RU2090167C1

RU2090167C1 - Device for carrying out magnetic stimulation of visual tract

Info

Publication number: RU2090167C1
Application number: RU95107943A
Authority: RU
Inventors: С.Н. Федоров; Л.Ф. Линник; В.В. Шлыгин; С.И. Анисимов; Е.Э. Иойлева
Original assignee: Межотраслевой научно-технический комплекс "Микрохирургия глаза"
Priority date: 1995-05-16
Filing date: 1995-05-16
Publication date: 1997-09-20
Also published as: RU95107943A

Abstract

FIELD: medical engineering. SUBSTANCE: device has casing having inside it permanent magnet rigidly attached to carcass, and control unit. Axle and inductance coil are rigidly coupled with the casing and placed inside it. The carcass possesses the property to oscillate about the axle and the inductance coil is electrically coupled with the control unit. The device has the second permanent magnet acting with its magnetic field upon the inactive end of the permanent magnet. The device also has the second inductance coil and movable core. The second inductance coil is coaxially aligned with the main inductance coil and electrically coupled with the control unit. The movable core is movable in the inductance coils and hingedly connected to the permanent magnet carcass. EFFECT: enhanced conductivity and excitation functions of optical nerve. 3 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к медицине, а именно к физиотерапии, и может быть использовано в офтальмологии для лечения зрительного тракта амбулаторно или в клинических условиях. Известно устройство для лечения зрительного тракта, состоящее из корпуса, в котором размещен связанный с приводом углового перемещения постоянный магнит, магнитные тормоза и пружина. The invention relates to medicine, namely to physiotherapy, and can be used in ophthalmology for the treatment of the optic tract as an outpatient or in a clinical setting. A device for treating the optic tract is known, consisting of a housing in which a permanent magnet, magnetic brakes and a spring are connected associated with the angular displacement drive.

Однако данное устройство для лечебного воздействия формирует импульсы магнитного поля разной полярности и с достаточно крутыми передним и задним фронтами импульсов, что может компенсировать эффекты, обусловленные индуцированными электродвижущими силами, поскольку они наводятся поочередно в противоположных направлениях, соответственно усиливающих и подавляющих локальные токи, имеющие место при возбуждении неподверженных магнитному воздействию нервных волокон. However, this device for therapeutic treatment generates magnetic field pulses of different polarity and with sufficiently steep leading and trailing edges of the pulses, which can compensate for the effects caused by induced electromotive forces, since they are induced alternately in opposite directions, respectively amplifying and suppressing local currents that occur when excitation of non-magnetically exposed nerve fibers.

Задачей изобретения является повышение эффективности воздействия и сокращение сроков лечения зрительного тракта за счет генерирования в области воздействия импульсов магнитного поля близкой к несимметричной пилообразной форме. Такие импульсы при соответствующем выборе полярности и места облучения могут, в частности, в нервных волокнах наводить электродвижущую силу (ЭДС),соответствующую усредненной ЭДС, существующей у интактных нервов в момент проведения возбуждения, что может способствовать усилению функции возбудимости и проводимости. The objective of the invention is to increase the effectiveness of the impact and reduce the time of treatment of the optic tract due to the generation in the area of influence of magnetic field pulses close to an asymmetrical sawtooth shape. Such pulses, with the appropriate choice of polarity and location of irradiation, can, in particular, induce an electromotive force (EMF) in nerve fibers corresponding to the averaged EMF existing in intact nerves at the time of excitation, which can enhance the function of excitability and conductivity.

Указанная задача решается тем, что в известном устройстве для магнитной стимуляции зрительного тракта, включающем корпус, в котором размещен с возможностью перемещения постоянный магнит, согласно изобретению, постоянный магнит размещен в каркасе, установленном на оси, закрепленной концами в корпусе; в устройство введены индуктивная катушка, расположенная внутри корпуса для силового воздействия на постоянный магнит, и блок управления с возможностью задания питающего напряжения катушке. This problem is solved by the fact that in the known device for magnetic stimulation of the optic tract, including a housing in which the permanent magnet is placed for movement, according to the invention, the permanent magnet is placed in a frame mounted on an axis fixed by the ends in the housing; an inductive coil located inside the housing for power action on the permanent magnet and a control unit with the ability to set the supply voltage to the coil are introduced into the device.

Имеется вариант устройства, в котором для формирования несимметричных пилообразных импульсов воздействующего магнитного поля введен второй постоянный магнит, расположенный внутри корпуса с возможностью силового воздействия на нерабочий полюс первого постоянного магнита. There is a variant of the device in which for the formation of asymmetrical sawtooth pulses of the acting magnetic field, a second permanent magnet is introduced, located inside the housing with the possibility of force acting on the non-working pole of the first permanent magnet.

