RU2191043C1

RU2191043C1 - Magnetotherapeutic device

Info

Publication number: RU2191043C1
Application number: RU2001109987/14A
Authority: RU
Inventors: Д.А. Кузнецов; Т.И. Субботина; А.А. Яшин; С.А. Яшин
Original assignee: Тульский государственный университет
Priority date: 2001-04-12
Filing date: 2001-04-12
Publication date: 2002-10-20

Abstract

FIELD: medical engineering. SUBSTANCE: device has engine, base with engine output shaft rotation frequency tuning unit. The output shaft is kinematically coupled with a disk manufactured from non-magnetic material, on end face surface of which central and peripheral permanent magnets are rigidly fixed. The disk has additional magnets arranged in mirror position on its other end face surface. The peripheral disk surface is concave with curved profile. Rotation moment is transferred from the output shaft to the disk via driving roller rigidly fixed on the shaft being engageable with the peripheral disk surface. The device has at least two satellite spring-loaded wheels being engageable with the peripheral disk surface. The central magnets are designed as rings. The peripheral magnets are designed as triangular pyramid having exponential slit corresponding to pyramid height. The central magnets are turned with their slits in the direction of disk rotation. EFFECT: enabled both left hand and right hand-oriented magnetic field with the same characteristics immanent to living organism being retained. 9 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано для магнитотерапии, а также для изучения воздействия переменных низкочастотных вихревых магнитных полей на биообъекты. The invention relates to medical equipment and can be used for magnetotherapy, as well as to study the effect of alternating low-frequency vortex magnetic fields on biological objects.

Известна магнитотерапевтическая установка (пат. РФ 2084247, МПК 6 А 61 N 2/00 Бюл. 20 20.07.97), содержащая блок питания, к которому подключен индуктор, выполненный в виде каркаса с обмоткой, внутри которой имеется полость для размещения биообъекта, причем индуктор разделен на отдельные телескопические, входящие одна в другую катушки, связанные с подъемным устройством. A known magnetotherapeutic installation (US Pat. RF 2084247, IPC 6 A 61 N 2/00 Bull. 20 20.07.97) containing a power supply to which an inductor is connected, made in the form of a frame with a winding, inside which there is a cavity for accommodating a biological object, and the inductor is divided into separate telescopic, one in another coil, connected with a lifting device.

Недостатком данного устройства является то, что в своей работе оно не использует вихревые магнитные поля, что ограничивает его терапевтические возможности. The disadvantage of this device is that in its work it does not use vortex magnetic fields, which limits its therapeutic capabilities.

Известно также устройство (прототип) для воздействия вихревым магнитным полем на биообъекты (Житник Н.Е., Новицки Я.В., Привалов В.Н. и др. Вихревые магнитные поля в медицине и биологии // Вестник новых медицинских технологий. - 2000. - Т. VII, 1, - с.48, рис. 2), содержащее электродвигатель с электрической регулировкой скорости вращения, к выходному валу которого подсоединен с возможностью вращения диск из немагнитного материала, на поверхности которого жестко закреплены центральный и периферийные постоянные магниты. Устройство обеспечивает достоверность и повторяемость результатов при исследовании воздействия вихревых магнитных полей на биообъекты, используется в магнитотерапии. В устройстве обеспечивается достаточно широкий спектр вихревого магнитного поля, что необходимо для выполнения биотропности воздействующего поля биообъекту, то есть получения максимального терапевтического эффекта. It is also known a device (prototype) for exposure to a vortex magnetic field on biological objects (Zhitnik N.E., Novitski Y. V., Privalov V.N. and others. Vortex magnetic fields in medicine and biology // Bulletin of new medical technologies. - 2000 . - T. VII, 1, - p. 48, Fig. 2), containing an electric motor with electric speed control, the output shaft of which is connected rotatably with a disk of non-magnetic material, on the surface of which central and peripheral permanent magnets are rigidly fixed. The device provides reliability and repeatability of the results when studying the effects of vortex magnetic fields on biological objects, it is used in magnetotherapy. The device provides a sufficiently wide range of vortex magnetic field, which is necessary to perform biotropy of the acting field to the biological object, that is, to obtain the maximum therapeutic effect.

