RU2104064C1

RU2104064C1 - Device designed to render effect on biological tissues and its variants

Info

Publication number: RU2104064C1
Authority: RU
Inventors: Юлий Семенович Карп
Original assignee: Юлий Семенович Карп
Priority date: 1991-12-10
Filing date: 1991-12-10
Publication date: 1998-02-10

Abstract

FIELD: medical engineering; physiotherapy. SUBSTANCE: first variant of device has body with attachment capable of displacement and source of constant magnetic field. The latter is made as permanent magnets with pole concentrators positioned in succession in attachment. Direction of attachment displacement is parallel to direction of magnetic field intensity vector. Device may be provided with programmer for displacement of attachment. Second variant of device also has body with attachment and magnetic field source. The latter is made as electromagnets with pole concentrators positioned in succession in attachment. Device is provided with programmer the outputs of which are connected to leads of electromagnets. Attachment is made changeable. EFFECT: more effective construction. 4 cl, 13 dwg

Description

Изобретение относится к медицине, более точно к физиотерапии, и предназначено для магнитовибрационной терапии. The invention relates to medicine, more specifically to physiotherapy, and is intended for magnetic vibration therapy.

Известно магнитовибрирующее устройство, описанное в авт. св. N 825072, кл. A 61 H 23/00, 1976 г., являющееся наиболее близким аналогом заявленному изобретению. Known magneto-vibrating device described in ed. St. N 825072, CL A 61 H 23/00, 1976, which is the closest analogue of the claimed invention.

Известное устройство для воздействия на биологические ткани содержит корпус с насадкой, выполненной с возможностью перемещения, и источник постоянного магнитного поля. A known device for influencing biological tissues comprises a housing with a nozzle made with the possibility of movement, and a source of constant magnetic field.

Недостатком известного устройства является то, что создаваемое им магнитное поле обладает значительными полями рассеивания, а параметры воздействия не учитывают особенности процессов, протекающих в обрабатываемых структурах, что приводит к невозможности учесть параметры процессов в обрабатываемых структурах и, следовательно, к недостаточной эффективности воздействия. A disadvantage of the known device is that the magnetic field created by it has significant scattering fields, and the exposure parameters do not take into account the features of the processes occurring in the processed structures, which makes it impossible to take into account the parameters of the processes in the processed structures and, therefore, to insufficient impact efficiency.

Решаемая изобретением техническая задача состоит в повышении эффективности воздействия за счет создания устройством локального воздействия магнитного поля на ткань, возможности задавать режим воздействия и за счет придания насадке направления перемещения, параллельного вектору напряженности магнитного поля. Поскольку лечебное действие может быть оказано как постоянными, так и переменными магнитами, предложено 2 варианта устройства, обеспечивающие решение вышеуказанной технической задачи. The technical problem solved by the invention is to increase the impact efficiency by creating a device with a local magnetic field effect on the tissue, the ability to set the exposure mode and by giving the nozzle a direction of movement parallel to the magnetic field vector. Since the therapeutic effect can be provided by both permanent and variable magnets, 2 device options are proposed that provide a solution to the above technical problem.

Для решения этой задачи по первому варианту в устройство, содержащее корпус с насадкой, выполненной с возможностью перемещения, и источник постоянного магнитного поля, источник постоянного магнитного поля выполнен в виде последовательно установленных в насадке постоянных магнитов с полюсными концентраторами, при этом направление перемещения насадки параллельно направлению вектора напряженности магнитного поля. To solve this problem according to the first embodiment, in a device containing a housing with a nozzle made with the possibility of movement, and a source of constant magnetic field, the source of constant magnetic field is made in the form of permanent magnets in the nozzle with pole concentrators, while the direction of movement of the nozzle is parallel to the direction magnetic field vector.

Устройство может содержать программатор для задания перемещения насадки. The device may include a programmer for setting the movement of the nozzle.

По 2-му варианту в устройстве, содержащем корпус с насадкой и источник магнитного поля, источник магнитного поля выполнен в виде последовательно установленных в насадке электромагнитов с полюсными концентраторами, а в устройство веден программатор для управления режимом работы электромагнитов, выходы которых соединены с выводами соответствующих электромагнитов. According to the 2nd embodiment, in a device containing a housing with a nozzle and a magnetic field source, the magnetic field source is made in the form of electromagnets with pole concentrators sequentially installed in the nozzle, and a programmer for controlling the operation mode of the electromagnets, the outputs of which are connected to the terminals of the corresponding electromagnets .

