PL219103B1

PL219103B1 - Device for magnetic field therapy

Info

Publication number: PL219103B1
Application number: PL389390A
Authority: PL
Inventors: Mieczysław Marciniak; Józef Grzybowski
Original assignee: Józef Grzybowski; Mieczysław Marciniak
Priority date: 2009-10-28
Filing date: 2009-10-28
Publication date: 2015-03-31
Also published as: PL389390A1

Description

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie do terapii polem magnetycznym mające zastosowanie przy leczeniu stanów zapalnych, ran, odleżyn i owrzodzeń, mające działanie przeciwbólowe, antyspastyczne, antyseptyczne oraz poprawiające krążenie krwi. Impulsy pola magnetycznego działają na procesy molekularne organizmu ludzkiego, wynikiem czego jest lepsza przemiana materii regeneracja organizmu dzięki skutecznemu usuwaniu z niego toksyn i lepszemu dotlenianiu.The subject of the invention is a magnetic field therapy device used in the treatment of inflammations, wounds, pressure ulcers and ulcers, having an analgesic, antispastic, antiseptic and blood circulation improvement effect. Magnetic field impulses affect the molecular processes of the human body, resulting in a better metabolism, regeneration of the body thanks to the effective removal of toxins from it and better oxygenation.

Znane są urządzenia magnetoterapeutyczne do przeprowadzania zabiegów związanych z polepszaniem krążenia krwi, przemiany materii, mające generatory prądu zasilające matę cewkową lub aplikatory, w których kształt impulsów prądowych jest formowany zazwyczaj przez mikrokomputerowy sterownik urządzenia na podstawie programów umożliwiających modyfikowanie amplitudy, częstości impulsów i wyboru ich typu. Urządzenia te generują impulsy typu sinusoidalnego, trójkątnego, prostokątnego lub impulsy szpilkowe o zadanej obwiedni i ustawianych parametrach amplitudowoczasowych. Dla zwiększenia skuteczności oddziaływania pola mata i aplikatory pola magnetycznego przyłączane są w tych urządzeniach poprzez układ zmiany polarności impulsu, co powoduje odwrócenie kierunku wektora pola magnetycznego. Często dla złożonej obwiedni impulsów, szczególnie w przypadku impulsów szpilkowych, generowany jest smog elektromagnetyczny o szerokim widmie częstotliwości. Impulsy szpilkowe mogą przez indukcyjność cewek elektromagnetycznych spowodować zakłócenia w układach małej mocy w tym w elektronicznych implantach. Układy wyjściowe tych urządzeń zwykle bazują na liniowych wzmacniaczach mocy. Urządzenia te zasilają matę cewkową lub aplikatory pola magnetycznego w układzie dwuprzewodowym. Zazwyczaj jeden z tych przewodów jest przewodem masowym. Doprowadzany prąd elektryczny o żądanej wartości wytwarza pole magnetyczne o wektorze skierowanym odpowiednio do kierunku przepływającego prądu. Wytwarzane pole magnetyczne kształtowane jest układem cewek i natężeniem prądu przez nie płynącego. Dla uzyskania wymaganego rozkładu pola magnetycznego budowane są różnego kształtu aplikatory w postaci mat, pierścieni, rękawów lub poduszek. Urządzenia te mają określoną geometrię cewek i stałą konfigurację rozkładu linii pola magnetycznego. Moc wyjściowa tych urządzeń zamieniana na pole magnetyczne nie przekracza kilkunastu watów.There are known magnetotherapeutic devices for carrying out procedures related to the improvement of blood circulation and metabolism, having current generators supplying a coil mat or applicators, in which the shape of the current pulses is usually formed by a microcomputer device controller based on programs that allow modifying the amplitude, frequency of pulses and the selection of their type . These devices generate pulses of a sinusoidal, triangular, rectangular type or spike pulses with a given envelope and set amplitude-time parameters. In order to increase the effectiveness of the field interaction, the mat and magnetic field applicators are connected in these devices by the system of changing the pulse polarity, which causes the direction of the magnetic field vector to be reversed. Often, electromagnetic smog with a wide frequency spectrum is generated for a complex pulse envelope, especially for spike pulses. Pin pulses can cause disturbances in low-power systems, including electronic implants, due to the inductance of electromagnetic coils. The output circuits of these devices are usually based on linear power amplifiers. These devices feed the coil mat or magnetic field applicators in a two-wire system. Typically one of these wires is a ground wire. The supplied electric current of the desired value creates a magnetic field with the vector directed according to the direction of the flowing current. The generated magnetic field is shaped by the system of coils and the intensity of the current flowing through them. In order to obtain the required distribution of the magnetic field, applicators of various shapes in the form of mats, rings, sleeves or pillows are built. These devices have a specific coil geometry and a fixed magnetic field line distribution configuration. The output power of these devices converted into a magnetic field does not exceed several watts.

