СПОСОБ ВОЗДЕЙСТВИЯ НА БИОЛОГИЧЕСКИЕ ОБЪЕКТЫ Российский патент 2002 года по МПК A61N7/00 

Изобретение относится к медицине, конкретно к физиотерапии, и может быть использовано для лечения различных заболеваний путем воздействия физическими колебаниями на биологические объекты.

Известны способы воздействия на биологические объекты частотно-независимыми шумовыми колебаниями (1).

Известны способы воздействия на биологические объекты с помощью магнитных, электромагнитных, электрических, световых и акустических колебаний (2).

Известны способы воздействия на биологические объекты физическими колебаниями с частотой, равной частоте собственных биоэлектрических колебаний органа биологического объекта, например сердца (3).

Известен способ воздействия на биологический объект, заключающийся в том, что перед воздействием определяют физиологические свойства кожи пациента и воздействуют низкочастотным сложномодулированным электромагнитным полем частотой импульсов в диапазоне 3-120 Гц с частотой модуляции 0,03-1,2 Гц (4).

Известен способ воздействия на биологические объекты путем обеспечения синхронного воздействия физическими колебаниями с частотой, равной частоте дыхания и пульса (5).

Однако все известные способы воздействия на биологические объекты не достаточно эффективны, терапевтический эффект от их использования не достаточно высок, так как отсутствует единый критерий выбора частот колебаний, содержащихся в физических полях, которыми воздействуют на биологические объекты, а невозможность установки оптимальных значений этих частот, от которых зависит терапевтический эффект, не позволяет снизить интенсивность физических полей до уровней, при которых существенно снижается нагрузка на организм за счет неспецифических эффектов, а также повышается экономичность использования способа. Одним из основных недостатков всех известных способов воздействия на биологические объекты является неизбежная нагрузка на организм за счет неизбежных неспецифических реакций, поскольку интенсивность физических полей, используемых в данных способах, превышает естественные для организма уровни.

Наиболее близким к предлагаемому способу является способ воздействия на живые организмы и неживые тела путем воздействия электромагнитного поля, частота которого совпадает с внутренней и внешней резонансными частотами тела (6).

Однако данный способ также не лишен недостатков, а именно слабый терапевтический эффект и неэкономичность, обусловленные теми же причинами, описанными нами выше.

Задачей, решаемой данным изобретением, является повышение терапевтического эффекта и экономичности способа.

Поставленная задача решается путем способа воздействия на биологические объекты физическими колебаниями, равными удвоенным частотам собственных биоэлектрических колебаний биологического объекта, на который направлено это воздействие.

Новым в предлагаемом изобретении является то, что воздействуют физическими колебаниями, равными удвоенным частотам собственных биоэлектрических колебаний биологического объекта, на который направлено это воздействие.

Данная совокупность отличительных признаков не найдена авторами в проанализированной ими научно-медицинской и патентной литературе, и она явным образом не следует из уровня техники для специалиста.

Предлагаемый способ был опробирован клинически. Таким образом, данное техническое решение соответствует критериям изобретения: "новизна", "изобретательский уровень", "промышленно применимо".

Способ осуществляют следующим образом:
На биологический объект воздействуют физическими колебаниями, равными удвоенным частотам собственных биоэлектрических колебаний данного биологического объекта. Частоту колебаний устанавливают синтезатором частоты несущих колебаний физического поля. Кроме того, несущие колебания физического поля модулируют низкочастотными колебаниями, а частоту этих колебаний устанавливают с помощью синтезатора низкочастотных колебаний. Установку частот осуществляют по заранее составленному каталогу удвоенных частот биоэлектрических колебаний различных органов биологического объекта. Данные для каталога берут из известных уже литературных источников либо измеряют с помощью датчика биоэлектрических колебаний. Измерение частот собственных биоэлектрических колебаний биологического объекта производят до воздействия на него физическими колебаниями.