Недостаток прототипа состоит в том, что его конструкция не обеспечивает достаточной локализации поля в пространственной области участка биообъекта с обеспечением право- и левостороннего вращения поля, что также важно для обеспечения биотропности, с сохранением идентичности его спектральных и пространственно-временных характеристик. The disadvantage of the prototype is that its design does not provide sufficient localization of the field in the spatial region of the plot of the biological object with the provision of right- and left-side rotation of the field, which is also important to ensure biotropy, while maintaining the identity of its spectral and spatio-temporal characteristics.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является обеспечение возможности генерации вихревого магнитного поля с расширенным спектром в пространственной области локализации на участке биообъекта. Техническим результатом, достигаемым в результате решения поставленной задачи, является обеспечение право- и левостороннего вращения поля с сохранением идентичности его спектральных и пространственно-временных характеристик, имманентных структуре живого вещества, то есть биотропного поля. The problem to which the invention is directed, is to provide the possibility of generating a vortex magnetic field with an expanded spectrum in the spatial localization region at the site of the biological object. The technical result achieved by solving the problem is to ensure right- and left-side rotation of the field while maintaining the identity of its spectral and spatio-temporal characteristics immanent to the structure of living matter, that is, a biotropic field.

Указанный технический результат достигается тем, что в созданной магнитотерапевтической установке, включающей двигатель, основание с размещенным в нем устройством регулировки частоты вращения выходного вала двигателя, при этом выходной вал кинематически соединен с диском из немагнитного материала, на торцевой поверхности которого жестко закреплены центральный и периферийные постоянные магниты, диск снабжен дополнительными магнитами, размещенными на его другой торцевой поверхности в зеркальном отражении, при этом периферийная поверхность диска выполнена вогнутой с криволинейным рельефом, а вращающий момент с вала двигателя на диск передается при помощи приводного ролика, установленного жестко на валу с возможностью контактирования с периферийной поверхностью диска, при этом устройство снабжено, по меньшей мере, двумя подпружиненными сателлитными колесами, установленными с возможностью контактирования с периферийной поверхностью диска. The specified technical result is achieved by the fact that in the created magnetotherapeutic installation, which includes an engine, a base with a device for adjusting the rotation speed of the output shaft of the engine, the output shaft is kinematically connected to a disk of non-magnetic material, on the end surface of which the central and peripheral constants are rigidly fixed magnets, the disk is equipped with additional magnets placed on its other end surface in a mirror image, while the peripheral surface The disk surface is concave with a curved relief, and the torque from the motor shaft to the disk is transmitted by means of a drive roller mounted rigidly on the shaft with the possibility of contacting with the peripheral surface of the disk, while the device is equipped with at least two spring-loaded satellite wheels mounted with the ability to contact with the peripheral surface of the disk.

Кроме того:
Двигатель выполнен электрическим.Moreover:
The engine is electric.

Диск состоит из двух дисков меньшей толщины, проложенных слоем магнитонепрозрачного материала. The disk consists of two disks of smaller thickness, laid with a layer of magnetically opaque material.

Центральные магниты выполнены в виде кольца, а периферийные магниты в виде треугольной пирамиды с вырезом экспоненциальной формы по высоте пирамиды и размещены вырезами в направлении вращения диска. The central magnets are made in the form of a ring, and the peripheral magnets are in the form of a triangular pyramid with an exponential notch along the height of the pyramid and are placed with cutouts in the direction of rotation of the disk.

Приводной ролик выполнен в виде колеса-эксцентрика, вал которого взаимодействует с выходным валом двигателя через колесную пару. The drive roller is made in the form of an eccentric wheel, the shaft of which interacts with the output shaft of the engine through a pair of wheels.

Подпружиненные сателлитные колеса размещены под углом 120^o относительно приводного ролика.Spring-loaded satellite wheels are placed at an angle of 120 ^o relative to the drive roller.

На фиг. 1 изображен общий вид заявляемой магнитотерапевтической установки. Изображение вида слева установки представлено на фиг.2. На фиг.3 представлено сечение А-А с фиг.2, на фиг.4 - сечение Б-Б с фиг.2 и на фиг.5 изображен периферийный магнит. In FIG. 1 shows a General view of the inventive magnetotherapy installation. The image of the left side of the installation is presented in figure 2. Figure 3 presents a section aa from figure 2, figure 4 is a section bb from figure 2 and figure 5 shows a peripheral magnet.

