Магнитотерапевтическая установка

 

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к устройствам, реализующим способ терапии путем воздействия низкочастотным вращающимся магнитным полем. Сущность изобретения: позволяет снизить стоимость, уменьшить энергопотребление и повысить технологичность конструкции. Установка включает индуктор, источник питания индуктора током повышенной частоты из выпрямителя, генератора и трехканального усилителя мощности, выходы которого через конденсаторы "с" подключены к токовой обмотке индуктора. Пульт управления содержит задающий трехфазный генератор с возможностью регулирования величины выходных напряжений, амплитудный модулятор, генератор модулирующего напряжения, счетчик-задатчик количества циклов, пуск-стопное устройство, устройство световой и звуковой сигнализации, индикатор напряженности магнитного поля, соединенный с чувствительным элементом, размещенным непосредственно в рабочей камере индуктора. Корпус индуктора выполнен в виде охватывающего рабочую камеру пустотелого цилиндра, изготовленного из магнитопрозрачного материала, например дерева, на внешней поверхности корпуса по образующим уложена трехфазная токовая обмотка, а поверх нее и ортогонально к ней обмотка магнитопровода из ферромагнитного материала. 3 ил.

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к устройствам, реализующим способ терапии путем воздействия низкочастотным вращающимся магнитным полем.

Известен магнитотерапевтический аппарат, содержащий источник магнитного поля, электропривод и рабочую полость, блок программы и преобразователь частоты, последовательно соединенные с источником магнитного поля, выполненного в виде охватывающего рабочую полость неподвижного индуктора, в продольных пазах цилиндрического магнитопровода которого уложены обмотки, соединенные в замкнутый контур, и распределителя, состоящего из расположенных на оси электропривода контактных колец, соединенных механически и электрически с контактными щетками неподвижного коллектора, каждая ламель которого электрически соединена с общей точкой двух соседних обмоток. Данный аппарат обладает высокой стоимостью установки, а весовые и габаритные характеристики индуктора обуславливают высокие требования к лечебному помещению, в котором он располагается. Для установки электромашинного преобразователя частоты требуется отдельное помещение, акустически изолированное от лечебного помещения, в котором располагается индуктор.

Известна магнитотерапевтическая установка "Магнитотурботрон", взятая за прототип, содержащая преобразователь частоты, цилиндрический ферромагнитный индуктор, охватывающий рабочую полость и снабженный продольными пазами на внутренней поверхности, в которых уложена обмотка, блок управления, включающий в себя задатчик-счетчик количества циклов и блок модуляции магнитного поля, в блок управления введены блок контроля напряженности магнитного поля в рабочей полости индуктора, вход которого соединен с обмоткой индуктора, регулирующий блок, блок контроля напряжения источника тока, вход которого соединен с электросетью, а первый и второй выходы соответственно с первым и вторым входами пускорегулирующего блока, третий вход которого соединен с выходом задатчика-счетчика количества циклов, вход которого соединен с первым выходом пускорегулирующего блока, четвертый вход которого соединен с выходом блока модуляции магнитного поля, второй и третий выходы пускорегулирующего блока соединены с первым и вторым входами преобразователя частоты, выход которого соединен с блоком контроля напряженности магнитного поля в рабочей полости индуктора, кроме того, преобразователь частоты выполнен трехфазным с умножением частоты, обмотка индуктора выполнена трехфазной и двухполюсной, а в полости индуктора расположена подвижная каретка для пациента. В установку введен охватывающий индуктор магнитный экран, выполненный в виде цилиндра со скосами на торцах, образующими усеченные конусы, и с ферромагнитными кольцами, укрепленными на вершинах конусов, трехфазный преобразователь частоты выполнен электромашинным и снабжен выпрямителем компенсатором остаточного магнетизма в полюсах возбуждения генератора. Обладая высокой лечебной эффективностью, особенно при лечении онкологических заболеваний, установка "Магнитотурботрон" пока еще не получила широкой популярности в клинической практике. Одной из причин этого является относительно высокая стоимость установки. Кроме того, большой вес и габариты аппаратуры, в частности индуктора, ограничивают возможность использования для размещения установки в уже существующих в медицинских учреждениях в лечебных помещениях. Акустический шум и вибрации, создаваемые вращающимися частями электромагнитного преобразователя частоты, обуславливают необходимость установки этого преобразователя в отдельном помещении, акустически изолированном от помещения, в котором размещен индуктор и других лечебных помещений. Установка подключается к трехфазной силовой электросети, потребляя мощность до 30 кВт, что не всегда возможно для ряда медицинских учреждений.

