RU2146157C1

RU2146157C1 - Magnetotherapeutic apparatus

Info

Publication number: RU2146157C1
Application number: RU99110394A
Authority: RU
Inventors: Л.В. Дубовой
Original assignee: Научно-Исследовательское Некоммерческое Партнерство Содействия Здравоохранению "Медикана"
Priority date: 1999-05-18
Filing date: 1999-05-18
Publication date: 2000-03-10

Abstract

FIELD: medical engineering; medicine, particularly, gynecology, urology, proctology and stomatology. SUBSTANCE: apparatus is intended for exposure of pathogenic zones in walls and surrounding tissues of open (accessible to introduction of magnetic inductor without use of instrument) cavities to gradient pulse magnetic field. Pulse form in apparatus is varied by replacement of detachable inductor shaft with definite set of permanent magnets secured on it. Total number of permanent magnets corresponds to condition m > 1. Form of pulses depends on requirements of curative methods with due regard for concrete kind of disease. Form of every permanent magnet is determined proceeding from required pulse form. Total number of permanent magnets and law of their arrangement on inductor shaft surface are also determined by required pulse form. Arrangement of permanent magnets on inductor shaft surface in direction of shaft axis corresponds to location of pathology zones, and maximum characteristic size of permanent magnets in radial direction does not exceed internal radius of magnetic inductor casing. Apparatus is provided with stop for adjustment and fixing of length of magnetic inductor introduced into open cavity of organism. Apparatus also has control device in its drive. Apparatus allows exposure of pathologic-state zones of tissues to gradient pulse magnetic field according to optimal law of variation of pulse repetition frequency prescribed by curative methods. EFFECT: higher efficiency. 4 cl, 10 dwg

Description

Изобретение относится к области медицинской техники, а именно к физиотерапевтическим устройствам, и предназначено для лечебного воздействия импульсным магнитным полем (МП) на патогенные зоны в стенках и окружающих их тканях открытых (доступных для введения магнитного индуктора без применения инструментария) полостей организма в гинекологии, урологии, проктологии, стоматологии. The invention relates to the field of medical technology, namely to physiotherapeutic devices, and is intended for therapeutic treatment by a pulsed magnetic field (MP) on pathogenic zones in the walls and surrounding tissues of open (accessible for introducing a magnetic inductor without the use of tools) body cavities in gynecology, urology , proctology, dentistry.

Широко известны многочисленные конструкции магнитотерапевтических аппаратов, создающих постоянные или переменные МП. Их характеристики различаются значениями магнитной индукции (В), диапазоном частот (f), распределением В в пространстве, характером изменения В во времени (t). Типичны ситуации, в которых наиболее действенным является лечение градиентным переменным магнитным полем, зона терапевтически значимых значений которого сопоставима с размерами патогенной зоны. Существенно, что размеры области терапевтически значимого поля вблизи магнитного индуктора (в дальнейшем индуктор) сопоставимы с его поперечными размерами. Поэтому, если локализованная патологическая область находится в глубине тела вдали от его внешней поверхности, воздействие индуктора, расположенного вне тела, теряет свою эффективность. В гинекологии, урологии, проктологии, стоматологии введение индуктора внутрь открытой полости тела устраняет это противоречие. Вместе с тем в настоящее время отсутствуют магнитотератевтические аппараты, конструкция индукторов которых обеспечивала бы внутриполостное, например влагалищное или прямокишечное, воздействие МП на органы малого таза. Numerous designs of magnetotherapeutic apparatuses creating constant or variable MPs are widely known. Their characteristics are distinguished by the values of magnetic induction (B), the frequency range (f), the distribution of B in space, the nature of the change in B in time (t). Typical situations are those in which the treatment with a gradient alternating magnetic field is most effective, the zone of therapeutically significant values of which is comparable with the size of the pathogenic zone. It is significant that the size of the area of the therapeutically significant field near the magnetic inductor (hereinafter referred to as the inductor) is comparable with its transverse dimensions. Therefore, if a localized pathological region is deep in the body far from its external surface, the effect of an inductor located outside the body loses its effectiveness. In gynecology, urology, proctology, dentistry, the introduction of an inductor into the open cavity of the body eliminates this contradiction. At the same time, there are no magneto-therapeutic devices, the design of the inductors of which would provide intracavitary, for example vaginal or rectal, effects of MP on the pelvic organs.

