Устройство для локализации ферромагнитной неоднородности в немагнитных средах

Изобретение относится к области медицины, в частности к оперативной хирургии, и предназначено для локализации ферромагнитной неоднородности в виде инородных тел - частиц, стружек, предметов при хирургическом удалении их тканей и органов человека, а также может быть использовано для неразрушающего контроля качества материалов, в частности для локализации и измерения ферромагнитной неоднородности в виде инородной примеси или структурных изменений, связанных с образованием ферромагнитной фазы в немагнитных сталях. Устройство для локализации ферромагнитной неоднородности в немагнитных средах содержит ручку и металлический немагнитный защитный корпус, в котором установлены на немагнитной панели в одной плоскости ортогонально его продольной оси параллельно друг другу два чувствительных элемента, состоящие из пермаллоевых сердечников и катушек, обмотки которых соединены между собой градиентометрически и выполняют функции обмоток возбуждения и измерительной, согласно изобретению, между чувствительными элементами установлена намагничивающая катушка. При этом дополнительно установлена ортогонально первой паре чувствительных элементов вторая пара чувствительных элементов, состоящая из пермаллоевых сердечников и катушек, обмотки которых соединены между собой градиентометрически и выполняют функции обмоток возбуждения и измерительной. Кроме того, намагничивающая катушка выполнена на ферритовых кольцах. Устройство позволяет более точно и достоверно осуществлять локализацию ферромагнитной неоднородности. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к области медицины, в частности к оперативной хирургии, и предназначено для локализации ферромагнитной неоднородности в виде инородных тел - частиц, стружек, предметов при хирургическом удалении их тканей и органов человека, а также может быть использовано для неразрушающего контроля качества материалов, в частности для локализации и измерения ферромагнитной неоднородности в виде инородной примеси или структурных изменений, связанных с образованием ферромагнитной фазы в немагнитных сталях.

Тяжелые травмы тканей и органов человека, связанные с внедрением ферромагнитных неоднородностей, требуют оперативного хирургического вмешательства. В этой связи основное значение приобретает точность определения их местоположения. Основные методы диагностики - рентгеновский, ультразвуковой - часто оказываются мало информативными в решении данной проблемы из-за кровоизлияния, труднодоступного размещения неоднородности, его малого геометрического размера или малого операционного поля [Гундорова Р.А., Вериго Е.Н., Полякова Л.Я. Клинические особенности и диагностика осколочных ранений орбиты. - Офтальмохирургия, 1999, №1, с.32-38].

Сложность локализации ферромагнитной неоднородности вблизи важных органов, сосудов, нервов человека, его смещение из-за подвижности тканей как до, так и во время операции ставят даже опытного хирурга в затруднительное положение. Поэтому без специальной диагностической аппаратуры хирургическое вмешательство, как бы хорошо оно ни было подготовлено, вследствие неоправданно глубокого или широкого рассечения тканей, разнообразных уточняющих манипуляций хирургическим инструментом и других ошибок, связанных с определением места расположения внедренной неоднородности, является нередкой причиной операционного травматизма и тяжелых послеоперационных осложнений.

Одно из наиболее перспективных видов специальной диагностики является феррозондовая [Пудов В.И., Реутов Ю.Я., Корзунин Г.С., Коротких С.А. Локализация и удаление инородных ферромагнитных тел с помощью феррозондового полюсоискателя ПФ-02. - Медицинская техника, 1996, №6, с.28-33], позволяющая проводить операции, где процент извлекаемости ферромагнитной неоднородности во много раз выше, чем при традиционных методах.

Однако существующие конструкции феррозондовых датчиков не позволяют повысить эффективность использования феррозондовой диагностики для ряда операций, например при детских операциях, связанных с локализацией мелких ферромагнитных неоднородностей или при их локализации в глазной полости, в орбите глаза, то есть на малом операционном поле и т.д. Такого рода операции требуют создания особых конструкций феррозондовых устройств - малых по размеру, но в то же время имеющих высокую чувствительность рабочих элементов.

