СПОСОБ РЕГИСТРАЦИИ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ ПОВЕРХНОСТИ ТЕЛА ЧЕЛОВЕКА Российский патент 2002 года по МПК G01N33/48 

Изобретение относится к медицине, биологии, физиологии, биофизике и может быть использовано для расширения комплекса критериев физиологического состояния человека.

В настоящее время интенсивно изучается биологическое излучение человека, определяющее понятие "электромагнитное поле" человека. Поле человека имеет различную физическую природу - магнитную, электрическую, акустическую, химическую (Введенский В.Л., Ожогин В.И. Сверхчувствительная магнитометрия и биомагнетизм. - М.: Наука, 1986; Коган Ш.М. Физическая природа биополя человека. В кн. : Аномальные явления, факты, исследования, гипотезы. - М., 1991. Вып. 1, с. 24-37).

От человека во все стороны излучаются модулированные электромагнитные излучения. Возникают сложные информационно закодированные многочастотные паттерны колебаний, индивидуальные информационно-энергетические коды.

Человек - источник равновесного электромагнитного излучения (Электромагнитное поле в биосфере. Т. 1, 2. - М.: Наука, 1984; Гуляев Ю.В., Годик Э. Э. Физические поля биологических объектов. В кн.: Кибернетика живого. Биология и информация. - М., 1984, с. 39-60; Ананин В.Ф. Биоэнергетика человека. - М., 1993).

Напряженность магнитного поля вблизи человека - до 10^-7 А/м, измерено магнитное поле сердца, мозга, мышц, глаз, суставов, отдельных клеток. Магнитная и электрическая оставляющие электромагнитного процесса есть проявление движения электрических зарядов в живом организме.

К обширному спектру электромагнитных колебаний относят видимый свет. Приводим показатели энергии фотонов в электрон-вольтах (Жевандров Н.Д. Применение поляризационного света. - М. , 1973; Тростников В.И. Алгебра гармоний. - М., 1968): красный свет - 1,67, оранжевый - 1,88-2,08, желтый - 2,08-2,3, зеленый - 2,3-2,5, синий - 2,5-2,9, фиолетовый - 2,9-3,06.

Приводим длины волн в ангстремах (А): фиолетовый - 4800, голубой - 5000, желтый - 5800, красный - 6600.

Известно, что физиологические и биологические показатели изменялись под воздействием различных световых сред - уровень содержания белков, сахара, жиров, отдача кислорода эритроцитами (Казначеев В.П., Михайлова Л.П. Биоинформационные функции естественных электромагнитных полей. Новосибирск, 1985).

Известны способы измерения электромагнитных полей живых организмов (Торнуев Ю. В. Методы измерения электромагнитных полей живых организмов. В кн. : Электромагнитные поля в биосфере. Том 1. - М., 1984, с. 270-286). Наиболее распространенными являются способы: электрометрический, магнитометрический и индикация жидкими кристаллами (ЖК).

Приводим аналоги способов:
I. Электрометрический
Используются измерительные приборы:
A) ламповые электрометры с высоким входным сопротивлением (от 10⁹ до 10¹² Ом) и малой входной емкостью (от 5 до 0,05 пФ в полосе пропускания от 0 до 100 Гц) и чувствительностью порядка 10^-3-10^-4 В (Гуляев И.П., Заботин В. И. , Шлиппенбах П.Я. Электроаурограммы человека и животных. В кн.: Нервная система. -Л., 1968, вып.9, с. 159-172);
B) высокочувствительные усилители, выполненные на базе полевых транзисторов МДП-структур (Торнуев Ю.В. Дистантная регистрация низкочастотных электрических полей организма. В кн.: Физические методы и вопросы метрологии биомедицинских измерений. - М., 1978).

Недостатком способа является использование
1) дискового датчика поля;
2) электродинамического преобразователя, который искажает нативность собственных электрических полей организма человека.

