Способ диагностики состояния биообъектов и устройство для его реализации

 

Изобретение относится к медицине, биологии, биофизике и может быть использовано для регистрации физических полей биообъектов. В изобретении решена задача повышения достоверности результатов диагностики состояния биообъектов и упрощения процедуры диагностирования. Способ основан на использовании свойства эпидермиса менять свои параметры под воздействием излучений биообъекта. В предлагаемом способе измеряют частоту излучений биообъекта, используя в качестве мембраны принимающего излучения датчика эпидермис. Измеренную частоту сравнивают с опорной. По результатам отклонений измеренной частоты от опорной диагностируют состояние биообъекта. Устройство, реализующее предложенный способ, содержит датчик с эпидермисом, выполненный в виде колебательного контура ВЧ-генератора. Выход генератора подключен к преобразователю частота - число, выход последнего соединен с индикатором. За счет свойств эпидермиса упрощается процедура диагностирования. 2 с.п.ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области медицины, биологии, биофизики, биотехники и может быть использовано для регистрации физических полей биообъектов.

Известны различные методы регистрации состояния биообъектов. Большинство из них основано на анализе изменения отраженных от исследуемого объекта сигналов (например, реография - графическая регистрация колебаний сопротивления участков тела переменному току звуковой или сверхзвуковой частоты; электрокардиография и энцефалография - исследования с помощью электрических сигналов состояния сердца и мозга; УЗИ - ультразвуковое обследование и т.д. ). Недостатком таких методов является сложность оборудования и, как следствие, в большинстве случаев возможность обследования только в стационарных условиях, недостаточная достоверность диагностики и вредность для обследуемого объекта из-за воздействия на него различными облучениями.

Известны также способы регистрации сигналов, непосредственно исходящих от биообъекта. К ним можно отнести тепловидение - регистрация теплового поля биообъекта, а также случаи восприятия поля биообъекта экстрасенсами. Недостатком первого способа является сложность и низкая достоверность, а второй способ основан на субъективных восприятиях экстрасенса. К достоинствам этих способов можно отнести дистанционный метод регистрации излучений биообъекта.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому способу является "Способ топической диагностики заболеваний" по авт. свид. СССР N 721080 от 01.03.77 г., опубл. 15.03.80 г., МКИ: A 61 B 5/05, авторы: Б.М. Ворошилов и Г.В. Розенберг. Способ заключается в измерении сопротивления постоянному электрическому току поверхностного ороговевшего слоя различных участков кожи между электродами коаксиального кабеля. Границы зоны электрического сопротивления, которое меньше общефонового сопротивления на поверхности тела, позволяют точно определить проекции зон воспаленных органов на коже и тем самым выявить воспалительный процесс в органах и тканях, находящихся под этими участками кожи. Таким образом, в основе способа лежит возможность выявления излучений биообъекта с помощью эпидермиса (наружного слоя кожи).

К недостаткам данного способа можно отнести необходимость контактирования с кожей биообъекта, недостаточную достоверность результатов диагностики вследствие влияния электромагнитных полей на преобразователь, регистрирующий изменение сопротивления эпидермиса (коаксиальный кабель), а также опасность поражения обследуемого объекта высоким напряжением при подсоединении к преобразователю средств автоматической обработки информации, имеющих сетевое питание.

Указанные недостатки характерны и для устройств, реализующих данный способ: "Датчик для измерения биоэлектрических величин" по авт. свид. СССР N 730346 от 06.75.1976 г., опубл. 30.04.1980 г., МКИ: A 61 B 5/05; "Устройство для регистрации электрокожного сопротивления" по авт. свид. СССР N 749383 от 15.09.1977 г., опубл. 23.07.1980 г., МКИ: A 61 B 5/05.

Датчик по авт. свид. СССР N 730346 представляет собой коаксиальный кабель, снабженный на торце опорной площадкой, в несколько раз превосходящей по диаметру наружный диаметр внешнего электрода.

