Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Анализ магнитных полей, используемых в магнитотерапии 11
1.1. Магнитные поля и их родственность организму человека 11
1.2. Виды и классификация магнитных полей 14
1.3. Пространственно-временная структура магнитных полей, имманентных живому 20
1.4. Основные концепции и теории взаимодействия низкоинтенсивных магнитных полей с организмом 26
1.5. Современная магнитотерапия 36
1.6. Аппаратура магнитотерапии: современное состояние и тенденции развития 50
1.7. Анализ перспективных задач по организации воздействия магнитными полями
Выводы 52
ГЛАВА 2. Проектирование устройств, воздействующих низкоинтенсивным магнитным полем 53
2.1. Синтез вращающихся магнитных полей 5 3
2.1.1. Метод электрической генерации вращающихся магнитных полей 54
2.1.2. Метод механической генерации вращающихся магнитных полей 61
2.2. Моделирование вращающихся магнитных полей, генерируемых механическим методом 64
2.3. Схемно-конструкторское проектирование аппаратов интегральной магнитотерапии 69
2.3.1. Проектирование управляемого индуктора 70
2.3.1.1. Определение обмоточных данных и электромагнитных параметров индуктора 71
2.3.1.2. Анализ характеристик индуктора в рабочих режимах 72
2.3.1.3. Тепловой расчет индуктора 73
2.3.1.4. Исследование магнитного поля управляемого индуктора на основе метода конечных элементов 74
2.3.2. Синтез системы управления индуктором 76
Выводы 77
Глава 3. Аппаратурная реализация экспериментальной магнитотерапии 78
3.1. Схемно-конструкторское проектирование и разработка аппарата интегральной магнитотерапии «Веер-НМТ» 78
3.1.1. Конструкция аппарата интегральной магнитотерапии 78
3.1.2. Проектирование управляемого индуктора МТА «Веер-НМТ» 80
3.1.3. Синтез системы управления индуктором 86
3.1.4. Обобщение проведенных теоретических исследований по конструированию аппарата «Веер-НМТ» 91
3.1.5. Реализация макетного образца аппарата «Веер-НМТ» 92
3.2. Разработка экспериментальных устройств воздействия вращающимся магнитным полем 96
3.2.1. Терапевтические установки с механической генерацией вращающихся магнитных полей 96
3.2.2. Терапевтические установки с электрической генерацией вращающихся магнитных полей 101
Выводы 107
Глава 4. Экспериментальная апробация магнитотерапевтических устройств 108
4.1. Экспериментальная апробация магнитной установки, генерирующей вращающееся магнитное поле 108
4.1.1. Расчет вращающегося магнитного поля экспериментальной магнитной установки 108
4.1.2. Экспериментальные исследования вращающегося магнитного поля экспериментальной магнитной установки 112
4.2. Испытания макетного образца аппарата «Веер-НМТ» 113
4.3. Эксперименты по влиянию на животных магнитными полями, генерируемыми макетным образцом аппарата «Веер-НМТ» 117
4.3.1. Материалы и методы 117
4.3.2. Эксперимент по воздействию постоянным магнитным полем 118
4.3.3. Эксперимент по воздействию переменным магнитным полем 118
4.3.4. Анализ результатов экспериментов 120
4.4. Эксперименты по воздействию на животных вращающимся 121
магнитным полем
4.4.1. Экспериментальные исследования: материалы и методы 122
4.4.2. Численная оценка результатов эксперимента 123
4.4.3. Анализ результатов исследования 126 Выводы 129
Заключение 130
Список литературы
- Основные концепции и теории взаимодействия низкоинтенсивных магнитных полей с организмом
- Моделирование вращающихся магнитных полей, генерируемых механическим методом
- Обобщение проведенных теоретических исследований по конструированию аппарата «Веер-НМТ»
- Расчет вращающегося магнитного поля экспериментальной магнитной установки
Введение к работе
Актуальность работы
Современная биомедицина использует в качестве немедикаментозных методов лечения низкоинтенсивные магнитные поля (постоянное магнитное поле (ПМП); переменное магнитное поле (ПеМП); пульсирующее магнитное поле (ПуМП); вращающееся магнитное поле (ВМП); импульсное магнитное поле (ИМП); бегущее магнитное поле (БМП)). Магнитные поля (МП) создаются различными техническими средствами по функциональным возможностям, уровню структурной сложности и технологии взаимодействия средств с организмом [1]. Магнитотерапевтические изделия осуществляют как локальное воздействие, так и в настоящее время интенсивно развивающееся общее воздействие (ОВ) полей на организм [2-9]. Оно обеспечивает более высокий биологический, лечебный эффект [10-14].
