Широкополосный электромагнитный резонатор для терапевтического воздействия на патологические очаги в тканях организма, медицинский прибор для терапевтического воздействия и способ терапевтического воздействия
Группа изобретений относится к медицинской технике. Устройство для генерирования спектра Ферми-Паста-Улама (ФПУ) содержит резонатор для формирования электромагнитного спектра ФПУ (ФПУ-резонатор), содержащий двухплечевой генератор для генерирования колебаний, каждое плечо которого содержит катушку, конденсатор и нелинейный управляемый электронный элемент, причем указанные катушки двухплечевого генератора имеют противоположную намотку и соединены встречно, имеют одинаковое количество и одинаковый диаметр витков, и витки одной катушки размещены между витками другой катушки, чередуясь, причем плечи генератора соединены таким образом, что обеспечивают генерирование колебаний за счет положительной обратной связи между плечами генератора, блок питания для подачи питания на точку соединения катушек, и схему запуска, подключенную к двухплечевому генератору. Предложены также медицинский прибор для терапевтического воздействия на патологические очаги в тканях организма и способ терапевтического воздействия на патологические очаги в тканях организма путем резонансного воздействия на спектры возвратов ФПУ в тканях организма. 4 н. и 6 з.п. ф-лы, 7 ил.
Область техники
Настоящее изобретение относится к медицинской технике, в частности, к устройству, медицинскому прибору и способу терапевтического воздействия на патологические очаги в тканях организма электромагнитным излучением, имеющим структуру спектра возврата ФПУ (Ферми-Паста-Улама).
Медицинский прибор и способ могут быть использованы для терапии аритмии и воспалительных процессов в организме, гармонизации работы органов и повышения защитных сил организма.
Предшествующий уровень техники
Известно электронное устройство электростимуляции (см., например, RU 2135226 С1), предназначенное для терапевтического неинвазивного индивидуально-дозировочного воздействия, детерминированного по группе выбранных зон и циклического по времени, на участки кожного покрова человека электрическими импульсами с целью оказания общерегулирующего влияния на физиологические системы организма, достижения анальгетического эффекта.
Электростимулятор содержит блок генерации воздействующих импульсов, блок формирования сигналов управления модуляцией, управляемый генератор, первый и второй электроды, блок анализа адаптационных процессов, блок коммутации каналов стимуляции, 2N-2 электродов, генератор частоты воздействия электродов и формирователь кода канала, при этом тактовый выход блока генерации воздействующих импульсов соединен с тактовыми входами блока анализа адаптационных процессов и генератора частоты воздействия электродов, вход управления которого соединен со вторым выходом управления блока анализа адаптационных процессов, а выход соединен со счетным входом формирователя кода канала, первый и второй выходы i-й (i=I, N) группы выходов блока коммутации каналов стимуляции соединены соответственно i-ми первыми и вторыми электродами группы из 2N электродов, второй сигнальный выход блока генерации выходных импульсов соединен со вторым сигнальным входом блока коммутации каналов стимуляции.
Человеческий организм рассматривается как сложная система, которая в соответствии с концепциями системного анализа разбивается на множество взаимосвязанных подсистем или взаимодействующих органов, функционирующих в общей целостности.
В связи с этим чрескожное воздействие при терапевтическом неинвазивном воздействии целесообразно осуществлять по некоторой совокупности выбранных зон, что позволит осуществить поиск эффективного воздействия на группу органов человеческого организма.
Особая потребность в чрескожном воздействии на группу выбранных зон (фактически на группу органов) возникает также при лечении тяжелых заболеваний (патологий), связанных с требованиями клиники, при которых целесообразно как можно меньше беспокоить больного, например, перебинтовывая, и оказывать стимулирующее длительное воздействие одновременно на несколько зон кожного покрова. Место приложения электродов выбирают по реакции стимулируемых тканей или органов на оказываемое воздействие.
После начала процесса стимуляции воздействие стимулирующих импульсов измеряется в соответствии с реакцией тканей и органов организма человека. Глубина обратной связи, т.е. время реакции организма, регулируется в управляемом генераторе по второму установочному входу.
Генератор прямоугольных импульсов генерирует последовательность прямоугольных импульсов с частотами, выбранными лечащим врачом и задаваемыми для каждого канала стимуляции настройкой по первым установочным входам 11-1N электростимулятора. Длительность импульсов генератора изменяется модулятором.
Энергия на выходе электростимулятора прямо пропорциональна длительности импульсов, подаваемых с выхода модулятора на вход усилителя мощности, и оценивается по частоте вспышек и интенсивности свечения индикатора. Генератор определяет также тактовую частоту работы электростимулятора.
Управляемый генератор задает продолжительности серий стимулов и пауз между сериями. Для того чтобы энергия стимулирующих импульсов нарастала и спадала плавно, сигналы с выхода управляемого генератора подаются на блок формирования сигналов управления модуляцией, в котором они приобретают трапецеидальную форму.
Детектор ограничений определяет амплитуду импульсов стимуляции. Амплитуда колебаний выходного контура усилителя мощности определяется длительностью импульсов, подаваемых с выхода модулятора. Амплитудный ограничитель блока формирования сигналов управления модуляцией фактически суммирует сигналы управляемого генератора и детектора ограничений.
При адаптации организма к стимулирующим воздействиям происходит изменение колебаний в выходном контуре усилителя мощности блока генерации воздействующих импульсов.
При наличии патологических изменений в организме больного стимулирующие импульсы на электродах имеют экспоненциальный спад с постоянной времени, значительно меньшей, чем у здорового организма. Управляемый генератор вырабатывает серии импульсов, в которых длительность пауз между импульсами значительно превышает длительность импульсов. Возможны даже ситуации, когда в одном периоде будет подан один короткий стимулирующий импульс на электроды.
Так как стимулирующие импульсы оказывают лечебное воздействие, то через некоторый промежуток времени, определяемый как степенью патологии, так и заданием глубины обратной связи по установочному входу, реакция организма больного на стимулирующее воздействие будет приближаться к реакции здорового организма или просто стабилизируется. Это является условием достаточности воздействия по выбранному формирователем кода канала каналу стимуляции. Данная адаптация отслеживается в управляемом генераторе и блоке анализа адаптационных процессов.
В зависимости от сигнала обратной связи на входе формирователя обратного сигнала происходит изменение скважности импульсов генератора. При наличии патологии в выбранных точках, соответствующих данной паре электродов, пачки импульсов стимуляции имеют длительность меньше заданной. По мере устранения патологии происходит ослабление воздействия на генератор по каналу обратной связи, длительность пачек импульсов стимуляции увеличивается, т. е. восстанавливается скважность импульсов генератора временных интервалов.
Известен способ низкочастотной электромагнитной терапии и устройство для его осуществления (см., например, RU 2164424 С1). Сущность изобретения заключается в том, чтобы с помощью слабого электромагнитного поля вызвать в органах и системах резонанс и тем самым гармонизировать работу организма.
Способ электромагнитной терапии включает воздействие на биологические активные точки и биологически активные зоны импульсным электромагнитным полем с напряженностью 0,1 В/м2. При этом электромагнитные импульсы имеют вид радиоимпульсов с частотой следования пакетов 0,1-100 Гц, дискретом - 0,01 Гц и несущей частотой 10-15 кГц. Устройство низкочастотной электромагнитной терапии содержит антенное устройство, источник питания, клавиатуру управления, жидкокристаллический дисплей, устройство согласования с антенной, стабилизатор, вход которого соединен с источником питания, микропроцессорный контроллер, выходами подключенный к клавиатуре управления, жидкокристаллическому дисплею для отображения параметров выполняемой программы лечения и к устройству согласования с антенным устройством. При этом микропроцессорный контроллер выполнен с возможностью запоминать до 1000 программ лечения и формировать на выходе импульсы с частотой следования 0,1-100 Гц, модулированные частотой 10-15 кГц.