II. Магнитометрический способ
Используют магнитометры и магнитоградиентометры на основе явления сверхпроводимости и эффекта Джозефсона (Козлов А.Н., Синельникова Е.Е., Фомин И. О. Квантовый градиентометр для измерения магнитных полей биообъектов. В кн.: Электромагнитное поле в биосфере. - М., 1984, т. 1, с. 279-285). Главный конструктивный элемент включает наличие датчика, построенного на основе оптической накачки и магнитного резонанса.

Недостатки способа:
1) высокая чувствительность к помехам;
2) необходимость соблюдения помехозащищенности;
3) дороговизна оборудования;
4) наличие экранируемой комнаты.

Нами в качестве прототипа использован способ индикации электрических и магнитных полей жидкими кристаллами (Чистяков И.Г., Вистинь Л.К., Раджабова З. Б., Чумакова С.П. Индикация электрических и магнитных полей жидкими кристаллами. В кн. : Электромагнитные поля в биосфере. Том 1. - М., 1984, с. 286-293). В основе способа лежит функционирование жидкокристаллических устройств (ЖКУ) с управляемыми оптическими характеристиками.

Принцип работы ЖКУ - регистрация оптических характеристик жидкого кристалла (ЖК) в результате электромагнитного излучения.

Прототип предусматривает подготовку электрооптической жидкокристаллической ячейки и наличие регистрирующих устройств.

Основная конструкция электрооптической жидкокристаллической ячейки:
1). Между двумя прозрачными пластинами, покрытыми токопроводящим материалом, расположен ЖК. В отсутствие электрического поля ЖК прозрачен, в то время как в электромагнитном поле он становится непрозрачным.

2). При помещении жидкокристаллического индикатора между поляроидами действие электромагнитных полей вызывает изменение двулучепреломления ЖК (оптический эффект многоцветья ЖК).

Недостатки способа:
1. Сложность приготовления самого ЖК (линейные, разветвленные полимеры), бислоевые смектики типа А, В и Е, реентрантнематика, реентрантсмектика.

2. Использование электродов, тефлоновых прокладок.

3. Программные регистрирующие устройства, организующие возбуждение точек жидкокристаллической матрицы.

4. Изолированность регистрации электромагнитного возбуждения отдельных органов, тканей, клеток, рецепторов.

Все вышесказанное затрудняет регистрацию электромагнитного излучения организма человека.

Цель предлагаемого изобретения:
1. Повышение достоверности контроля за интенсивностью электромагнитного излучения организма человека.

2. Повышение информативности.

3. Упрощение способа, его дешевизна.

4. Экспресс-диагностика активации электромагнитного излучения организма человека.

Задачи:
1. Упростить способ приготовления модели биологического жидкого кристалла (МБЖК).

2. Изучить кристаллограммы МБЖК с различных участков поверхности тела человека.

3. Оценить интенсивность электромагнитного излучения при различных состояниях человека.

Нами для регистрации ЭМ-излучения поверхности тела человека использована поляризационная картина интерференционной окраски МБЖК, представленная минерализованным белком куриного эмбриона, обогащенного кремниевой кислотой. Известны поляризационные характеристики ЭМ-излучения, испускаемого биообъектами. Поляризация - наиболее чувствительное проявление электромагнитного излучения (Сидько Ф.Я., Лопатин В.М., Парамонов Л.Е. Поляризационные характеристики взвесей биологических частиц. - Новосибирск: Наука, 1990, с. 120).

В белковой компоненте куриного белка содержатся наиболее высокодисперсные молекулы альбуминов, гликопротеидов, обладающих высокой оптической активностью, присущей ЖК (Браун Г., Уолкен Дж. Жидкие кристаллы и биологические структуры. - М., 1982).