Современные магнитотерапевтические аппараты (МТА) имеют возможность оперативной диагностики и осуществление режима оптимизации воздействия, синхронизируемая биоритмами пациента и включаемая в контур биотехнической обратной связи [15]. Для усиления магнитобиологиче-ской активности искусственных МП [16-19] в практике магнитотерапии используют дополнительные приемы: комбинации ПеМП и ПМП (постоянный фон), модуляцию низкочастотных ПеМП более высокочастотными составляющими [20], использование, наряду с непрерывными, прерывистых режимов питания индукторов [1].
Несмотря на широкий спектр возможных магнитобиологических эффектов, МП не стали радикальным средством в клинической практике, не стали самостоятельным компонентом в лечении серьезных патологий.
Наличие противоречивости во взаимодействии МП с живыми системами обусловливает необходимость детального разбора и изучения механизмов влияния их на организм человека. В этой связи следует определиться в перечне параметрических характеристик физических полей — «биотроп- ных параметров», благодаря которым предопределяется возможность воздействия на биообъекты (БО). К ним относятся: вид поля, индукция, энергия, градиент, вектор и частота поля, форма во времени и пространстве, экспозиция и локализация воздействия. От каждого из параметров, а также от их сочетания существенно зависит эффективность лечения того или иного заболевания [20-26].
Причина невысокой биологической и терапевтической современной магнитотерапии кроется в том, что в существующих аппаратурных реализациях источников МП не учитываются частотно-временные и пространственно-временные характеристики, которые были бы согласованы с биологическими, биохимическими, физиологическими, в частности, биоритмологическими параметрами БО, определяющими структуру собственных ЭМП (по принципу взаимности). Т.е. характеристики воздействующих МП не оптимизированы, в особенности это относится к незначительному использованию ПеМП с вектором магнитной индукции, изменяющимся в пространстве и времени (бегущих и вращающихся МП). Данные виды полей обладают максимальным терапевтическим эффектом [15].
При этом остается не проработанной методология проектирования генераторов МП, излучающих поля с широким набором биотропных параметров, в том числе частотно-временных и пространственно-временных характеристик.
Цель и задачи диссертации
Целью работы является создание методов проектирования и моделирования генераторов МП, обладающих заданным набором биотропных параметров.
Задачи работы: - анализ пространственно-временной структуры МП, родственных организму человека; разработка методов проектирования и моделирования устройств магнитотерапии; разработка конструкций образцов магнитотерапевтической аппаратуры; экспериментальная апробация макетных образцов с выводами для медицинского приборостроения и проведение биологических опытов на макетных образцах с выводами для медицины.
Объект и предмет исследования
Объектом исследования является аппаратура магнитотерапии. Предметом исследования являются методы проектирования и моделирования устройств магнитотерапии с заданными параметрами, генерируемых МП.
Научная новизна работы
Предложен метод механической генерации вращающихся МП, выполненный на основе комбинации постоянных сосредоточенных магнитов, часть которых установлена на подвижном основании.
Разработана методика моделирования ВМП, генерируемых механическим способом.
Разработана методика проектирования магнитотерапевтических аппа ратов, осуществляющих общее воздействие МП с заданными параметрами на % организм человека.
Практическая значимость работы
Предложенный метод генерации ВМП механическим способом позволит создать широкий спектр магнитотерапевтических установок, излучающих МП с разнообразными частотно-временными и пространственно-временными характеристиками.
На основе методики проектирования аппаратуры интегральной магни тотерапии разработан аппарат интегральной магнитотерапии «Веер-НМТ», * предназначенный для научно-исследовательских работ по изучению влияния
МП на функции человеческого организма, созданию методик лечения МП различных заболеваний.
