Скачать PDF файл.

Текст

Смотреть все

(12) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ АППАРАТ ДЛЯ МАГНИТОЛАЗЕРНОЙ ТЕРАПИИ(71) Заявители Государственное научное учреждение Институт физики имени Б.И. Степанова Национальной академии наук Беларуси Научно-производственный кооператив Люзар(72) Авторы Плавский Виталий Юльянович Мостовников Василий Андреевич Рябцев Александр Борисович Мостовникова Галина Ростиславовна Плавская Людмила Геннадьевна Мостовников Андрей Васильевич Леусенко Игорь Александрович Гиневич Валерий Валерьевич(73) Патентообладатели Государственное научное учреждение Институт физики имени Б.И. Степанова Национальной академии наук Беларуси Научнопроизводственный кооператив Люзар(57) 1. Аппарат для магнитолазерной терапии, включающий источник постоянного магнитного поля в виде кольцевого магнита и источник лазерного излучения в виде лазерного диода, установленного вдоль оси магнита, отличающийся тем, что кольцевой магнит содержит сердечник, выполненный из магнитомягкого материала в виде пластины с отверстием, расположенной на поверхности магнита со стороны, обращенной к лазерному диоду, и трубки, расположенной вдоль оси магнита таким образом, что торцевая поверхность трубки, обращенная к объекту воздействия, расположена заподлицо с магнитом, а противоположный конец трубки установлен в отверстие пластины, причем трубка установлена с возможностью плавного перемещения относительно магнита, а ее внутренний диаметр превышает максимальный размер поперечного сечения пучка лазерного излучения. 2. Аппарат для магнитолазерной терапии по п. 1, отличающийся тем, что между лазерным диодом и сердечником расположен коллиматор, оптически связанный с лазерным диодом.(56) 1. Иоаннисиан А.Б., Симаков В.Н., Фольц В.А. Портативные аппараты для магнитолазерной терапии // Оптический журнал. - 1994. -6. - С. 46-48 2. Москвин Эффективность лазерной терапии. - М. НПЛЦ Техника, 2003. С. 202-218. Полезная модель относится к медицине, а именно к физиотерапии, и может быть использована для лечения широкого круга заболеваний различного генеза путем одновременного воздействия низкоинтенсивным лазерным излучением и постоянным магнитным полем на очаги поражения наружной локализации, а также путем транскутанного надвенного воздействия на кровь. Известно устройство для магнитолазерной терапии - аппарат магнитолазерный терапевтический Изель, производства ГНПО Оптика, г. Санкт-Петербург 1, предназначенный для лечения заболеваний сердца и органов дыхания. Аппарат содержит рабочий орган, выполненный в виде головки стетофонендоскопа, по периметру акустической полости которого установлен кольцевой магнит, создающий магнитное поле, ориентированное перпендикулярно контактной поверхности. В аппарате используется лазерный диод,расположенный по оси головки стетофонендоскопа и шесть светодиодов, установленных по окружности вокруг лазерного диода. Площадь комплексного облучения составляет 10 см 2. Недостатком аппарата является слабовыраженный терапевтический эффект, обусловленный слабым синергизмом действия постоянного магнитного поля и оптического излучения вследствие лишь частичного совпадения их зон воздействия. Другой причиной низкой терапевтической эффективности аппарата Изель является отсутствие поляризации излучения у светодиодных источников. Кроме того, высокая расходимость оптического излучения не обеспечивает необходимой плотности мощности на облучаемой поверхности, а постоянство магнитного поля не позволяет оптимизировать процедуру лечения пациентов разных возрастных групп, учитывать индивидуальные физиологические особенности пациента. Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является аппарат лазерной терапии Мустанг-2000, производства фирмы Техника, г. Москва 2. Аппарат включает в себя лазерный излучатель, содержащий лазерный диод с высокой расходимостью излучения. К лазерному излучателю прикреплены съемные магнитные насадки в виде кольцевых магнитов, расположенных таким образом, что излучение лазерного диода проходит вдоль оси магнита. Каждая из съемных магнитных насадок характеризуется различным значением магнитной индукции и, кроме того, значения магнитной индукции с двух сторон каждой насадки отличаются. Ступенчатое изменение напряженности магнитного поля, действующего на участок тела пациента, достигается за счет изменения положения стороны насадки относительно объекта воздействия либо за счет замены одной насадки другой, характеризующейся иным значением магнитной индукции. Недостатком аппарата Мустанг-2000 являются его ограниченные терапевтические возможности, обусловленные тем, что магнитное поле максимальной напряженности и лазерное излучение действуют на разные рядом расположенные участки тела, что уменьшает эффект синергизма при воздействии этих физических факторов. Указанный недостаток является следствием того, что максимальное значение магнитной индукции в плоскости кольцевого магнита наблюдается для участков, расположенных в зоне проекции тела магнита, тогда как около оси магнита магнитная индукция имеет минимальные значения. Кроме того, в известном аппарате отсутствует возможность плавного изменения напряженности магнитного поля и снижения расходимости оптического излучения. Это также уменьшает терапевтический эффект вследствие уменьшения глубины проникновения излучения в ткань. 2 23922005.12.30 Задачей предлагаемой полезной модели является создание магнитолазерного терапевтического аппарата, обеспечивающего повышение терапевтического эффекта за счет увеличения магнитной индукции, создаваемой кольцевым магнитом в зоне воздействия лазерным излучением возможности плавной регулировки магнитной индукции в зоне воздействия лазерным излучением повышения плотности мощности и биологической активности лазерного излучения посредством снижения его расходимости. Поставленная задача решается следующим образом. В аппарате для магнитолазерной терапии, включающем источник постоянного магнитного поля в виде кольцевого магнита и источник лазерного излучения в виде лазерного диода, установленного вдоль оси магнита, кольцевой магнит содержит сердечник, выполненный из магнитомягкого материала в виде пластины с отверстием, расположенной на поверхности магнита со стороны, обращенной к лазерному диоду, и трубки, расположенной вдоль оси магнита таким образом,что торцевая поверхность трубки, обращенная к объекту воздействия, расположена заподлицо с магнитом, а противоположный конец трубки установлен в отверстие пластины, с возможностью плавного перемещения трубки относительно магнита, причем внутренний диаметр трубки превышает максимальный размер поперечного сечения пучка лазерного излучения. В предлагаемом аппарате для магнитолазерной терапии предусмотрена возможность установки между лазерным диодом и сердечником коллиматора, оптически связанного с лазерным диодом. Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг. 1 показан общий вид аппарата для магнитолазерной терапии на фиг. 2 - общий вид насадки, обеспечивающей возможность изменения магнитной индукции в зоне воздействия лазерным излучением на фиг. 3 - общий вид аппарата для магнитолазерной терапии, содержащего коллиматор для изменения расходимости излучения на фиг. 4 - распределение магнитной индукции на поверхности насадки в виде кольцевого магнита кривая 1 - в отсутствие сердечника кривая 2 - для сердечника, выполненного в виде пластины с отверстием, расположенной на поверхности магнита со стороны, обращенной к лазерному диоду кривая 3 - для сердечника, выполненного в виде трубки, расположенной вдоль оси магнита кривая 4 - для сердечника, выполненного в виде пластины с отверстием, расположенной на поверхности магнита со стороны, обращенной к лазерному диоду, и трубки, расположенной вдоль оси магнита на фиг. 5 - изменение магнитной индукции в центре насадки при изменении расстояния между поверхностью магнита и торцом трубки кривая 1 - для сердечника, выполненного в виде трубки, расположенной вдоль оси магнита кривая 2 - для сердечника,выполненного в виде пластины с отверстием, расположенной на поверхности магнита со стороны, обращенной к лазерному диоду, и трубки, расположенной вдоль оси магнита. Предлагаемый аппарат для магнитолазерной терапии, показанный