CN101511427A - 用于生成用于磁场治疗的磁场的便携式装置 - Google Patents

Abstract

一种便携式装置(1)旨在用来生成用于磁场治疗的交变磁场。所述装置包括至少一个永磁体(5)、和机械驱动器(6)，借助于该机械驱动器，可以使所述至少一个永磁体(5)循环地运动。所述至少一个永磁体(5)、和机械驱动器(6)这样设计，使得通过所述至少一个永磁体(5)的循环运动而生成的交变磁场是单频的。

Description

用于生成用于磁场治疗的磁场的便携式装置

技术领域

本发明涉及一种用于生成用于磁场治疗的交变磁场的便携式装置。

背景技术

已知有多种电磁场治疗装置，在这些电磁场治疗装置中，生成的电磁场产生系统的非特效的支持治疗的效果。例如，可以使用已知的这些装置来促进新陈代谢或血液循环。然而，这些装置通常仅仅允许治疗人体的比较大的部位，并且使用相对比较弱的场来操作。另一方面，对于已知的这些装置，不可能的是，使用足够强的场有目的地治疗人体的小的患病部位，其中，该足够强的场也对功能损坏的各个细胞产生治疗效果。

因此，本发明的目的是公开在开始时描述的适用于有目的的治疗小身体区域的那一种装置。

发明内容

为了实现上述目的，公开一种对应于权利要求1的特征的装置。本发明的装置包括至少一个永磁体、和机械驱动器，借助于该机械驱动器，可以使所述至少一个永磁体循环地运动，其中，所述至少一个永磁体、和机械驱动器以这样的方式配置，使得通过所述至少一个永磁体的循环运动而生成的交变磁场是单频率的。

使用本发明的装置可以生成的交变磁场在治疗上是有效的。事实上，该装置尤其限于单一频率装置，这对于细胞治疗是最重要的。因此，优选对独立的细胞实现了治疗效果，具体地说，对于由于疾病引起的功能损坏的细胞实现了治疗效果。已发现，细胞治疗效果高度依赖于频率。具体地说，仅仅在非常窄的频率窗内产生效果。因此，由本发明的装置生成的治疗有效的场是基本上单频率的交变磁场，从而，该交变磁场尤其具有正弦形时间特性，并且，优选地没有谐波。

根据感应定律，这样生成的单频交变磁场在组织中、尤其在要治疗的细胞上产生交变电场，该交变电场也是单频的，并且可以通过插入细胞信号转导(transduction)中直接作用于细胞上。因此，可以按功能标准化和再生的方式影响细胞分化和细胞的免疫行为。例如，在伴发炎症时，这样允许针对损坏的细胞功能所引起的特定状态的定制电磁场治疗。可以用这样方式治疗的状态的例子包括伤口愈合障碍和炎性皮肤病。

因此，由本发明的装置生成的、且尤其处于低频范围的交变磁场可以高度有效地用于治疗目的。交变磁场感应电场，该电场的强度优选地高于用于细胞生物分化和再生过程及免疫作用的作用阈值。因此，磁场强度或磁通量密度也优选地超过相应的阈值。采用交变磁场的磁场治疗尤其用于炎症过程以及作为这些炎症过程的基础的损坏的细胞功能，以便促进新陈代谢、提高血液循环并缓解疼痛；用于骨与关节的炎症，以便加快伤口和溃疡的愈合；以及用于神经病，例如多发性神经病和神经退行性疾病。

本发明的装置优选地以这样的方式配置，当将该装置应用到要治疗的人体的表面时，由该装置产生的在某一深度的组织内的磁通量密度超过细胞生物过程所需要的作用阈值。

已发现，运动的永磁体可以有利地用于产生足够强的交变磁场，从而在组织内产生超过上述作用阈值的相应强的电场，例如，在治疗的人体内该交变磁场的磁通量密度在毫特斯拉范围内。就空间而言，永磁体要远远优于线圈，原则上，线圈也适用于生成磁场。配置用于高电流的线圈是庞大的。可能必需有很多匝，这样进一步增大了所需的空间量。比较而言，在本发明的装置中设置的可移动的永磁体需要更少的空间，所以，可以将它们很容易地合并到只具有有限的安装体积的便携式装置中。