Положения, выносимые на защиту
Обоснование значимости применения МП с вектором магнитной индукции, изменяющимся в пространстве и времени, в терапевтических целях.
Методика проектирования магнитотерапевтических аппаратов, осуществляющих общее воздействие МП с заданными параметрами на организм человека.
Метод механической генерации вращающихся МП, выполненный на * основе комбинации постоянных магнитов, часть которых установлена на подвижном основании.
4. Методика моделирования ВМП, генерируемых механическим спо собом.
Апробация полученных результатов
Материалы диссертации обсуждались на 18-я Научной сессии, посвя щенной Дню радио, проводимой в Тульском государственном университете (г. Тула, 2001 год), 4-ой Международной конференции «Радиоэлектроника в + медицинской диагностике» (г. Москва, 3-4 октября 2001 г.), 56-ой Научной сессии, посвященной Дню радио (г. Москва, 16-17 мая 2001 года), II Международной научно-практической конференции (Новочеркасск, 2001), Международной научно-технической конференции «Физика и технические приложения волновых процессов» (Самара, 2001), Всероссийской научно-технической конференции студентов, молодых ученых и специалистов «Био-медсистемы-2001» (Рязань, 2001), V Международной научно-практической конференции, посвященной 40-летию полета человека в космос (Житомир, 2001) на XI Международном симпозиуме «Эколого-физиологическяе про- * блемы адаптации» (Москва, 27-28 января 2003 г.).
Публикации
По теме диссертации опубликовано 14 работ; технические решения защищены тремя патентами (положительные решения ФИПС).
Внедрение результатов исследования
Материалы диссертационной работы используются в учебном процессе на кафедре медико-биологических дисцигшин Тульского государственного университета, в исследовательском процессе ГУЛ НИИ новых медицинских технологий, внедрены: в биомедицинской тематике работ ЗАО «Шунгит»; в научно-исследовательской работе кафедры биомедфизики и информатики с курсом математики Курского гос. мед. университета; в учебном процессе кафедры анатомии, физиологии и гигиены человека Курганского государственного университета; в научно-исследовательской работе Учебно-научного центра дополнительного образования Сургутского госуниверситета; в учебном процессе кафедры биомедипинской инженерии Курского государственного технического университета; в учебном процессе на кафедре лазерной физики физического факультета ВолГУ.
Основные концепции и теории взаимодействия низкоинтенсивных магнитных полей с организмом
Органы и системы организма по-разному реагируют на действие МП. Избирательность ответной реакции организма зависит от электрических и магнитных свойств тканей, их различия в микроциркуляции, интенсивности метаболизма и состояния нейрогуморальной циркуляции. По степени чувст вительности различных систем организма к МП первое место занимает нерв ная, затем эндокринная системы, органы чувств, сердечно-сосудистая, кровь, мышечная, пищеварительная, выделительная, дыхательная и костная систе мы.
При помещении в ПМП тканей организма входящие в их состав над молекулярные жидкокристаллические структуры ориентируются относительно вектора магнитной индукции. В результате такого ориентационного смещения формируются собственные МП надмолекулярных комплексов, направленные в соответствии с правилом Ленца против внешнего МП и ослабляющие его. Такой диамагнитный эффект наиболее выражен в фосфолипид-ных компонентах биологических мембран. Вследствие этого в них возникает собственный механический вращающий момент, и они способны перемещаться в мембранах и цитозоле. Вместе с тем в силу выраженной вязкости # цитоплазмы и компартментализации клеток амплитуда таких перемещений не может быть значительной.
Сегодня большинство авторов при рассмотрении механизмов взаимодействия ПеМП с организмом считают ведущим действующим фактором вихревое электрическое поле, возникающее вследствие электромагнитной индукции. Векторы напряженности ЭП, индуцируемых в биологических тканях ПеМП, всегда направлены перпендикулярно векторам магнитной индукции, а их силовые линии имеют форму замкнутых витков вихрей. Напряженность вихревых ЭП, индуцированных МП, используемыми в физиотерапии, достигает 50 В/м. Электрические поля такой напряженности способны вызвать перемещение заряженных частиц через мембрану, что существенно изменяет их поляризацию и активирует биофизические и биохимические процессы в различных тканях организма.