Известен аппарат по патенту РФ N 2074684, кл. А 61 F 9/00, А 61 N 2/00, выбранный в качестве прототипа, который, как и предлагаемый аппарат, выполнен в виде цилиндра, внутри которого размещен электромотор привода. Аппарат снабжен магнитным тормозом и экраном, обеспечивающим лечебное воздействие униполярными импульсами МП. A known device according to the patent of the Russian Federation N 2074684, class. A 61 F 9/00, A 61 N 2/00, selected as a prototype, which, like the proposed device, is made in the form of a cylinder, inside of which there is a drive electric motor. The device is equipped with a magnetic brake and a screen, providing a therapeutic effect of unipolar pulses of the MP.

Недостатками указанного аппарата, предназначенного для использования в офтальмологии, является, в частности, невозможность его введения на регулируемую глубину в открытые полости организма. Другим недостатком является фиксированная частота следования импульсов и отсутствие возможности изменения формы импульса. The disadvantages of this apparatus, intended for use in ophthalmology, are, in particular, the impossibility of its introduction at an adjustable depth into the open cavity of the body. Another disadvantage is the fixed pulse repetition rate and the inability to change the shape of the pulse.

Следует отметить, что инженерные решения, используемые в разработках магнитотерапевтической аппаратуры, в большей мере учитывают технологическую простоту, нежели биологическую целесообразность. Значительная часть аппаратуры создает либо синусоидально изменяющееся со временем с промышленной частотой (50 Гц) МП, либо последовательность однополярных колокообразных импульсов МП, следующих один за другим через одинаковые интервалы времени. It should be noted that the engineering solutions used in the development of magnetotherapy equipment take into account technological simplicity rather than biological expediency. A significant part of the equipment creates either a sinusoidally changing MP with an industrial frequency (50 Hz) of MP, or a sequence of unipolar bell-shaped pulses of MP, following one after another at the same time intervals.

Между тем, как выяснилось в последние годы, возможность широкополосного варьирования частоты следования импульсов на протяжении лечебного сеанса, а также возможность изменения их формы создают оптимальные условия для выбора наиболее эффективного лечебного режима применительно к патологиям различного вида. Так по результатам экспериментов и клинических исследований оказались эффективнее прямоугольные или трапецеидальные импульсы МП с различной длительностью переднего и заднего фронтов. Еще более эффективны двуполярные асимметричные импульсы сложной формы, подобные кардиоимпульсам. В последние годы установлены общие преимущества аппаратов с широким спектром частот или с меняющимися во времени частотами следования одинаковых импульсов МП. Meanwhile, as it turned out in recent years, the possibility of broadband varying the pulse repetition rate during the treatment session, as well as the possibility of changing their shape create optimal conditions for choosing the most effective treatment regimen for various pathologies. So, according to the results of experiments and clinical studies, rectangular or trapezoidal pulses of a magnetic field with different durations of the leading and trailing edges turned out to be more effective. Even more effective bipolar asymmetric pulses of complex shape, like cardio pulses. In recent years, the general advantages of devices with a wide range of frequencies or with time-varying repetition rates of identical MP pulses have been established.