Имеется также вариант устройства, в которое введена вторая катушка, при этом обе катушки снабжены общим сердечником, жестко сопряженным с толкателем, связанным шарнирно с каркасом, а блок управления выполнен с возможностью дополнительного задания питающего напряжения второй катушке. There is also a variant of the device into which the second coil is inserted, while both coils are equipped with a common core rigidly coupled to the pusher pivotally connected to the frame, and the control unit is configured to additionally set the supply voltage to the second coil.

На фиг. 1 и фиг.2 представлены варианты конструкции устройства для магнитной стимуляции соответственно по п.2. и п.3. а на фиг. 3. показана схема выбора световой паттерной стимуляции сетчатки и взаимного расположения устройства для магнитной стимуляции и участков зрительного тракта. In FIG. 1 and 2 show design options for a device for magnetic stimulation, respectively, according to claim 2. and clause 3. and in FIG. 3. shows a diagram of the selection of light pattern stimulation of the retina and the relative position of the device for magnetic stimulation and sections of the optic tract.

Устройство для магнитной стимуляции по п.2 состоит из корпуса 1, в котором размещен имеющий возможность совершать колебательные движения на оси 2 каркас 3 с постоянным магнитом 4, размещены индуктивная катушка 5, второй постоянный магнит 6 и блок управления 7. The device for magnetic stimulation according to claim 2 consists of a housing 1, in which the frame 3 with a permanent magnet 4 having the ability to make oscillating movements on the axis 2 is placed, an inductive coil 5, a second permanent magnet 6 and a control unit 7 are placed.

Устройство для магнитной стимуляции по п.3 состоит из корпуса 1, в котором размещен имеющий возможность совершать колебательные движения на оси 2 каркас 3 с постоянным магнитом 4, размещены индуктивная катушка 5, вторая индуктивная катушка 8, подвижный сердечник 9 и блок управления 7. The device for magnetic stimulation according to claim 3 consists of a housing 1, in which the frame 3 with a permanent magnet 4, having the ability to make oscillating movements on the axis 2, is placed, an inductive coil 5, a second inductive coil 8, a movable core 9 and a control unit 7 are placed.

Ось 2 и каркас 3 обеспечивают возможность совершения постоянным магнитом 4 свободных колебательных движений. The axis 2 and the frame 3 provide the possibility of making a permanent magnet 4 free oscillatory movements.

Индуктивная катушка 5 формирует магнитное поле для силового воздействия на постоянный магнит 4, что обеспечивает колебательные движения постоянного магнита 4. The inductive coil 5 generates a magnetic field for force acting on the permanent magnet 4, which provides oscillatory movements of the permanent magnet 4.

Второй постоянный магнит 6 оказывает силовое воздействие магнитным полем на конец постоянного магнита 4, поочередно ускоряя и замедляя колебательные движения каркаса 3 с постоянным магнитом 4, обусловленные воздействием магнитного поля с меняющейся полярностью индуктивной катушки 5. The second permanent magnet 6 exerts a magnetic field force on the end of the permanent magnet 4, alternately accelerating and slowing down the vibrational movements of the frame 3 with the permanent magnet 4, due to the action of a magnetic field with a changing polarity of the inductive coil 5.

Блок управления 7 формирует синусоидальный сигнал для обеспечения колебаний поля индуктивной катушки 5. The control unit 7 generates a sinusoidal signal to ensure field oscillations of the inductive coil 5.

В устройстве по п.3 ось 2 и каркас 3 обеспечивают возможность совершения постоянным магнитом 4 свободных колебательных движений. In the device according to claim 3, the axis 2 and the frame 3 provide the possibility of making a permanent magnet 4 free oscillatory movements.

Индуктивная катушка 5 и вторая индуктивная катушка 8 формируют поочередно магнитное поле для силового воздействия на сердечник 9 и через него опосредованно на каркас 3 с постоянным магнитом 4, что обеспечивает неравномерные колебательные движения постоянного магнита 4. The inductive coil 5 and the second inductive coil 8 form alternately a magnetic field for exerting a force on the core 9 and through it indirectly on the frame 3 with a permanent magnet 4, which provides uneven oscillatory movements of the permanent magnet 4.

Сердечник 9, шарнирно соединенный с каркасом 3, передает силовое воздействие поля индуктивной катушки 5 и второй индуктивной катушки 8 каркасу 3 с постоянным магнитом 4. The core 9, pivotally connected to the frame 3, transfers the force effect of the field of the inductive coil 5 and the second inductive coil 8 to the frame 3 with a permanent magnet 4.

