Введение к работе
Актуальность темы. Недостаточная эффективность современных способов и средств медицины, используемых для лечения онкологических заболеваний, определяет поиск новых нетрадиционных методов воздействия на злокачественные новообразования. При этом основной тенденцией, ведущей к поиску новых направлений, является повышение противоопухолевого эффекта при одновременном снижении, а в идеале – отсутствии побочного эффекта.
Одним из перспективных путей реализации указанной тенденции является использование низкочастотных магнитных полей, воздействующих на весь организм больного, напряженность которых плавно изменяется от нуля до максимума и обратно по определенному закону.
Для технической реализации данного способа необходима соответствующая магнитотерапевтическая аппаратура (МТА), единственным представителем которой в современной медицинской практике является «Магнитотурботрон» (МТТ), основанный на индукторе цилиндрической формы, в расточку которой помещается пациент на период магнитного облучения его.
Цель работы. Целью работы является повышение эффективности работы магнитотурботрона путем разработки составного индуктора, обеспечивающего непрерывное изменение величины и направления вектора магнитной индукции, воздействующей на пациента во время сеанса магнитотерапии.
Задачи исследования. Для достижения поставленной цели в работе поставлены и решены следующие вопросы:
выполнен критический анализ эффективности работы известных индукторов МТТ с энергетической и лечебной точек зрения;
обоснована целесообразность разработки составного индуктора, позволяющего существенно упростить и удешевить технологию изготовления, монтаж (демонтаж) его в лечебных учреждениях;
обоснована целесообразность и реализован вариант изменения величины и направления вектора магнитной индукции, воздействующей на пациента, путем медленного вращения последнего вокруг вертикальной оси в сидячем положении внутри индуктора;
разработана методика расчета составного индуктора МТТ;
построена комплексная математическая модель составного редуктора МТТ и пациента, расположенного внутри его во время сеанса магнитотерапии;
разработана комплексная система электроснабжения и электрооборудования МТТ с индуктором типа ЦГСВ.
Методы исследования. В теоретических исследованиях использованы: обобщенная теория электромеханического преобразователя энергии (ЭМПЭ) с применением матричного анализа электрических машин (ЭМ); теория электромагнитного поля и метод синтеза ЭМ. Поставленные задачи решены аналитическими, численными и экспериментальными методами. Экспериментальные исследования выполнены на действующих образцах МТТ в проблемной НИЛ по использованию магнитных полей в онкологии КГМУ (г. Краснодар).
Научная новизна. В работе построены теоретические основы, конструкция и методика расчета составного индуктора МТТ, а именно:
обоснована целесообразность разработки и эффективность работы составного индуктора МТТ;
разработана методика электромагнитного расчета составного индуктора МТТ;
построена комплексная математическая модель составного индуктора МТТ с учетом электромагнитных характеристик пациента;
решены вопросы рационального электроснабжения МТТ с использованием электромашинного и полупроводникового преобразователя частоты.
Практическая ценность. Работа имеет прикладной характер, основная задача которой – повысить эффективность магнитотерапии в онкологии. В связи с этим решены следующие практические вопросы:
дан обобщающий критический анализ известных конструкций индукторов МТТ для лечения онкологических заболеваний;
разработан на уровне изобретения (патент № 2153368, РФ, Б.И. 2000, №21) аксиальный индуктор МТТ, обеспечивающий повышение эффективности магнитотерапии с одновременным повышением энергетического показателя hcosj;
разработана инженерная методика расчета составного индуктора МТТ;
даны рекомендации по рациональному выбору преобразователя частоты (ПЧ) для электроснабжения МТТ;
предложен вариант и разработана методика расчета групповой магнитотерапии (для нескольких пациентов одновременно) с использованием одного аксиального индуктора.
Реализация результатов работы. Научные результаты работы использованы в проблемной НИЛ по использованию магнитных полей в онкологии КГМУ (г. Краснодар) при лечении злокачественных опухолей, в частности – рака молочной железы; в научно – производственной компании «Ритм» (г. Краснодар) при разработке и изготовлении экспериментального образца составного индуктора МТТ; в учебном процессе по курсу «Электромеханика» и в дипломных проектах по специальности 10.04 – Электроснабжение (по отраслям).
Автор защищает:
рациональную конструкцию индуктора составного типа (в виде правильного двенадцатиугольника) с обмоткой расчетных параметров;
комплексную математическую модель индуктора составного типа совместно с пациентом;
способ и устройство для групповой магнитотерапии, обеспечивающие повышение производительности процесса магнитотерапии при одновременном уменьшении мощности преобразователя частоты и расхода электроэнергии;
методику электромагнитного расчета аксиального индуктора типа ЦГСВ МТТ.
Апробация работы. Основные положения и выводы работы докладывались на III международной Н-Т конференции «Электромеханика и электротехнология – МКЭЭ-98» (Москва, 1998 г.), на всероссийском электротехническом конгрессе – ВЭЛК-99 (Москва, 1999 г.), на региональной Н-Т конференции «Повышение эффективности электротехнических комплексов и энергосистем» (Краснодар, 1998 г.), на заседании кафедры Электротехники КубГТУ (Краснодар, 2006 г.).
Публикации. По результатам выполненных исследований автором опубликовано 9 работ, в том числе одно изобретение – «магнитотерапевтическая установка» (патент № 2153368, РФ, Б.И. 2000, №21).
Структура и объем работы. Работа состоит из введения, четырех глав, заключения и списка литературы из 113 наименований. Общий объем работы 131 страница машинописного текста, включая 28 рисунков и 9 таблиц.
Похожие диссертации на Разработка, методика расчета и математическое моделирование индуктора магнитотурботрона