Техническим результатом настоящего изобретения является конструкция магнитотерапевтического аппарата, позволяющая вводить магнитный индуктор на заданную глубину в открытые полости организма, создавая импульсное градиентное МП в зоне патологии и ее окрестностях с изменяющейся на протяжении лечебною сеанса частотой следования импульсов. Вращающийся внутри защитного кожуха вал индуктора с прикрепленными к нему постоянными магнитами, жестко соединенный с валом привода, создает переменное импульсное МП. Конструкция индуктора позволяет изменять в зависимости от локализации и характера патологии форму импульсов МП. The technical result of the present invention is the design of a magnetotherapy apparatus, which allows introducing a magnetic inductor to a predetermined depth into open cavities of the body, creating a pulsed gradient MP in the pathology zone and its environs with a pulse repetition rate varying during the treatment session. The inductor shaft rotating inside the protective casing with permanent magnets attached to it, rigidly connected to the drive shaft, creates an alternating pulsed magnetic field. The design of the inductor allows you to change the shape of the pulses of the MP, depending on the location and nature of the pathology.

Технический результат достигается выбором формы и размеров магнитного индуктора, наличием ограничителя для регулирования и фиксации длины индуктора и программируемого управляющего устройства в приводе аппарата, обеспечивающего возможность создания импульсного градиентного МП с изменяющейся в течение лечебного сеанса частотой. Частота может изменяться в течение лечебного сеанса по заданной программе монотонно или ритмически. Варьирование формы импульса достигается в результате смены вала индуктора на другой (с закрепленным на нем другим набором постоянных магнитов). The technical result is achieved by choosing the shape and size of the magnetic inductor, the presence of a limiter for regulating and fixing the length of the inductor and a programmable control device in the drive of the apparatus, which makes it possible to create a pulsed gradient MP with a frequency that varies during the treatment session. The frequency can vary during the treatment session according to a given program monotonously or rhythmically. Variation of the pulse shape is achieved by changing the inductor shaft to another (with a different set of permanent magnets fixed to it).

Если ввести систему цилиндрических координат и совместить ось системы с осью вала индуктора, то каждая группа постоянных магнитов в наборе, распложенная в кольце, ограниченном вдоль оси z значениями z_i и z_i + Δ z_i, формирует во времени вполне определенный профиль импульсов МП. Группе под номером i соответствует координата z_i, группе i+1 - координата z_i+1. В случае, когда соседние кольца одинаковы, формируются одинаковые вдоль z профили импульсов МП. Если группа i отличается от группы i+1 числом постоянных магнитов, распределенных по углу в пределах кольца, возможно создание многочастотных полей с f = f(z) и полей с различными профилями импульса МП.If we introduce a system of cylindrical coordinates and combine the axis of the system with the axis of the inductor shaft, then each group of permanent magnets in the set, located in a ring bounded along the z axis by the values of z _i and z _i + Δ z _i , forms in time a well-defined profile of MP pulses. The group i corresponds to the coordinate z _i , the group i + 1 corresponds to the coordinate z _{i + 1} . In the case when the neighboring rings are the same, the pulse profiles of the MP pulses are identical along z. If group i differs from group i + 1 in the number of permanent magnets distributed over the angle within the ring, it is possible to create multi-frequency fields with f = f (z) and fields with different pulse profiles of the magnetic field.

В рассматриваемой конструкции амплитуда поля спадает при увеличении r, т.е. по мере удаления от поверхности индуктора, а радиальный градиент В близок к величине dB/dr = B_м/ δ и δ ≅ R_к. Здесь B_м - наведенное вблизи индуктора максимальное значение В, являющееся результатом суперпозиции полей постоянных магнитов; δ - характерный размер постоянных магнитов, R_к - внутренний радиус кожуха индуктора.In the considered construction, the field amplitude decreases with increasing r, i.e. as you move away from the surface of the inductor, and the radial gradient B is close to dB / dr = B _m / δ and δ ≅ R _k . Here B _m is the maximum value B induced near the inductor, which is the result of a superposition of the fields of permanent magnets; δ is the characteristic size of the permanent magnets, R _k is the inner radius of the casing of the inductor.