Целью изобретения является снижение стоимости за счет уменьшения ее весовых и габаритных характеристик при сохранении лечебной эффективности, кроме того, уменьшение энергопотребления и повышение технологичности конструкции.

Это достигается тем, что магнитотерапевтическая установка, содержащая охваченный магнитным экраном индуктор, в рабочей камере которого, выполненной в виде пускотелого цилиндра, на подвижной каретке располагается пациент, источник питания индуктора электрическим током повышенной частоты, пульт управления со счетчиком-задатчиком количества циклов на одну процедуру, устройством звуковой и световой сигнализации и блоком контроля напряженности магнитного поля в виде индикатора, соединенного с чувствительным элементом, расположенным в рабочей камере индуктора. Корпус индуктора выполнен в виде охватывающего рабочую камеру пустотелого цилиндра, изготовленного из магнитопрозрачного материала, например, дерева, на внешней поверхности которого по образующим уложена трехфазная токовая обмотка, а поверх нее и ортогонально к ней, обмотка из ферромагнитного материала. Источник питания индуктора электрическим током повышенной частоты выполнен в виде электронного преобразователя частоты электросети, состоящего из выпрямителя, трехфазного задающего генератора и трехканального усилителя мощности, выходы которого подключены к токовой обмотке индуктора через конденсаторы, образующие с обмотками индуктора резонансную систему из трех связанных последовательно контуров, настроенных на рабочую частоту задающего генератора, а в пульт управления дополнительно введен задающий генератор электронного преобразователя частоты с устройством регулировки амплитуды выходного напряжения, амплитудный модулятор, включенный между выходом задающего генератора и входом трехканального усилителя мощности, генератор модулирующего напряжения, первый выход которого соединен с управляющим входом амплитудного модулятора, а второй со счетным входом счетчика-задатчика, пуск-стопное устройство, вход которого подключен к счетчику-задатчику, а выход к задающему генератору, вход измерителя напряженности магнитного поля соединен с чувствительным элементом, разрешенным в рабочей камере индуктора.

Понижение стоимости устройства за счет уменьшения весовых и габаритных характеристик достигается за счет применения индуктора, конструкция которого обуславливает существенно меньшую материалоемкость и трудозатраты на изготовление при сохранении неизменными габаритов рабочей камеры и характеристик индуцированного магнитного поля, а также за счет использования в качестве источника питания индуктора током повышенной частоты электронного преобразователя, состоящего из трехканального усилителя мощности, выпрямителя питания и трехфазного задающего генератора, а также осуществления регулировки и модуляции напряженности магнитного поля в камере индуктора путем регулировки и модуляции выходного напряжения маломощного задающего генератора, а выполнение резонансного согласования выхода усилителя мощности с входом индуктора и использование в конструкции установки современной элементной базы и соответствующих технических решений позволяет уменьшить энергопотребление и повысить технологичность конструкции.

Изобретение поясняется чертежами, на которых на фиг.1 представлена функциональная схема заявляемого устройства, на фиг.2 схематический чертеж индуктора, продольный разрез; на фиг.3 то же, поперечный разрез.

Магнитотерапевтическая установка, согласно изобретения включает (см.фиг. 1) индуктор 1 источник питания индуктора электрическим током повышенной частоты выполненным в виде электронного преобразователя частоты электросети, состоящего из выпрямителя 2 трехфазного задающего генератора 3 и трехканального усилителя мощности 4 выходы которого подключены к токовой обмотке индуктора 1 через конденсаторы "С", образующие с обмотками индуктора резонансную систему из трех связанных последовательных контуров, настроенную на рабочую частоту задающего генератора.