Obecnie stosowane urządzenia do terapii magnetycznej wyposażane są dodatkowo w aplikatory optyczne z diodami LED, które generują światło o długości fali 670 nm i zasilane są impulsami prądowymi o kształcie i parametrach analogicznych jak dla maty cewkowej i aplikatorów pola magnetycznego, z tym, że aplikator optyczny działa przy wyższych wartościach sygnału. Działanie aplikatora optycznego LED jest analogiczne do urządzeń laserowych.Currently used devices for magnetic therapy are additionally equipped with optical applicators with LED diodes, which generate light with a wavelength of 670 nm and are supplied with current pulses with the shape and parameters analogous to those for the coil mat and magnetic field applicators, but the optical applicator works at higher signal values. The operation of the LED optical applicator is analogous to that of laser devices.

Istota rozwiązania według wynalazku polega na tym, że mata cewkowa i aplikatory pola magnetycznego włączane są pomiędzy sterowane stabilizatory napięcia. Sterowanie stabilizatorów generujących impulsy prądowe odbywa się mikrokomputerem jednoukładowym poprzez przetworniki cyfrowo-analogowe. Aplikator optyczny włączony jest z pominięciem stabilizatora napięcia dodatniego.The essence of the solution according to the invention lies in the fact that the coil mat and magnetic field applicators are connected between the controlled voltage stabilizers. Stabilizers generating current pulses are controlled by a single-chip microcomputer through digital-to-analog converters. The optical applicator is turned on without the positive voltage stabilizer.

Przedmiot wynalazku w przykładzie wykonania jest odtworzony na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat blokowy urządzenia magnetoterapeutycznego, a fig. 2 - konfiguracje połączeń cewek w macie w układzie szeregowym, równoległym i szeregowo-równoległym.The subject of the invention in an exemplary embodiment is reproduced in the drawing, in which Fig. 1 shows a block diagram of a magnetotherapeutic device, and Fig. 2 shows the configurations of the connections of the coils in the mat in a series, parallel and series-parallel arrangement.

Mata cewkowa i aplikator magnetyczny włączane są w punktach a i b. Napięcie zasilające urządzenie +Uz przyłączone jest do sterowanych monolitycznych stabilizatorów liniowych napięcia 3 i 1. Stabilizator 3 zasila układy elektroniczne urządzenia oraz stabilizator 4 zasilający mikrokomputer i wyświetlacz urządzenia. Stabilizator napięcia dodatniego 1 zasila główny obwód szeregowy z układem zmiany polaryzacji impulsu 8 z przyłączoną matą cewkową 5 podłączoną do urządzenia w układzie czteroprzewodowym. Stabilizator napięcia ujemnego 2 i rezystor pomiaru prądu R przyłączony jest do drugiego bieguna zasilania -Uz. Na wyjściu układu zmiany polaryzacji impulsu 8, poza matą cewkową 5, może być włączony aplikator magnetyczny miejscowy 6. Stabilizatory 1 i 2 są sterowane odpowiednio przetwornikami cyfrowo-analogowymi DAC1 i DAC2, co pozwala na zmianę wartości napięcia zasilającego matę cewkową od zera do wartości granicznej, wymuszając odpowiedni prąd maty cewkowej. W ten sposób można uzyskać liniowy zakres amplitudy generowanych impulsów od wartości miliwoltów do kilkunastu woltów. Jednocześnie właściwości monolitycznych stabilizatorów poprzez ich wewnętrzne zabezpieczenia nadprądowe i termiczne oraz nadnapięciowe zabezpieczają obwód główny zasilania maty cewkowej i aplikatorów. Spadek napięcia na rezystorze R jest proporcjonalny do prądu płynącego przez matę cewkową 5 lub aplikator miejscowy 6 albo 7 i mierzony jest mikrokomputerem przez przetwornik analogowo-cyfrowy ADC, umożliwia to diagnostykę sprawnościThe coil mat and the magnetic applicator are turned on in points a and b. The device supply voltage + Uz is connected to the controlled monolithic linear voltage stabilizers 3 and 1. The stabilizer 3 supplies the electronic systems of the device and the stabilizer 4 supplying the microcomputer and device display. The positive voltage stabilizer 1 supplies the main series circuit with the impulse polarity reversal system 8 with a coil mat 5 connected to the device in a four-wire system. The negative voltage stabilizer 2 and the current measurement resistor R are connected to the second supply pole -Uz. On the output of the impulse polarity change system 8, apart from the coil mat 5, a local magnetic applicator may be switched on 6. The stabilizers 1 and 2 are controlled respectively by digital-to-analog converters DAC1 and DAC2, which allows the voltage supplying the coil mat to be changed from zero to the limit value forcing the appropriate current to the coil mat. In this way, a linear range of the amplitude of the generated pulses can be obtained, from millivolts to several volts. At the same time, the properties of monolithic stabilizers, through their internal overcurrent and thermal and overvoltage protections, protect the main power supply circuit of the coil mat and applicators. The voltage drop across the resistor R is proportional to the current flowing through the coil mat 5 or the 6 or 7 spot applicator and is measured by a microcomputer through an ADC analog-to-digital converter, which enables efficiency diagnostics