具有例如仅仅两立方厘米的体积的永磁体在其磁极上可以产生几百毫特斯拉的磁通量密度，在应用到人体时，产生甚至几厘米例如四厘米的深度。在运动期间，几毫特斯拉的磁通量密度足以产生超过上述的电场作用阈值的电场强度。

就等效论而言，即，当在组织中提供尤其足够强以超过作用阈值的交变磁场的情况下，可以使用运动的永磁体来提供比使用电操作的线圈实现的更紧凑、更轻的装置。

这样设置本发明的优选实施例，所述至少一个永磁体圆周地或直线循环地运动。循环的圆周运动和直线运动的叠加也是可以的。尤其有益的是可以使所述至少一个永磁体圆周地运动的实施例。

虽然原则上本发明的装置可以只具有一个永磁体，所以在其运动时，永磁体在作用位置上产生的最大通量密度发生变动，但是，在优选实施例中，设置有至少两永磁体，尤其是，设置有四个或八个永磁体。在这种情况下，通量密度的极性可能是反向的，所以，通量密度差相对于在使用具有相同极性的永磁体时所获得的通量密度差翻倍了。因此，本发明的优选发展这样设置，相邻的永磁体布置成使得它们的作用方向(连接南北极的方向)不对准。具体地说，相邻的永磁体可以取向成作用方向(连接南北极的方向)不同，具体地说，作用方向相反。尽管原则上永磁体可以是沿着径向方向极化的，即，连接南北极的直线径向地定向，但是这样设置优选实施例，永磁体是沿着平行于轴的方向极化的。在这种情况下，永磁体呈平板的形式，该平板具有几厘米的厚度、且沿着厚度方向极化，即，板的底部和顶部形成两个极。与永磁体是纵向地极化的情况相比较，这样的好处在于，磁场在组织的深度上更强烈地有效。包括以这样的方式交替且根据厚度极化修整的四个扇形磁体的布置在组织中产生几乎精确的正弦振荡的磁通量密度。包括四个永磁体的盘每一回转产生两个完全正弦的振荡。换句话说，为了获得给定的或期望的通量密度单频率，该盘必须以半频率的速度(即，UpS)旋转。

如果在盘上设置四个以上的扇区，则每一回转产生更高的通量密度单频率。如果选择除了圆形或扇形的部分之外的磁体形状(例如，矩形磁体)，则除了基本的振荡以外，盘边缘和中心之间的不同的切向速度在所生成的交变磁场中还产生其谐波；对于某些治疗应用，这可能是高度有益的。

永磁体的形状可以不同。永磁体可以是立方形或圆柱形的。尤其如果磁体布置在圆盘上，则这样设置优选实施例，磁体呈局部扇形的形状。特别有益的是这样的变化，其中，所述至少一个永磁体呈圆扇形或圆环扇形的形状。如果例如由于制造相关原因而在中心区域中省略圆的扇区的顶部，则获得圆形的仅仅近似扇区。使用圆(环)扇形永磁体，可以特别有效地生成期望的单频的交变磁场。

如果圆扇形或环扇形永磁体中的至少两个(具体地说，四个或八个)扇区按圆的形式提供和布置以便均匀地分布在其圆周方向上，则获得同样的好处。此外，沿着圆周方向以圆的形式布置的永磁体彼此相邻地布置，并且，优选地，具有相反的极性(即，具有相反方向的磁作用)。为了生成尽可能的单频的交变磁场，也有益的是，优选地在沿着圆周方向彼此相邻地设置的两个永磁体之间设置相应的未占用的空段，该空段基本上具有与永磁体相同的圆扇形区或圆环扇形区。因此，所述空段基本上具有与永磁体相同的表面几何形状，即，具有与永磁体相同的表面形状和表面内容。

此外，优选这样设置，所述至少一个永磁体在其磁极上的磁通量密度大于10mT且小于2000mT，尤其为约1400mT。这样确保了，在组织中以及在细胞上的感应电场足够大，以超过作用阈值。如果近似地配置永磁体，则甚至在组织内的作用位置本身处，感应磁场的通量密度为至少两毫特斯拉(mT)。在关节细胞缺陷的情况下，例如，作用位置在约3cm的关节深度处。