Частота следования импульсов МП определяется скоростью вращения вала индуктора. Частота может быть постоянной или изменяться в течение лечебного сеанса монотонно или ритмически. Варьирование формы импульсов достигается заменой вала индуктора с одним набором постоянных магнитов на другой с иным набором магнитов. The pulse repetition rate of the MP is determined by the rotation speed of the inductor shaft. The frequency can be constant or change during the treatment session monotonously or rhythmically. Varying the shape of the pulses is achieved by replacing the inductor shaft with one set of permanent magnets with another with a different set of magnets.

Предлагаемый аппарат впервые позволяет воздействовать импульсным градиентным МП по заданному лечебной методикой оптимальному закону изменения частоты следования импульсов в течение сеанса с наиболее действенной формой импульсов на зоны патологического состояния тканей открытых полостей организма. The proposed apparatus for the first time allows you to act on a pulsed gradient MF according to the optimal treatment method, the optimal law for changing the pulse repetition rate during a session with the most effective form of pulses on the pathological state of the tissues of the open cavities of the body.

Существенно, что в состав конструкции аппарата входит вал индуктора с закрепленными на нем постоянными магнитами. Общее число постоянных магнитов m удовлетворяет условию m > 1, а наибольший характерный размер постоянных магнитов в радиальном направлении не должен превышать внутренний радиус R_к кожуха индуктора. Размещение групп постоянных магнитов на поверхности вала индуктора в направлении z должно соответствовать местоположению очагов патологии.It is significant that the structure of the apparatus includes an inductor shaft with permanent magnets fixed to it. The total number of permanent magnets m satisfies the condition m> 1, and the largest characteristic size of the permanent magnets in the radial direction should not exceed the internal radius R _to the inductor casing. The placement of groups of permanent magnets on the surface of the inductor shaft in the z direction should correspond to the location of the foci of pathology.

Другим существенным признаком изобретения является возможность регулирования фиксируемой длины магнитного индуктора, вводимого в открытую полость организма, при помощи специального ограничителя. Этим достигается также соответствие мест расположения постоянных магнитов местоположению очагов патологии. Another significant feature of the invention is the ability to control the fixed length of the magnetic inductor introduced into the open cavity of the body, using a special limiter. This also ensures that the locations of the permanent magnets correspond to the location of the foci of pathology.

Существенным признаком изобретения является также введение в состав аппарата программируемого управляющего устройства, создающего режим работы аппарата с частотой вращения вала электромотора, меняющейся в течение лечебного сеанса по монотонному или ритмическому закону. An essential feature of the invention is also the introduction to the apparatus of a programmable control device that creates a mode of operation of the apparatus with an electric motor shaft speed that changes during a treatment session according to a monotonic or rhythmic law.

Еще одним существенным признаком изобретения является то, что форма каждого постоянного магнита, их общее число и закон размещения на поверхности вала индуктора определяют форму импульса МП, которая, в свою очередь, определяется в соответствии с требованиями лечебной методики исходя из конкретных характеристик заболевания. Another significant feature of the invention is that the shape of each permanent magnet, their total number and the law of placement on the surface of the inductor shaft determine the shape of the MP pulse, which, in turn, is determined in accordance with the requirements of the treatment technique based on the specific characteristics of the disease.

На фиг. 1 приведен в разрезе вариант конструктивного исполнения аппарата по изобретению. На фиг. 2 - форма импульса МП в некоторой точке А в случае одиночного постоянного магнита. Фиг. 3, 4, 5 показывают возможности варьирования формы импульса МП при изменении числа постоянных магнитов, их намагниченности, расстояния между ними. Фиг. 6 иллюстрирует варианты изменения f. In FIG. 1 is a sectional view of an embodiment of the apparatus of the invention. In FIG. 2 is the pulse shape of the magnetic field at a certain point A in the case of a single permanent magnet. FIG. 3, 4, 5 show the possibility of varying the shape of the MP pulse with a change in the number of permanent magnets, their magnetization, and the distance between them. FIG. 6 illustrates variations of f.