Плотность распределения индуцированного ЭП, определяемая топографией его силовых линий (касательные к которым определяют направление вектора Е в каждой точке организма), пропорциональна напряженности МП и зависит от направления вектора магнитной индукции (рис. 1.8). На результирующую картину индуцируемого ЭП в организме оказывают влияние и потенциальные электрические поля, возникающие в результате взаимодействия заряженных частиц с вихревыми ЭП на границах раздела проводящих и слабопроводящих тканей. ского состояния фосфолипидных компонентов биологических мембран, снижению электрокинетического потенциала и индукции фазовых гель-золь переходов в цитоплазме. Таким образом, ПеМП способны модулировать физико-химические свойства, а также метаболическую и ферментативную активность клеток и тканей организма. С повышением частоты МП возникающие вихревые токи эффективно поглощаются проводящими тканями, что может вызвать их значительный нагрев.
Рассмотрим более подробно механизмы биологического действия ВМП, как обладающего наибольшим набором биотропных параметров.
Вращающееся МП воздействует на биоткань, в том числе жидкую (кровь, лимфа, синовиальная жидкость). Последняя есть гетерогенная и гид-ратированная среда с точки зрения физической, поэтому при облучении ПеМП в ней возбуждаются механические колебания. Если же воздействовать ВМП, то эти механические колебания, изменяющиеся по амплитуде и направлению, приводят к развитию кавитационных колебаний, возникает мик-ротурбуленция в биоткани: магнитогидродинамическая активация биосреды, дополняемая акустическими эффектами. Магнитно-акустическое же воздействие усиливает устойчивость системы.
Электромагнитогидродинамический вихрь, согласно закону электромагнитной индукции Фарадея, создает на диаметрально противоположных точках кровеносного сосуда (в плоскости, перпендикулярной вектору В) ЭДС, значение которой обуславливается величиной магнитной индукции.
Именно поэтому введение в БО электромагнитного вихря, все три пространственные магнитные компоненты которого переменны по времени и направлению, обеспечивает электростимуляцию кровеносных сосудов различных ориентации и расположенных во всем объеме БО. Именно этот эффект положен в основу магнитотерапии стоматологических заболеваний. Речь идет именно о воздействии ВМП во всем объеме БО, учитывая высокую проникающую способность МП. Эта стимуляция охватывает всю поверхность сосудов, а переменный характер ПеМП не приводит к поляризации
крови.
В биообъекте индуцируются вихревые токи, заставляющие ионы совершать колебания по сложным траекториям, охватывая значительное число биотропных параметров физиологического воздействия. Как результат, улучшается микроциркуляция кровообращения, трофика ткани, приводит к изменению коэффициента диффузии через клеточные мембраны, к смещению белковых фракций и изменению процессов окисления. Эти процессы эффективны для клеток любых пространственных ориентации.
Экспериментально установлено [63] наличие узкорезонансного значения частоты либрации участков кожи в области БАТ на теле человека; эти частоты устойчивы для конкретного времени суток.
Таким образом, обеспечивая частотно-пространственное согласование воздействующего ВМП с функциональным состоянием БАТ, механическое возбуждение, которое инициируется ВМП, на частоте либрации могут вызвать поток афферентной импульсации с периферий в ЦНС. Далее эта им-пульсация воздействует рефлекторным путем на общие регуляторные механизмы иннервации сосудов, повышает объем микроциркуляторного русла, увеличивает количество циркулирующей артериальной крови и транспорт кислорода, что в итоге изменяет характер течения метаболических процессов, ликвидируя застойные явления. Это существенно при планировании немедикаментозного лечения воспалительных заболеваний пародонта.
Моделирование вращающихся магнитных полей, генерируемых механическим методом
При разработке МТА необходимо учитывать параметры МП, в частности, пространственное распределение вектора напряжённости МП в области воздействия на БО. Это весьма сложно сделать инструментальным путём, поэтому попробуем дать аналитическую оценку.