Пульт управления содержит задающий трехфазный генератор 3 электронного преобразователя частоты с устройством регулировки амплитуды выходного напряжения 5, амплитудный модулятор 6, включенный между выходом задающего генератора 3 и входом трехканального усилителя мощности 4, генератор модулирующего напряжения 7, первый выход которого через переключатель "Работа"-"настройка", соединен с управляющим входом амплитудного модулятора 6, а второй со счетчиком-задатчиком количества циклов 8, пуско-стопорное устройство 9, вход которого соединен с счетчиком-задатчиком 8, а выход подключен к генератору модулирующего напряжения 7, устройство световой и звуковой сигнализации 10 входом соединенное с выходом счетчика-задатчика количества циклов 8 и блок контроля напряженности магнитного поля в виде индикатора 11 и чувствительного элемента 13, размещенного непосредственно в рабочей камере индуктора 1.

Корпус 14 индуктора 1 выполнен в виде охватывающего рабочую камеру 13 пустотелого цилиндра, изготовленного из магнитопрозрачного материала, например дерева. Корпус 14 может быть также выполнен в виде многогранной призмы. На внешней поверхности корпуса 14 по образующим уложена трехфазная токовая обмотка 15, а поверх нее и ортогонально к ней обмотка магнитопровода из ферромагнитного материала 16.

В пустотелый цилиндр индуктора 1 на подвижной каретке помещается пациент для лечения (не показан).

Для предотвращения выхода магнитного поля в окружающее пространство индуктор 1 охвачен магнитным экраном, образуемым цилиндрическим кожухом 18 и торцовыми стальными кольцами 19.

Вентиляция индуктора 1 осуществляется за счет конвекции воздуха в кольцевой полости 17 между внешней поверхностью обмотки магнитопровода и внутренней поверхностью кожуха-экрана 18, для чего в верхней и нижней частях экрана предусмотрено наличие вентиляционных окон.

Работа магнитотерапевтической установки осуществляется следующим образом. В режиме "настройка", когда пациент находится вне рабочей камеры индуктора 1, оператором с помощью устройства регулировки амплитуды 5, по показаниям индикатора 11, устанавливается необходимое для данной процедуры значение максимальной напряженности поля в цикле и, с помощью счетчика-задатчика 8 необходимое число циклов (длительность процедуры). Затем переключатель "работа"-"настройка" переводится в положение "работа", пациент помещается в рабочую камеру индуктора 1 и оператором, с помощью пуск-стопного устройства 9 включается рабочий режим. При этом напряженность магнитного поля в рабочей камере индуктора 1 в соответствии с изменением величины выходного напряжения генератора 7 начинает плавно повышаться от нуля в момент пуска до максимального значения в середине цикла, а затем снижаться, снова до нуля в конце цикла. Циклы следуют друг за другом непрерывно. По окончании заданного числа циклов, по команде, поступающей с пуск-стопного устройства 9 включается генератор модулирующего напряжения 7, одновременно включается устройство световой и звуковой сигнализации 10 и процедура заканчивается.

В случае необходимости оператор может с помощью пуск-стопного устройства 9 закончить процедуру ранее истечения установленного числа циклов, при этом схема пуск-стопного устройства 9 выполнена таким образом, что при нажатии на кнопку "стоп", генератор модулирующего напряжения 7 выключается не сразу, а по окончании текущего цикла в момент, когда напряженность магнитного поля в рабочей камере индуктора равна нулю.

Достаточными условиями адекватности медико-биологического воздействия, осуществляемого заявляемой установкой, воздействию, осуществляемому установкой-прототипом, являются идентичность размеров и конфигурации рабочей камеры индуктора и идентичность параметров индукцированного им в рабочую камеру магнитного поля.

Исходя из необходимости выполнения этих условий корпус индуктора 1 заявляемого устройства также как и корпус индуктора "Магнитотурботрона" выполнен в виде пустотелого цилиндра (или многогранника, например двенадцатигранника, как это показано на фиг.3) и в заявляемом устройстве этот корпус изготавливается не из ферромагнитного материала, а из легкого магнитопрозрачного материала, например дерева.

По образующим внешней поверхности корпуса уложена трехфазная, двухполюсная токовая обмотка.