В состав аппарата на фиг. 1 входит кожух из немагнитного материала, состоящий из двух частей. Первая часть 1 предохраняет от соприкосновения с движущимися частями аппарата, образуя магнитный индуктор; во второй части 2 размещен электромотор 3. Две части кожуха жестко соединены друг с другом при помощи разъема 4. На наружной поверхности кожуха 1 размещен подвижный ограничитель 5, при помощи которого может регулироваться длина рабочей части аппарата, фиксирующаяся стопором 6. Вал привода 7 жестко соединен со съемным валом индуктора 8. The apparatus of FIG. 1 includes a casing of non-magnetic material, consisting of two parts. The first part 1 protects against contact with the moving parts of the apparatus, forming a magnetic inductor; in the second part 2 there is an electric motor 3. Two parts of the casing are rigidly connected to each other using a connector 4. On the outer surface of the casing 1 there is a movable stop 5, with which the length of the working part of the apparatus, fixed by a stopper 6. can be adjusted. The drive shaft 7 is rigidly connected with removable inductor shaft 8.

Вал индуктора 8 выполнен из немагнитного материала, на нем закреплены постоянные магниты 9. Выбор параметров постоянных магнитов и их расположение на поверхности вала 8 определяются локализацией, размерами и характером зоны патологии. Для наиболее распространенных совокупностей этих факторов могут быть заранее подготовлены соответствующие варианты сменного вала индуктора 8. The shaft of the inductor 8 is made of non-magnetic material, permanent magnets 9 are fixed on it. The selection of the parameters of the permanent magnets and their location on the surface of the shaft 8 are determined by the location, size and nature of the pathology zone. For the most common sets of these factors, appropriate options for the replaceable inductor shaft 8 can be prepared in advance.

Кабель 10 соединяет электромотор с управляющим устройством 11. Сетевой кабель 12 включается в электрическую сеть. Cable 10 connects the electric motor to the control device 11. The network cable 12 is included in the electrical network.

Правая часть на фиг. 2 иллюстрирует форму импульса МП в некоторой точке А в случае одиночного постоянного магнита. В левой части схематически изображен одиночный постоянный магнит 14 на валу индуктора 15. Видно, что при выбранном расположении точки А вершине импульса соответствует φ = π/2.
На фиг. 3 два постоянных магнита (m = 2), расположенных на противоположных сторонах вала индуктора (угловое расстояние между ними Δφ = π) и имеющих противоположно направленную и различную по величине намагниченность. Здесь в качестве примера намагниченность одного постоянного магнита 16 равна G, а другого 17 вдвое больше. Результирующая форма импульса приведена в правой части фиг.3.The right part in FIG. 2 illustrates the shape of the MP pulse at some point A in the case of a single permanent magnet. On the left side, a single permanent magnet 14 on the shaft of the inductor 15 is schematically shown. It can be seen that for the selected location of point A, the peak of the pulse corresponds to φ = π / 2.
In FIG. 3 two permanent magnets (m = 2) located on opposite sides of the inductor shaft (angular distance between them Δφ = π) and having an oppositely directed and different magnetization. Here, as an example, the magnetization of one permanent magnet 16 is equal to G, and the other 17 is twice as large. The resulting pulse shape is shown on the right side of Fig.3.

Пример использования трех постоянных магнитов иллюстрируется фиг. 4. Здесь два постоянных магнита 18 и 19 имеют одинаковую по величине и противоположную по направлению намагниченность (G), а третий магнит 20 намагничен до 2G. График в правой части фиг. 4 показывает, что возможности варьирования формы импульса МП достаточно велики. An example of using three permanent magnets is illustrated in FIG. 4. Here, two permanent magnets 18 and 19 have the same magnitude and opposite direction magnetization (G), and the third magnet 20 is magnetized to 2G. The graph on the right side of FIG. 4 shows that the possibilities of varying the shape of the pulse of the magnetic field are quite large.

