УСТРОЙСТВО ДЛЯ СТИМУЛЯЦИИ И/ИЛИ КОРРЕКЦИИ ФУНКЦИОНАЛЬНОГО СОСТОЯНИЯ БИОЛОГИЧЕСКОГО ОБЪЕКТА Российский патент 1995 года по МПК A61N5/02 A01G7/04 A01C1/00 A01K29/00 A61N5/04 

Изобретение относится к средствам электромагнитного воздействия на биологические объекты или их элементы, составляющие, например на растения, семена, клетки птиц, млекопитающих и т.д.

В настоящее время электромагнитные поля низкой интенсивности, (нетепловой интенсивности) широко применяются в практике. Развитие электроники сверхвысоких частот и микроэлектроники позволяет изготавливать устройства различной функциональной направленности. Эти устройства работают в диапазоне частот от сотен мегагерц до десятков гигагерц. Интенсивность полевого воздействия такова, что даже в результате длительного воздействия на клетку или другой живой организм не происходит какого-либо изменения, связанного с тепловым воздействием внешнего электромагнитного СВЧ поля. Все изменения в функциональном состоянии объекта воздействия происходит в результате воздействия на так называемом информационном уровне, следствием чего является изменение мембранных потенциалов, с чем связан внутриклеточный метаболизм.

В каждом конкретном случае важно бывает подобрать тот вид электромагнитного воздействия, его частоту, вид спектра, интенсивность, который наиболее эффективно подходил бы для стимуляции и/или коррекции объекта, находящегося в конкретном исходном состоянии, и позволил бы перевести объект в заранее заданное другое функциональное состояние. Однако существующие устройства во многом не могут решать такого класса задачи.

Наиболее характерными являются устройства для стимуляции и/или коррекции функционального состояния биологического объекта, содержащие модулятор, генератор СВЧ и антенный тракт с излучателем. Данные устройства позволяют с довольно постоянными параметрами воздействовать на объект, что практически всегда недостаточно эффективно.

Наиболее близким к заявленному является устройство для стимуляции и/или коррекции функционального состояния биологического объекта, включающее модулятор, подключенный к генератору СВЧ и антенный тракт с излучателем. Модулятор позволяет получить широкий спектр у выходного сигнала, который может находиться в полосе частот от 100 МГц до 10-15 ГГц при достаточно случайном распределении фазы и изменении частоты.

Однако в данном случае модуляционные параметры, обусловливающие степень воздействия, недостаточно оптимальны. Конфигурация поля на выходе излучателя так же неоптимальна, что приводит к недостаточной эффективности данного устройства.

Цель изобретения повышение эффективности стимуляции и/или коррекции функционального состояния биообъекта за счет более избирательного действия на конкретный объект и создание более оптимальной конфигурации воздействующего на объект электромагнитного поля при автоматическом регулировании последнего, причем непосредственно у излучателей.

Указанная цель достигается тем, что устройство снабжено блоком управления фазовращателями, а антенный тракт выполнен в виде направленного ответвителя с выходами, где N ≥ 2, с каждым из которых связаны соответствующие последовательно включенные фазовращатель и излучатель. Выходы блока управления фазовращателями подключены к соответствующим установочным входам фазовращателей. Устройство снабжено блоком задания режимов работы, соответствующий выход которого связан с входом модулятора или блока управления фазовращателями или с входами обоих этих блоков. Излучатели расположены с возможностью создания фазированной антенной решетки.

Анализ патентной и научно-технической литературы показал, что заявленная совокупность неизвестная, т.е. она соответствует критерию "новизна".

Поскольку имеется потребность в такого рода устройствах и данное устройство создано на основе известных элементах, то заявленное соответствует критерию "промышленная применимость".

Так как в результате использования данного устройства получается новый эффект, заключающийся в более высокой эффективности воздействия, и данный эффект является следствием значительного числа экспериментов и расчетов, т. е. очевидным образом не следует из уровня техники, то заявленное соответствует критерию "изобретательский уровень".