на фиг. 1, содержит источник питания, который на чертеже не показан, лазерный излучатель, в корпусе 1 которого зафиксирован лазерный диод 2, а также кольцевой магнит 3 с сердечником, выполненным из магнитомягкого материала в виде трубки 4 и пластины 5 с отверстием в центре. Трубка 4 установлена вдоль оси магнита таким образом, что торцевая поверхность трубки 4, обращенная к объекту воздействия, расположена заподлицо с магнитом 3, а противоположный конец трубки 4 установлен в отверстие пластины 5, расположенной на поверхности магнита 3 со стороны, обращенной к лазерному диоду 2. Кольцевой магнит 3,трубка 4 и пластина 5 зафиксированы в насадке 6, изготовленной из немагнитных материалов, таких как алюминиевые сплавы или пластмасса. В качестве магнитомягкого материала сердечника используется сталь электротехническая. Кольцевой магнит 3 изготовлен из феррита и имеет следующие габаритные размеры внешний диаметр - 37 мм, внутренний диаметр - 18 мм, высота - 6 мм. Внутренний диа 3 23922005.12.30 метр трубки 4 превышает максимальный размер поперечного сечения пучка лазерного излучения для исключения возможности его экранирования. Трубка 4 имеет следующие размеры внешний диаметр - 6 мм, внутренний диаметр - 5 мм, длина - 15 мм. Пластина 5 характеризуется внешним диаметром - 39 мм, внутренним диаметром - 6 мм, толщиной - 1 мм. Толщина плоской стенки насадки 6, обращенной к объекту воздействия, минимальна и составляет 0,5 мм. Насадка 6 зафиксирована к корпусу 1 лазерного излучателя с помощью резьбового соединения. Лазерный диод, применяемый в качестве источника излучения, в зависимости от предполагаемой области использования, характеризуется одной из длин волн в ближней инфракрасной или видимой области спектра, работает в непрерывном, модулированном или импульсном режиме. Средняя мощность излучения лазерных диодов, работающих в непрерывном режиме, составляет от 5 до 500 мВт. При работе в импульсном режиме с длительностью импульса по полуширине 50-200 нс средняя мощность одного импульса составляет 2-20 Вт, частота следования импульсов - 1 Гц - 5 кГц. В частности, нами созданы аппараты для магнитолазерной терапии с использованием лазерных диодов, работающих в непрерывном режиме с длиной волны 0,81, 0,85, 0,98 и 1,06 мкм, средней мощностью излучения на выходе 60-500 мВт, а также с длиной волны 0,67 и 0,78 мкм, средней мощностью излучения на выходе 1-30 мВт. Созданный нами магнитолазерный терапевтический аппарат, работающий в импульсном режиме, характеризуется мощностью одного импульса 5 Вт, частотой следования импульсов - 1 Гц - 5 кГц. Для изменения напряженности воздействующего на объект магнитного поля в зоне действия оптического излучения в предлагаемом аппарате для магнитолазерной терапии предусмотрено перемещение кольцевого магнита 3 с пластиной 5 и насадкой 6 относительно трубки 4. Перемещение осуществляется вдоль стрелки, показанной на фиг. 2. Поскольку излучение на выходе лазерных диодов некоторых типов характеризуется высокой расходимостью, то в предлагаемом аппарате предусмотрена корректировка расходимости излучения, включая получение коллимированного луча. Необходимость снижения расходимости излучения вызвана тем, что величина фотобиологически значимой глубины проникновения излучения в ткань для коллимированного луча выше, чем для расходящегося излучения той же длины волны. Для корректировки расходимости излучения лазерного диода 2 в корпусе 1 излучателя со стороны, обращенной к объекту воздействия,установлен коллиматор 7. Общий вид аппарата для магнитолазерной терапии, содержащего коллиматор 7 для изменения расходимости излучения, представлен на фиг. 3. Между лазерным диодом 2 и коллиматором 7 установлена пружина сжатия 8. Аппарат работает следующим образом. Источник питания аппарата обеспечивает подачу электрического напряжения заданных характеристик на лазерный диод 2, закрепленный в корпусе 1 лазерного излучателя, фиг. 1, 3. Лазерный диод 2, показанный на фиг. 1, 3, генерирует поляризованное расходящееся лазерное излучение. При применении в качестве источников излучения лазерных диодов с