Блок управления 7 формирует последовательность импульсов для обеспечения колебаний поля индуктивной катушки 5 и второй индуктивной катушки 8, которое опосредованно через подвижный сердечник 9 вызывает соответственно более быстрый прямой и медленный обратный ход механических колебаний каркаса 3 и постоянного магнита 4. The control unit 7 generates a sequence of pulses to ensure field oscillations of the inductive coil 5 and the second inductive coil 8, which indirectly through the movable core 9 causes a correspondingly faster forward and slow reverse motion of mechanical vibrations of the frame 3 and the permanent magnet 4.

Вариант устройства по п.2 работает следующим образом. A variant of the device according to claim 2 works as follows.

В исходном состоянии постоянный магнит 4 располагается в удаленном положении по отношению к индуктивной катушке 5. Индуктивная катушка 5 обесточена. При подаче из блока управления 7 синусоидального тока на индуктивную катушку 5 каждый полупериод происходит последовательное притягивание и отталкивание постоянного магнита 4, которое соответственно последовательно усиливается и ослабляется полем второго постоянного магнита 6. В результате в окрестности другого конца постоянного магнита 4, не взаимодействующего непосредственно с полем индуктивной катушки 5, и второго постоянного магнита 6, используемого для воздействия на возбудимые ткани, формируются несимметричные пилообразные импульсы магнитного поля с крутым передним фронтом и пологим задним фронтом. In the initial state, the permanent magnet 4 is located in a remote position relative to the inductive coil 5. The inductive coil 5 is de-energized. When a sinusoidal current is supplied from the control unit 7 to the inductive coil 5, each half-cycle sequentially attracts and repels the permanent magnet 4, which is accordingly successively amplified and weakened by the field of the second permanent magnet 6. As a result, in the vicinity of the other end of the permanent magnet 4, which does not interact directly with the field an inductive coil 5, and a second permanent magnet 6, used to act on excitable tissues, asymmetrical sawtooth impulses are formed lsy magnetic field with a steep leading edge and a sloping trailing edge.

Имеется возможность вручную менять полярность постоянного магнита 4. It is possible to manually change the polarity of the permanent magnet 4.

Вариант устройства по п.3 работает следующим образом. A variant of the device according to claim 3 works as follows.

В исходном состоянии постоянный магнит 4 располагается в удаленном положении по отношению к индуктивной катушке 5 и второй индуктивной катушке 8, которые обесточены. In the initial state, the permanent magnet 4 is located in a remote position relative to the inductive coil 5 and the second inductive coil 8, which are de-energized.

При подаче из блока управления 7 импульса тока на индуктивную катушку 5 возникающее магнитное поле опосредованно через сердечник 9 осуществляет силовое воздействие на каркас 3 и постоянный магнит 4 и сообщает им ускоренное движение вокруг оси 2 до упора. При этом вторая индуктивная катушка 8 обесточена. When a current pulse is supplied from the control unit 7 to the inductive coil 5, the resulting magnetic field indirectly through the core 9 exerts a force on the frame 3 and the permanent magnet 4 and informs them of the accelerated movement around axis 2 to the stop. In this case, the second inductive coil 8 is de-energized.

После обесточивания индуктивной катушки 5 и подачи импульса тока малой амплитуды на вторую индуктивную катушку 8 сердечник 9 вместе с сопряженными с ним каркасом 3 и постоянным магнитом 4 достаточно медленно перемещается до исходного состояния. За время вышеописанного рабочего цикла в окрестности торцевой поверхности полюса постоянного магнита 4, удаленного от сердечника 9, формируется импульс магнитного поля приблизительно несимметричной пилообразной формы с крутым передним фронтом и пологим задним фронтом. Продолжительность рабочего цикла составляет порядка 1-2 секунд. After de-energizing the inductive coil 5 and applying a small-amplitude current pulse to the second inductive coil 8, the core 9, together with its frame 3 and permanent magnet 4, moves slowly enough to its original state. During the above-described duty cycle, in the vicinity of the end surface of the pole of the permanent magnet 4 remote from the core 9, a magnetic field pulse of an approximately asymmetrical sawtooth shape with a steep leading edge and a gentle trailing edge is formed. The duration of the work cycle is about 1-2 seconds.

При стимуляции расположение устройства для магнитной стимуляции по отношению к конкретной облучаемой области зрительного нерва определяется особенностями электрических свойств тканей, окружающих нерв, а также электрическими свойствами волокон самого нерва. During stimulation, the location of the device for magnetic stimulation with respect to a particular irradiated region of the optic nerve is determined by the electrical properties of the tissues surrounding the nerve, as well as the electrical properties of the fibers of the nerve itself.