Обогащение куриного белка минерализованной водой 1:1 (минерализация 3,1-6,1 г/л, анионы - гидрокарбонат НСО₃ - 1000-2000 мг/л, сульфат SO₄ - 800-1500 мг/л, хлориды Сl - 400-700 мг/л, катионы (мг/л) - кальций Са²⁺ - 100-300, магний Mg²⁺ - < 100, натрий+калий (Na⁺+К⁺) - 800-1500) и кремниевой кислотой (Н₂SiO₃ - 30-90) усиливает оптический эффект (поляризацию) и способность воспринимать электромагнитные излучения.

Оптические показатели кремния - п_е=1,539-1,544, п₀=1,526-1,535.

В куриных эмбрионах обнаружены токи с плотностью до 100 мкА/см². Магнитные поля этих токов достигают 10 пТл (источник поля - токовый диполь 10^-7 А. м. ) (Grimes D., Tanday В., Lennard R. et al. LC magnetic fields of developing chik embroyes. V. World Conf. On Biomagnetism, 1984, Vancouver, Canada, Program, p.51).

ЖК в клетке является протоорганом. Структура ЖК подвижна и лабильна. Она легко изменяется под влиянием электромагнитных излучений (Браун Г., Уолкен Дж. Жидкие кристаллы и биологические структуры. - М.: Мир, 1982; Блинов Л.М. Электро- и магнитооптика жидких кристаллов. М., 1978).

В электромагнитном поле в ЖК возникает магнитный момент. Под воздействием ЭМП изменяется текстура ЖК, наблюдается изменение направления оси винтовой структуры и ее шага. Под влиянием ЭМП происходит раскручивание спиральной структуры и переход образца в нематическое состояние.

Сущность изобретения
Заключается в том, что для регистрации электромагнитного излучения человека предварительно готовят модель биологического жидкого кристалла (МБЖК) из минерализованного белка куриного эмбриона, обогащенного кремниевой кислотой.

Капли МБЖК наносят на предметное стекло, помещают на поверхность тела человека на 5-10 мин, высушивают при температуре 37 - 38^oС, выдерживают на открытом воздухе 1,5-2 часа, изучают в поляризованном свете с кварцевым компенсатором и регистрируют картину интерференционной окраски электромагнитного излучения.

Способ осуществляют следующим образом:
1. Готовят модель биологического жидкого кристалла (МБЖК), для чего нативный белок куриного эмбриона разводят минерализованной водой 1:1 и обогащают кремниевой кислотой.

2. Тарированной пипеткой МБЖК в виде капель (5-8) объемом 0,04-0,06 мл каждая наносят на предметное стекло, помещают на 5-10 минут на исследуемый участок поверхности тела человека.

3. Полученный препарат высушивают в термостате при температуре 37 - 38^oС на протяжении 25-30 минут.

4. Выдерживают на открытом воздухе 1,5-2 часа.

5. Под микроскопом препарат изучают в поляризованном свете с кварцевым компенсатором и регистрируют картину интерференционной окраски электромагнитного излучения.

На фиг. 1 представлена модель биологического жидкого кристалла (МБЖК), цвет интерференционной окраски (ЦИО) желтый и оранжевый. Длина волны электромагнитного излучения (ЭМИ): желтый - 560 нм, оранжевый - 590 нм.

Примеры
Пример 1 (фиг. 2). Кристаллограмма (КГ) здорового человека, полученная при регистрации электромагнитного излучения (ЭМИ) над зоной проекции верхушки сердца.

Технология: 5 капель МБЖК, каждая объемом 0,04 мл, наносят на предметное стекло, помещают на зону проекции верхушки сердца, выдерживают 5 минут, сушат в термостате 25 минут, выдерживают 1,5 часа на открытом воздухе и исследуют в поляризованном свете с кварцевым компенсатором. Цвет интерференционной окраски (ЦИО) - пестрый, яркий, с преимущественным преобладанием красного, оранжевого и синего цветов. Длина волны соответственно 680 нм, 590 нм, 430 нм.

Пример 2 (фиг. 3). КГ б-го И., 39 лет. Диагноз: ИБС, стенокардия напряжения, история болезни 135458. ЭМИ зарегистрировано над зоной проекции верхушки сердца.