Фиг. 5 показывает, как по мере уменьшения углового расстояния между двумя постоянными магнитами (Δφ₁> Δφ₂> Δφ₃) вместо двух одинаковых импульсов может быть образован один большей длительности и более близкий к прямоугольной или трапецеидальной форме 21.FIG. 5 shows how, as the angular distance between two permanent magnets decreases (Δφ ₁ > Δφ ₂ > Δφ ₃ ), instead of two identical pulses, one of longer duration and closer to a rectangular or trapezoidal shape 21 can be formed.

На фиг. 6 приведены графики, иллюстрирующие реализуемые аппаратом варианты изменения частоты следования импульсов МП в течение сеанса. Это - монотонный 22 и ритмический 23 режимы. На графике 23 в качестве примера число монотонных участков n = 3. In FIG. Figure 6 shows graphs illustrating the options implemented by the apparatus for changing the pulse repetition rate of the MP pulses during the session. These are monotonous 22 and rhythmic 23 modes. On the graph 23 as an example, the number of monotonous sections n = 3.

Аппарат по изобретению работает следующим образом. В зависимости от типа заболевания, размера и локализации патологической зоны выбирают и соединяют с валом привода вал индуктора с соответствующими по намагниченности, величине и расположению постоянными магнитами. Исходя из необходимой длины индуктора устанавливают ограничитель в соответствующее положение, фиксируют его и соединяют обе части кожуха. В программируемое управляющее устройство привода вводят параметры, характеризующие МП. Индуктор обрабатывают дезинфицирующим составом и помещают в презерватив, после чего вводят магнитный индуктор в открытую полость (рот, прямая кишка, влагалище). По окончании сеанса выключают аппарат и извлекают индуктор из полости. При необходимости продолжения сеанса с другой формой импульса MП разъединяют две части кожуха и заменяют вал индуктора. После установки вала индуктора соединяют обе части корпуса и повторяют указанные выше операции. The apparatus according to the invention operates as follows. Depending on the type of disease, the size and localization of the pathological zone, the inductor shaft is selected and connected to the drive shaft with permanent magnets corresponding to the magnetization, size and location. Based on the required length of the inductor, the limiter is installed in the appropriate position, fixed and connected to both parts of the casing. The parameters characterizing the MP are introduced into the programmable control device of the drive. The inductor is treated with a disinfectant and placed in a condom, after which the magnetic inductor is inserted into the open cavity (mouth, rectum, vagina). At the end of the session, turn off the apparatus and remove the inductor from the cavity. If necessary, continue the session with a different pulse shape MP disconnect the two parts of the casing and replace the inductor shaft. After installing the inductor shaft, connect both parts of the housing and repeat the above operations.

Claims

1. Magnetotherapeutic apparatus, consisting of a drive with a programmable control device, a cylindrical magnetic inductor connected to the drive shaft inside the protective casing, characterized in that the working part of the casing of non-magnetic material has the ability to adjust its length for introduction into the open cavity of the body to a predetermined depth, permanent magnets of the inductor with the same or different distribution parameters on the shaft surface of a non-magnetic material to create a pulsed gradient magnet field, the pulse shape of which is determined by the law of this distribution, and the pulse repetition rate is determined by the law of variation of the shaft rotation frequency.

2. The magnetotherapeutic apparatus according to claim 1, characterized in that the pulse repetition rate is characterized by a monotonic or rhythmic mode of change in time created by a programmable control device.

3. The magnetotherapeutic apparatus according to claims 1 and 2, characterized in that it contains a limiter that regulates and fixes the length of the magnetic inductor introduced into the open cavity.

4. The magnetotherapeutic apparatus according to claims 1 and 2, characterized in that it comprises a removable shaft with a given set of permanent magnets and their placement on the shaft.