На чертеже приведена блок-схема устройства.

Устройство для стимуляции и/или коррекции функционального состояния биологического объекта включает модулятор 1, генератор 2 сверхвысокой частоты, направленный ответвитель 3 СВЧ энергии N-фазовращателей 4 и N-излучателей 5, блок 6 управления фазовращателями и блок 7 задания режимов работы. Выходы блока 6 управления фазовращателями связаны с установочными входами фазовращателей 4, выходы блока 7 связаны со входами блока 6 или блока 1 (модулятора) или со входами обоих блоков.

Устройство работает следующим образом.

Сформированная в генераторе 2 СВЧ энергия в виде промодулированного модулятором 1 сигнала поступает на вход направленного ответвителя 3, в котором распределяется на N-входы фазовращателей 4. После соответствующего сдвига фаз сигнал СВЧ поступает на излучатели 5 и излучается к биологическому объекту. Излучатели 5 расположены с образованием фазированной антенной решетки. При этом, плотность потока энергии с излучателей 5 не превышает 10 м Вт/см² при экспозиции не более 10 мин, что во много раз менее данных ГОСТ 12.1.006-84, который допускает воздействие потоком до 100 мВт/см² в течение часа. В данном случае имеется возможность случайным образом в диапазоне от 100 МГц до 12 ГГц выбирать форму спектра модулятором, случайным образом осуществлять модуляцию СВЧ колебаний и по заданному закону изменять конфигурацию поля от системы излучателей 5, например, случайным образом управлять фазовращателями 4 для получения случайного вида поля на выходе излучателей 5 и т.д.

Эффективность воздействия данного устройства проверялась в экспериментах на животных при прямой регистрации биоэлектрической активности в переферических и стволовых образованиях вегетативной нервной системы. Установлена высокая тропность воздействия данного вида излучения. Так простудные заболевания проходили со средним сроком, на 20% меньшим, чем при применении известных средств СВЧ. Астматические явления, на которые ранее СВЧ воздействия не оказывало, практически полностью проходили, практически всегда наступало быстрое значительное улучшение. Эксперименты с растительными объектами показали на 8-12% большую эффективность, чем у известных аналогичных средств. То же имело место и для зерна. Указанные примеры показывают высокую эффективность для клеток растений, птиц, млекопитающих и людей.

Использование: средства электромагнитного воздействия на биологические объекты или их элементы, составляющие, например на растения, семена, клетки птиц, млекопитающих и т. д. Сущность изобретения: в устройстве для стимуляции и/или коррекции функционального состояния биологического объекта модулятор с генератором СВЧ сообщены с излучателем посредством направленного ответвителя и фазовращателей. Излучатели выполнены в виде фазированной антенной решетки, что позволяет создать случайно изменяющуюся диаграмму направленности излучателей и повысить эффективность работы устройства. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ СТИМУЛЯЦИИ И/ИЛИ КОРРЕКЦИИ ФУНКЦИОНАЛЬНОГО СОСТОЯНИЯ БИОЛОГИЧЕСКОГО ОБЪЕКТА, содержащее модулятор, подключенный к генератору сверхвысокой частоты, и антенный тракт с излучателем, отличающееся тем, что оно снабжено блоком управления фазовращателями, а антенный тракт выполнен в виде направленного ответвителя с N выходами, где N ≥ 2, с каждым из которых связаны соответствующие последовательно включенные фазовращатель и излучатель, при этом выходы блока управления фазовращателями подключены к соответствующим установочным входам фазовращателей. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно снабжено блоком задания режимов работы, соответствующий выход которого связан с входом модулятора или блока управления фазовращателями. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно снабжено блоком задания режимов работы, соответствующие выходы которого подключены к входу блока управления фазовращателями и входу модулятора. 4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что излучатели расположены с возможностью создания фазированной антенной решетки.