PL 219 103 B1 urządzenia. Włączenie maty cewkowej 5 do obwodu stabilizatorów 1 i 2 następuje poprzez zmianę układu polaryzacji impulsu 8 oraz przez odpowiednie przełączanie zestyków S1, S2, S3, S4 przekaźnika P sterowanego mikrokomputerem, co powoduje zmianę kierunku płynącego prądu w części uzwojeń L1 i L2 maty cewkowej 5. Powoduje to, przy odpowiedniej geometrii cewek maty cewkowej 5, wytworzenie zamkniętych linii sił pola magnetycznego i lokalne zwiększenie oddziaływania strumienia pola magnetycznego przy tym samym impulsie zasilającym. Aplikator optyczny 7 z diodami LED, włączony z pominięciem stabilizatora 2, pracuje od progowego napięcia wynoszącego zwykle 2.4V do kilku woltów, co umożliwia w szerszym zakresie wykorzystanie impulsów napięcia generowanego przez urządzenie.PL 219 103 B1 devices. Connecting the coil mat 5 to the circuit of stabilizers 1 and 2 takes place by changing the polarity of the impulse 8 and by appropriate switching of the contacts S1, S2, S3, S4 of the P relay controlled by the microcomputer, which changes the direction of the current flowing in part of the windings L1 and L2 of the coil mat 5. This results, with a suitable geometry of the coils of the coil mat 5, in the generation of closed magnetic field lines of force and a local increase in the influence of the magnetic flux at the same power pulse. The optical applicator 7 with LED diodes, switched on bypassing the stabilizer 2, operates from a threshold voltage of usually 2.4V up to a few volts, which allows a wider use of the voltage pulses generated by the device.

Urządzenie według wynalazku generuje impulsy z ograniczonym widmem sygnału niepowodujące smogu elektromagnetycznego, zwłaszcza wysokich częstotliwości. Urządzenie wyróżnia się od dotychczasowych rozwiązań tym, że mata cewkowa ma przełączany kierunek przepływu prądu dla wydzielonej grupy cewek L1 i L2 poprzez ich odwrotne włączenie do obwodu. Sposób przyłączania maty dla zgodnego przepływu prądu przez uzwojenia cewek powoduje wytworzenie przez cewki maty strumienia pola magnetycznego o zgodnym kierunku linii sił pola i wytworzenie tej samej polarności pola magnetycznego nad matą cewkową. Przełączenie części uzwojeń maty cewkowej powoduje zmianę polarności pola magnetycznego wytworzonego przez komutowaną grupę cewek.The device according to the invention generates pulses with a limited signal spectrum that do not cause electromagnetic smog, especially high frequency. The device differs from the previous solutions in that the coil mat has a switchable direction of the current flow for a separate group of coils L1 and L2 by their reverse inclusion in the circuit. The method of attaching the mat for consistent current flow through the coil windings causes the mat coils to produce a magnetic flux in the consistent direction of the field force lines and to produce the same magnetic field polarity over the coil mat. The switching of some of the coil mat windings changes the polarity of the magnetic field generated by the commutated group of coils.