Более высокий терапевтический эффект в предлагаемом способе в сравнении со способом-прототипом возникает за счет воздействия на биологический объект, в частности на любой больной орган человека или животного физическими колебаниями, равными удвоенным частотам собственных биоэлектрических колебаний этого объекта (органа). При воздействии физическими колебаниями возникают как неспецифические, так и специфические ответные реакции организма. Последние обусловлены особенностями действующего фактора и патологического процесса и обеспечивают основной терапевтический эффект. Использование физических колебаний, равных удвоенным частотам собственных биоэлектрических колебаний биологического объекта, органа, на который направлено это воздействие, улучшает терапевтический эффект за счет снижения интенсивности физических полей и уменьшения неспецифических эффектов. Известно, что сложные структуры с изменяющимися физическими параметрами, влияющими на характеристики распространения физических полей, являются нелинейными средами. К таким характеристикам относятся скорость распространения с, коэффициент поглощения α, относительная диэлектрическая ε и магнитная μ проницаемости, а также удельная электрическая проводимость δ. Практически все эти характеристики биологических структур обладают достаточно большой вариабельностью при воздействии физических полей (7). Таким образом, сложные биологические структуры, обладающие нелинейными свойствами с точки зрения условий распространения физических полей, обладают свойствами параметрических систем.

Полученный авторами терапевтический эффект при использовании предложенного ими способа авторы обосновывают тем, что в связи с нелинейностью основных электрических параметров биологической среды, от которых зависят частоты собственных биоэлектрических колебаний в тканях живых организмов, процесс возбуждения вынужденных колебаний рассматривают как процесс параметрического возбуждения. Из теории параметрического возбуждения колебаний (8) известно, что области, в которых состояние равновесия в колебательной системе неустойчиво и происходит параметрическое возбуждение колебаний, лежат вблизи значений ω₀/ω =1/2, 1, 3/2... (фиг.1) и зависят от относительной амплитуды изменения параметра, определяющего частоту собственных колебаний. Как показывает анализ областей, в которых возможно параметрическое возбуждение колебаний, оно возникает вблизи значений частот, кратных 1/2, если не учитывать потери энергии. Однако из-за наличия потерь энергии в тканях (в частности, из-за имеющегося электрического сопротивления) условие параметрического возбуждения колебаний неодинаковы для указанных частот (заштрихованные области фиг.1) Легче всего и с наименьшими энергетическими затратами параметрическое возбуждение колебаний возникает, когда ω₀/ω =1/2, т.е., когда частота влияния вынуждающих колебаний превышает частоту собственных колебаний вдвое. В этом случае возбуждение возможно при наименьшем значении параметра, т.е. при наименьшей интенсивности внешнего физического поля. Это все уменьшает нагрузку на организм и тем самым повышает терапевтический эффект. При этом колебания, содержащиеся в физических полях, используемых для физиотерапии, являются внешними вынуждающими колебаниями, а возникающие в процессе физиотерапии в биологических структурах колебания являются вынужденными колебаниями терапевтического действия. Необходимо, чтобы вынужденные колебания происходили на частотах собственных биоэлектрических колебаний в биологической структуре органа.

Конкретные примеры выполнения способа
В качестве примера выбрано воздействие ультразвуковым полем с несущей частотой и частотой модуляции, которые равны удвоенным частотам собственных биоэлектрических колебаний органов, на которые было направлено данное воздействие.

Для осуществления заявленного способа нами было изготовлено устройство, содержащее синтезатор ультразвуковых частот 1, соединенный с первым входом модулятора 2, который подключен к акустическому излучателю 3. К синтезатору ультразвуковых колебаний 1 подключен первый блок управления 4, а ко второму входу модулятора 2 подключен синтезатор низкочастотных колебаний 5, соединенный со вторым блоком управления 6 (фиг.2).

Устройство работает следующим образом:
Акустический излучатель 3 содержит пьезокерамический элемент, преобразующий ультразвуковые электрические колебания в акустическое поле. Синтезатор ультразвуковых частот 1 перестраивается первым блоком управления 4 частотой в диапазоне от 20 кГц до 10 МГц, а синтезатор низкочастотных колебаний 5 перестраивается вторым блоком управления 6 в диапазоне от 0,01 Гц до 6 кГц.