Облучаемый биообъект (пациент) располагается либо справа от установки (фиг. 1) - облучение левовращающимся полем

либо слева - облучение правовращающимся полем

(В сеансах терапии поворачивается установка при неподвижном пациенте).The irradiated biological object (patient) is located either to the right of the installation (Fig. 1) - irradiation with a levorotatory field

or to the left - irradiation with a right-handed field

(In therapy sessions, the unit rotates when the patient is motionless).

Основанием установки является устройство 1 электрической регулировки частоты вращения выходного вала 2 электродвигателя 3 посредством вращения ручки 4 регулятора, подключаемое к источнику питания. В коробчатом каркасе 5 из магнитопрозрачного материала, установленном на корпусе двигателя 3, размещается диск 6, подсоединенный к валу 2 электродвигателя 3 посредством привода, в котором вращение через колесную пару 7-8 передается на вал 9, другой конец которой закреплен с возможностью вращения в подшипнике 10. На обеих торцевых поверхностях диска 6 жестко закреплены центральный 11 и периферийные 12 постоянные магниты. Диск 6 состоит из двух дисков меньшей толщины 13 и 14 из немагнитного материала, проложенных слоем 15 магнитонепрозрачного материала. На оси 9 жестко закреплен приводной ролик 16, выполненный в виде колеса-эксцентрика со скругленными торцевыми кромками 17, передающий вращение диску 6. The basis of the installation is a device 1 for electric adjustment of the frequency of rotation of the output shaft 2 of the electric motor 3 by rotation of the handle 4 of the controller, connected to a power source. In a box frame 5 made of magnetically transparent material mounted on the motor housing 3, a disk 6 is placed connected to the shaft 2 of the electric motor 3 by means of a drive in which rotation through the pair of wheels 7-8 is transmitted to the shaft 9, the other end of which is rotatably mounted in the bearing 10. On both end surfaces of the disk 6, the central 11 and peripheral 12 permanent magnets are rigidly fixed. Disk 6 consists of two disks of smaller thickness 13 and 14 of non-magnetic material, laid by a layer 15 of magnetically opaque material. A drive roller 16 is rigidly fixed on the axis 9, made in the form of an eccentric wheel with rounded end edges 17, transmitting rotation to the disk 6.

Диск 6 поджимается к приводному ролику 16 двумя сателлитными колесами 18, каждое из которых имеет скругленные кромки 19 и установлено с возможностью вращения на оси 20, закрепленной в вилке 21; последняя жестко соединена со штоком 22, свободно перемещающимся в отверстии 23, выполненном в угловом утолщении 24 каркаса 5, и подпружинена пружиной сжатия 25. Приводной ролик 16, сателлитные колеса 18, вилка 21 и шток 22 выполнены из немагнитного материала. The disk 6 is pressed against the drive roller 16 by two satellite wheels 18, each of which has rounded edges 19 and is mounted for rotation on an axis 20 fixed in the fork 21; the latter is rigidly connected to the rod 22, freely moving in the hole 23, made in the angular thickening 24 of the frame 5, and is spring-loaded with a compression spring 25. The drive roller 16, satellite wheels 18, the fork 21 and the rod 22 are made of non-magnetic material.

Центральный магнит 11 и периферийные магниты 12 левой (на чертеже сечение А-А) стороны диска 6 расположены относительно центрального магнита 26 и периферийные магниты 27 правой стороны диска 6 в зеркальном отображении относительно центральной радиальной плоскости диска 6, совпадающей с плоскостью слоя 15. The central magnet 11 and the peripheral magnets 12 of the left (section A-A) side of the disk 6 are located relative to the central magnet 26 and the peripheral magnets 27 of the right side of the disk 6 in mirror image relative to the central radial plane of the disk 6, coinciding with the plane of the layer 15.