Mata zasilana w punktach a i b ma zespół cewek podzielony na dwie grupy przyłączane do urządzenia w punktach ABCD. Pierwsza grupa cewek przyłączana jest do zacisków A i B a druga grupa - do zacisków C i D. Podczas pracy urządzenia mata połączona jest czteroprzewodowo w dwóch konfiguracjach.The mat fed in points a and b has a set of coils divided into two groups connected to the device at points ABCD. The first group of coils is connected to terminals A and B, and the second group - to terminals C and D. During operation of the device, the mat is connected with four wires in two configurations.

W pierwszej konfiguracji prąd płynie od zacisku A, a następnie przez pierwszą grupę cewek do zacisku B, który jest połączony z zaciskiem C i kolejno przez drugą grupę cewek do zacisku D. Wytworzone pole magnetyczne dla tak połączonych cewek jest nazwane polem otwartym.In a first configuration, current flows from terminal A, then through the first group of coils to terminal B, which is connected to terminal C, and successively through the second group of coils to terminal D. The magnetic field generated for the coils so connected is called an open field.

W drugiej konfiguracji prąd płynie do zacisku A, a następnie przez pierwszą grupę cewek do zacisku B, połączonego z zaciskiem D i przez drugą grupę cewek do zacisku C. Wytworzone w ten sposób pole magnetyczne dla przeciwnie połączonych cewek nazwane jest jako zamknięte.In a second configuration, the current flows to terminal A, then through the first group of coils to terminal B connected to terminal D and through the second group of coils to terminal C. The magnetic field thus created for the oppositely connected coils is named closed.

Grupy cewek mogą być połączone szeregowo, równolegle lub szeregowo-równolegle, przez zmianę połączeń zacisków ABCD, zaś geometria cewek może przyjmować różne formy. Rozmieszczenie cewek w macie lub aplikatorze może być planarne lub przestrzenne a ich przełączanie odbywa się przez układ komutujący P na podstawie programu urządzenia magnetoterapeutycznego.The coil groups can be connected in series, parallel or series-parallel by changing the ABCD terminal connections, and the geometry of the coils can take various forms. The arrangement of the coils in the mat or applicator may be planar or spatial, and their switching takes place by the P commutating system on the basis of the program of the magnetotherapeutic device.

Zaletą rozwiązania według wynalazku jest uzyskanie różnorodnego rozkładu linii pola magnetycznego, przez wzajemne oddziaływanie strumienia magnetycznego przy różnych połączeniach cewek, co powoduje wywołanie lokalnie większych natężeń pola magnetycznego przy tym samym prądzie wpływającym. Wpływa to na polepszenie terapii poprzez oddziaływanie intensywniejszym strumieniem pola w miejscu urazu.The advantage of the solution according to the invention is to obtain a different distribution of the magnetic field lines by the interaction of the magnetic flux at different connections of the coils, which causes locally higher magnetic field strengths with the same influencing current. It influences the improvement of the therapy by acting with a more intense flux of the field at the site of the injury.

Claims

1. A device for magnetic field therapy, comprising a controller, a power supply, a coil mat and a magnetic and optical applicator equipped with a single-chip microcomputer, characterized in that the coil mat 5 and the magnetic field applicator 6 are connected between a controlled linear positive voltage stabilizer 1 and a linear voltage stabilizer negative 2, while the optical applicator 7 is connected to the circuit, bypassing the stabilizer 2.

2. The device according to claim Device according to claim 1, characterized in that the output circuits of the device, instead of linear amplifiers, use connected voltage stabilizers controlled by digital-to-analog converters DAC1 and DAC2, guaranteeing the correct generation of the pulse and providing additional overvoltage, overcurrent and thermal protection of the device circuits.

3. The device according to claim The coil unit according to claim 1, characterized in that the set of coils is divided into two groups connected at points (ABCD), the first group of coils being connected to the terminals (AB) and the second - to the terminals (CD), and during operation of the device the mat is connected to it four-wire in two configurations.

4. The device according to claim 1 The method of claim 1, characterized in that the coil mat including coils to achieve the required magnetic field has a switchable direction of current flow for a dedicated group of coils by being inversely connected to the circuit, and the groups of coils can be

Connected in series, parallel, or series-parallel, the geometry of the coils may take different geometrical forms and the arrangement of the coils is planar or spatial, the coils being switched by a magnetotherapeutic device and the coil mat having a multi-wire connection to the coils.