Пассивные электрические свойства биологических тканей характеризуются импедансом, величина которого определяется емкостной и активной проводимостью с соответствующей индуктивностью тканей. Активная составляющая электропроводности на низких частотах обусловлена в основном количеством и электролитным составом межклеточной жидкости, а на высоких частотах дополнительный вклад вносит электропроводность клеток. Так как на эквивалентной схеме ткани резистивное сопротивление клеток включено последовательно с емкостью клеточной мембраны, то наблюдается явление частотной дисперсии электропроводности биологических тканей. Обладая высокими диэлектрическими свойствами и чрезвычайно малой толщиной, бислойные липидные мембраны характеризуются высокой удельной электроемкостью. Большая величина зарядной емкости мембран, а, следовательно, и емкостные свойства биологических тканей обусловлены значительной поляризационной способностью диэлектрика мембран, зависящей от ее относительной диэлектрической проницаемости. На высоких частотах выключаются механизмы поляризации с замедлением времени релаксации, поэтому с повышением частоты емкость тканей должна уменьшаться, так же как и при повышении диэлектрической проницаемости.
В области низких частот импеданс тканей определяется в основном их резистивными свойствами. К этой области относятся ткани, обладающие высокой электропроводностью, например, нервная ткань. К области средних частот относятся ткани, электрические свойства которых определяются и резистивными и емкостными свойствами, например, паренхиматозные органы. В области высоких частот электрические свойства тканей носят емкостный характер, это, например, мембраны и липиды. Замедленные механизмы поляризации в этой области частот могут приводить к значительным диэлектрическим потерям в тканях из-за нагрева.
Таким образом, живую клетку можно представить в виде колебательного контура с емкостью и сопротивлением, причем емкость определяется свободно радикальными реакциями и системой антиоксидантной защиты, а сопротивление - ферментативным окислением.
Колебательный контур обладает таким свойством как индуктивность, т.е. способностью возбуждать электрический ток в другом контуре или замкнутом проводнике благодаря своему магнитному моменту. Генерирование импульсов электромагнитного поля от единиц до десятков Гц является характерной особенностью нормального функционирования различных органов человека.
В виде колебательного контура можно представить себе не только клетку, но и более высокие уровни организации живой материи: ткани и органы с различным преобладанием путей окисления глюкозы, системы органов и весь организм в целом как индуцированно равновесную систему колебательных контуров. Такой орган как печень содержит в себе оба пути окисления глюкозы в равных соотношениях, что делает его ключевым в системе регуляции емкости и индуктивности организма.
Систему кровообращения саму по себе тоже можно представить в виде каскада замкнутых проводников от петель капилляров до большого и малого кругов кровообращения. Различный импеданс венозной и артериальной крови создает условия для взаимовлияния органов друг на друга. Электрические свойства крови определяются количеством в ней гемоглобина, кислорода, других циклических соединений, белково-электролитным составом, а также скоростью кровотока.
Таким образом, электромагнитное поле в рамках классической электродинамики может интегрировать работу всего организма, создавая и сохраняя специализацию различных тканей. А система кровообращения является тем посредником, через который осуществляется регуляция.
Электромагнитные колебания, присущие тканям самого живого организма, только отчасти зависят от колебаний, существующих вне организма. Хотя собственные колебания организма и возбуждаются колебаниями внешних ЭМП, но затем они образуются в организме вновь в специфической форме. Каждый орган и каждая клетка обладает своим специфическим спектром колебаний, своими специфическими характеристиками этих колебаний (формой и видом, а также частотой). Поддержание этих колебаний зависит от "добротности" резонатора клетки, органа, ткани или организма в целом. Если "добротность" резонатора нарушена или отсутствует, могут возникнуть инкогерентные, неадекватные, патологические электромагнитные колебания. В случае, когда существующий в организме механизм саморегуляции и оздоровления оказывается не в состоянии деструктурировать эти колебания, возникает заболевание.
Специфические реакции организма человека на воздействие искусственного электромагнитного поля (ЭМП) были обнаружены только при переходе на сверхслабые интенсивности низких частот в диапазоне от 0,1 до 100 Гц ЭМП, когда напряженность поля, индуцированного внутри организма, существенно меньше 0,1 В/см.
При сопоставлении воздействий искусственных и естественных низких частот в диапазоне от 0,1 до 100 Гц ЭМП на человека следует также учитывать, что воздействие искусственных ЭМП осуществляется кратковременно, его продолжительность значительно меньше жизни человека; воздействие же естественных ЭМП осуществляется непрерывно в течение всей жизни. В этой связи можно ожидать, что для получения лечебного эффекта при воздействии искусственным ЭМП его напряженность должна быть выше.
В соответствии с принципом взаимности антенн любая структура, осуществляющая прием ЭМП, способна также излучать ЭМП в том же диапазоне частот.
Сильное колебание систем со слабоподавленными собственными колебаниями в случае, если они возбуждаются относительно слабыми внешними силами с частотой, которая равна или почти равна собственной частоте системы, называется резонанс.
Таким образом, с помощью слабого электромагнитного поля в органах и системах вызывают резонанс и тем самым гармонизируют работу организма. Поскольку заболевания органов могут вызываться разными причинами, то необходимо для лечения задействовать разные системы организма, т.е. использовать наборы частот. Таким образом, программа терапевтического воздействия содержит набор частот, каждая из которых действует заранее заданное время, вызывая резонанс в нужных органах и системах. Низкочастотная электромагнитная терапия вызывает резонансные явления, но энергия, вносимая в организм, настолько мала, что не возникает эффекта передозировки, и это важно, особенно для лечения онкологических больных.
Известно также устройство и способ индукции апоптоза патологических клеток и тканей (см., например, RU 2245728C2).
Апоптозом является морфологически отличимая форма запрограммированного отмирания клеток, связанная с процессами жизнедеятельности клеток и играющая важную роль в ходе развития, гомеостаза и в случае многих болезней, включая рак, синдром приобретенного иммунодефицита и нейродегенеративные расстройства, а также изменяемыми процессами выживания клеток. Апоптоз происходит путем активации внутренней программы самоуничтожения клетки. Активизация программы самоуничтожения регулируется многими различными сигналами, поступающими как из внутриклеточной, так и из внешней среды.
Способ заключается в том, что воздействуют на патологические клетки и ткани постоянными и/или низкочастотными переменными электромагнитными полями, индукцией от 1 до 100 МТл, частотой от 1 до 1000 Гц. Устройство содержит средства генерации постоянных и/или низкочастотных переменных электромагнитных полей, пронизывающих рабочее пространство. Способ и устройство позволяют воздействовать на клеточные процессы выживания живых патологических клеток магнитными полями без вредного влияния на здоровые клетки. В частности, осуществляется воздействие электромагнитным постоянным полем (С-поле) и низкочастотным электромагнитным полем (ЭНЧ-поле), которые генерируются данным устройством.
Концепция, на которой основан способ, заключается в том, что СЭНЧ-поля воздействуют на клеточные сигналы, подтверждающие развитие патологического процесса внутри патологических клеток, т.е. сигналы об окислительно-восстановительном потенциале свободных радикалов, и, таким образом, восстанавливают процессы выживаемости клеток, т.е. непосредственно или косвенно стимулируют апоптоз посредством модификации экспрессии гена р53.