Для решения данной проблемы предложен новый вид устройства, в основе которого лежит феррозондовый принцип действия.

Наиболее близким к заявляемому устройству по технической сущности и достигаемому результату и взятому за прототип является известное устройство для локализации инородного ферромагнитного тела в тканях и органах человека [Пудов В.И., Реутов Ю.Я., Коротких С.А. Патент RU №2132639. Бюл. изобр. 1999, №19, II ч.].

Устройство выполнено в виде феррозондового датчика, содержащего ручку и металлический немагнитный защитный корпус, в котором установлены на немагнитной панели в одной плоскости ортогонально продольной оси датчика параллельно друг другу два чувствительных элемента, состоящие из пермаллоевых сердечников и катушек, обмотки которых соединены между собой градиентометрически и выполняют функции обмоток возбуждения и измерительной.

В этом случае локализация ферромагнитных неоднородностей осуществляется по их магнитному полю рассеяния, образовавшегося в результате формирования остаточной намагниченности материала, которая большей частью не превышает величины напряженности магнитного поля Земли ≅40 А/м.

Поэтому основной недостаток известного устройства связан с ограничением локализации ряда ферромагнитных неоднородностей, в частности мелких по размеру, слабомагнитных и т.д.

Конструкционные особенности данного устройства не позволяют радикально увеличить его чувствительность, что снижает с возрастанием расстояния до неоднородности достоверность и точность ее локализации.

В основу изобретения положена задача повышения эффективности диагностики внедренной в немагнитные среды ферромагнитной неоднородности путем создания комплексного феррозондового устройства, обеспечивающего значительное повышение достоверности и точности ее локализации, в том числе небольшой по размерам или слабомагнитной.

Поставленная задача решается тем, что в известном устройстве, содержащем ручку и металлический немагнитный защитный корпус, в котором установлены на немагнитной панели в одной плоскости ортогонально его продольной оси параллельно друг другу два чувствительных элемента, состоящие из пермаллоевых сердечников и катушек, обмотки которых соединены между собой градиентометрически и выполняют функции обмоток возбуждения и измерительной, согласно изобретению между чувствительными элементами установлена намагничивающая катушка. При этом:

- дополнительно установлена ортогонально первой паре чувствительных элементов вторая пара чувствительных элементов, состоящая из пермаллоевых сердечников и катушек, обмотки которых соединены между собой градиентометрически и выполняют функции обмоток возбуждения и измерительной;

- намагничивающая катушка выполнена на ферритовых кольцах.

Снабжение заявляемого устройства намагничивающей катушкой повысило достоверность и точность локализации ферромагнитной неоднородности за счет возможности ее локального намагничивания и, как следствие, увеличения величины ее магнитного поля рассеяния до уровня восприятия чувствительными элементами устройства, при этом обеспечило возможность осуществления двойного контроля неоднородности за счет работающей в разных режимах возбуждения намагничивающей катушки и установления чувствительных элементов устройства с обзором на ±180°, а также существенно расширило функциональные возможности устройства за счет увеличения областей для его практического использования и расширения номенклатуры контролируемой неоднородности.

На чертеже представлено в разных вариантах заявляемое устройство: а - для оперативной хирургии; б - для ферритометрии, неразрушающего контроля материалов.

Устройство выполнено в виде комплексного феррозондового преобразователя магнитного поля, содержащего ручку 1, металлический немагнитный защитный корпус 2, в котором установлены на немагнитной панели 3 в одной плоскости ортогонально его продольной оси параллельно друг другу два чувствительных элемента 4, 4', состоящие из пермаллоевых сердечников и катушек, обмотки которых соединены между собой градиентометрически и выполняют функции обмоток возбуждения и измерительной, при этом между чувствительными элементами 4, 4' установлена намагничивающая катушка 5, выполненная на ферритовых кольцах 6 (для снижения ее размеров и увеличения величины электромагнитного поля) и дополнительно установлена ортогонально первой паре чувствительных элементов 4, 4' вторая пара 7, 7', состоящая из пермаллоевых сердечников и катушек, обмотки которых соединены между собой градиентометрически и выполняют функции обмоток возбуждения и измерительной.