Периферийные магниты 12 и 27 выполнены в виде неправильной треугольной пирамиды с вырезом 28 экспоненциальной формы по высоте пирамиды и в направлении вращения диска 6. The peripheral magnets 12 and 27 are made in the form of an irregular triangular pyramid with an exponential notch 28 along the height of the pyramid and in the direction of rotation of the disk 6.

Периферийная поверхность 29 диска 6 выполнена вогнутой с криволинейным рельефом. The peripheral surface 29 of the disk 6 is made concave with a curved relief.

Криволинейный рельеф поверхности 29 изменяется по толщине диска 6 в зависимости от угла поворота диска по экспоненциальному закону; по этому же закону изменяется радиус 30 приводного ролика 16. The curved relief of the surface 29 varies along the thickness of the disk 6 depending on the angle of rotation of the disk according to the exponential law; according to the same law, the radius 30 of the drive roller 16 is changed.

Работа магнитотерапевтической установки описывается следующим образом. The operation of the magnetotherapy unit is described as follows.

При подключении устройства 1 электрической регулировки частоты вращения выходного вала 2 электродвигателя 3 к источнику питания выходной вал 2 начинает вращение с частотой, определяемой положением ручки 4 регулятора, передаваемое через колесную пару 7-8 на вал 9 приводного ролика 16, которое в свою очередь передает вращение диску 6 с размещенной на нем магнитной системой. При этом диск 6 обладает тремя степенями подвижности: вращение, перемещение в плоскости и изменение угла нутации оси диска, причем в своем движении диск 6 удерживается приводным роликом 16 и двумя сателлитными колесами 18 (по трехточечной кинематической схеме), которые не могут соскользнуть с периферийной поверхности 29 диска 6 ввиду его вогнутого рельефа. When connecting the device 1 for electrical adjustment of the frequency of rotation of the output shaft 2 of the electric motor 3 to the power source, the output shaft 2 starts rotating at a frequency determined by the position of the knob 4 of the controller, transmitted through a pair of wheels 7-8 to the shaft 9 of the drive roller 16, which in turn transmits rotation disk 6 with a magnetic system disposed thereon. Moreover, the disk 6 has three degrees of mobility: rotation, displacement in the plane, and a change in the nutation angle of the disk axis, and in its movement, the disk 6 is held by the drive roller 16 and two satellite wheels 18 (according to a three-point kinematic scheme) that cannot slip from the peripheral surface 29 disk 6 due to its concave relief.

Материал постоянных магнитов: феррито-бариевые магниты с остаточной магнитной индукцией Н₀=0,3 Тл; еще больший эффект при использовании самарий-кобальтовых магнитов с Н₀=0,7-0,9 Тл. Магнитопрозрачный материал каркаса и диска - винипласт или фторопласт. Магнитонепрозрачный материал диска - алюминий. В качестве немагнитных материалов могут использоваться: для приводного ролика и сателлитных колес - немагнитная резина; для штока - дюралюминий; для пружин - бериллиевая бронза.Material of permanent magnets: barium ferrite magnets with residual magnetic induction H ₀ = 0.3 T; even greater effect when using samarium-cobalt magnets with H ₀ = 0.7-0.9 T. Magneto-transparent material of the frame and disk - vinyl plastic or ftoroplast. The magnetically opaque material of the disk is aluminum. As non-magnetic materials can be used: for a drive roller and satellite wheels - non-magnetic rubber; for stock - duralumin; for springs - beryllium bronze.

Сопоставительный анализ показывает, что заявляемая магнитотерапевтическая установка отличается от прототипа тем, что в ней обеспечено в процессе работы вращательное перемещение магнитов с одновременным их перемещением по задаваемому закону в плоскости расположения магнитов, а также угловое перемещение этой плоскости по задаваемому закону. Такая конструкция обеспечивает создание в зоне расположения биообъекта или его части вихревого магнитного поля, содержащего постоянную составляющую и зависящую от времени знакопеременную составляющую, имеющую три пространственные компоненты с изменяющимся распределением и направлением движения радиальной и тангенциальной составляющих, то есть синтезируемое магнитное поле является вихревым с широким спектром, обуславливаемым как расположением и формой вращающихся магнитов, так и их пространственным перемещением в процессе работы. Comparative analysis shows that the claimed magnetotherapeutic installation differs from the prototype in that it provides for the rotational movement of the magnets during their operation with their simultaneous movement according to a given law in the plane of the location of the magnets, as well as the angular movement of this plane according to a given law. This design ensures the creation of a vortex magnetic field in the location zone of the biological object or its part, containing a constant component and a time-dependent alternating component having three spatial components with a changing distribution and direction of movement of the radial and tangential components, i.e., the synthesized magnetic field is a vortex with a wide spectrum caused by both the location and shape of the rotating magnets, and their spatial movement during operation .