Насадка устройства может быть выполнена сменной. The nozzle of the device can be made interchangeable.

На фиг. 1 показана схема устройства; на фиг. 2 - зона обработки участка организма в плане (в плоскости X-Z); на фиг. 3 - то же, в разрезе (в плоскости X-Y). на фиг. 4 - график распределения напряженности магнитного локализованного поля при различном расстоянии от рабочей поверхности устройства до обрабатываемого участка; на фиг. 5 - вариант размещения магнитных элементов в насадке для обработки открытых участков организма; на фиг. 6 - схема устройства с программатором; на фиг. 7 - магнитный элемент выполнен в виде электромагнита; на фиг. 8 - вариант установки электромагнитов в режиме одновременного включения; на фиг. 9 - то же, но в режиме поочередного включения; на фиг. 10 - то же, но в режиме обратного направления; на фиг. 11 - то же, но с наложением; на фиг. 12 - график режима включения электромагнита с заполнением импульсов; на фиг. 13 - график плавно-ступенчатого изменения частот. In FIG. 1 shows a diagram of a device; in FIG. 2 - treatment area of the body in the plan (in the X-Z plane); in FIG. 3 - the same, in section (in the X-Y plane). in FIG. 4 is a graph of the distribution of magnetic localized field strength at various distances from the working surface of the device to the treated area; in FIG. 5 - an option for placing magnetic elements in a nozzle for processing open areas of the body; in FIG. 6 is a diagram of a device with a programmer; in FIG. 7 - the magnetic element is made in the form of an electromagnet; in FIG. 8 - an option for installing electromagnets in a mode of simultaneous inclusion; in FIG. 9 - the same, but in alternate switching mode; in FIG. 10 - the same, but in reverse mode; in FIG. 11 - the same, but with an overlay; in FIG. 12 is a graph of an electromagnet switching mode with pulse filling; in FIG. 13 is a graph of a smoothly-step change in frequency.

Кроме того, на чертежах обозначено: N, S - полюса магнитного элемента; X, Y, Z - оси координат; a - длина магнитного элемента 4; a' - участок зон воздействия; Y - расстояние рабочей поверхности до обрабатывающего участка; H - напряженность магнитного поля, Э; t - время, с; t_л - время включения электромагнита; A, B, C, D...M - отдельные электромагниты.In addition, the drawings indicate: N, S - poles of the magnetic element; X, Y, Z - coordinate axes; a is the length of the magnetic element 4; a 'is the area of impact zones; Y is the distance of the working surface to the processing section; H is the magnetic field, e; t is the time, s; t _l - turn-on time of the electromagnet; A, B, C, D ... M are separate electromagnets.

Устройство для воздействия на биологические ткани содержит корпус 1 с размещенным в нем приводом 2 для перемещения насадки 3 с размещенным в нем магнитным элементом 4, по торцам которого установлены полюсные концентраторы 5 (фиг. 2). Направление вектора 6 напряженности магнитного поля параллельно направлению 7 перемещения и на обрабатываемом участке 8 совпадает с направлением регуляторно значимых структур 9. При воздействии устройства направление 10 магнитных силовых линий (фиг. 3) сформированного магнитного поля параллельно вектору 6 напряженности и направлено вдоль направления регуляторно значимых структур 9 (направление распространения сигнала), а рабочая поверхность 11 устройства расположена на расстоянии "Y" от поверхности обрабатываемого участка, причем степень воздействия сформированного поля на обрабатываемый участок 8 зависит от величины "Y" (фиг. 4). При размещении в насадке 3 нескольких магнитных элементов 4 между их полюсными концентраторами 5 установлены диамагнитные изоляторы 12 (фиг. 5). При выполнении устройства с программатором 13 (фиг. 6) магнитный элемент 4 может быть выполнен в виде постоянного магнита или переменного - электромагнита (фиг. 7). A device for influencing biological tissues comprises a housing 1 with a drive 2 located therein for moving the nozzle 3 with a magnetic element 4 placed on it, at the ends of which pole concentrators 5 are installed (Fig. 2). The direction of the magnetic field strength vector 6 is parallel to the direction of movement 7 and in the area 8 being processed coincides with the direction of the regulatory significant structures 9. When the device is exposed, the direction of 10 magnetic field lines (Fig. 3) of the generated magnetic field is parallel to the intensity vector 6 and is directed along the direction of the regulatory significant structures 9 (signal propagation direction), and the working surface 11 of the device is located at a distance of "Y" from the surface of the treated area, and the degree the impact of the generated field on the treated area 8 depends on the value of "Y" (Fig. 4). When placing several magnetic elements 4 in the nozzle 3, diamagnetic insulators 12 are installed between their pole concentrators 5 (Fig. 5). When performing the device with the programmer 13 (Fig. 6), the magnetic element 4 can be made in the form of a permanent magnet or variable - an electromagnet (Fig. 7).