Причина того, что С- и ЭНЧ-поля выборочно стимулируют апоптоз в патологических клетках (т.е. раковых клетках), может заключаться в измененном электрическом поведении патологических клеток, по сравнению со здоровыми клетками. По этим причинам СЭНЧ-поля непосредственно или косвенно могут вызывать сигнальное запрограммированное отмирание клеток - апоптоз, in vitro и in vivo, не вызывая неблагоприятного эффекта.
Использовались последовательности магнитных С-полей с различной магнитной индукцией, модулированных по амплитуде, и с наложением магнитных ЭНЧ-полей. Использование модулированных полей отвечает необходимости достижения оптимального условия для преобразования синглет-триплетного состояния спина, необходимого для процессов рекомбинации свободных радикалов.
Предпочтительно, чтобы программные средства устанавливали С-поля и ЭНЧ-поля в соответствии с суммарной магнитной индукцией от 1 до 30 МТл и, соответственно, соотношением С/ЭНЧ-полей в интервале от 0,1 до 10, и в некоторых частных вариантах - с суммарной магнитной индукцией от 1 до 10 МТл и, соответственно, соотношением С/ЭНЧ-полей в интервале от 0,5 до 5.
К недостаткам терапевтического эффекта известных способов можно отнести то, что излучение осуществляется в узком диапазоне частот. Вместе с тем, организм является распределенной автоколебательной системой со многими степенями свободы, и внешнее воздействие на него в узком диапазоне частот приводит к тому, что ткани организма в соответствии со свойствами нелинейных колебательных систем изменяют свои резонансные характеристики, с тем, чтобы минимизировать внешнее воздействие, что приводит к уменьшению терапевтического эффекта.
Теоретическое обоснование предложенного способа
В 1954 году Ферми, Паста и Улам предприняли попытку численно показать неизбежность перехода нелинейной системы в состояние с равнораспределенной энергией из состояния мономодового возбуждения. Моделировавшаяся ими система - это цепочка из N частиц одинаковой массы, связанных пружинами, с линейными и нелинейными членами в силе взаимодействия.
Исходя из теоретических соображений, Ферми, Паста и Улам ожидали, что энергия, изначально сконцентрированная в низкочастотной моде qo, в результате нелинейного взаимодействия будет перераспределяться между остальными модами, воспроизводя при этом переход к равновесному состоянию. Результаты, к их удивлению, были противоположными. Энергия не только не перераспределялась сколько-нибудь равномерно, но и возвращалась в исходную моду (до 98%) через большие промежутки времени. Еще более впечатляющим казалось то, что время возвращения даже уменьшалось при увеличении энергии/коэффициента нелинейности. Объяснение, что это ошибка численного счета, было опровергнуто более поздними численными экспериментами, причем улучшенная точность и большие времена интегрирования позволили пронаблюдать возвращение до 99% от начальной энергии.
Теоретическая модель нелинейной знаковой акустоэлектродинамики ДНК легла в основу создания семейства радиоэлектронных устройств - генераторов пакетов уединенных волн в форме возврата Ферми-Паста-Улама (ФПУ-генераторов), предназначенных для генерации электромагнитных волн (солитонов), обладающих характерной пространственно-временной структурой возврата ФПУ. Спектр возврата ФПУ выражается в периодическом переходе колебательной структуры от упорядоченного состояния к хаотическому и обратно. При этом в упорядоченном состоянии первоначальная форма волнового пакета и его пространственно-временной спектр полностью повторяются.
Важной особенностью ФПУ-генератора является пространственно-временная структура его поля, которая соответствует колебательной структуре молекулы ДНК. Результат математического моделирования показывает, что структура молекулы ДНК представляет собой резонатор ФПУ.
Это свойство позволяет использовать генератор в экспериментах по исследованию собственных колебаний в препаратах ДНК и по взаимодействию биологических систем, о которых говорилось выше. Первые модели таких генераторов были созданы одним из авторов настоящего изобретения в 1988-1989 годах.
Принципиальная схема генератора содержит ФПУ-резонатор в виде двух длинных линий с подключенными к ним нелинейными элементами (туннельные диоды) (см., например, Лонгрен К. «Экспериментальные исследования солитонов в нелинейных линиях передач с дисперсией», «Солитоны в действии», Москва, Мир, 1981, с. 138-162).
Предлагаемый способ основан на использовании общего фундаментального свойства всех распределенных нелинейных колебательных систем, включая биологические, -спектра возврата ФПУ, заключающегося в том, что любая динамическая система со многими степенями свободы обладает своим собственным квазипериодическим возвратом динамики картины Фурье-спектра первоначального возмущения системы к своему первоначальному виду.
Квазипериодический переход между детерминированным и квазихаотическим состояниями спектра ФПУ обеспечивает установление широкополосного резонанса электромагнитного спектра возврата ФПУ внешнего генератора со спектрами ФПУ в тканях организма. В результате этого происходит разрушение автономности патологического биохимического процесса, и как следствие, уменьшение его энергии, что, в конечном итоге, приводит к элиминации патологического очага из организма, или, в других случаях, обеспечивается восстановление ритма сердца.
В этом состоит коренное отличие механизма воздействия генератора ФПУ от используемых в настоящее время устройств.
Для генерации широкополосного спектра необходима схема формирования возврата ФПУ, в которую входит элемент с периодической структурой. Примером такого элемента служит катушка, т.к. катушка - это периодическая структура или спиральная замедляющая система. Необходимо также условие возникновение стоячей волны как в канонической цепочке ФПУ с закрепленными концами. В предлагаемом двухтактовом генераторе это осуществляется периодическим переключением плеч генератора и противоположной намоткой катушек. Кроме того, периодические структуры кристаллических решеток материала катушек также добавляют гармоник в высокочастотную часть спектра.
Спектр ФПУ «дышит». «Дыхание» спектра ФПУ выражается в перекачивании энергии из низкочастотной части спектра в высокочастотную и обратно. Это и есть основное свойство спектра ФПУ. Без указанного перекачивания энергии невозможно взаимодействие различных спектров ФПУ.
Сущность изобретения
В основу настоящего изобретения поставлена задача создания устройства для генерирования спектра возврата Ферми-Паста-Улама (ФПУ), являющегося широкополосным, для резонансного взаимодействия со спектрами возвратов ФПУ, существующими в тканях организма.
В основу настоящего изобретения также поставлена задача создания медицинского прибора для терапевтического воздействия на патологические очаги в тканях организма, содержащего устройство для генерирования спектра Ферми-Паста-Улама (ФПУ) для резонансного воздействия на распределенные динамические системы организма посредством генератора электромагнитных колебаний, имеющих структуру спектра возврата ФПУ, который обеспечит подавление патологических процессов в тканях организма путем резонансного взаимодействия со спектрами возвратов ФПУ в тканях организма и увеличения степени синхронности динамики элементов в связанных динамических системах организма.
В основу настоящего изобретения также поставлена задача создания способа генерирования спектра ФПУ (Ферми-Паста-Улама) для резонансного воздействия на распределенные динамические системы организма посредством генератора электромагнитных колебаний, имеющих структуру спектра возврата ФПУ, который обеспечит подавление патологических процессов в тканях организма путем резонансного взаимодействия со спектрами возвратов ФПУ в тканях организма и увеличения степени синхронности динамики элементов в связанных динамических системах организма.
Резонансное взаимодействие обычно возникает между одинаковыми молекулами, если одна из них находится в электронно-возбужденном состоянии. Взаимодействие обусловлено тем, что при сближении молекул возбуждение переходит от одной молекулы к другой и обратно. В результате в возбужденном состоянии оказывается не одна молекула, а обе, причем уровень энергии этого состояния уже иной, чем для отдельной молекулы.