невысокой, например 8-12, расходимостью излучения в предлагаемом аппарате используется конструктивное решение, приведенное на фиг. 1. В этом случае излучение лазерного диода 2 проходит через насадку 6, содержащую кольцевой магнит 3 и сердечник, выполненный из магнитомягкого материала, и включающий пластину 5 с отверстием, расположенную на поверхности магнита 3 со стороны, обращенной к источнику оптического излучения, и трубку 4, расположенную вдоль оси магнита 3 таким образом, что сторона магнита 3, обращенная к объекту воздействия,находится заподлицо с торцевой поверхностью трубки 4. Распределение магнитной индукции на поверхности насадки 6 представлено на фиг. 4. Величину магнитной индукции контролировали с помощью миллитесламетра портативного универсального ТП 2-2 У, фиксируя его датчик на уровне поверхности насадки 6, обращенной к объекту воздействия. При этом датчик последовательно перемещался вдоль радиусанасадки от ее центра к периферии - фиг. 2. Основная относительная погреш 4 23922005.12.30 ность измерения магнитной индукции постоянного магнитного поля в измеряемом диапазоне значений для миллитесламетра ТП 2-2 У не превышает 2,9 . За нулевую точку по осина графике, представленном на фиг. 4, принята точка, расположенная на поверхности насадки 6 со стороны, обращенной к объекту воздействия, и соответствующая оси магнита, то есть его центру. При этом величинаувеличивается по мере перемещения датчика миллитесламетра от центра к периферии насадки 6. Кривая 1, показанная на фиг. 4, демонстрирует распределение магнитной индукции на поверхности насадки 6, создаваемой кольцевым магнитом 3 при отсутствии сердечника. То есть кривая 1 характеризует распределение магнитного поля, создаваемого собственно кольцевым магнитом 3. Как видно из кривой, максимальное по абсолютной величине значение магнитной индукции наблюдается на расстоянии 12-15 мм от центра насадки и составляет В 72-77 мТл. Поскольку внутренний диаметр магнита составляет 18 мм, а внешний диаметр - 37 мм, то, как следует из приведенных данных, максимальное значение магнитной индукции наблюдается в области, расположенной над проекцией тела магнита. В то же время магнитная индукция, измеренная в тех же условиях в центре магнита,составляет В 20 мТл. Следует отметить, что при перемещении датчика миллитесламетра от центра магнита к его периферии наблюдается изменение полярности магнитного поля, что является причиной наличия как положительных значений магнитной индукции,так и значений со знаком минус, как это следует из фиг. 4. Таким образом, при отсутствии сердечника абсолютное значение магнитной индукции в центре кольцевого магнита в 3-4 раза ниже значения, регистрируемого в зоне проекции тела магнита. Как показали проведенные измерения, не влияет существенным образом на распределение магнитной индукции вдоль поверхности насадки 6, измеренной со стороны, обращенной к объекту воздействия, и наличие пластины 5 с отверстием, выполненной из магнитомягкого материала и расположенной на плоскости магнита 3 со стороны, обращенной к источнику оптического излучения 2. Данный вывод следует из кривой 2, представленной на фиг. 4. Как видно из приведенных данных, максимальное значение магнитной индукции в центре насадки 6 составляет В 27 мТл, тогда как в зоне проекции тела магнита в тех же условиях В 74-78 мТл. То есть в данном случае магнитная индукция в центре насадки 6 практически в 3 раза ниже абсолютного значения магнитной индукции в зоне проекции тела магнита 3. Более выраженное перераспределение магнитной индукции вдоль поверхности насадки 6 со стороны, обращенной к объекту воздействия, наблюдается при использовании в качестве сердечника трубки 4, изготовленной из магнитомягкого материала и расположенной вдоль оси магнита 3. Распределение магнитной индукции при наличии сердечника из магнитомягкой стали, выполненного в виде трубки 4, расположенной вдоль оси магнита таким образом, что сторона магнита, обращенная к объекту воздействия, находится заподлицо с торцевой поверхностью трубки 4, представлено на кривой 3, фиг. 4. Отметим, что при вышеуказанных