Методика моделирования ВМП, генерируемых механическим методом, осуществляется в следующей последовательности: 1. Создание физической модели магнитной системы устройства; 2. Создание математической модели отдельного магнитоида, входящего в состав данной магнитной системы; 3. Создание математической модели магнитной системы на основе физической модели с учетом вращения магнитной системы устройства. 4. Корректировка параметров магнитной системы в соответствии с требованиями к параметрам генерируемого ВМП; 5. Согласование результатов моделирования с экспериментальными данными.
Результатом математического моделирования магнитной системы являются значения проекций вектора магнитной индукции ВМП, создаваемого в определенной точке пространства, в зависимости от угла поворота магнитной системы.
При расчете магнитных систем приборов наиболее употребительны три основных метода: метод отношений, метод размагничивающего фактора и метод эквивалентного соленоида. Практика показала, что перечисленные методы удобны для анализа при выборе наилучшего соотношения параметров и дают приемлемую точность: метод отношений - при расчете магнитов с арматурой, метод размагничивающего фактора - при расчете магнитов без арматуры в форме брусков и цилиндров, метод эквивалентного соленоида -при расчете магнитов без арматуры, выполненных из новых материалов с очень высокими значениями коэрцитивной силы и энергетического произведения. Расчет магнитного поля постоянного магнита Расчёт МП постоянного магнита представляет сложную задачу поскольку для этого необходимо знать значения вектора намагниченности вещества в объёме магнита [139]. Измерение намагниченности вызывает определённые трудности, а вычисления очень громоздки.
При разработке магнитных систем с целью ее минимизации лучше использовать магнитные материалы с высокими значениями намагниченности (ферриты и редкоземельные материалы), поэтому для расчёта МП постоянных магнитов используем методом эквивалентного соленоида [140], основанного на эквивалентности МП постоянных магнитов и проводников с током определённой конфигурации [140, 141].
Этот метод даёт хорошие результаты для магнитов эллипсоидальной формы, выполненных из магнитотвёрдых материалов с высокими значениями коэрцитивной силы [140], к которым относятся ферриты и редкоземельные магнитные материалы.
При использовании метода эквивалентного соленоида постоянный магнит представляется однослойным соленоидом, имеющим очень тонкую обмотку, форма которого повторяет форму магнита. По обмотке протекает ток /, величина которого должна быть такой, чтобы МП соленоида было равно полю магнита с разумной степенью точности (точного соответствия не будет никогда, так как поля создаются источниками различной природы).
Условием эквивалентности является равенство магнитных моментов соленоида и магнита [140]. Магнитный момент магнита определяется выражением: Pm = MSm, (2.15) где Мт - намагниченность материала, vm - объём магнита. Магнитный момент соленоида можно определить по формуле: W PC=WIS = —IVC (2.16) где W - число витков соленоида, / - длина соленоида, S - площадь поперечного сечения соленоида, Vc - объём соленоида. Так, как формы магнита и соленоида совпадают, то Vc Vm. Учитывая условия эквивалентности Рс-Р„, получим: /у =4, (2.17)
Для тонких дисковых магнитов эквивалентный соленоид можно представить в виде его предельного случая - круглого витка с током (рис. 2.11). При этом расчёт поля магнита сведётся к расчёту МП кругового витка с током, что представляет собой точно решаемую задачу электродинамики.
Пояснение к методу эквивалентного соленоида Для расчета МП витка с током, прежде всего, необходимо задаться величиной поля, например магнитной индукцией, постоянного магнита в характерной точке. Такой характерной точкой является точка в центре торца дискового магнита. Магнитную индукцию в этой точке сравнительно легко измерить. Магнитная индукция в центре торца дискового магнита определяется выражением [140]: B0=PoMm-J (2.18) где //0 - магнитная постоянная, / - толщина диска, d - диаметр диска. Из выражений (2.17) и (2.18) можно определить значение эквивалентного тока: вп (2.19) Mo (2.20) (2.21)
Для расчётов оценок полей в рассматриваемой системе удобно использовать решение в цилиндрической системе координат г, ф, z, приведённое в работах [142-145]. Рассмотрим это несколько громоздкое решение.
Обобщение проведенных теоретических исследований по конструированию аппарата «Веер-НМТ»
Соответствующая НИОКР выполняется по заказу St. Carlos Group of Health Services (Таиланд, Бангкок). Макетный образец аппарата интегральной магнитотерапии представлен нарис. 3.15 [157].