Заявляемая конструкция обеспечивает создание широкополосного потока магнитных и также вызываемых ими электромагнитных полей - высококогерентных с разнообразными энергочастотными и поляризационными характеристиками. The inventive design provides the creation of a broadband flux of magnetic and also caused by electromagnetic fields - highly coherent with a variety of energy and polarization characteristics.

Частотные характеристики поля в процессе работы регулируются плавным изменением скорости вращения вала электродвигателя, а требуемый частотный диапазон (он соответствует основным физиологическим ритмам организма человека: 0-100 Гц) задается выбором кинематической схемы привода и числом подвижных магнитов. The frequency characteristics of the field during operation are regulated by a smooth change in the speed of rotation of the motor shaft, and the required frequency range (it corresponds to the basic physiological rhythms of the human body: 0-100 Hz) is determined by the choice of the kinematic drive scheme and the number of movable magnets.

Другой момент, важный для создания биотропного, то есть имманентного организму, поля - подбор поляризационных характеристик, то есть выбор правого и левого направления вращения поля, соответствующего нозологии излечиваемого заболевания, радикально решается в заявляемой установке, которая позволяет получать в отличие от прототипа право- и левостороннее вращение магнитного поля (

и

), не изменяя других пространственно-временных и энергетических характеристик.Another point that is important for creating a biotropic field, that is, immanent to the body, is the selection of polarization characteristics, that is, the choice of the right and left direction of rotation of the field corresponding to the nosology of the disease being treated is radically solved in the inventive installation, which allows, in contrast to the prototype, the right and left-side rotation of the magnetic field (

and

), without changing other spatio-temporal and energy characteristics.

Наконец, принципиально по-новому решен вопрос о характере изменения интенсивности поля каждого магнита и всей магнитной системы в целом по экспоненциальному закону: нарастание интенсивности по экспоненциальному закону и далее резкое снижение, поскольку этот закон характерен для всех биологических процессов. В заявляемой установке это реализуется: а) в пределах каждого подвижного магнита приданием ему соответствующей формы; б) в пределах всей магнитной системы законом перемещения диска с магнитами в плоскости и законом изменения угла нутации оси диска с магнитами. Finally, the question of the nature of the change in the field intensity of each magnet and the entire magnetic system as a whole according to the exponential law is resolved in a fundamentally new way: the increase in intensity according to the exponential law and then a sharp decrease, since this law is characteristic of all biological processes. In the inventive installation, this is realized: a) within each movable magnet, giving it an appropriate shape; b) within the entire magnetic system, the law of movement of the disk with magnets in the plane and the law of change of the nutation angle of the axis of the disk with magnets.

Исходя из сказанного выше можно утверждать, что данное техническое решение отвечает критерию патентоспособности "новизна". Based on the foregoing, it can be argued that this technical solution meets the patentability criterion of "novelty."

Процедура магнитотерапии принимается следующим образом. The magnetotherapy procedure is adopted as follows.

Процедура принимается в положении пациента стоя, сидя или лежа в зависимости от вида патологии (заболевания) и облучаемой части тела. Установка при необходимости - для получения наибольшей комфортности к участку тела пациента - ставится на приборный стол с возможностью изменения высоты и угла наклона плоскости стола, после чего включается в сеть. The procedure is adopted when the patient is standing, sitting or lying down, depending on the type of pathology (disease) and the irradiated part of the body. The installation, if necessary - to obtain the greatest comfort to the area of the patient’s body - is placed on the dashboard with the ability to change the height and angle of the plane of the table, after which it is connected to the network.