Резонансное взаимодействие играет очень большую роль в системах, вызывая перемещение энергии возбуждения.
Поставленная задача решена путем создания устройства для генерирования спектра Ферми-Паста-Улама (ФПУ), содержащего:
резонатор для формирования электромагнитного спектра ФПУ (ФПУ-резонатор), содержащий
двухплечевой генератор для генерирования колебаний, каждое плечо которого содержит катушку, конденсатор и нелинейный управляемый электронный элемент,
причем указанные катушки двухплечевого генератора имеют противоположную намотку и соединены встречно, имеют одинаковое количество и одинаковый диаметр витков, и витки одной катушки размещены между витками другой катушки, чередуясь,
причем плечи генератора соединены таким образом, что обеспечивают генерирование колебаний за счет положительной обратной связи между плечами генератора,
блок питания для подачи питания на точку соединения катушек,
схему запуска, подключенную к двухплечевому генератору.
Целесообразно, чтобы в качестве нелинейного управляемого электронного элемента был использован элемент из группы, состоящей из биполярного транзистора, тиристора, полевого транзистора, микросхемы и радиолампы.
Предпочтительно, чтобы устройство дополнительно содержало дополнительный резонатор, находящийся в электромагнитной связи с катушками ФПУ-резонатора и предназначенный для усиления мощности ФПУ-резонатора, содержащий
две дополнительных встречно соединенных катушки с противоположной намоткой, имеющих одинаковый диаметр витков, причем витки одной катушки размещены между витками другой катушки, чередуясь, а выводы упомянутых дополнительных катушек подключены к нагрузке с образованием замкнутого контура,
при этом количество витков дополнительных катушек вдвое больше, чем количество витков основных катушек, и витки дополнительных катушек попарно размещены между витками основных катушек, при этом диаметр витков дополнительных катушек равен диаметру витков основных катушек.
Целесообразно, чтобы витки основных катушек были размещены плотно друг к другу без зазора.
Целесообразно также, чтобы витки основных и дополнительных катушек были размещены плотно друг к другу без зазора.
Предпочтительно, чтобы основные и дополнительные катушки были выполнены из проволоки квадратного или круглого сечения.
Целесообразно, чтобы диаметр основных катушек находится в пределах 20-25 мм.
Целесообразно, чтобы диаметр провода основных катушек был в 2-2,5 раза больше диаметра провода дополнительных катушек.
Целесообразно, чтобы диаметр провода основных катушек составлял от 1,8 до 2, 2 мм.
Целесообразно, чтобы диаметр провода дополнительных катушек составлял от 0, 8 до 1, 2 мм.
Предпочтительно, чтобы в качестве нагрузки был использован мощный диод.
Предпочтительно, чтобы устройство дополнительно содержало световой индикатор работоспособности двухплечевого генератора, подключенный к одному из плеч генератора.
Целесообразно, чтобы в качестве светового индикатора работы устройства был использован светодиод.
Согласно второму варианту воплощения изобретения устройство для генерирования спектра Ферми-Паста-Улама (ФПУ) содержит
резонатор для формирования высокочастотной части электромагнитного спектра ФПУ, содержащий
две соединенные катушки с противоположной намоткой, имеющие одинаковое количество и одинаковый диаметр витков, причем витки одной катушки размещены между витками другой катушки, чередуясь,
контур для формирования низкочастотной части электромагнитного спектра ФПУ, содержащий нелинейный элемент и параллельно соединенные между собой низкоомный резистор и суперконденсатор, подключенные к выводу нелинейного элемента,
при этом другой вывод нелинейного элемента подключен к другому выводу указанной одной из катушек,
контур для подстройки частоты низкочастотной части спектра в соответствии с частотой сердечных сокращений пациента, содержащий конденсатор и регулируемый высокоомный резистор, один вывод которого подключен к управляющему электроду нелинейного элемента, а другой вывод - к одному из выводов второй катушки,
светодиодный индикатор низкочастотных колебаний, подключенный к управляющему электроду нелинейного элемента, предназначенный для индикации кратковременного включения резонатора с частотой, близкой к частоте пульса 1-1,5 Гц,
блок питания, для подачи питания на катушки,
выключатель, установленный на выходе блока питания. Предпочтительно, чтобы в качестве нелинейного управляемого электронного элемента был использован элемент из группы, состоящей из биполярного транзистора, тиристора, полевого транзистора, микросхемы и радиолампы.
Целесообразно, чтобы устройство дополнительно содержало сердечник из диэлектрического материала, на котором были размещены катушки.
Предпочтительно, чтобы витки катушек были размещены плотно друг к другу без зазора.
Целесообразно, чтобы катушки были выполнены из проволоки квадратного или круглого сечения.
Целесообразно, чтобы диаметр катушек находился в пределах 20-25 мм.
Предпочтительно, чтобы диаметр провода катушек составлял от 1,8 до 2, 2 мм.
В предпочтительном варианте воплощения устройство для генерирования спектра Ферми-Паста-Улама (ФПУ) содержит
резонатор для формирования электромагнитного спектра ФПУ, содержащий
двухплечевой генератор для генерирования колебаний, каждое плечо которого содержит катушку и последовательно соединенные конденсатор и транзистор,
причем указанные катушки двухплечевого генератора имеют противоположную намотку и соединены встречно, имеют одинаковое количество и одинаковый диаметр витков, и витки одной катушки размещены между витками другой катушки, чередуясь, при этом вывод одной из катушек генератора подключен к коллектору транзистора одного плеча генератора, а вывод другой из катушек генератора подключен к коллектору транзистора другого плеча генератора,
причем плечи генератора соединены таким образом, что обеспечивают генерирование колебаний за счет положительной обратной связи между плечами генератора,
блок питания для подачи питания на точку соединения катушек,
две дополнительных встречно соединенных катушки с противоположной намоткой для усиления мощности ФПУ резонатора, имеющих одинаковый диаметр витков, причем витки одной катушки размещены между витками другой катушки, чередуясь, а выводы упомянутых дополнительных катушек подключены к нагрузке с образованием замкнутого контура,
при этом количество витков дополнительных катушек вдвое больше, чем количество витков основных катушек, и витки дополнительных катушек попарно размещены между витками основных катушек с обеспечением электромагнитной связи, при этом диаметр витков дополнительных катушек равен диаметру витков основных катушек,
схему запуска, содержащую по меньшей мере последовательно соединенные резистор и выключатель, при этом вывод резистора подключен к коллектору транзистора одного из плеч генератора, а вывод выключателя подключен к базе этого же транзистора.
В другом предпочтительном варианте воплощения устройство для генерирования спектра Ферми-Паста-Улама (ФПУ) содержит
резонатор для формирования высокочастотной части электромагнитного спектра ФПУ, содержащий
две соединенных катушки с противоположной намоткой, имеющих одинаковое количество и одинаковый диаметр витков, причем витки одной катушки размещены между витками другой катушки, чередуясь,
контур для формирования низкочастотной части электромагнитного спектра ФПУ, содержащий транзистор и параллельно соединенные между собой низкоомный резистор и суперконденсатор, причем к эмиттеру транзистора подключен вывод резистора, другой вывод которого заземлен, при этом коллектор транзистора подключен к другому выводу указанной одной из катушек,
контур для подстройки частоты низкочастотной части спектра в соответствии с частотой сердечных сокращений пациента, содержащий конденсатор и регулируемый высокоомный резистор, один вывод которого подключен к базе транзистора резонансного контура, а другой вывод - к одному из выводов второй катушки,
светодиодный индикатор низкочастотных колебаний, подключенный к базе транзистора, предназначенный для индикации кратковременного включения генератора с частотой, близкой к частоте пульса 1-1,5 Гц,
блок питания, к которому подключен вывод одной из катушек,
выключатель, установленный на выходе блока питания.