измерениях пластина 5 с отверстием на магнит 3 не устанавливалась. Как следует из представленных данных, наличие сердечника, выполненного в виде трубки 4,приводит к повышению магнитной индукции в центре насадки при ее измерении со стороны объекта воздействия до В 52 мТл. Еще большее значение магнитной индукции наблюдается на расстоянии 2-3 мм от центра насадки 6, то есть в области проекции стенок трубки 4. На данном расстоянии В 58 мТл. Величина магнитной индукции над телом магнита не изменилась по сравнению с другими вариантами расположения сердечников и составляет В 70-75 мТл при 12-15 мм. Однако наибольшее значение магнитной индукции в области воздействия лазерного излучения, то есть в центральной зоне проекции насадки 6, наблюдается при использовании сердечника, выполненного в виде трубки 4 и пластины 5 с отверстием, изготовленных из магнитомягкого материала. Распределение магнитной индукции при наличии сердеч 5 23922005.12.30 ника, выполненного из магнитомягкой стали в виде пластины 5 с отверстием, расположенной на поверхности магнита 3 со стороны, обращенной к источнику лазерного излучения, и трубки 4, расположенной вдоль оси магнита 3 таким образом, что сторона магнита 3, обращенная к объекту воздействия, находится заподлицо с торцевой поверхностью трубки 4,представлено на фиг. 4, кривая 4. Как следует из представленных данных, такой сердечник вызывает перераспределение магнитной индукции таким образом, что в центре насадки 6 магнитная индукция имеет значение В 73 мТл, близкое к величине магнитной индукции, регистрируемой над проекцией тела магнита 3, для которой В 74-78 мТл при 12-15 мм. Отметим при этом, что над проекцией стенок трубки 4, то есть на расстоянии 2-3 мм от центра насадки 6, величина В 78 мТл, что соответствует значению, измеряемому над проекцией тела магнита. Результаты, приведенные на фиг. 4, свидетельствуют, что наиболее оптимальным решением для создания максимальной величины магнитной индукции в зоне воздействия лазерным излучением является использованием сердечника, изготовленного из магнитомягкого материала и включающего трубку 4, расположенную вдоль оси магнита 3, и пластину 5 с отверстием, расположенную на поверхности магнита 3 со стороны, обращенной к источнику излучения. При необходимости изменения магнитной индукции в зоне воздействия лазерным излучением производится перемещение насадки 6, содержащей кольцевой магнит 3 и пластину 5 с отверстием, выполненную из магнитомягкого материала и расположенную на поверхности магнита 3 со стороны, обращенной к источнику оптического излучения, относительно трубки 4, расположенной вдоль оси магнита и выполненной из магнитомягкого материала, - фиг. 2. Регулировка величины магнитной индукции осуществляется за счет изменения величины , представляющей собой глубину зазора между поверхностью насадки 6 и торцом трубки 4, обращенным к объекту воздействия. Диапазон изменения величиныопределяется толщиной магнита 3. На фиг. 5 представлена зависимость магнитной индукции в центре насадки при 0 в случае изменения расстояниямежду поверхностью магнита 3, обращенной к объекту воздействия, и торцом трубки 4. Для положения трубки, при котором сторона магнита,обращенная к объекту воздействия, находится заподлицо с торцевой поверхностью трубки, величина 0. Представленные на фиг. 5 кривые 1 и 2 характеризуют зависимость магнитной индукции от величинысоответственно при отсутствии и наличии пластины 5 с отверстием на поверхности магнита 3 со стороны, обращенной к источнику лазерного излучения. Следует отметить, что при отсутствии в насадке 6 пластины 5 на поверхности магнита 3 диапазон изменения магнитной индукции, измеренной в центре насадки 6 со стороны, обращенной к объекту воздействия, ниже, чем при наличии такой пластины. Так, при отсутствии пластины 5 магнитная индукция за счет изменения величиныизменяется в диапазоне от В 25 мТл до В 52 мТл - фиг. 5, кривая 2. При наличии пластины 5 диапазон изменения магнитной индукции, измеренной в центре насадки 6 со стороны, обращенной к объекту воздействия, составляет от В 27 мТл до В 74 мТл - фиг. 5, кривая 