В качестве примера в устройстве использованы чувствительные элементы с рабочими параметрами 2×0,6 мм и 1,8×0,5 мм.

Устройство работает следующим образом.

При прохождении по обмоткам намагничивающей катушки 5 переменного тока заданной частоты (от генератора блока питания прибора) создается переменное электромагнитное поле, которое, воздействуя на ферромагнитный материал неоднородности, вызывает в нем вихревые токи. Они формируют вторичное электромагнитное поле, магнитная составляющая которого уже в зависимости от геометрической формы неоднородности определенным образом намагничивает ее материал. В результате чего вокруг неоднородности образуется достаточно сильное магнитное поле рассеяния по сравнению с полем при остаточной намагниченности материала. В феррозондовом преобразователе при прохождении по обмоткам возбуждения его чувствительных элементов 4, 4' и 7, 7', переменного тока с частой 50 Гц (от генераторов возбуждения) создается переменное магнитное поле, которое периодически доводит сердечники чувствительных элементов 4, 4' и 7, 7' до насыщения. В отсутствие ферромагнитной неоднородности малые величины ЭДС, наводимые в измерительных обмотках чувствительных элементов 4, 4' и 7, 7' от воздействия магнитного поля намагничивающей катушки 5, взаимно компенсируются, поскольку элементы работают по схеме градиентометра, и выходные сигналы, фиксируемые индикаторами прибора, будут отсутствовать. Причем на первую пару 4, 4' и вторую пару 7, 7' чувствительных элементов, установленных ортогонально друг к другу (±180° контроля) и к силовым линиям магнитного поля намагничивающей катушки 5, действуют только малые его величины, которые компенсируются, не снижая чувствительности элементов 4, 4' и 7, 7' даже к небольшой по размерам ферромагнитной неоднородности. При поднесении рабочего конца устройства к зоне расположения максимально намагниченной неоднородности ее магнитное поле рассеяния будет воздействовать на чувствительные элементы 4 и 7, в результате этого в их измерительных обмотках появится ЭДС, отличающаяся от чувствительных элементов 4' и 7'. Разницы величин ЭДС, передаваемые в виде выходных сигналов на индикаторы прибора, информируют об обнаружении неоднородности и позволяют установить ее форму и ориентацию относительно рабочего конца устройства. В физическом смысле данные величины ЭДС являются мерой продольных градиентов нормальной и тангенциальной компонент магнитного поля рассеяния ферромагнитной неоднородности, направленных относительно продольной оси устройства.

При необходимости устройство может также работает в режиме возбуждения обмотки намагничивающей катушки 5 постоянным током. Причем в этом режиме можно дополнительно перепроверять результаты локализации ферромагнитной неоднородности, путем временного отключения намагничивающей катушки 5 и исследования неоднородности уже при приобретенной ею в этот момент намагниченности, величина которой значительно выше, чем при сформировавшейся остаточной намагниченности неоднородности, но меньше, чем при ее максимальном намагничивании.

Таким образом, заявляемое устройство позволяет на качественно новом уровне повысить эффективность диагностики ферромагнитной неоднородности при оперативной хирургии, ферритометрии, неразрушающем контроле материалов. Благодаря предложенной комплексной конструкции устройства значительно увеличивается достоверность и точность локализации ферромагнитной неоднородности, в том числе небольшой по размеру или слабомагнитной, за счет возможности локального намагничивания неоднородности и, как следствие, увеличения величины ее магнитного поля рассеяния до уровня восприятия чувствительными элементами устройства, а также осуществления ее двойного контроля при ±180° сфере обзора. Приобретение устройством новых функциональных возможностей позволило существенно расширить области для его практического использования и диапазон номенклатуры контролируемой неоднородности.