Согласно второму аспекту изобретения предложен медицинский прибор для терапевтического воздействия на патологические очаги в тканях организма путем резонансного воздействия на спектры возвратов ФПУ в тканях организма, содержащий
корпус из немагнитного материала для размещения на теле пациента, при этом в полости корпуса размещены
устройство для генерирования спектра Ферми-Паста-Улама (ФПУ) по п. 1 или 14,
микропроцессор, к которому подключено указанное устройство,
датчик температуры, для мониторинга температуры в области патологического очага, связанный с микропроцессором.
Согласно второму варианту выполнения медицинский прибор для терапевтического воздействия при аритмии путем резонансного воздействия на спектры возвратов ФПУ в сердечной мышце содержит
корпус из немагнитного материала для размещения на теле пациента, при этом в полости корпуса размещены
устройство для генерирования спектра Ферми-Паста-Улама (ФПУ) по п. 14,
микропроцессор, к которому подключено указанное устройство,
датчик пульса, который предназначен для установки на запястье пациента и связан с микропроцессором.
Согласно третьему варианту выполнения медицинский прибор для терапевтического воздействия на патологические очаги в тканях организма путем резонансного воздействия на спектры возвратов ФПУ в тканях организма содержит
корпус из немагнитного материала для размещения на теле пациента, при этом в полости корпуса размещены
устройство для генерирования спектра Ферми-Паста-Улама (ФПУ) по п. 14,
микропроцессор, к которому подключено указанное устройство,
датчик температуры, для мониторинга температуры тела в области патологического очага, связанный с микропроцессором.
Согласно третьему аспекту заявленного изобретения предложен способ терапевтического воздействия на патологические очаги в организме электромагнитным излучением спектра Ферми-Паста-Улама (ФПУ) для резонансного воздействия на спектры возвратов ФПУ в тканях организма, заключающийся в том, что
используют медицинский прибор по п. 22 или 24 для генерирования спектра ФПУ для резонансного воздействия на спектры возвратов ФПУ в тканях организма,
закрепляют медицинский прибор на теле пациенте в области патологического очага, подлежащего терапевтическому воздействию,
осуществляют воздействие электромагнитным излучением спектра ФПУ на область патологического очага с частотой в пределах от 3 Гц до 650 МГц в зависимости от типа патологического очага в течение от 5 до 30 минут,
осуществляют мониторинг температуры тела и по повышению температуры тела в области патологического очага на 0,4-2°C судят о достижении терапевтического эффекта.
Согласно второму варианту выполнения способ терапевтического воздействия при аритмии сердца электромагнитным излучением спектра Ферми-Паста-Улама (ФПУ) для резонансного воздействия на спектры возвратов ФПУ в сердечной мышце заключается в том, что
используют медицинский прибор по п. 23 для генерирования спектра ФПУ для резонансного взаимодействия со спектрами возвратов ФПУ в сердечной мышце,
закрепляют медицинский прибор на теле пациенте в области сердца,
закрепляют на запястье пациента датчик пульса,
осуществляют воздействие электромагнитным излучением спектра ФПУ на область сердца в течение от 5 до 30 минут с частотой воздействия в пределах от 3 Гц до 650 МГц,
устанавливают сопротивление регулируемого высокоомного резистора в соответствии с требуемой частотой пульса,
осуществляют мониторинг пульса по частоте миганий светодиодного индикатора низкочастотных колебаний,
одновременно осуществляют мониторинг кардиограммы сердца и по кардиограмме судят о достижении терапевтического эффекта.
В соответствии с теорией резонансного взаимодействии между возвратами Ферми-Паста-Улама, энергия возвратов ФПУ здоровых тканей увеличивается за счет уменьшения энергии возвратов ФПУ тканей с патологией, которые в результате этого значительно уменьшают свою интенсивность или исчезают совсем.
Заявляемое устройство обеспечивает принудительную синхронизацию электромагнитных колебаний, генерируемых генератором, с собственными колебаниями в тканях организма. В связи с тем, что патологические очаги в тканях обладают колебательными параметрами, отличными от параметров колебаний нормальных тканей, при синхронизации происходит уменьшение энергии патологических колебаний в тканях организма и за счет этого возникает терапевтический эффект.
Краткое описание чертежей
В дальнейшем изобретение поясняется описанием предпочтительного варианта воплощения со ссылками на сопровождающие чертежи, на которых:
Фиг. 1 изображает электрическую схему устройства для генерирования спектра ФПУ для резонансного взаимодействия со спектрами возвратов ФПУ в тканях организма, согласно изобретению;
Фиг. 2 изображает схему витков катушек основного и дополнительного резонаторов;
Фиг. 3 изображает электрическую схему устройства для генерирования спектра ФПУ, содержащую дополнительный резонатор для усиления электромагнитного спектра ФПУ основного резонатора;
Фиг. 4 изображает схему размещения витков катушек дополнительного резонатора между витками катушек основного резонатора;
Фиг. 5 изображает электрическую схему второго варианта выполнения устройства для генерирования спектра ФПУ, согласно изобретению;
Фиг. 6 изображает медицинский прибор для генерирования спектра ФПУ для резонансного взаимодействия со спектрами возвратов ФПУ в тканях организма, согласно изобретению;
Фиг. 7 изображает медицинский прибор для генерирования спектра ФПУ для резонансного взаимодействия со спектрами возвратов ФПУ в тканях организма, второй вариант выполнения, согласно изобретению.
Описание предпочтительных вариантов воплощения изобретения
Устройство 1 (фиг.1) для генерирования спектра Ферми-Паста-Улама (ФПУ) содержит резонатор 2 для формирования электромагнитного спектра ФПУ (ФПУ-резонатор), содержащий двухплечевой генератор для генерирования колебаний, каждое плечо 3, 4 которого содержит катушку, конденсатор и нелинейный управляемый электронный элемент, в частности, плечо 3 содержит катушку 5, конденсатор 6 и нелинейный управляемый электронный элемент 7, а плечо 4 содержит катушку 8, конденсатор 9 и нелинейный управляемый электронный элемент 10.
В качестве нелинейного управляемого электронного элемента 7 или 9 может быть использован элемент, выбранный из группы, состоящей из биполярного транзистора, тиристора, полевого транзистора, микросхемы и радиолампы. В данном предпочтительном случае использован транзистор.
Указанные катушки 5 и 8 двухплечевого генератора имеют противоположную намотку и соединены встречно, что схематично показано на фиг. 2, имеют одинаковое количество и одинаковый диаметр витков. В описываемом варианте катушки 5 и 8 содержат шесть витков, но может быть восемь или десять, или другое количество витков. В описываемой конструкции витки одной катушки 5 размещены между витками другой катушки 8, чередуясь.
Плечи 3 и 4 двухплечевого генератора соединены таким образом, что обеспечивают генерирование колебаний генератора за счет положительной обратной связи между плечами 3 и 4.
Устройство 1 содержит блок 11 питания, например, постоянного напряжения 20 В, который подает питание к точке А соединения катушек 5 и 8.
В описываемом предпочтительном варианте воплощения вывод одной из катушек 5 подключен к коллектору транзистора 10 одного плеча 3 генератора, а вывод другой из катушек 8 подключен к коллектору транзистора 7 другого плеча 4.