Устройство по авт. свид. СССР N 749383 (прототип) представляет собой преобразователь показателя сопротивления с указанного выше датчика в длительность импульса, а затем в числовое значение, которое поступает на индикатор, выполненный в виде графопостроителя.

Но несмотря на указанные недостатки способ по авт. свид. СССР N 721080 позволил, помимо решения непосредственной задачи - диагностики заболеваний, обнаружить уникальные свойства полупроводниковой проводимости эпидермиса (см. Манойлов В. Е. "Электричество и человек", 3-е издание, Л.: Энергатомиздат, Ленингр. отделение, 1988 г., стр. 184 - 185). Дальнейшие исследования выявили способность эпидермиса менять свои электропроводные свойства под воздействием различных излучений. По результатам исследований стала возможной разработка более совершенных методов и приборов для быстрой и простой диагностики состояния биообъектов.

Задача предлагаемого технического решения - повышение достоверности результатов диагностики состояния биообъекта и упрощение процедуры диагностирования.

Для решения поставленной задачи в способе диагностики состояния биообъектов, основанном на изменении свойств эпидермиса под воздействием излучений биообъекта, используя датчик с мембраной из эпидермиса, измеряют частоту локальных излучений биообъекта, и по величине отклонений измеренной частоты от опорной судят о состоянии исследуемого биообъекта.

В устройстве для реализации способа, содержащем датчик с чувствительной мембраной, преобразователь и индикатор, мембрана выполнена из эпидермиса, а датчик выполнен в виде колебательного контура введенного ВЧ-генератора, причем выход ВЧ-генератора подключен ко входу преобразователя частота-число, выход которого соединен со входом индикатора.

В качестве индикатора могут быть использованы преобразователи изменения частоты в звуковой, световой, тепловой или цветовой сигналы.

Использование эпидермиса в качестве чувствительной мембраны датчика, принимающего излучения биообъекта, позволило сделать метод регистрации излучений биообъекта дистанционным, что существенно упростило его реализацию, расширило возможности способа и область его применения.

Кроме того, использование в устройстве датчика на основе эпидермиса позволило значительно упростить конструкцию устройства, а также повысить достоверность результатов диагностики.

Предлагаемое решение иллюстрируется чертежом, где показана блок-схема устройства, реализующего предлагаемый способ.

Способ основан на использовании свойства эпидермиса изменять свои параметры под воздействием локальных излучений, исходящих от биообъекта. В предлагаемом способе диагностики измеряют частоту излучений биообъекта, которые принимают с помощью датчика с чувствительной мембраной, выполненной из эпидермиса. Измеренную частоту сравнивают с опорной частотой, которая подается на датчик до приема излучения от исследуемого биообъекта.

В качестве биообъекта могут быть любые живые существа: человек, животное, рыбы, птицы, растения и пр. Многолетние исследования показали, что среднестатистический сигнал от любого биообъекта лежит в одном диапазоне частот, что делает способ пригодным для любых биообъектов. Опорная частота выбирается в этом среднестатистическом диапазоне.

В качестве датчика, регистрирующего частоту излучений, использован эпидермис. Согласно Б.С.Э., "Эпидермис - наружный слой кожи человека и животных, развивающийся из наружного зародышевого листка - эктодермы". Эпидермис у беспозвоночных может быть скелетным (например, раковина моллюсков) и защитным (например, кутикула червя). У земноводных - роговой слой, у рыб - чешуя, у птиц - перья, у насекомых - хитин и т.д. Эпидермис у растений - первичная, поверхностная однослойная ткань, возникающая на всех молодых органах побега, цветка, плода, семени и т.д." (Б.С.Э., М.:"Сов. энциклопедия", 1978 г., т. 30, стр. 630 - 631.). Аналогичное определение эпидермиса приведено в "Большом Энцоклопедическом словаре", М.:"Сов. энциклопедия", 1993 г. , стр. 1561. Более подробно об эпидермисе изложено в книге И.Н. Михайлова "Структура и функция эпидермиса" М.: Медицина, 1979 г., стр. 36.