На фиг.3 показана схема выбора световой паттерной стимуляции сетчатки и взаимного расположения магнитного стимулятора и облучаемых полем участков зрительного тракта. Видно, что усредненные локальные токи при распространении возбуждения вдоль отдельных нервных волокон в области между глазным яблоком и хиазмой преимущественно текут в рассматриваемом случае по направлению часовой стрелки, поскольку световая паттерная стимуляция 10 сетчатки обеспечивает формирование несимметричной волны возбуждения в левом зрительном нерве 11, когда частота следования потенциалов действия волнообразно увеличивается только в верхней половине поперечного сечения нерва и поэтому эффективный двойной электрический слой 12 на фронте волны возбуждения позволяет локальным токам течь в пределах нерва, окруженного твердой мозговой оболочкой 13, только в указанном стрелкой направлении. Чтобы усилить эти локальные токи, при генерировании импульсов магнитного поля индуктор 14 устройства для магнитной стимуляции должен быть приложен к темпоральной области 15 головы N-полюсом сверху и S-полюсом снизу. Figure 3 shows the selection scheme of the light pattern stimulation of the retina and the relative position of the magnetic stimulator and the sections of the optic tract irradiated by the field. It can be seen that the averaged local currents during the propagation of excitation along individual nerve fibers in the region between the eyeball and the chiasm predominantly flow in this case in a clockwise direction, since the light pattern stimulation of the retina 10 provides the formation of an asymmetric excitation wave in the left optic nerve 11, when the repetition rate action potentials wave-like increases only in the upper half of the nerve cross section and therefore an effective double electric layer 12 at the front of the excitation wave allows local currents to flow within the nerve surrounded by the dura mater 13, only in the direction indicated by the arrow. To amplify these local currents, when generating magnetic field pulses, the inductor 14 of the magnetic stimulation device must be applied to the temporal region 15 of the head with an N-pole at the top and an S-pole at the bottom.

Аналогичным образом осуществляется согласование характера паттерной световой стимуляции сетчатки и выбора полярности индуктора магнитного поля также и для других областей зрительного тракта. При этом фазовый сдвиг между моментом вспышек паттерной стимуляции сетчатки и генерированием крутого фронта потока вектора магнитной индукции оказывается в диапазоне 10-150 мсек. Similarly, the nature of pattern light stimulation of the retina is coordinated and the polarity of the magnetic field inductor is selected for other areas of the optic tract as well. In this case, the phase shift between the moment of flashes of pattern retinal stimulation and the generation of a steep front of the flux of the magnetic induction vector is in the range of 10-150 ms.

Кроме описанных выше случаев, можно отметить положительный лечебный эффект от воздействия несимметричными магнитными импульсами одной полярности на движущиеся ионы и заряженные частицы в крови в сравнительно крупных сосудах за счет силы Лоренца, вызывающей незначительное повышение скорости кровотока, а также некоторое увеличение сродства гемоглобина крови к кислороду. In addition to the cases described above, a positive therapeutic effect from the effects of asymmetric magnetic pulses of the same polarity on moving ions and charged particles in the blood in relatively large vessels can be noted due to the Lorentz force, which causes a slight increase in blood flow velocity, as well as a slight increase in the affinity of hemoglobin for oxygen to oxygen.

Таким образом, в области воздействия магнитного поля на пациента устройством для магнитной стимуляции генерируются несимметричные импульсы, имеющие крутой передний фронт и пологий задний фронт, которые индуцируют в зрительном тракте локальные токи, направление которых соответствует направлению естественных локальных токов интактных нервных волокон, чем и достигается более высокая эффективность лечения. Thus, asymmetrical pulses having a steep leading edge and a gentle trailing edge, which induce local currents in the optic tract, the direction of which corresponds to the direction of the natural local currents of intact nerve fibers, are generated in the area of the magnetic field on the patient by the device for magnetic stimulation. high treatment effectiveness.

Claims

1. A device for magnetic stimulation of the optic tract, comprising a housing in which a permanent magnet is arranged to move, characterized in that the permanent magnet is placed in a frame mounted on an axis fixed by the ends in the housing; an inductive coil located inside the housing is inserted into the device for force action on a permanent magnet, and a control unit with the ability to set the supply voltage to the coil.

2. The device according to claim 1, characterized in that for the formation of asymmetrical sawtooth pulses of the acting magnetic field, a second permanent magnet is inserted into it, located inside the housing with the possibility of force acting on the non-working pole of the first permanent magnet.

3. The device according to claim 1, characterized in that the second coil is inserted into it, while both coils are equipped with a common core rigidly coupled to the pusher pivotally connected to the frame, and the control unit is configured to additionally set the supply voltage of the second coil.