Устройство 1 содержит также схему 12 запуска, в описываемом варианте содержащую последовательно соединенные резистор 13 и выключатель 14, при этом вывод резистора 13 подключен к коллектору транзистора 7 плеча 3 генератора, а вывод выключателя 14 подключен к базе этого же транзистора 7.
Устройство 1 предпочтительно содержит дополнительный резонатор 15 (фиг. 3), находящийся в электромагнитной связи с катушками ФПУ-резонатора 1 и предназначенный для усиления мощности основного ФПУ-резонатора.
Дополнительный резонатор 15 выполнен, например, в виде двух дополнительных встречно соединенных катушек 16, 17 с противоположной намоткой, имеющих одинаковый диаметр витков, причем витки одной катушки 16 размещены между витками другой катушки 17, чередуясь. Выводы дополнительных катушек 16, 17 подключены к нагрузке 18 с образованием замкнутого контура.
Количество витков дополнительных катушек 16 и 17 вдвое больше, чем количество витков основных катушек 5 и 8, и витки дополнительных катушек 16 и 17 попарно размещены между витками основных катушек 5 и 8, а диаметр витков дополнительных катушек 16 и 17 равен диаметру витков основных катушек 5 и 8.
Плечи 3, 4 генератора осуществляют переключение направления тока в резонаторах 1 и 15.
Витки основных катушек 5 и 8 размещены плотно друг к другу без зазора. При наличии дополнительного резонатора 15 витки основных и дополнительных катушек 5, 16, 17 и 8 размещены плотно друг к другу без зазора (фиг. 4).
Катушки 5, 8, 16, 17 выполнены из проволоки квадратного или круглого сечения.
Предпочтительно диаметр катушек 5 и 8 основного резонатора 1 находится в пределах 20-25 мм.
Диаметр провода катушек 5 и 8 в 2-2,5 раза больше диаметра провода дополнительных катушек 16 и 17, причем диаметр провода основных катушек 5 и 8 в описываемом варианте воплощения находится в пределах от 1,8 до 2, 2 мм, а диаметр провода дополнительных катушек 16, 17 составляет от 0, 8 до 1, 2 мм.
В качестве нагрузки 18 дополнительного резонатора 15 использован мощный диод, например, с прямым током 5 А и более. Диод, как нелинейный элемент, влияет на спектр колебаний генератора, появляются дополнительные гармоники, т.е. набор гармоник увеличивается и спектр обогащается, в частности, за счет нелинейности PN перехода.
Устройство 1 дополнительно содержит световой индикатор 19 работоспособности двухплечевого генератора, подключенный к одному из плеч 3 генератора, причем в качестве светового индикатора 19 использован светодиод.
Согласно второму варианту воплощения заявленного изобретения устройство 20 (фиг. 5) для генерирования спектра Ферми-Паста-Улама (ФПУ), содержит резонатор 21 для формирования высокочастотной части электромагнитного спектра ФПУ (ФПУ-резонатор), содержащий две встречно или согласно соединенные катушки 22, 23 с противоположной намоткой, имеющие одинаковое количество и одинаковый диаметр витков, причем витки одной катушки 22 размещены между витками другой катушки 23, чередуясь.
Устройство 20 содержит также контур 24 для формирования низкочастотной части электромагнитного спектра ФПУ, содержащий нелинейный элемент 25 и параллельно соединенные между собой низкоомный резистор 26 и суперконденсатор 27, подключенные к выводу нелинейного элемента 25.
В описываемом варианте воплощения изобретения в качестве нелинейного управляемого электронного элемента 25 может быть использован элемент, выбранный из группы, состоящей из биполярного транзистор, тиристора, полевого транзистора, микросхемы и радиолампы. В предпочтительном случае таким элементом является транзистор. Другой вывод нелинейного элемента 25 подключен к другому выводу указанной одной из катушек 23.
Устройство 20 содержит также контур 28 для подстройки частоты низкочастотной части спектра в соответствии с частотой сердечных сокращений пациента. Контур 28 содержит конденсатор 29 и регулируемый высокоомный резистор 30, один вывод которого подключен к управляющему электроду нелинейного элемента 25, а другой вывод - к одному из выводов второй катушки 22.
Устройство 20 содержит также светодиодный индикатор 31 низкочастотных колебаний, подключенный к управляющему электроду нелинейного элемента 25, в данном случае к базе транзистора. Индикатор 31 предназначен для индикации кратковременного включения резонатора 21, который функционирует с частотой, близкой к частоте пульса 1-1,5 Гц.
Устройство 20 в описываемом варианте содержит также блок 32 питания, предназначенный для подачи питания на катушки 22 и 23, и выключатель 33, установленный на выходе блока 32 питания.
Дополнительно устройство 20 содержит сердечник 34 из диэлектрического материала, на котором размещены катушки 22 и 23. Витки катушек 22 и 23 размещены плотно друг к другу без зазора.
Предпочтительно катушки 22 и 23 выполнены из проволоки квадратного или круглого сечения. Диаметр катушек 22 и 23 составляет предпочтительно 20-25 мм, а диаметр провода катушек составляет предпочтительно от 1,8 до 2, 2 мм.
Согласно второму аспекту настоящего изобретения предложен медицинский прибор 35 (фиг. 6) для терапевтического воздействия на патологические очаги в тканях организма путем резонансного воздействия на спектры возвратов ФПУ в тканях организма, содержащий корпус 36 из немагнитного материала для размещения на теле пациента. В полости корпуса 36 размещены катушки 5, 8, 16, 17 ФПУ-резонатора 2 устройства 1 для генерирования спектра Ферми-Паста-Улама (ФПУ) и микропроцессор 37, к которому подключен выключатель 14 схемы запуска указанного устройства 1.
Двухплечевой генератор размещен в отдельном корпусе 38. На корпусе 38 расположен световой индикатор 19 работы устройства и выключатель 14 схемы 12 запуска, электрически связанные с микропроцессором 37. Катушки 5 и 8 подключены к блоку 11 питания посредством проводов 39 и 40.
Медицинский прибор 35 в комплекте содержит также датчик 41 температуры, для мониторинга температуры в области патологического очага, связанный с микропроцессором 37.
Корпус 37 снабжен средством 42 для закрепления прибора на теле пациента.
Согласно второму варианту воплощения предложен медицинский прибор 43 (фиг. 7) для терапевтического воздействия при аритмии путем резонансного воздействия на спектры возвратов ФПУ в сердечной мышце. Медицинский прибор содержит корпус 44 из немагнитного материала для размещения на теле пациента. В полости корпуса 44 размещены катушки 22, 23 резонатора 21 и микропроцессор 45, к которому подключен выключатель 33 устройства 20 для генерирования спектра Ферми-Паста-Улама (ФПУ).
Медицинский прибор 43 содержит также дополнительный корпус 46, в котором размещены контур 24 для формирования низкочастотной части электромагнитного спектра ФПУ и контур 28 для подстройки частоты низкочастотной части спектра в соответствии с частотой сердечных сокращений пациента. На лицевой панели корпуса 46 установлен светодиодный индикатор 31 низкочастотных колебаний и выключатель 33.
Медицинский прибор 42 в комплекте содержит датчик 47 пульса, который предназначен для установки на запястье пациента и связан с микропроцессором 45.
На фиг. 7 показан также блок 32 питания, подключенный проводами 48 к катушкам 22, 23 резонатора 20. Корпус 44 снабжен средством 49 для закрепления прибора на теле пациента в области сердца.