永磁体的循环运动优选地由电动机驱动，具体地，由DC电动机驱动。这样允许使用小功率产生生成交变场所需的运动。提供的电源可以是电池、可充电电池、或者用于外部电源的端子。优选，在承载(一个或多个)永磁体的诸如可旋转地安装的盘的可移动承载器和驱动电动机之间设置齿轮，结果是，即使设置电动机的每分钟转数，也可以通过合适的齿轮传输装置来实现旋转频率，从而实现期望的交变频率的磁场。

为了优选地也基于(电)磁作用的原理来最少化或甚至完全消除旋转永磁体和驱动器之间的相互干扰，也优选地进行了这样的设置，将驱动器和所述至少一个永磁体彼此间隔至少达到下述程度：使得由驱动器产生的驱动器磁场在所述至少一个永磁体的位置处的磁通量密度为所述至少一个永磁体在其磁极上的磁通量密度的十万(＝10⁵)分之一。就生成在治疗上有效的(即，尽可能的单频)交变磁场而言，这样选择的距离也是有利的。

根据优选实施例，这样进行设置，可循环运动的至少两个永磁体的每个被容纳在其各自的磁体外壳中并且使用诸如鹅颈管的柔性保持器连接到中央外壳，尤其是，共用的控制电子器件和共用的电源容纳在中央外壳中。尤其是，每一个磁体外壳不仅接收永磁体，而且接收用于永磁体的旋转安装板、挡光板和用于该旋转安装板的电动机驱动器。该优选实施例允许使用交变磁场容易地治疗大的人体部位。

该方法的优选实施例是这样设置的：通量密度频率连续或不连续地改变，尤其是，在几分钟的部分周期时间内，优选地在0.5分钟至2.5分钟之间，通量密度频率改变。总周期时间等于部分周期时间之和。优选，总周期时间为至多10分钟。总周期时间的优选值为2.5分钟。例如，通量密度频率可以在4Hz和12Hz之间不连续地改变，例如，可以为从4Hz经过6Hz、8Hz、10Hz到12Hz的通量密度单频，并且尤其再返回到4Hz。于是，场状态一直是基本上单频的。在这种情况下，通量密度仅仅具有处于上述相应的通量密度单频的单频分量。因此，对控制处理器的合适的编程允许为各个治疗应用生成定制的治疗序列或周期。

根据另外的优选实施例，生成的治疗有效的交变磁场的磁通量单频可以被调整在5Hz和25Hz之间的范围。在该低频范围中，大量的细胞尤其能接受治疗电磁场影响。例如，尤其约6Hz的通量密度单频刺激形成和释放生物介体物质，这对于伤口愈合是重要的。

此外，优选进行这样的设置：驱动器连接到控制单元，该控制单元配置用于稳定生成的交变磁场的通量密度单频，具体地说，该通量密度单频可以是预定的。该旋转速度或频率稳定装置检查，并且，在必要的时候，使用合适的后续控制装置确保所生成的交变磁场的确是尽可能的单频的。优选，控制单元和由其激活的驱动器配置为连续地生成交变磁场，其每个用于具有不同于前一个部分周期持续时间的通量密度单频的特定部分周期持续时间。因此，可以非常容易地产生上述的有益的治疗序列或周期。对于有目的的细胞治疗，部分周期持续时间应该优选地为至少30秒，对于细胞，需要约7至10秒来调节到通量密度单频。当以仅仅一种通量密度单频进行操作时，部分周期持续时间等于总周期持续时间(例如，优选地，约2.5分钟)。如果部分周期持续时间具体地在约30秒和2.5分钟之间的范围，则有利的是，细胞尚未适应相应的通量密度单频。这样的适应很可能尤其从10分钟或更长的部分周期持续时间增强。提供较长的部分周期持续时间会降低细胞治疗效率。

前面已经就本发明的装置描述了本发明及其有利实施例。然而，本发明同样地涉及用于生成用于磁场治疗的交变磁场的方法，该方法基本上具有与本发明的装置相同的特征和优点。例如，本发明的方法可以使用本发明的装置来实施。对于本发明的方法，也可以公开与本发明的装置的有利实施例基本上相对应的有利实施例。