Технология: 6 капель МБЖК, каждая объемом 0,05 мл, наносят на предметное стекло, помещают над зоной проекции сердца, выдерживают 7 мин, помещают в термостат при температуре 38^oС, сушат 30 мин, выдерживают 2 часа на открытом воздухе и исследуют в поляризованном свете с кварцевым компенсатором. ЦИО - преимущественно бледно-сиреневый, оранжевый, фиолетовый. Длина волны соответственно 400 нм, 590 нм, 450 нм.

Пример 3 (фиг. 4). КГ здорового человека, полученная при регистрации ЭМИ над зоной проекции мочевого пузыря.

Технология: 7 капель МБЖК, каждая объемом 0,06 мл, наносят на предметное стекло, помещают над зоной проекции мочевого пузыря, выдерживают 8 мин, помещают в термостат при температуре 38^oС, сушат 25 мин и выдерживают на открытом воздухе 1,5 часа и исследуют в поляризованном свете с кварцевым компенсатором. ЦИО - яркие, пестрые, преимущественно синие, голубые, фиолетовые, желтые, сиреневые. Длина волны соответственно 430 нм, 470 нм, 400 нм, 560 нм, 420 нм.

Пример 4 (фиг. 5). КГ б-го К., 45 лет. Диагноз: Полип мочевого пузыря, история болезни 189139. ЭМИ зарегистрировано над зоной проекции полипа мочевого пузыря.

Технология: 5 капель МБЖК, каждая объемом 0,05 мл, наносят на предметное стекло, помещают над зоной проекции полипа мочевого пузыря, выдерживают 5 мин, помещают в термостат при температуре 37^oС, сушат 30 мин, затем выдерживают на открытом воздухе 1,5 часа и исследуют в поляризованном свете с кварцевым компенсатором. ЦИО - зеленые, оранжевые. Длина волны соответственно 550 нм и 590 нм.

Пример 5 (фиг. 6 и 7). КГ б-го 3., 26 лет. Диагноз: Астеновегетативный синдром, ипохондрия, история болезни 195215. Принимает сеансы иглорефлексотерапии. ЭМИ - исходное, зарегистрировано над точкой GI4 хэ-гу.

Технология: 6 капель МБЖК, каждая объемом 0,06 мл, наносят на предметное стекло, помещают на точку GI4 хэ-гу, выдерживают 8 мин, помещают в термостат при температуре 38^oС, сушат 25 мин, затем выдерживают 1,5 часа на открытом воздухе и исследуют в поляризованном свете с кварцевым компенсатором. ЦИО - желтые, сиреневые, красные, зеленые. Длина волны соответственно 590 нм, 400 нм, 620 нм, 550 нм.

На фиг. 7 приведена КГ б-го З., после сеанса иглорефлексотерапии. ЦИО - оранжевые, красные, сиреневые, ярко-желтые. Длина волны соответственно 590 нм, 620 нм, 400 нм, 560 нм.

Технология: 8 капель МБЖК, каждая объемом 0,06 мл, наносят на предметное стекло, помещают на точку GI4 хэ-гу, выдерживают 5 мин, помещают в термостат при температуре 37^oС, сушат 25 мин, затем выдерживают на открытом воздухе 1,5 часа и микроскопируют в поляризованном свете с кварцевым компенсатором.

Пример 6 (фиг. 8). КГ здорового человека. ЭМИ зарегистрировано над желудком (под мечевидным отростком).

Технология: 6 капель МБЖК, каждая объемом 0,04 мл, наносят на предметное стекло, помещают на 6 мин в центр зоны эпигастрия (под мечевидным отростком), помещают в термостат при температуре 38^oС, сушат 30 мин, затем выдерживают на открытом воздухе 2 часа и исследуют в поляризованном свете с кварцевым компенсатором. ЦИО - зеленые, красные, оранжевые. Длина волны соответственно 500 нм, 590 нм, 620 нм.

