Высокоимпульсная магнитотерапия

Автор: eufs
Опубликовано 12.11.2020
Создано при помощи КотоРед.

Глаза боятся, руки делают....

        В жизни каждого человека наступает момент, когда он вынужденно обращается к врачам. И это абсолютно правильно. Потому как процессы проходящие в организме достаточно сложны на физикохимическом уровне и любое вмешательство в эти процессы должны проходить с пониманием сути воздействия, предполагаемого эффекта и побочных явлений.

     Предполагая, что уже подготовлены кучки известной субстанции для метания, хочу заметить, что описываемый прибор разрабатывался и изготавливался по просьбе медиков, занимающихся физиотерапевтическими процедурами.

То что данный аппарат не сможет пройти должную сертификацию и разрешения, я тоже осознаю. Хотя все сделано было с надлежащим уровнем безопасности, электрических расчетов и измерений. А также после изучения соответствующей литературы и прототипов. Также хотелось бы, хотя бы посильно, поучаствовать в популяризации описываемого метода лечения, потому как очень многие относятся к нему  с недопустимым уровнем скептицизма.

    Считаю основной проблемой в этом то, что магнитотерапевтический способ лечения находится на стыке специальностей.
В первую очередь - медицина и ее раздел физиотерапия. Во вторых - физика, потому как магнитные поля это особенный вид материи и их воздействия на организм описывают несколько физических законов. В третьих - электроника, потому как эффективные лечебные поля формируются электронными приборами и нужно понимать как именно это можно сделать и что в итоге получится в аспекте воздействия на организм. А вот сам аспект воздействия должен вибирать врач.
И получается, что врачи говорят - дайте аппарат для терапии. Инженеры спаршивают - а какой, какие параметры? Врачи отвечают - а хрен его знает, какой будет, таким будем лечить, приспособимся...То есть, вроде никаких тайн нету - какое поле должно быть и как лечить, а приборов почти не делают. За редким исключением. Но об этом чуть ниже.

     По моим наблюдениям и скромному мнению, мало кто на тонком уровне занимался изучением темы с практическими рекомендациями, и,тем более, конструированием аппаратов на основе полученных знаний. Потому,как надо быть специалистом одновременно в нескольких науках, ну или стать членом группы энтузиастов, которые сообща способны разработать прибор и методику.

     И вот здесь, я действительно, как говорится, снимаю шляпу, перед профессором кафедры физиотерапии и курортологии Белорусской медицинской академии последипломного образования, директором института физиологии Национальной Академии Наук Беларуси, УЛАЩИКОМ ВЛАДИМИРОМ СЕРГЕЕВИЧЕМ. Он как никто иной идеолог магнитотерапии как таковой. При его непосредственном участии был создан аппарат СЕТА-Д и освоено его серийное производство. Самое главное то, что в комплекте с аппаратом идет подробное руководство по его применению для лечения различных заболеваний.
Это немаловажно, потому как наличие самого аппарата еще не самое главное. Важно правильно применять.
К недостаткам можно отнести весьма высокую цену за аппарат. Около 2000$, хотя по сути, со стороны электроники, там ничего сложного в нем нет. И это еще одна причина, почему обратились ко мне за помощью.

Несмотря на то, что сайт и статья посвящена электронике,  позволю себе немного углубится в суть проблемы. Мне кажется, что в качестве расширения кругозора, это будет интересно радиолюбителям. Одновременно с нескольких сторон. И с точки зрения теории, и с точки зрения схемотехники и конструкции и в плане применения. Я, прямо скажем, нахожусь в стороне от медицины, как таковой. Но когда начал изучать тематику, мне показалось это очень занимательным и интересным. Собственно говоря, поэтому я взялся за постройку прибора. К слову, прослеживается некий вакуум в публикациях на тему теории и схемотехники таких аппаратов. Приходилось по крупицам собирать информацию. Врачи это не публикуют, потому как толком не знают как устроено (не их это дело), электронщики - толком не занимаются, вроде как есть чем заниматься, производители подобных аппаратов бережно хранят в тайне схемы и документацию. К счастью, немного информации есть на сайтах медтехников, занимающихся ремонтами подобных аппаратов. Но и только. Вот хочу немного восполнить пробел. Ну и так как статья для электроников, я буду именно с этой строны подходить к тем или иным вопросам без заумных формул. И путь меня простят имеющие медобразование,
если я где-то допущу неточность или заблуждаюсь.

---

Лечебные магнитные поля делятся на постоянные и переменные. Постоянные поля чаще всего формируются постоянными магнитами. Тут электроники нет вовсе. Есть прототипы устройств, можете почитать.