附图说明

本发明的另外的优点和特征将从权利要求书和下面的描述中显现出来，在下面的描述中将参照附图详细地描述本发明的实施例。这些附图示出了：

图1是用于生成强的治疗用的交变场的便携式装置的实施例的示意图；

图2是用于图1的装置的装备有永磁体的承载器；

图3是沿着图2的III-III截取的截面；以及

图4是图1的装置的电子器件的电路图。

在图1至图4中，相应的部件用相同的附图标记表示。

具体实施方式

图1示出用于生成治疗上高度有效的交变场的便携式装置1的实施例。图1的示意图局限于基本特征。在所图示的实施例中，装置1具有外壳2，圆盘形承载器4安装在外壳2中，以便能够绕轴A旋转。使用诸如滚珠轴承的平稳转动轴承3安装承载器，该平稳转动轴承3仅仅在图1中被示出。在所示的实施例中，承载器4具有四个圆环扇形的永磁体5，所述永磁体以相对于彼此成90°的角度布置在承载器4上，从而均匀地分布在承载器4的圆周方向上。在图1和2中示出的实施例中，圆环扇形永磁体5由约6cm的外直径D_A和约1cm的内直径D_I确定。使用凹部来接收轴A，该凹部位于中心处，并且由内直径D_I确定。永磁体5均具有约6mm的厚度。

在圆盘形承载器4的圆周方向上彼此相邻的永磁体5具有相反的极性，永磁体5的磁南/北极化的绝对方向沿着板状永磁体5的厚度方向延伸，由此平行于轴A的方向。在图1和2的视图中布置在顶部和底部的永磁体5在可见的上侧上具有各自的南磁极，而另外两个永磁体5，即，横向地布置在图1和2的左右边的永磁体，在可见的上侧上具有各自的北磁极。因此，切向相邻的永磁体5的磁取向交替。切向相邻的永磁体5彼此不直接邻接。在它们之间设置的是相应的未占用的空段5a，所述空段基本上具有与永磁体5相同的几何形状，即，圆(环)扇形，并且基本上具有与永磁体5相同的尺寸。由于永磁体5和空段5a的这样的几何形状和上述布置，在承载器4均匀地旋转运动时，生成基本上单频的交变磁场。因此，交变磁场的磁通量密度只具有一种通量密度单频。这样生成的交变磁场是几乎精确的正弦的，实际上没有谐波。因此，这可以特别有效地用于各个细胞的治疗。

承载永磁体5的承载器4通过电动机6经由齿轮传动连接7驱动，在所图示的实施例中，该齿轮传动连接7是驱动带。一方面，该驱动带作用在电动机6的小齿轮6a上，另一方面，该驱动带作用在盘4a上，该盘设置有圆周凹槽，并且刚性地连接到承载器4。该齿轮传动连接7允许在旋转永磁体5的外圆周线和驱动电动机6之间设置横向或径向距离d。有利地，该距离基本上依次地充分大，从而排除相互的磁干扰。根据便携式装置1的应用和特定实施例，距离d的值是几个厘米，优选地，在1cm和3

cm之间。

电动机6优选地是DC电动机，该DC电动机由布置在相应的隔室8中的电池或可充电电池进行供电。

圆盘形承载器4在其外圆周上具有大量的径向缝4b，所述径向缝4b与固定到外壳的挡光板9相关联。

仅仅在图1中被示意性地示出的装置1的控制电子器件10a位于印刷电路板10上。

电动机6的电压在24V或更小的较低电压范围中，优选，仅仅为3V。因此，功耗在较低的瓦特范围中，优选低于1瓦特，在特定的实施例中，为约0.4W。承载器4的旋转频率在较低的赫兹范围中，优选地低于100Hz，尤其为2至6Hz，所以，在具有交变磁取向(极性)的所图示的布置中的四个永磁体5的情况下，磁作用的场的频率翻倍到4至12Hz。

永磁体5的磁场强度在处于板的顶部或底部上的其磁极处为特斯拉范围或更低，并且，在外壳2的外面，该磁场强度应该基本上不大于300毫特斯拉，优选地为至多250毫特斯拉(mT)。在实施例中，永磁体5由在烧结过程之后经过磁化的烧结NdFeB材料构成。为了烧结，将例如仍呈粉末形式的起始材料引入到烧结模具中，该烧结模具使要制造的永磁体5具有期望的环扇形的形状。在经过磁化之后，在这样制造的永磁体5的顶部或底部处的磁通量密度为约1400mT。