Сначала установку поворачивают стороной, соответствующей левостороннему

вращению поля, после чего подбирается индивидуальная для конкретного пациента и заболевания частота вращения - регулировкой скорости вращения вала двигателя. Оптимальная частота соответствует появлению у пациента комфортных ощущений во внешних либо внутренних органах, экстероцептивные зоны которых представлены биологически активными точкам (точками акупунктуры) на облучаемой поверхности тела. Соответствие ощущений воздействию на нужный участок тела оценивает врач, проводящий процедуру, по соответствующей рабочей методике. Установленная частота фиксируется, а процедура повторяется для варианта правостороннего

вращения поля. Далее собственно терапевтическая процедура выполняется на подобранных частотах либо с выбранным направлением вращения поля, либо с их чередованием в процессе сеанса или от сеанса к сеансу (определяет врач).First, turn the unit with the side corresponding to the left

rotation of the field, after which the rotation speed is selected individually for a particular patient and disease - by adjusting the rotation speed of the motor shaft. The optimal frequency corresponds to the appearance in the patient of comfortable sensations in the external or internal organs, the exteroceptive zones of which are represented by biologically active points (acupuncture points) on the irradiated surface of the body. Correspondence of sensations to effects on the desired part of the body is evaluated by the doctor conducting the procedure, according to the appropriate working technique. The set frequency is fixed, and the procedure is repeated for the right-hand variant

field rotation. Further, the actual therapeutic procedure is performed at selected frequencies either with the selected direction of rotation of the field, or with their alternation during the session or from session to session (determined by the doctor).

Более объективные показатели по подбору частоты и вида поляризации дает динамический - в процессе проведения сеанса и всего процесса лечения - контроль объективного физиологического состояния организма пациента по показаниям ЭКГ, ЭЭГ, измерителя частоты внешнего дыхания. More objective indicators on the selection of the frequency and type of polarization are provided by dynamic - during the session and the entire treatment process - control of the objective physiological state of the patient’s body according to ECG, EEG, and external respiration rate meter.

Установка проста в обслуживании и не требует специальной подготовки оператора (в техническом плане), ее изготовление возможно на любом машиностроительном, приборостроительном предприятии. The installation is easy to maintain and does not require special operator training (in technical terms), its manufacture is possible at any engineering, instrument-making enterprise.

Установка может использоваться в физиотерапевтических кабинетах, палатах лечебно-профилактических учреждений и для научных исследований медико-биологического характера по созданию новых медицинских технологий. The installation can be used in physiotherapy rooms, chambers of medical institutions and for scientific research of biomedical nature to create new medical technologies.

Claims

1. Magnetotherapeutic installation, comprising an engine, a base with a device for adjusting the rotation speed of the output shaft of the engine, the output shaft being kinematically connected to a disk of non-magnetic material, on the end surface of which central and peripheral permanent magnets are rigidly fixed, characterized in that the disk equipped with additional magnets placed on its other end surface in mirror image, while the peripheral surface of the disk is made concave with a curvature a linear relief, and the torque from the output shaft of the engine to the disk is transmitted using a drive roller mounted rigidly on the shaft with the possibility of contacting with the peripheral surface of the disk, while the device is equipped with at least two spring-loaded satellite wheels installed with the possibility of contacting with the peripheral disc surface.

2. Installation according to claim 1, characterized in that the engine is electric.

3. Installation according to claim 1 or 2, characterized in that the disk is made in the form of at least two disks laid with a layer of magnetically opaque material.

4. Installation according to claims 1, 2 or 3, characterized in that the central magnets are made in the form of a ring.

5. Installation according to claims 1 to 4, characterized in that the peripheral magnets are made in the form of a triangular pyramid with an exponential notch along the height of the pyramid.

6. Installation according to claims 1 to 5, characterized in that the peripheral magnets are placed with cutouts in the direction of rotation of the disk.

7. Installation according to claims 1 to 6, characterized in that the drive roller is made in the form of an eccentric wheel.

8. Installation according to paragraphs. 1-7, characterized in that the shaft of the drive roller interacts with the output shaft of the engine through a pair of wheels.

9. Installation according to claims 1 to 8, characterized in that the spring-loaded satellite wheels are placed at an angle of 120 ^o relative to the drive roller.