Возможна модификация второго варианта воплощения медицинского прибора 43 (не показан) для терапевтического воздействия на патологические очаги в тканях организма путем резонансного воздействия на спектры возвратов ФПУ в тканях организма, содержащий корпус из немагнитного материала для размещения на теле пациента, при этом в полости корпуса размещены катушки 22 и 23 устройства 20 для генерирования спектра Ферми-Паста-Улама (ФПУ) и микропроцессор, к которому подключено указанное устройство 20, при этом в комплект медицинского прибора входит датчик температуры, для мониторинга температуры тела в области патологического очага, связанный с микропроцессором.
Микропроцессор во всех вариантах осуществления изобретения может быть использован для включения медицинских устройств и их выключения, например, при достижении заданного терапевтического воздействия.
Работа медицинского прибора осуществляется следующим образом.
Работа устройства инициируется подачей на базу транзистора положительного напряжения при нажатии кнопки пуск. Во время работы светодиод должен постоянно светиться, демонстрируя наличие колебаний в генераторе, поскольку даже при включенном источнике питания, генератор может не работать в силу разных причин.
Время установления рабочего режима медицинского прибора после включения не должно превышать 1 мин. Установление рабочего режима сопровождается включением световой индикации.
Медицинский прибор предназначен для применения в лечебных учреждениях, специализированных клиниках и больницах, поликлиниках и в домашних условиях в нормальных климатических условиях, которые характеризуются следующими значениями: температура окружающего воздуха от 15°C до 25°C; относительная влажность воздуха от 45% до 75%; атмосферное давление от 97,3 кПа до 105,3 кПа (от 730 мм рт.ст. до 790 мм рт.ст.).
На корпусе может быть расположен тумблер переключения режима работы, поскольку генератор может иметь два режима работы: более интенсивный и менее интенсивный, обозначенный HIGH/LOW.
Принцип работы основан на воздействие спектра ФПУ на различные патологические процессы, возникающие в сердечной мышце. В силу квазипереодического перехода между регулярными и хаотическими колебаниями генератора возникает нелинейный резонанс ФПУ с собственными колебательными процессами в миокарде. Длительность одной процедуры составляет 5-20 минут в зависимости от индивидуальных рекомендаций.
Способ терапевтического воздействия на патологические очаги в организме электромагнитным излучением спектра Ферми-Паста-Улама (ФПУ) для резонансного воздействия на спектры возвратов ФПУ в тканях организма осуществляется следующим образом.
Закрепляют медицинский прибор 35 для генерирования спектра ФПУ для резонансного воздействия на спектры возвратов ФПУ в тканях организма на теле пациенте в области патологического очага, подлежащего терапевтическому воздействию.
Включают медицинский прибор и осуществляют воздействие электромагнитным излучением спектра ФПУ на область патологического очага с частотой в пределах от 3 Гц до 650 МГц в зависимости от типа патологического очага может составлять от 5 до 30 минут.
Одновременно осуществляют мониторинг температуры тела и по повышению температуры тела в области патологического очага на 0,4-2°C судят о достижении терапевтического эффекта, для чего посредством датчика 39 температуры непрерывно измеряют температуру тела в области патологического очага. При повышении температуры тела в области патологического очага на 0,4-2°C судят о достижении терапевтического эффекта. Температура всегда повышается, но у здоровых людей температура тела повышается не более чем на 0,1-0,2°С, а если имеется воспалительный очаг, то при воздействии излучения температура повышается на 0,4-2°С.
Сеанс обычно длится от 10 до 20 минут. Для достижения терапевтического эффекта проводят 5-6 сеансов воздействия.
Процедуры рекомендуется проводить через одинаковые интервалы времени в период с 16.00 ч до 22.00 ч, но можно утром и днем. Курс лечения составляет от 3 до 6 дней в зависимости от рекомендаций врача и степени заболевания.
Терапевтический эффект возникает уже после первого сеанса.
Как было указано выше, здоровые ткани и ткани с патологией, например, с воспалением, имеют разные спектры излучения Ферми-Паста-Улама (ФПУ), что доказано анализом спектра электромагнитного излучения. Причем взаимодействие спектров излучения указанных здоровых тканей и тканей с патологией с внешним электромагнитным излучением спектра Ферми-Паста-Улама (ФПУ) от медицинского прибора происходит по-разному. Конкретные параметры воздействия являются экспериментально подобранными и рекомендуемыми, однако, могут быть изменены в соответствии с индивидуальными особенностями конкретного пациента.
Энергия спектра ФПУ от медицинского прибора передается энергии спектра ФПУ здоровых тканей и тканей с патологией. Следует учесть, что согласно статистическим данным обычно масса тканей, имеющих патологию, по сравнению с массой здоровых тканей составляет не более 10%, т.е. она существенно меньше. Поэтому энергия спектра ФПУ, которую захватывает здоровая ткать при входе в резонанс, во много раз превышает энергию спектра ФПУ, которую захватывает ткань с патологией при входе в резонанс.
Энергия спектра ФПУ здоровых тканей повышается. Можно сказать, что энергия спектра ФПУ здоровых тканей подавляет энергию спектра ФПУ больных тканей. В результате энергия спектра ФПУ тканей, имеющих патологию, уменьшается.
Способ терапевтического воздействия при аритмии сердца электромагнитным излучением спектра Ферми-Паста-Улама (ФПУ) для резонансного воздействия на спектры возвратов ФПУ в сердечной мышце в одном из примеров осуществляют следующим образом.
Закрепляют медицинский прибор 43 (фиг. 7) на теле пациенте в области сердца, закрепляют на запястье пациента датчик 47 пульса.
Воздействуют электромагнитным излучением спектра ФПУ на область сердца в течение от 5 до 30 минут.
Устанавливают сопротивление регулируемого высокоомного резистора 30 в соответствии с требуемой частотой пульса, и осуществляют мониторинг частоты пульса по частоте миганий светодиодного индикатора 31 низкочастотных колебаний. Пульс нужен для того, чтобы осуществлялось резонансное воздействие на сердце, допустимый диапазон находится в медицинских пределах частоты пульса.
Осуществляют непрерывный мониторинг кардиограммы сердца и по кардиограмме судят о достижении терапевтического эффекта.
Медицинский прибор применяют для терапии аритмий сердца различного происхождения. Прибор осуществляет принудительную синхронизацию колебательных процессов в миокарде или в других тканях организма в непрерывном режиме в течение заданного времени терапевтического воздействия.
Медицинский прибор относится к устройствам для терапии, работающим предпочтительно на частотах от 3 Гц до 650 МГц.
Мощность, потребляемая генератором, должна быть не более 15 Вт.
Показания к применению:
- различные воспалительные процессы, включая некротические воспаления после инфаркта миокарда, инфильтраты в лимфоузлах (ангина), гаймориты, периодонтиты, синуситы и т.д. Нарушение сердечного ритма (аритмия);
- радикулиты ишиас, люмбаго, межреберная невралгия;
- посттравматические воспалительные процессы после ушибов, растяжений и вывихов;
- эффективен при суставно-ревматических болях, артритах;
- применение прибора эффективно при геморрое и простатите.
Время экспозиции в общем случае составляет 20-25 минут. Цикл лечения 3-6 дней. Наиболее эффективное время применения генератора с 16 до 22 часов.
Пример 1 использования устройства.
Пациент Д. 58 лет с устойчивой аритмией. В среднем, выпадение пульса определяется на каждом третьем ударе. Генератор ФПУ помещен на область грудины и через пять минут после начала экспозиции аритмия резко уменьшилась и через 10 минут исчезла совсем. Было проведено 5 сеансов терапии с помощью генератора ФПУ с экспозицией в 10 минут. В течение нескольких месяцев после проведенной терапии наблюдение не выявляло наличие у пациента аритмии. Таким образом, генератор ФПУ оказался эффективен для устранения аритмии.