А вот переменные - здесь в большенстве случаев участвует электроника. Понятное дело, что у переменного магнитного поля есть основные параметры - напряженность и форма кривой изменения. Напряженность - чуть ли не основной параметр. Соответственно- сила воздействия. Форма - тоже немаловажный фактор, потому как скорость изменения поля влияет на уровень индуцируемых напряжений в живых тканях организма.
Физиотерапевтические магнитные поля делятся на три уровня. Слабые <0.5 мТл, средние 0.5 - 50мТл и сильные >50мТл [1].
Все они влияют на организм, но по разному. Имеет значение площадь воздействия. Если предполагается действовать на весь организм в целом (засовывают пациента внутрь большой катушки), то там применяются только слабые поля. Если локально на участок тела - средние и сильные.

Суть воздействия - ткани организма токопроводящие, если на них воздействовать магнитным полем, то по закону Фарадея в них будет индуцироваться электрический ток. Так как тело все же не такой уж хороший проводник, напряжения и токи совсем небольшие, но вполне достаточные для вмешательства в некоторые процессы. Там есть и сопутствующее воздействие инфранизких частот, но это прочитаете в [1] и [2]. К слову, существуют установки для воздействия на нужные участки мозга наскозь через кости черепа (транскраниальная магнитостимуляция). Поля там вплоть до нескольких тесла. Мы это делать, ясное дело, не будем. Но нужно понимать как и что действует.
И что в итоге? Слабые и средние поля эффективны при длительном и регулярном воздействии. Или же их воздейстие увеличивают техническими приемами - например формируют бегущие магнитные поля на нескольких катушках (АЛМАГ01). Либо совмещают с другим лечением или воздействием (лазером, например). Достоинство очевидно - не помогло и ладно. По сути дела, из за слабого воздействия, можно хоть спать на подобных устройствах без особенного вреда. Мне кажется, что поэтому такие аппараты и разрешены к повсеместной продаже и использованию, хотя и, зачастую, и не дешевы. И поэтому о них неоднозначные отзывы.

     Мы же коснемся полей высокой интенсивности, ВИМТ - ВысокоИмпульсная Магнитная Терапия.
Тут совсем другое дело. Мощные короткие импульсы хорошо проникают в тело на несколько сантиметров. И во всех проводящих тканях индуцируют микротоки. Это вызывает активизацию процессов жизнедеятельности клеток на локальном участке воздействия. Так как это достаточно мощное вмешательство, существуют ограничения на применение- противопоказания. Можно почитать в [2].
Хотя все они, как мне кажется, сводятся к простому. Например, если активизировать раны на стадии заживления - отлично помогает. Снимает отеки мышц, лечит воспаления. А вот если активизировать процесс какой нибудь онкологии - ничего хорошего, хотя есть публикации, что и это как-то лечат. Нельзя применять к беременным, в проэкции на область сердца, глаз, и уж простите, яичек (наверное, засохнут и отвалятся :) ) и т.д. Основное воздействие ВИМТ - противоотечное, противовоспалительное, обезбаливающее. Вообще им лечат под два десятка видов заболеваний... И, вобщем то, нет информации про последствия передозировки. Поэтому можно сделать вывод, что заинтересовавшимся можно предложить на себе испытать действие. Разумеется, прочитав соостветствующую литературу. А если вы связаны с медициной - тогда вообще здорово. Можете помогать не только себе.

    Как сформировать импульсное магнитное поле. Проще простого - разрядить конденсатор на катушку-индуктор.
Сложности начинаются когда начнем рассчитывать какой должна быть катушка, какой конденсатор, до какого напряжения заряжать, чем коммутировать. И вот одно из самых важных - по всем рассчетам катушка должна обладать достаточно малой индуктивностью, иначе не достичь импульсов нужной мощности. Соответственно, конденсатор тоже не очень большой по емкости. Длительность периода разряда должна лежать в пределах 100-300мкс.  В итоге что? Правильно. Мы это можем сделать только при достаточно высоких напряжениях. Примерные подсчеты и схемы прототипов указывают, что конденсатор нужен 100мкф 1000В. Катушка 15-20 мкГн мотается медной шиной или лентой для повышения добротности.
Токи при разряде достигают пары тысяч ампер. Отсюда и требования ко всей конструкции. Монтаж силовых цепей должен быть выполнен проводом 6кв мм, не пренебрегая соответстующей изоляцией.
Если вы никогда не занимались конструированием чего-то подобного или не осознаете опасности, лучше не беритесь за постройку. И вообще, пусть тогда данная статья будет для вас просто ознакомительной.

Разумеется,что я снимаю с себя ответственность за возможные последствия при повторении или применении данного прибора. Высокие уровни напряжений (до 1600В) и токов (до 2000А), хоть и коротких в импульсе, но все же опасных, заставляют меня об этом предупредить.