Предлагаемое устройство работает следующим образом. В корпусе 1 устройства привод (вибратор) 2 осуществляет механическое перемещение (колебание) насадки 3 с размещенным в ней магнитным элементом 4, на торцах которого закреплены полюсные концентраторы 5 (фиг. 2). Таким образом, локализация магнитного поля полюсными концентраторами 5 осуществляется вдоль направления вектора 6 магнитного поля, т.е. на границах магнитного элемента 4 длиной "a" формируется резкий, контрастный фронт воздействия, а в центре зоны воздействия образуется участок, где направление 10 магнитных силовых линий (фиг. 3) сформированного магнитного поля параллельно вектору 6 напряженности этого поля. Направление 10 сформированного локализованного магнитного поля оказывается сориентированным вдоль направления регуляторно значимых структур 9 обрабатываемого участка 8, причем рабочая поверхность 11 устройства располагается над обрабатываемым участком 8 на расстоянии "y", определяющем значение напряженности H сформированного магнитного поля (фиг. 4) в зоне воздействия на участке "a". Очевидно, что при значении y = 0 имеет место воздействие максимального значения напряженности H одновременно с механическим воздействием на обрабатываемый участок вдоль обрабатываемых структур. Перемещение магнитного элемента 4, размещенного в насадке 3, осуществляют параллельно направлению регуляторно значимых структур 9. Таким образом, на обрабатываемом участке 8 на зоны, точки регуляторно значимых структур 9 действуют периодическим однонаправленным магнитным полем, при этом резкая граница фронта (градиент напряженности) перемещается с выбранной частотой, обеспечивая контрастное физиологически значимое воздействие. The proposed device operates as follows. In the housing 1 of the device, the drive (vibrator) 2 carries out mechanical movement (oscillation) of the nozzle 3 with a magnetic element 4 located in it, at the ends of which pole concentrators 5 are fixed (Fig. 2). Thus, the magnetic field is localized by the pole concentrators 5 along the direction of the magnetic field vector 6, i.e. at the boundaries of the magnetic element 4 of length "a", a sharp, contrasting front of influence is formed, and in the center of the zone of influence an area is formed where the direction of 10 magnetic field lines (Fig. 3) of the generated magnetic field is parallel to the vector 6 of the field strength. The direction 10 of the generated localized magnetic field is oriented along the direction of the regulatory significant structures 9 of the processed section 8, and the working surface 11 of the device is located above the processed section 8 at a distance "y" that determines the value of the intensity H of the generated magnetic field (Fig. 4) in the impact zone plot "a". Obviously, with a value of y = 0, the effect of the maximum value of tension H takes place simultaneously with the mechanical impact on the treated area along the treated structures. The magnetic element 4 located in the nozzle 3 is moved in parallel with the direction of the regulatory significant structures 9. Thus, on the treated section 8, the zones and points of the regulatory significant structures 9 are affected by a periodic unidirectional magnetic field, while the sharp boundary of the front (tension gradient) moves from selected frequency, providing a contrasting physiologically significant effect.

При этом возбуждающее воздействие на регуляторно значимые структуры 9 будет иметь место в случае, когда вектор 6 магнитного поля направлен вдоль направления распространения собственного сигнала организма, т.е. вдоль его регуляторно значимых структур 9. Если же магнитный элемент 4 развернуть на 180^o по оси "x", то вектор 6 будет ориентирован против направления регуляторно значимых структур 9, в этом случае характер воздействия будет тормозящим. Направление 7 перемещения магнитного элемента 4 в обоих случаях параллельно и вектору 6 напряженности магнитного поля и направлению регуляторно значимых структур 9.In this case, an exciting effect on regulatory significant structures 9 will take place when the magnetic field vector 6 is directed along the direction of propagation of the body’s own signal, i.e. along its regulatory significant structures 9. If, however, the magnetic element 4 is rotated 180 ^° along the x axis, then vector 6 will be oriented against the direction of the regulatory significant structures 9, in which case the nature of the effect will be inhibitory. The direction of movement 7 of the magnetic element 4 in both cases is parallel to the vector 6 of the magnetic field and the direction of regulatory significant structures 9.