Теоретическая проработка показывает о возможности создания импульсного МП с биорезонансными частотами Фолля в разработанной МТУ «Веер-НМТ». Перечень частот, соответствующих показаниям к применению, сведен в таблицу в приложении 2. Конкретно определено 107 нозологии, симптомов или синдромов [158].
Опытный образец МТУ «Веер-НМТ» осуществляет 3 режима работы: ПМП и ПеМП (50 Гц), а также ИМП с переменной низкой частотой от 0,1 до 10 Гц (частоты Фолля).
Произведена модернизация макетного образца «Веер-НМТ» - введено управление работой МТУ посредством ПЭВМ, введение частот Фолля и контроль тока в индукторе МТУ. При этом используется параллельный порт ПЭВМ (LPT-порт) и в качестве устройства ввода вывода - звуковая плата ПЭВМ.
Структурная схема аппарата «Веер-НМТ», входящего в компьютеризированный комплекс, представлена на рис. 3.16.
Экономичнее всего создавать ИМП путем прерывания ПМП, уже имеющегося в МТУ, электронным ключом с частотой Фолля, а в качестве генератора частот использовать звуковую плату ПЭВМ. В качестве электронного ключа использован транзисторный ключ. В транзисторном ключе используются обычные усилители, работающие в ключевом режиме.
Структурная схема компьютеризированного комплекса «Веер-НМТ» представлена на рис. 3.17.
Устройство коммутации (8-канальное) осуществляет передачу управляющих напряжений в блок реле, соответствующих командам, создаваемым программой управления и подаваемым на параллельный порт ПЭВМ. Элек трическая принципиальная схема устройства коммутации с блоком реле приведена в приложении 3. Электрическая принципиальная схема МТА «Веер-НМТ» приведена в приложении 4.
Блок реле включает 8 реле, осуществляющих включение следующих цепей: подъем-опускание катушек индуктора (2 реле), выбор режимов (переменное МП, постоянное МП с направлениями вектора МП вверх и вниз, импульсное МП (по Фоллю)) (5 реле) и коммутация индуктора в токовую цепь (1 реле).
Устройство ввода-вывода (звуковая плата) выполняет две функции: - подача импульсного сигнала специальной формы (по Фоллю) на усилитель мощности МТА через линейный выход звуковой платы (Speaker); - контроль тока в индукторе путем введение сигнала с индуктора через микрофонный вход звуковой платы (Mic IN).
Программное обеспечение написано на объектно-ориентированном языке программирования Delphi 4.0 и может использовать на ПЭВМ с установленной операционной системой Windows. Алгоритм программы управления коммутирующим устройством представлен в приложении 4.
Импульсный сигнал (по Фоллю) формируется программой управле кия (Veer.exe) в виде звукового файла в формате WAV.
Структура программы Veer.exe включает 3 основных окна: 1. Окно «Веер-НМТ» задания параметров терапевтического МП, а также продолжительности процедуры (рис. 3.18). При выборе режима «Постоянное МП» на окне появляется объект регламентирующий направление вектора постоянного МП (вверх или вниз). При выборе режима «Импульсное МП (по Фоллю)» в окне появляется объект регламентирующий частоту и скважность импульсов, а также направление вектора импульсного МП (вверх или вниз);
Расчет вращающегося магнитного поля экспериментальной магнитной установки
Обозначения, принятые на рис. 3.23: 1 - гибкая стойка-силъфон; 2 -ручка регулятора частоты; 3 - ручка регулятора интенсивности; 4 - корпус; 5 - верхняя крышка корпуса; 6 - переключатель направления вращения поля
На рис. 3.24 приведена конструкция магнитной системы. Каждая из трех радиальных катушек 1, сдвинутых друг относительно друга на 120, состоит из диэлектрического каркаса 2, на который намотана катушка 3.