С точки зрения схемотехники, нужно зарядить конденсатор, разрядить на катушку, получив нужную форму тока. Здесь надо отметить, что форма тока (ну и как следствие - магнитного поля) для ВИМТ имеет особенное значение. С технической стороны - проще всего сформировать двуполярный одиночный импульс. Если управление на силовой ключ немного растянуть - сравнительно просто получить двойной двуполярный - просто сформируется не один, а два импульса с убывающей амплитудой.
Но вот упомянутые специалисты, пишут, что лучше всего воздействуют однополярные импульсы. А самый лучший - однополярный треугольный. Но вот как его сформировать на таких токах и напряжениях - не ясно. Но в СЕТЕ именно такие.

Однако добавлю, что некоторые серийные аппараты (ТЕСЛАМЕД) имеют, таки, двуполярные двойные импульсы.

Вот с учетом вышеизложенного, была разработана схема аппарата для ВИМТ. Представляет собой управляемый трасформаторный источник зарядного тока для силового конденсатора, силового ключ со снабберной цепочкой, схема управления трансформатором
и силовым ключом. Ну и контроллер управления со своим трансформаторным блоком питания.

Аппарат позволяет сформировать импульсы одинарные двуполярные импульсы, двойные двуполярные импульсы и одиночные однополярные. Имеет функцию таймера 10мин и быстрого разряда силового конденсатора при остановке. Чобы не усложнять конструкцию, зарядный трансформатор имеет отводы на вторичной обмотке, позволяющей переключать интенсивность поля.
Семь отводов позволяют получить 0.2  0.4  0.6  0.8  1.0  1.2  1.4 Тл. Рассчетное значение поля было получено путем сложения (суперпозиции) всех полей от всех витков катушки при заданном токе. Два индуктора диаметрами 100 и 50 мм позволяют проводить процедуры на всех наружных частях тела. Нужно отметить, что в отличие от промышленных образцов, вся вторичная часть изолирована от сети. Это добавило веса и безопасности. Собран аппарат в каркасе из дюралюминия, на шасси из текстолита 5мм.

На момент фотографирования не было калиброванного шунта. Когда появился, фоток не сделал. Но на 75мв 100А шунте я видел тоже самое, амплитудой до 1,4В. Можете пересчитать сколько это ампер... (1866) 

Большой идуктор имеет обмотку из медной шины в стеклянной изоляции ПСД 0,8х4 в виде спирали архимеда. Внутренний диаметр 30мм, наружный 95 мм и имеет 20 витков. Для корпуса большого индуктора использовалась коробка от перфоленты, обрезанная по высоте, ручка от советской душевой лейки. Катушка связана ниткой и пропитана, а потом залита в коробке эпоксидной смолой.

Малый идуктор намотан вдвое сложенной медной лентой 0,25х10мм, обмотанной лакотканью в два слоя. Внутренний диаметр 15мм, наружный 45мм. Также стянут ниткой, пропитан эпоксидной смолой и залит в подходящей пластиковой банке от косметики. Ручка от душевой лейки другого вида, в торце кабельный ввод на резьбе.

Кабель для обеих индукторов - 4х2,5(чтоб был помягче) в двойной изоляции, провода попарно соединены. Индуктивность большого 20мкГн, малого 15мкГн. Поле большого немного меньше указанной на переключателе, малого чуть больше. Но это не принципиально.

Силовой кондесатор - обязательно бумажный МБГВ. Можно,но он достаточно редкий К75-81Б. Недай БОГ коротнуть заряженным!

Тиристоры Т143-500-24. Один я спалил, когда не поставил снаббер. Пришлось ставить то что было - т143-630-24. Хотя тут больше требования по напряжению, нежели по току. Если будут тиристоры на 150-200А и классом напряжения 16 и выше, то пойдут. Снабберный кондесатор от микроволновки 1мкф 2100в. Балластные резисторы 25Вт 1К два впаралель. Греются терпимо и то только при больших полях и большой частоте повторения.

Импульсные трансформаторы на ферритовых кольцах с отношением количества виков в обмотках 2:1. Применял зарубежные, из доступных - мит4 или самодельные. При самостоятельном изготовлении помните про хорошую изоляцию.

По остальному, я думаю, что нет вопросов. Будут - отвечу.

Контроллер обеспечивает восемь режимов работы. 1-3 одинарный импульс, 4-6 двойной,7-8 однополярный. Чем меньше номер режима, тем чаще импульсы. Период их выбран с точки зрения недопущения перегрева балласта. Поэтому чем больше интенсивность и длительность работы ставьте больший номер в пределах нужной формы. Переключать интенсивность поля, только при остановленом аппарате!

Кнопка пуск запускает, любая досрочно останавливает. Каждую минуту - короткий сигнал.  После останова принудительно подаются импульсы управления для разряда силового конденсатора при отключенном трансформаторе.

Помните об опасности электрического тока!

Вот такой прибор...

Пробуйте. Ощущения после воздействия очень интересные.... 

[1] https://fex.net/uk/s/ycz0vcp  

[2]https://fex.net/uk/s/loffflo

[3]http://samlib.ru/m/makeew_l_a/1616.shtml

Файлы:
Прошивка

Все вопросы в Форум.