При необходимости расширения зоны воздействия на регуляторно значимые структуры 9 в сменной насадке 3 размещают несколько магнитных элементов 4, между полюсными концентраторами 5 которых устанавливают диамагнитные изоляторы 12 (фиг. 5), что способствует более эффективному направлению воздействию. Такая конструкция может быть использована для открытых обрабатываемых участков организма. If it is necessary to expand the impact zone on regulatory significant structures 9, several magnetic elements 4 are placed in the interchangeable nozzle 3, diamagnetic insulators 12 are installed between the pole concentrators 5 (Fig. 5), which contributes to a more effective direction of action. This design can be used for open processed areas of the body.

В случае, когда устройство дополнительно содержит программатор 13 (фиг. 6), то магнитный элемент 4, как вариант, может быть выполнен в виде постоянного магнита, при этом привод 2, определяющий амплитуду и частоту перемещения насадки 3, управляется от программатора, который задает код программ на изменение характеристик колебаний при механическом перемещении сформированного поля. При выполнении магнитного элемента 4 в виде электромагнита 14 (фиг. 7) последний снабжен полюсными концентраторами 5 и получает сигнал непосредственно от программатора 13. Размещение электромагнитов 14 в сменных насадках 3 может проводиться аналогично размещению постоянных магнитов (фиг. 5) и при работе в режиме одновременного включения также предусматривается размещение между рядом стоящими полюсными концентраторами 5 диамагнитных изоляторов 12 (фиг. 8), а в режиме поочередного включения, задаваемого кодом программатора 13, отдельные электромагниты 14 достаточно отделить концентраторами 5. При этом возникает возможность в зависимости от кода программы, соответствующего характеру процедуры, формировать различные варианты включения последовательно расположенных электромагнитов 14 по времени. При поочередном включении электромагнитов с помощью системы коммутации могут задаваться разные режимы воздействующего магнитного поля. В пределах каждого цикла воздействие задают:
- поочередным включением электромагнитов в прямом направлении;
- при поочередном включении электромагнитов в обратном направлении - D - C - B - A (фиг. 10).In the case when the device further comprises a programmer 13 (Fig. 6), the magnetic element 4, as an option, can be made in the form of a permanent magnet, while the drive 2, which determines the amplitude and frequency of movement of the nozzle 3, is controlled from the programmer, which sets program code for changing vibration characteristics during mechanical movement of the generated field. When performing the magnetic element 4 in the form of an electromagnet 14 (Fig. 7), the latter is equipped with pole concentrators 5 and receives a signal directly from the programmer 13. The placement of electromagnets 14 in interchangeable nozzles 3 can be carried out similarly to the placement of permanent magnets (Fig. 5) and when operating in the mode simultaneous switching also provides for the placement between adjacent pole concentrators 5 of diamagnetic insulators 12 (Fig. 8), and in the alternating switching mode specified by the programmer code 13, separate electromagnets rot 14 sufficiently separate hubs 5. In this case there is a possibility depending on the program code corresponding to the nature of the procedure to form various embodiments enable the electromagnets 14 arranged in series with respect to time. When alternating switching on of electromagnets by means of a switching system, different modes of the acting magnetic field can be set. Within each cycle, the impact is set by:
- alternately turning on electromagnets in the forward direction;
- when alternately turning on the electromagnets in the opposite direction - D - C - B - A (Fig. 10).

При установке устройства вдоль физиологических и регуляторно значимых структур организма в зависимости от режима перемещения поля в прямом или обратном направлении в отношении распространения собственного управляющего сигнала организма определяется знак производимого управляющего воздействия - возбуждение или торможение. Качественные характеристики воздействия определяются характером сигналов воздействия, что обеспечивается вводом дополнительной программы. When installing the device along physiological and regulatory significant structures of the body, depending on the mode of moving the field in the forward or reverse direction with respect to the propagation of the body's own control signal, the sign of the produced control action is determined - excitation or inhibition. Qualitative impact characteristics are determined by the nature of the impact signals, which is ensured by the introduction of an additional program.

Для создания более плавного перемещения локализованного магнитного поля и, следовательно, большей физиологичности воздействия на организм применяется режим включения сигналов с наложением (фиг. 11). To create a smoother movement of the localized magnetic field and, consequently, a greater physiological effect on the body, the mode of switching on signals with overlapping is applied (Fig. 11).

Адресация и целенаправленность воздействия обеспечивается подбором биологически значимого частотного кода на определенную зону воздействия в определенной ситуации, вызывающего адекватные физиологические реакции. Addressing and focusing the impact is provided by the selection of a biologically significant frequency code for a specific exposure zone in a certain situation, causing adequate physiological reactions.