Пример 7 (фиг. 9). КГ б-го Я., 45 лет. Диагноз: Хронический ахилический гастрит. ЭМИ зарегистрировано над желудком (центр эпигастрия, под мечевидным отростком).

Технология: 5 капель МБЖК, каждая объемом 0,05 мл, наносят на предметное стекло, помещают на 7 минут в центр зоны эпигастрия (под мечевидным отростком), помещают в термостат на 25 мин при температуре 38^oС, выдерживают на открытом воздухе 2 часа и исследуют в поляризованном свете с кварцевым компенсатором. ЦИО - красные, оранжевые, желтые. Длина волны соответственно 620 нм, 590 нм, 560 нм.

Пример 8 (фиг. 10). КГ здорового человека. ЭМИ зарегистрировано над правой долей печени.

Технология: 8 капель МБЖК, каждая объемом 0,06 мл, наносят на предметное стекло, помещают на зону проекции правой доли печени, выдерживают 7 мин, помещают в термостат при температуре 38^oС, сушат 25 мин, затем выдерживают на открытом воздухе 1,5 часа и исследуют в поляризованном свете с кварцевым компенсатором. ЦИО - сиреневые, синие, голубые, желтые, оранжевые. Длина волны соответственно 400 нм, 430 нм, 470 нм, 560 нм, 590 нм.

Пример 9 (фиг. 11). КГ б-го К., 59 лет. Диагноз: Цирроз печени, история болезни 189315.

Технология: 7 капель МБЖК, каждая объемом 0,06 мл, наносят на предметное стекло, помещают на зону проекции правой доли печени, выдерживают 8 мин, помещают в термостат при температуре 37^oС, сушат 30 мин, затем выдерживают на открытом воздухе 2 часа и исследуют в поляризованном свете с кварцевым компенсатором. ЦИО - красные, желтые, оранжевые. Длина волны соответственно 620 нм, 560 нм, 590 нм.

Преимущества предлагаемого способа
1. Упрощение операции подготовки биологической модели жидкого кристалла (МБЖК).

2. Отсутствие сложных регистрирующих приборов.

3. Экономическая выгода.

4. Доступность способа регистрации электромагнитного излучения.

Предлагаемый способ апробирован 2300 наблюдениями. Впервые предложена биологическая модель жидкого кристалла для регистрации излучения тела человека. Отличительной особенностью предлагаемого способа является поляризационная характеристика электромагнитного излучения, волновой процесс передачи информации, регистрируемый картиной интерференционной окраски.

Предлагаемая модель связана с физико-биохимическими процессами, с интенсивностью их протекания, что имеет общий принцип с жизнеобеспечением всех живых систем.

Представленная нами модель несет в себе такой элемент, как кремний - своего рода протоклетку, обеспечивающую электромагнитное существование живых систем.

Медико-социальный эффект
Применение способа позволяет повысить достоверность полученных результатов, значительно снизить трудозатраты, упростить способы определения интенсивности электромагнитных излучений тела человека, использовать способ для оценки влияния различных антропогенных факторов (виды излучений) на живые системы.

Способ может быть использован в медицине для регистрации электромагнитного излучения поверхности тела человека. Готовят модель биологического жидкого кристалла из минерализованного белка куриного эмбриона, обогащенного кремниевой кислотой, модель выдерживают на поверхности тела человека, изучают в поляризованном свете с кварцевым компенсатором и по картине интерференционной окраски регистрируют электромагнитное излучение тела человека. Способ прост и быстр в использовании. 11 ил.

Способ регистрации электромагнитного излучения поверхности тела человека, отличающийся тем, что предварительно готовят модель биологического жидкого кристалла из минерализованного белка куриного эмбриона, обогащенного кремниевой кислотой, модель выдерживают на поверхности тела человека, изучают в поляризованном свете с кварцевым компенсатором и по картине интерференционной окраски регистрируют электромагнитное излучение поверхности тела человека.