1. Устройство для локализации ферромагнитной неоднородности в немагнитных средах, содержащее феррозондовый преобразователь, включающий металлический немагнитный защитный корпус, в котором установлены на немагнитной панели в одной плоскости, ортогонально его продольной оси, параллельно друг другу, два чувствительных элемента, состоящие из пермаллоевых сердечников и катушек, обмотки которых соединены между собой градиентометрически и выполняют функции обмоток возбуждения и измерительной, с возможностью их подключения к генератору возбуждения переменного тока, отличающееся тем, что между чувствительными элементами установлена намагничивающая катушка с возможностью ее подключения к генератору блока питания.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что дополнительно установлена ортогонально первой паре чувствительных элементов вторая пара чувствительных элементов, состоящая из пермаллоевых сердечников и катушек, обмотки которых соединены между собой градиентометрически и выполняют функции обмоток возбуждения и измерительной, с возможностью их подключения к генератору возбуждения переменного тока.

3. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что намагничивающая катушка выполнена на ферритовых кольцах.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к медицине, в частности к токсикологии, и может быть использовано при промывании желудка, содержащего твердые предметы, в частности, при отравлении таблетированными лекарственными средствами.

Изобретение относится к медицине, а именно к общей и глазной хирургии для локализации инородных предметов. .
Изобретение относится к медицине, а именно к травматологии, и может быть использовано при лечении открытых переломов длинных трубчатых костей в условиях чрескостного остеосинтеза.

Изобретение относится к медицине, в частности к общей хирургии, и предназначено для локализации инородных ферромагнитных тел при хирургическом извлечении их из тканей и органов человека, а также может быть использовано в измерительной технике для неразрушающего контроля качества материалов.

Изобретение относится к медицине, в частности к общей хирургии и предназначено для локализации инородных ферромагнитных тел при хирургическом извлечении их из тканей человека, а также может быть использовано в измерительной технике для неразрушающего контроля качества материалов.
Изобретение относится к медицине и может быть использовано для коррекции массы тела человека

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к устройствам для термо- и фотохромо-ультразвуковой терапии

Изобретение относится к способу улучшения калибровки и слежения за катетерами при кардиологическом вмешательстве с использованием предварительно полученных медицинских данных изображения

Изобретение относится к медицине, а именно к спектроскопическому способу определения в реальном времени скорости абляции в сердечной ткани in-vivo

Изобретение относится к способам и системам для управления электронными медицинскими устройствами. Способ управления устройством заключается в приведении множества медицинских устройств в контакт с телом пациента, осуществлении их соединения для поддерживания связи с пультом по цифровому интерфейсу, передаче сообщения по цифровому интерфейсу с пульта для одновременного приема множеством медицинских устройств и синхронизации медицинских устройств между собой в ответ на принятое сообщение. Сообщение является исходным радиочастотным импульсом, интерфейсы множества медицинских устройств содержат модем и контроллер, приемные схемы модемов выполнены с возможностью обнаружения исходных радиочастотных импульсов до их обработки основными схемами модемов и с возможностью сигнализировать контроллеру, когда обнаруживается радиочастотный импульс, а контроллер синхронизирует схемы медицинских устройств. Способ осуществляется посредством устройства, содержащего пульт, выполненный с возможностью передачи сообщения по первому цифровому интерфейсу одновременно нескольким получателям, и множество медицинских устройств, приводимых в контакт с телом пациента, которые содержат вторые цифровые интерфейсы, выполненные с возможностью одновременного приема сообщения, передаваемого пультом, и синхронизации между собой в ответ на прием сообщения. Использование изобретения позволяет синхронизировать работу медицинских устройств. 2 н. и 22 з.п. ф-лы, 2 ил.