本发明的装置1的重量小于500g，优选地在约200g的范围中。

图2是装备有圆环扇形永磁体5的承载器4的放大明细图，为了清楚起见，省略了设置用于驱动承载器4的盘4a。此外，示出了绕其进行旋转运动的轴A，即只是中央中心线。根据图3中所示的截面图，永磁体5优选地布置在承载器4中的相应凹部中，并且固定在其中。

图4是本发明的装置1的控制电子器件10a的优选实施例的电路图。

设置有经地M供应电压U的电源11，例如电池或可充电电池。在各个位置处设置在控制电子器件10a中的到最大或标准电压U或到地M的连接在整个电路图中用相同的附图标记表示。

由可编程的微控制器12通过电子开关13按上述方式控制电动机6的旋转速度，该微控制器12由振荡晶体12a计时。驱动电动机6的电力也由电源11提供。微控制器12监视和控制由电动机6所导致的承载器4的旋转运动。微控制器实现旋转速度和频率稳定，由此实现相应的调整，以确保生成的交变磁场是尽可能的单频的。

为了监视，以及在必要的时候，后续调整电动机和/或(最重要的)承载器4的旋转速度，设置有旋转速度光学检测器，该旋转速度光学检测器包括上述的挡光板9，并且将其测量值传送到微控制器12。当检测到该旋转速度偏离当前设置的期望的旋转速度时，微控制器12于是相应地校正电动机6的旋转速度。

装置1通过可致动的开关14接通和断开。此外，该电路既具有视频输出15又具有声音输出16，通过视频输出15和声音输出16，例如，用于装置1的接通和/或准备、以及治疗过程的终止可以通过视频和/或通过声音输出。具体地说，视频输出15可以采用在整个操作过程中闪光的发光二极管的形式。

微控制器12连接到接口17，通过该接口17，可以对微控制器12进行编程。

Claims (11)

1.一种用于生成用于磁场治疗的交变磁场的便携式装置，包括：

a)至少一个永磁体(5)；以及

b)机械驱动器(6)，通过该机械驱动器，可以使所述至少一个永磁体(5)循环地运动，

c)其中，所述至少一个永磁体(5)和所述驱动器(6)被配置为使得通过所述至少一个永磁体(5)的循环运动而生成的交变磁场是单频的。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述至少一个永磁体(5)可以进行圆形运动。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述至少一个永磁体(5)呈圆扇形或圆环扇形的形式。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，设置有至少两个圆扇形或圆环扇形永磁体(5)，尤其是设置有四个或八个圆扇形或圆环扇形永磁体(5)，所述永磁体被布置在圆基底(4)上，以便均匀地分布在该圆基底的圆周方向上。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，沿着圆周方向彼此相邻地布置在圆基底(4)上的永磁体(5)具有相反的极性。

6.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，与所述永磁体(5)具有基本上相同的圆扇形或圆环扇形的形状的相应的未占用的空段(5a)被设置在沿着圆周方向彼此相邻地布置的两个永磁体(5)之间。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，生成的在治疗上有效的交变磁场具有可以在5Hz和25Hz之间的范围内调节的通量密度单频。

8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述驱动器连接到控制单元(10a)，并且，所述控制单元(10a)被配置用来稳定生成的交变磁场的通量密度单频。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述控制单元(10a)和由该控制单元激活的驱动器(6)被配置为连续地生成交变磁场，其每个用于具有不同于前一个部分周期持续时间的通量密度单频的特定部分周期持续时间。

10.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述至少一个永磁体(5)在其磁极上的磁通量密度大于10mT且小于2000mT，尤其为约1400mT。

11.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述驱动器和所述至少一个永磁体(5)被设置为彼此间隔开到至少一定程度，使得由所述驱动器(6)产生的驱动器磁场在所述至少一个永磁体(5)的位置处的磁通量密度为所述至少一个永磁体(5)在其磁极上的磁通量密度的十万分之一。

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