1. При исполнении предлагаемого аппарата для магнитолазерной терапии, показанного на фиг. 3 и предполагающего корректировку расходимости излучения, лазерный луч из лазерного диода 2 попадает на коллиматор 7. Отличительной особенностью данного конструктивного решения является возможность перемещения коллиматора 7 вдоль оптической оси, что приводит к изменению расстояния между ним и источником излучения 2. Изменение расстояния между коллиматором 7 и лазерным диодом 2 осуществляется с помощью пружины 8, расположенной между ними таким образом, что она не препятствует прохождению излучения от лазерного диода 2 к коллиматору 7 - фиг. 3. При этом пружина 8 стремится удерживать коллиматор 7 на максимально возможном расстоянии от лазерного диода 2, а размер максимального перемещения определяется длиной полости в 6 23922005.12.30 корпусе 1 излучателя. Внешний диаметр коллиматора 7 и внутренний диаметр полости в корпусе 1 излучателя согласованы так, что коллиматор 7 передвигается по скользящей посадке под силой упругости пружины 8. Коллиматор 7 удлинен для уменьшения возможности его углового отклонения от оптической оси при перемещении. Оптические характеристики коллиматора 7 и размеры полости в корпусе 1 излучателя рассчитаны таким образом,что рабочая апертура входной линзы коллиматора 7 не меньше размера светового пятна от излучения лазерного диода 2 на ее поверхности при максимальном удалении коллиматора 7 от лазерного диода 2. Такая ситуация реализуется при отсутствии насадки 6 в излучателе 1. В этом случае коллиматор 7 под силой упругости пружины 8 передвигается по скользящей посадке, занимая крайнее левое положение и удаляясь на максимально возможное расстояние от лазерного диода. Вкручивание по резьбе насадки 6 в корпус 1 излучателя приводит к перемещению коллиматора 7 к лазерному диоду 2. Пружина 8 при этом сжимается. Величина максимального приближения коллиматора 7 к лазерному диоду 2 определяется длиной резьбовой части трубки 4. В зависимости от глубины вкручивания насадки 6 в корпус 1 излучателя обеспечивается изменение расходимости лазерного изучения на выходе аппарата. Внутренний диаметр трубки 4 выбран из расчета, что при всех возможных положениях коллиматора 7 трубка 4 не препятствует распространению излучения от коллиматора 7 к объекту воздействия. При этом длина резьбы на трубке 4 выбирается таким образом, что при закручивании насадки 6 до упора в корпус 1 излучателя коллиматором 7 обеспечивается минимальная расходимость излучения, то есть получение коллимированного луча - фиг. 3. В этом случае для излучения заданной длины волны обеспечивается максимальная глубина проникновения в биологическую ткань. При выкручивании насадки 6 из корпуса 1 излучателя пружина 8 выталкивает коллиматор 7, увеличивая его расстояние от лазерного диода 2, что приводит к изменению расходимости лазерного излучения. Таким образом, предлагаемый аппарат для магнитолазерной терапии обеспечивает возможность магнитолазерного воздействия с величиной магнитной индукции в зоне лазерного облучения, близкой к значению магнитной индукции, регистрируемому под проекцией тела кольцевого магнита. Магнитная индукция в зоне воздействия лазерным излучением в 3-4 раза превышает значение магнитной индукции прототипа при использовании аналогичного кольцевого магнита плавной регулировки величины магнитной индукции в зоне воздействия лазерным излучением от В 27 мТл до В 75 мТл в зависимости от патологии, возраста или индивидуальных физиологических особенностей объекта воздействия магнитолазерного воздействия с корректировкой расходимости излучения, включая воздействие коллимированным лучом, обеспечивающим большую глубину проникновения излучения в биологическую ткань по сравнению с расходящимся лучом той же длины волны. Фиг. 5 Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.

МПК / Метки

МПК: A61N 5/06

Метки: терапии, магнитолазерной, аппарат

Код ссылки

<a href="http://bypatents.com/8-u2392-apparat-dlya-magnitolazernojj-terapii.html" rel="bookmark" title="База патентов Беларуси">Аппарат для магнитолазерной терапии</a>

Похожие патенты