Пример 2 использования устройства.
Пациент А. 60 лет. Приступ радикулита. Наличие острых болей в области поясницы позволяют двигаться пациенту с большим трудом. Генератор ФПУ помещен на область поясницы. Время экспозиции 35 минут. В течение времени экспозиции боли практически исчезли, и пациент смог свободно двигаться. Было проведено 4 сеанса с временем экспозиции по 35 минут, после чего пациент вернулся к работе. Таким образом, генератор ФПУ оказался эффективен для устранения последствий приступа радикулита.
Дополнительные примеры
Заявленный генератор ФПУ был применен в Центральной клинической больнице гражданской авиации в 1978 году. Клинические исследования были проведены у 15 больных со сниженным содержанием гемоглобина в крови. Среди них 12 детей в возрасте от 1 года до 17 лет, больных различными формами гемобластозов, в частности, 9 – с острым лейкозом, 1 – с лимфобластной лимфосаркомой с лейкемизацией и 2 – с лимфогранулематозом, и трое взрослых женщин в возрасте от 38 до 49 лет больных опухолями матки и яичников.
При обследовании у всех больных наблюдалось снижение количества эритроцитов до 2000000 – 2300000 в 1 мм куб крови. В качестве наиболее достоверных критериев оценки воздействия генератора ФПУ был выбран наиболее интегральный и легко анализируемый параметр: динамика показателей крови больных.
Во время сеанса терапии осуществляли воздействие на область опухоли генератором ФПУ в течение около 10 минут. Курс лечения составил 10 сеансов. После проведения курса, были сделаны анализы крови, которые показали, что увеличилось количество эритроцитов и гемоглобина крови на 20 — 30%, уменьшились размеры опухоли на 20%, рассасывались воспалительные инфильтраты.
Промышленная применимость
Медицинский прибор и способ терапевтического воздействия на патологические очаги в тканях организма электромагнитным излучением, имеющим структуру спектра возврата ФПУ (Ферми-Паста-Улама) могут быть использованы для терапии аритмии и воспалительных процессов в организме, а также гармонизации работы органов и повышения защитных сил организма.
1. Устройство для генерирования спектра Ферми-Паста-Улама (ФПУ), содержащее:
резонатор для формирования электромагнитного спектра ФПУ (ФПУ-резонатор), содержащий
двухплечевой генератор для генерирования колебаний, каждое плечо которого содержит катушку, конденсатор и нелинейный управляемый электронный элемент,
причем указанные катушки двухплечевого генератора имеют противоположную намотку и соединены встречно, имеют одинаковое количество и одинаковый диаметр витков и витки одной катушки размещены между витками другой катушки, чередуясь,
витки катушек размещены плотно друг к другу без зазора,
причем плечи генератора соединены таким образом, что обеспечивают генерирование колебаний за счет положительной обратной связи между плечами генератора,
блок питания для подачи питания на точку соединения катушек,
схему запуска, подключенную к двухплечевому генератору.
2. Устройство по п. 1, в котором в качестве нелинейного управляемого электронного элемента использован элемент из группы, состоящей из биполярного транзистора, тиристора, полевого транзистора, микросхемы и радиолампы.
3. Устройство по п. 1, которое дополнительно содержит дополнительный резонатор, находящийся в электромагнитной связи с катушками ФПУ-резонатора и предназначенный для усиления мощности ФПУ-резонатора, содержащий
две дополнительные встречно соединенные катушки с противоположной намоткой, имеющие одинаковый диаметр витков, причем витки одной катушки размещены между витками другой катушки, чередуясь, а выводы упомянутых дополнительных катушек подключены к нагрузке с образованием замкнутого контура,
при этом количество витков дополнительных катушек вдвое больше, чем количество витков катушек ФПУ-резонатора, и витки дополнительных катушек попарно размещены между витками катушек ФПУ-резонатора, при этом диаметр витков дополнительных катушек равен диаметру витков катушек ФПУ-резонатора,
витки катушек ФПУ-резонатора и дополнительных катушек размещены плотно друг к другу без зазора.
4. Устройство по п. 1 или 3, в котором катушки ФПУ-резонатора и дополнительные катушки выполнены из проволоки квадратного или круглого сечения.
5. Устройство по п. 3, в котором диаметр провода катушек ФПУ-резонатора в 2-2,5 раза больше диаметра провода дополнительных катушек, при этом
диаметр провода катушек ФПУ-резонатора составляет от 1,8 до 2,2 мм, и
диаметр провода дополнительных катушек составляет от 0,8 до 1,2 мм.
6. Устройство для генерирования спектра Ферми-Паста-Улама (ФПУ), содержащее:
резонатор для формирования высокочастотной части электромагнитного спектра ФПУ, содержащий
две соединенные катушки с противоположной намоткой, имеющие одинаковое количество и одинаковый диаметр витков, причем витки одной катушки размещены между витками другой катушки, чередуясь, при этом витки катушек размещены плотно друг к другу без зазора,
контур для формирования низкочастотной части электромагнитного спектра ФПУ, содержащий нелинейный элемент и параллельно соединенные между собой низкоомный резистор и суперконденсатор, подключенные к выводу нелинейного элемента,
при этом другой вывод нелинейного элемента подключен к другому выводу указанной одной из катушек,
контур для подстройки частоты низкочастотной части спектра в соответствии с частотой сердечных сокращений пациента, содержащий конденсатор и регулируемый высокоомный резистор, один вывод которого подключен к управляющему электроду нелинейного элемента, а другой вывод - к одному из выводов второй катушки,
светодиодный индикатор низкочастотных колебаний, подключенный к управляющему электроду нелинейного элемента, предназначенный для индикации кратковременного включения резонатора с частотой, близкой к частоте пульса 1-1,5 Гц,
блок питания для подачи питания на катушки,
выключатель, установленный на выходе блока питания.
7. Устройство по п. 6, дополнительно содержащее сердечник из диэлектрического материала, на котором размещены катушки.
8. Устройство по п. 6, в котором катушки выполнены из проволоки квадратного или круглого сечения, при этом
диаметр катушек находится в пределах 20-25 мм, и
диаметр провода катушек составляет от 1,8 до 2,2 мм.
9. Медицинский прибор для терапевтического воздействия при аритмии путем резонансного воздействия на спектры возвратов ФПУ в сердечной мышце, содержащий
корпус из немагнитного материала для размещения на теле пациента, при этом в полости корпуса размещены
устройство для генерирования спектра Ферми-Паста-Улама (ФПУ) по п. 6,
микропроцессор, к которому подключено указанное устройство,
датчик пульса, который предназначен для установки на запястье пациента и связан с микропроцессором.
10. Способ терапевтического воздействия при аритмии сердца электромагнитным излучением спектра Ферми-Паста-Улама (ФПУ) для резонансного воздействия на спектры возвратов ФПУ в сердечной мышце, заключающийся в том, что
используют медицинский прибор по п. 9 для генерирования спектра ФПУ для резонансного взаимодействия со спектрами возвратов ФПУ в сердечной мышце,
закрепляют медицинский прибор на теле пациенте в области сердца,
закрепляют на запястье пациента датчик пульса,
осуществляют воздействие электромагнитным излучением спектра ФПУ на область сердца в течение от 5 до 30 мин с частотой воздействия в пределах от 3 Гц до 650 МГц,
устанавливают сопротивление регулируемого высокоомного резистора в соответствии с требуемой частотой пульса,
осуществляют мониторинг пульса по частоте миганий светодиодного индикатора низкочастотных колебаний,
одновременно осуществляют мониторинг кардиограммы сердца и по кардиограмме судят о достижении терапевтического эффекта.
