с круглыми отверстиями 6 в проекции лазерных излучателей диаметром 8,5 мм, в которые с внутренней стороны вклеивались прозрачные окна из органического стекла. Назначение окон - защита внутренних элементов терминала от влаги и возможных механических воздействий. Величина индукции магнитного поля при таких размерах соленоидов составила - 22 мТл.Laser emitters were fixed inside the cores with glue. From above, the working part of the terminal case was closed with a plate of non-magnetic material with round holes 6 in the projection of laser emitters with a diameter of 8.5 mm, into which transparent windows made of organic glass were glued from the inside. The purpose of the windows is to protect the internal elements of the terminal from moisture and possible mechanical influences. The magnitude of the magnetic field induction at such sizes of the solenoids was 22 mT.

Аппарат работает следующим образом.The device operates as follows.

Лечебный терминал 1 вогнутой поверхностью контактно устанавливается на облучаемом участке тела пациента (проекция зубного ряда верхней или нижней челюсти, височно-нижнечелюстной состав, зона травмы конечности и т.п.). Включается электронный блок 2, который запускает формирователь (задающий генератор), частота которого задается RC цепью и формирует частоту сканирования лазерного луча. Через распределитель импульсов питание подается на соответствующие клеммы лазерных излучателей 4. Другой задающий генератор электронного блока 2 формирует импульсы низкой частоты (50-100 Гц) подаваемые через соответствующий распределитель импульсов и свои клеммы на соленоиды 3.The treatment terminal 1 with a concave surface is contacted on the irradiated area of the patient’s body (projection of the dentition of the upper or lower jaw, temporomandibular composition, zone of limb injury, etc.). The electronic unit 2 is turned on, which starts the shaper (master oscillator), the frequency of which is set by the RC circuit and generates the scanning frequency of the laser beam. Power is supplied through the pulse distributor to the corresponding terminals of the laser emitters 4. Another master oscillator of the electronic unit 2 generates low-frequency pulses (50-100 Hz) supplied through the corresponding pulse distributor and its terminals to the solenoids 3.

Оба распределителя импульсов путем дешифрования из сформированной непрерывной последовательности импульсов задающих генераторов обеспечивают поканальное их распределение соответственно числу подключенных соленоидов 3 и лазерных излучателей 4. Напряжение, поступающее на полевые транзисторы ключей с распределителя импульсов, формирует соответствующий уровень мощности лазерных излучателей и частоту их переключения (частоту сканирования). Частота сканирования лазерных излучателей может в несколько раз превышать частоту сканирования магнитного поля, которая ограничена индуктивным сопротивлением соленоидов. С увеличением частоты сканирования величина индукции поля резко падает. Для сохранения необходимой величины индукции оба распределителя импульсов могут работать синхронно (на низких частотах сканирования) и асинхронно (на высоких). Тот или иной режим устанавливается с учетом тяжести заболевания, возраста пациента, стадии патологического процесса. По окончании времени экспозиции терминал 1 снимается с пациента, а электронный блок 2 переводится в ждущий режим или выключается. Заявленный аппарат апробирован при лечении стоматологических заболеваний и при реабилитации больных с челюстно-лицевой хирургической патологией.Both pulse distributors by deciphering from the generated continuous sequence of pulses of the master oscillators provide their channel-by-channel distribution according to the number of connected solenoids 3 and laser emitters 4. The voltage supplied to the field-effect transistors of the keys from the pulse distributor forms the corresponding power level of the laser emitters and their switching frequency (scanning frequency ) The scanning frequency of laser emitters can be several times higher than the scanning frequency of the magnetic field, which is limited by the inductive resistance of the solenoids. With increasing scanning frequency, the magnitude of the field induction drops sharply. To maintain the required induction value, both pulse distributors can operate synchronously (at low scanning frequencies) and asynchronously (at high). One or another regimen is established taking into account the severity of the disease, the age of the patient, the stage of the pathological process. At the end of the exposure time, terminal 1 is removed from the patient, and the electronic unit 2 is put into standby mode or turned off. The claimed device was tested in the treatment of dental diseases and in the rehabilitation of patients with maxillofacial surgical pathology.

При лечении больных с генерализованным парадонтитом (17 человек), болевым синдромом после дентальной имплантации (12 человек), переломами нижней челюсти (8 человек) лечебный терминал 1 накладывался на проекцию пораженных тканей таким образом, чтобы вогнутая его поверхность облегала зону облучения. Уровень мощности лазерного воздействия устанавливался на уровне 20 Вт в импульсе (средняя мощность - 5 мВт), индукция магнитного поля на рабочей поверхности терминала - 22 мТл, частота сканирования обоих факторов менялась в ходе курса лечения от 1 до 10 Гц. Время экспозиции - 5-7 мин. Каждая группа пациентов имела контрольную группу (n=8-10 человек) с аналогичной патологией тяжестью процесса и возрастом (28-55 лет). Для больных контрольных групп лечения проводилось с помощью устройства-прототипа при тех же амплитудно-частотных параметрах воздействия. При этом головка-излучатель перемещался вдоль зоны облучения вручную возвратно-поступательными движениями.In the treatment of patients with generalized periodontitis (17 people), pain after dental implantation (12 people), fractures of the lower jaw (8 people), treatment terminal 1 was superimposed on the projection of the affected tissues so that its concave surface encircled the irradiation zone. The laser exposure power level was set at 20 W per pulse (average power - 5 mW), the magnetic field induction on the working surface of the terminal was 22 mT, the scanning frequency of both factors changed during the course of treatment from 1 to 10 Hz. Exposure time - 5-7 minutes. Each group of patients had a control group (n = 8-10 people) with a similar pathology, the severity of the process and age (28-55 years). For patients in the control groups, treatment was carried out using a prototype device with the same amplitude-frequency exposure parameters. In this case, the emitter head was moved along the irradiation zone manually by reciprocating movements.

Применение заявленного устройства позволило в 1,3-1,4 раза быстрее купировать симптомы воспаления, болевой синдром после имплантации. В случае имплантации число осложнений в отдаленном периоде (3-4 мес.) сократилось в 1,6 раза. В случае переломов нижней челюсти формирование костной мозоли начиналось на 2,3 дня раньше и завершалось на 4,6 дней быстрее, чем в контрольной группе.The use of the claimed device allowed 1.3-1.4 times faster to stop the symptoms of inflammation, pain after implantation. In the case of implantation, the number of complications in the long term (3-4 months) decreased by 1.6 times. In the case of fractures of the lower jaw, bone marrow formation began 2.3 days earlier and completed 4.6 days faster than in the control group.

Применение заявленного аппарата повышает эффективность лечения и удобство его использования.The use of the claimed apparatus increases the effectiveness of treatment and ease of use.

Claims

An apparatus for scanning magnetic laser therapy, including an external medical terminal, consisting of a case in the form of a rectangular parallelepiped with one concave surface, along which four solenoids with cylindrical cores and four semiconductor laser emitters are connected to the power source through a shaper and a distributor pulses, characterized in that the cores of the solenoids are hollow, and laser emitters are located inside the cavities coaxially with solenoids that are mounted on a ferromagnetic substrate parallel to the concave surface of the body with a radius of curvature of 70 mm ≤ R ≤ 110 mm.