Хвостовиком 4 каркас 2 закреплен (клеевое соединение) на основании 5 из диэлектрического материала. На основании 5 также установлен (клеевое соединение) цилиндрический каркас 6 четвертой катушки 7. Радиальные катушки 1 экранированы по магнитному полю от четвертой катушки 7 стаканом 8 из немагнитного металлического материала, который закреплен на основании 5 своим днищем, прижатым к основанию 5 каркасами 2 радиальных магнитов 1. Подводящие напряжение проводники 9 катушек 1 собраны в жгут и пропущены через отверстие 10 хвостовика 11 основания 5 и далее пропущены через полость гибкой стойки-сильфона 12, на которой установлена магнитная система, и идут к устройству управления (рис. 3.23).
Проводники 13 катушки 7 пропущены через радиальное отверстие 14 и собраны в жгут с проводниками катушек 1. Концевая часть 15 стойки-сильфона 12 по жесткой посадке сочленяется с хвостовиком 11 основания 5. Магнитная система в сборе закрыта кожухом 16 из магнитопрозрачного материала.
Соединенные звездой обмотки радиальных катушек подсоединены к регулируемому по частоте и интенсивности (току в обмотках) трехфазному преобразователю частоты в составе устройства управления. То есть ВМП создается аналогично вращающемуся полю в трехфазных электродвигателях. Четвертая же катушка, охватывающая три радиальные катушки, подключена к источнику постоянного тока, также регулируемого, в устройстве управления и создает ПМП в суммарном поле МТУ.
Эффективность данной МТУ повышается введением в магнитную систему еще одной тройку радиальных катушек, оси которых сдвинуты относительно радиальных осей первых трех катушек на 60 , причем первая и вторая тройки катушек подключены к разным трехфазным преобразователям частоты, имеют автономные переключатели направления тока и регуляторы его частоты и напряжения.
В конструкции, приведенной на рис. 3.26 и предназначенной для лечения заболеваний молочной железы [165], в том числе онкологических, используется сочетание электромагнитов и механического перемещения (вращения) электромагнита.
На верхней крышке 4 корпуса устройства управления жестко установлена стойка-держатель 16 двигателя 17, оси 18 магнитной системы и корпуса токосъемника 19. Ось 18 жестко закреплена на стойке 16 тугой посадкой и развальцовкой 20, а на другом конце ось 18 заканчивается цилиндрическим сердечником 21с катушкой 22, образующими неподвижный индуктор. На переходе от оси 18 к сердечнику 21 выполнен круговой выступ і , на оборе которого жестко закреплен цилиндрический экран 24 из \ немагнитного материала, взаимно экранирующий магнитные поля непод ) вижного и подвижного индукторов. Проводники 25 питания катушки 22 J пропущены через отверстие 26, состоящее из радиального отверстия в I сердечнике 21 и перпендикулярного ему осевого отверстия в оси 18. Далее проводники 25 в трассировке 27 на задней стенке стойки 16 подключены к устройству управления. Торцевая поверхность 28 сердечника 21 выполнена t I вогнутой сферической, а к ней приклеена диэлектрическая сферическая чашка 29, в первом приближении соответствующая поверхности молочной ветствующая поверхности молочной железы 30.
На оси 18 вблизи кругового выступа 23 на подшипнике 31 установлено колесо 32 из немагнитного материала посредством колеса 33, закрепленного на валу 34 электродвигателя 17, получающего вращательное движение. Винтами 35 на колесе 32 концентрично сердечнику 21 закреплен цилиндрический сердечник 36 с катушкой 37 , отделенной от биообъекта 30 закраиной 38 чашки 29. Проводники 39 питания катушки 37 пропущены через отверстие 40 колеса 32 и припаяны к кольцевым пленочным проводникам 41, нанесенным на диэлектрическое кольцо 42, установленное на поверхности колеса 32. Напряжение питания на пленочные проводники 41 при вращении колеса 32 подается посредством подпружиненных контакторов 43 токосъемника 19. Проводники 44 от токосъемника 19 и 45 от электродвигателя 17 трассируются на задней стенке стойки 16 и подключаются к устройству управления.
На рис. 3.27 поясняется форма рабочей поверхности подвижного сердечника. Рабочая поверхность 1 подвижного сердечника 2 выполнена криволинейной вогнутой с волнообразным рельефом в радиальной развертке. На рис. 3.27 показаны два варианта развертки поверхности