Колесо // 2523742
Изобретение относится к транспортному машиностроению, в частности к колесам транспортных средств, включая кресла-коляски. В колесе, содержащем обод и пневмопокрышку, обод выполнен из металлического листа или пакета металлических листов с системой периферийных узлов равного шага, в которых крепятся оси колес с пневматическими шинами относительно малого диаметра. Рабочее давление в них исключает контакт соседних шин вне пятна контакта колеса с дорогой и гарантирует контакт соседних шин в пятне контакта колеса с дорогой. При этом оси колес с пневматическими шинами могут быть параллельными оси вращения основного колеса или тангенциально ориентированными по отношению к основному колесу. Использование предлагаемого технического решения упрощает технологию изготовления колес, расширяет функциональные возможности использования колес, улучшает эксплуатационные характеристики колес. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к средствам формирования медицинских изображений с помощью магнитных частиц. Устройство для перемещения целевого элемента, который содержит магнитный материал и активное вещество, по объекту его размещения в предварительно определенном положении внутри объекта и активации активного вещества содержит средство выбора, содержащее блок генератора сигнала поля выбора и элементы поля выбора, в частности магниты или катушки поля выбора, для генерирования магнитного поля выбора, имеющего такую картину в пространстве его напряженности магнитного поля, что в поле обзора формируются первая субзона, имеющая низкую напряженность магнитного поля, и вторая субзона, имеющая более высокую напряженность магнитного поля, средство возбуждения, содержащее блок генератора сигнала поля возбуждения и катушки поля возбуждения, и средство управления блоком генератора сигналов поля возбуждения для перемещения целевого элемента по объекту в направлении, предписываемом командами перемещения, для размещения целевого элемента в желаемом положении внутри объекта и для активации активного вещества, когда целевой элемент достиг желаемого положения. Способ перемещения целевого элемента осуществляется при работе устройства. Использование изобретения позволяет повысить точность при неинвазивном размещении внутри объекта и активизировать активные вещества посредством магнитного поля. 3 н. и 8 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к медицине. Система для определения местоположения рельефного ориентира на ортопедическом имплантате содержит устройство, выполненное с возможностью обработки в автоклаве. Упомянутое устройство содержит корпус, генератор поля для генерации электромагнитного поля, первый электромагнитный датчик для размещения на заданном расстоянии от рельефного ориентира и элемент, соединенный с корпусом с возможностью отсоединения. Корпус выполнен с возможностью обработки в автоклаве. Упомянутый генератор поля содержит множество элементов, генерирующих магнитное поле и расположенных внутри корпуса. Упомянутое устройство выполнено с возможностью функционирования после стерилизации в автоклаве. Первый электромагнитный датчик для размещения на заданном расстоянии от рельефного ориентира генерирует показания датчика в ответ на генерируемое электромагнитное поле. Упомянутый элемент определяет продольную ось, представляющую одну ось генерируемого электромагнитного поля. Система выполнена с возможностью использования одной оси генерируемого электромагнитного поля для определения положения элемента относительно рельефного ориентира. Изобретение обеспечивает возможность легкой стерилизации или обработки в автоклаве для повторного использования. 14 з.п. ф-лы, 62 ил.

Изобретение относится к медицинской технике. Система для подачи жидкости пациенту через кровеносный сосуд содержит трубку. Трубка оборудована устройством мониторинга положения ее дистального конца относительно кровеносного сосуда для определения, занимает ли дистальный конец положение внутри кровеносного сосуда. Устройство мониторинга содержит нагревательный элемент для нагрева дистального конца, узел датчика для генерирования измерительного сигнала и узел компаратора для сравнения уровня измерительного сигнала с опорным уровнем. Измерительный сигнал является показателем тепла, переданного наружной частью дистального конца. Опорный уровень равен величине, которую достигает измерительный сигнал в ответ на минимальную скорость потока в кровеносном сосуде. Применение изобретения обеспечит отслеживание подачи жидкости в кровеносный сосуд. 14 з.п. ф-лы, 11 ил.

Изобретение относится к области медицины, в частности к оперативной хирургии, и предназначено для локализации ферромагнитной неоднородности в виде инородных тел - частиц, стружек, предметов при хирургическом удалении их тканей и органов человека, а также может быть использовано для неразрушающего контроля качества материалов, в частности для локализации и измерения ферромагнитной неоднородности в виде инородной примеси или структурных изменений, связанных с образованием ферромагнитной фазы в немагнитных сталях

Наверх