PL219103B1 - Urządzenie do terapii polem magnetycznym - Google Patents

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.

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.

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.

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.

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.

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 sprawności

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

Claims (4)

1. Urządzenie do terapii polem magnetycznym, zawierające sterownik, zasilacz, matę cewkową oraz aplikator magnetyczny i optyczny wyposażone w mikrokomputer jednoukładowy, znamienne tym, że mata cewkowa 5 i aplikator pola magnetycznego 6 włączone są pomiędzy sterowany liniowy stabilizator napięcia dodatniego 1 i liniowy stabilizator napięcia ujemnego 2, natomiast aplikator optyczny 7 włączony jest do obwodu z pominięciem stabilizatora 2.

2. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że obwody wyjściowe urządzenia w miejsce wzmacniaczy liniowych wykorzystują połączone sterowane przetwornikami cyfrowo-analogowymi DAC1 i DAC2 stabilizatory napięcia gwarantujące poprawne generowanie impulsu i pełniące dodatkowe zabezpieczenie nadnapięciowe, nadprądowe i termiczne obwodów urządzenia.

3. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że zespół cewek podzielony jest na dwie grupy przyłączane w punktach (ABCD), przy czym pierwsza grupa cewek jest przyłączona do zacisków (AB) a druga - do zacisków (CD), zaś podczas pracy urządzenia mata jest podłączona do niego czteroprzewodowo w dwóch konfiguracjach.

4. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że mata cewkowa, zawierająca cewki umożliwiające uzyskanie wymaganego pola magnetycznego, ma przełączany kierunek przepływu prądu dla wydzielonej grupy cewek przez ich odwrotne włączenie do obwodu, zaś grupy cewek mogą być

PL 219 103 B1 połączone szeregowo, równolegle lub szeregowo-równolegle i kształt geometrii cewek może przyjmować różne formy geometryczne a rozmieszczenie cewek jest planarne lub przestrzenne, przy czym cewki są przełączane przez urządzenie magnetoterapeutyczne oraz mata cewkowa ma wieloprzewodowe przyłączanie cewek.