Исследования разных типов эпидермиса в датчиках при реализации способа показали, что уровень выходного сигнала зависит от используемого типа эпидермиса. Наиболее эффективной по уровню сигнала была признана чешуя рыбы. Кроме того, была выявлена возможность повышения уровня реакции эпидермиса путем воздействия на него сверхслабым энергетическим источником.

В прототипе в качестве источника исследуемого сигнала также использовался эпидермис, но это был эпидермис непосредственно обследуемого объекта. Это исключало бесконтактность метода обследования и снижало достоверность результатов, так как на них кроме внешних воздействий влияло и состояние самого эпидермиса (например, кожного покрова у человека).

Предлагаемый способ относится к бесконтактной диагностике.

На чертеже показано устройство, реализующее способ. Устройство содержит датчик 1 с чувствительной мембраной из эпидермиса, например чешуи рыбы (карпа). Датчик 1 выполнен в виде колебательного контура ВЧ-генератора 2. Выход ВЧ-генератора 2 подключен ко входу преобразователя 3 частота-число, выход которого соединен с индикатором 4. Все блоки подключены к источнику питания 5.

Устройство работает следующим образом. Перед началом обследования объекта от генератора 2 на датчик подается сигнал с опорной частотой ω₀ , которая выбрана в определенном, характерном для мембраны датчика, диапазоне частот. Далее датчиком дистанционно проводят вдоль обследуемого биообъекта (например, тела человека, туловища животного и пр.). Датчик 1 принимает локальные излучения обследуемого объекта и меняет свои свойства в зависимости от характера излучений. При этом меняется частота на выходе генератора 2. В преобразователе 3 фиксируется отклонение частоты сигналов относительно опорной частоты Δω и преобразуется в число, которое затем поступает на индикатор. Как показали исследования, изменение частоты происходит в узком диапазоне.

Состояние биообъекта диагностируется по величине отклонений частоты от опорной. Патологические изменения в состоянии биообъектов пропорциональны этим отклонениям частоты.

Для удобства восприятия оператором число, пропорциональное отклонениям частоты, может быть преобразовано в индикаторе в различные сигналы: звуковые, световые, цветовые и пр. Например, при звуковом индикаторе изменяется частота звукового сигнала.

Устройство имеет простую конструкцию, малый вес и габариты, удобно и эффективно в эксплуатации, может быть доставлено в любую точку и позволяет производить обследования в любых условиях. Были проведены диагностические обследования на животноводческих фермах, на пастбищах, в заповедниках, в зоопарках, на птицефабриках и пр.

Прибор устойчиво работает в любых условиях и обеспечивает высокую достоверность результатов.

Предлагаемое устройство удобно для контроля за результатами лечения, так как позволяет произвести обследование на любом этапе лечебного процесса.

Таким образом благодря выявлению новых свойств эпидермиса удалось разработать простой и эффективный способ диагностики состояния биообъекта.

Формула изобретения

1. Способ диагностики состояния биообъектов, основанный на изменении свойств эпидермиса под воздействием излучений биообъекта, отличающийся тем, что, используя датчик с мембраной из эпидермиса, измеряют частоту локальных излучений биообъекта и по величине отклонений измеренной частоты от опорной судят о состоянии исследуемого биообъекта.

2. Устройство для диагностики состояния биообъектов, содержащее датчик с чувствительной мембраной, преобразователь и индикатор, отличающееся тем, что мембрана выполнена из эпидермиса, а датчик - в виде колебательного контура введенного ВЧ-генератора, причем выход ВЧ-генератора подключен к входу преобразователя частота - число, выход которого соединен с входом индикатора.

РИСУНКИ

Рисунок 1