Для обеспечения питания индуктора 1 током повышенной частоты в заявляемом устройстве используется электронный преобразователь частоты, состоящий из выпрямителя 2, подключенного к электросети с частотой 50 Гц (однофазной или трехфазной), трехканального усилителя мощности 4 и трехфазного задающего генератора 3.

С целью уменьшения энергопотребления и снижения требований к усилителю мощности 4 и выпрямителю питания 2 подключение выходов усилителя мощности 4 к индуктору 1 осуществляется через переходные конденсаторы "С", причем емкости этих конденсаторов, выбираются таким образом, что резонансная система связанных последовательных контуров, образованная этими емкостями и индуктивностями токов обмотки индуктора 1, оказывается настроенной на частоту, соответствующую требуемой скорости вращения вектора напряженности магнитного поля.

Цикличное плавное изменение напряженности магнитного поля в рабочей камере индуктора осуществляется 100% -ной амплитудной модуляции выходного напряжения трехфазного задающего генератора 3. Амплитудный модулятор 6 включен между выходом трехфазного задающего генератора 3 и входом усилителя мощности 4.

Управляющий вход амплитудного модулятора 6 подключен к выходу генератора модулирующего напряжения 7 вида U_мод A(1+sin ωt), где А амплитуда; ω , Т требуемая длительность циклов.

Число циклов в одной процедуре устанавливается с помощью счетчика-задатчика количества циклов 8.

Автоматика пуско-стопного устройства 9 обеспечивает включение задающего генератора 1 и включение его после окончания заданного числа циклов (или при нажатии на кнопку "стоп") только в те моменты времени, когда U_тц 0, что соответствует нулевой напряженности магнитного поля в рабочей камере индуктора 1.

Установка максимального значения напряженности магнитного поля в цикле производится перед началом каждой процедуры с помощью устройства регулировки амплитуды выходного напряжения трехфазного задающего генератора.

Принятые конструктивные решения обеспечили уменьшение массы индуктора с 3500 кг до 400-450 кг и габаритного размера по ширине с 1420 мм до 850 мм при сохранении геометрических размеров (2400х710 мм) рабочей камеры.

Индуктор с такими весовыми и габаритными характеристиками может быть установлен практически в любом лечебном помещении, имеющем соответствующую площадь и ширину дверного (или оконного) проема более 850 мм.

За счет снижения металлоемкости и трудозатрат на изготовление многократно снизилось и стоимость магнитотерапевтической установки.

Формула изобретения

МАГНИТОТЕРАПЕВТИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА, содержащая индуктор, охватывающий рабочую камеру с расположенной в ней подвижной кареткой, источник питания индуктора током повышенной частоты и пульт управления, включающий в себя блок контроля напряженности, счетчик-задатчик количества циклов, устройство звуковой и световой сигнализации, пускорегулирующий блок и генератор модулирующего напряжения, отличающаяся тем, что корпус индуктора выполнен из магнитопрозрачного материала, например дерева, на внешней поверхности корпуса по образующим уложена трехфазная токовая обмотка, а поверх нее и ортогонально к ней уложена обмотка из ферромагнитного материала, например тонкой стальной проволоки, источник питания индуктора током повышенной частоты выполнен в виде трехканального усилителя мощности, выходами соединенного с токовыми обмотками индуктора через конденсаторы, и выпрямитель, включенный между питающим входом трехканального усилителя мощности и электросетью, а в пульт управления дополнительно введены трехфазный задающий генератор с возможностью регулирования величины выходных напряжений, амплитудный модулятор, включенный между выходами трехфазного задающего генератора и входами трехканального усилителя мощности, и переключатель работа настройка, а пускорегулирующее устройство выполнено в виде пуск-стопного устройства, включенного между входом генератора модулирующего напряжения и первым выходом счетчика-задатчика количества циклов, второй выход которого связан с устройством звуковой и световой сигнализации, а счетный вход с одним из выходов генератора модулирующего напряжения, другим выходом соединенного через переключатель работа настройка с управляющим входом амплитудного модулятора, блок контроля напряженности магнитного поля выполнен в виде индикатора, соединенного с чувствительным элементом, расположенным в рабочей камере индуктора.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3