С помощью программатора частот задаются частота повторения циклов, смещение локальной зоны и частота заполнения импульсов. Так, при частоте импульсов 2. . .35 Гц частоту заполнения импульсов рекомендуется выбирать равной частоте протонного ЯМР (фиг. 12) в магнитном поле Земли (на широте Москвы эта частота равна 2,1 кГц), что в большей степени усиливает физиологичность воздействия на биологические ткани. Using the frequency programmer, the cycle repetition rate, the local zone offset, and the pulse filling frequency are set. So, at a pulse frequency of 2.. .35 Hz, the pulse filling frequency is recommended to be chosen equal to the frequency of proton NMR (Fig. 12) in the Earth’s magnetic field (at the latitude of Moscow this frequency is 2.1 kHz), which enhances the physiological effect on biological tissues to a greater extent.

Кроме того, с целью уменьшения влияния инерции реакции организма на изменяющуюся частоту воздействия вводится режим плавноступенчатого изменения значений частот воздействия, наложенного на общую закономерность изменения частоты (фиг. 13). In addition, in order to reduce the influence of the inertia of the reaction of the organism on the changing frequency of exposure, a smooth-step change in the values of the frequencies of the effect is introduced, superimposed on the general regularity of the change in frequency (Fig. 13).

Смещение локальной зоны обеспечивается при этом несколькими дискретными шагами - по количеству электромагнитов в системе магнитных элементов. Экспериментально найдено, что количество дискретных шагов должно быть не менее трех, в конкретных устройствах применялось 4 - 6. The offset of the local zone is ensured by several discrete steps - by the number of electromagnets in the system of magnetic elements. It was experimentally found that the number of discrete steps should be at least three, in specific devices 4-6 were used.

Как вариант, при использовании электромагнитов 14 устройство предполагает комплексное воздействие на биологические ткани, при котором механическое перемещение рабочей поверхности 11 насадки 3 осуществляется вибратором по программе, задаваемой от программатора 13 (фиг. 6); от этого же программатора одновременно кодом осуществляется подача импульсов на электромагниты 14. Очевидно, что при таком комплексном воздействии могут быть в наибольшей степени реализованы необходимые требования по профилактике лечения или реабилитации организма с учетом его специфических характеристик. Alternatively, when using electromagnets 14, the device involves a complex effect on biological tissues, in which the mechanical movement of the working surface 11 of the nozzle 3 is carried out by a vibrator according to the program specified from the programmer 13 (Fig. 6); from the same programmer, the code simultaneously delivers pulses to the electromagnets 14. Obviously, with such a complex effect, the necessary requirements for the prevention of treatment or rehabilitation of the body, taking into account its specific characteristics, can be most implemented.

Естественно, что возможности выполнения конкретных устройств на основе заявленного способа существенно расширяются применением насадок. Так, например, стационарная насадка может являться неотъемлемой частью массажного устройства, предназначенного для проведения конкретных процедур. Сменные насадки к одному устройству позволяют проводить процедуры различного функционального назначения. Изготовление массажных устройств в виде автономных насадок, которые могут являться как частью устройства, так и непосредственно массажером, дает возможность разработать ряд массажных ручных устройств. Naturally, the ability to perform specific devices based on the claimed method is significantly expanded by the use of nozzles. So, for example, a stationary nozzle can be an integral part of a massage device designed for specific procedures. Replaceable nozzles for one device allow carrying out procedures for various functional purposes. The manufacture of massage devices in the form of autonomous nozzles, which can be both part of the device and directly by the massager, makes it possible to develop a number of manual massage devices.

Claims

1. A device for influencing biological tissues, comprising a housing with a nozzle made with the possibility of movement, and a constant magnetic field source, characterized in that the constant magnetic field source is made in the form of permanent magnets installed in the nozzle with pole concentrators, while the direction of movement nozzles parallel to the direction of the magnetic field vector.

2. The device according to claim 1, characterized in that a programmer is inserted into it for setting the nozzle movement.

3. A device for influencing biological tissues, including a housing with a nozzle and a magnetic field source, characterized in that the magnetic field source is made in the form of electromagnets sequentially installed in the nozzle with pole concentrators, and a programmer is introduced into the device to control the operation modes of electromagnets, the outputs of which connected to the terminals of the respective electromagnets.

4. The device according to p. 3, characterized in that the nozzle is removable.