Синтезатор ультразвуковых частот 1 создает электрические колебания, частота которых задается блоком управления 4. Выбор этой частоты с помощью блока управления 4 осуществляют до воздействия на биологический объект так, чтобы частота синтезатора 1 была равна удвоенным частотам собственных диэлектрических колебаний биологического объекта, находящихся в диапазоне 20 - 8000 кГц. Электрические колебания синтезатора 1 поступают на модулятор 2, который осуществляет модуляцию электрических колебаний синтезатора 1 низкочастотными колебаниями, поступающими от синтезатора низкой частоты 5, Выбор частоты синтезатора низкой частоты 5 с помощью блока управления 6 осуществляют также до воздействия на биологический объект так, чтобы частота синтезатора низкой частоты 5 была равна удвоенной частоте собственных биоэлектрических колебаний биологического объекта, находящихся в диапазоне 0,01 - 10000 Гц. Промодулированные электрические колебания ультразвуковой частоты поступают на акустический излучатель 3 и преобразуются им в ультразвуковые физические колебания, которые направляются для физиотерапевтического воздействия на биологический объект так, чтобы между акустическим излучателем 3 и биологическим объектом находилась контактная жидкая среда (глицерин, вазелин и т.п.) с малым коэффициентом затухания ультразвука.

Установку частот осуществляют по заранее составленному каталогу удвоенных частот биоэлектрических колебаний различных органов биологического объекта. Данные для каталога получают либо из известных источников, либо с помощью датчика биоэлектрических колебаний, подключенного к анализатору частоты - - -С4-52. Анализ частот собственных биоэлектрических колебаний биологического объекта производят до воздействия на него ультразвуковыми колебаниями.

Пример 1. Больной Р., диагноз: мочекаменная болезнь, лечение проведено по предлагаемому способу.

На область верхних мочевых путей воздействовали двумя частотами: несущей частотой 160 Гц и частотой модуляции 100 кГц. Эти частоты были выбраны в соответствии с известными частотами областей релаксации мышечной ткани, равными 80 Гц и 50 кГц.

При воздействии на биологический объект акустическим полем между акустическим излучателем и поверхностью биологического объекта должна находиться контактная смазка, например, вазелин или глицерин, в данном конкретном случае вазелин.

За счет более высокой эффективности воздействия по предлагаемому способу интенсивность излучения уменьшают до 0,01 Вт/см². При воздействии ультразвуковыми колебаниями, с указанными выше частотами, на область верхних мочевых путей у больных уже через 2-3 мин отмечалось снижение болевого синдрома, стимуляция функции гладкой мускулатуры мочеточника, тем самым облегчается вывод мелких застрявших конкрементов.

Пример 2. Больной В. Диагноз: остеохондроз позвоночника.

Произведено воздействие на область позвоночника ультразвуковыми колебаниями, равными удвоенным частотам нервных окончаний и мышечной ткани, а именно сочетанием частот 200 Гц и 100 кГц. Частота модуляции была выбрана 200 Гц, так как экспериментально было установлено, что собственная резонансная частота нервных окончаний, расположенных в надкостнице, связках, межпозвоночных дисках, равна 100 Гц. Выбор несущей частоты 100 кГц обоснован тем, что известна частота мышечной ткани, равная 50 кГц.

В результате проведенного воздействия уже через 3 мин уменьшился болевой синдром и субъективные вегетативные симптомы парасимпатического характера.

Таким образом предлагаемый способ имеет ряд преимуществ перед существующими способами воздействия на биологические объекты. Он обладает более высоким терапевтическим эффектом и при этом более экономичен.

ЛИТЕРАТУРА
1. Патент 2118548 "Способ воздействия на биологические объекты", Пасько О.А и др. Б.И. 25, 98 г.

2. Большая Советская Энциклопедия, т.27, М., Изд. Советская энциклопедия, 1977 г. стр.314.

3. Патент 2051703,2 Устройство для физиотерапии", Грачев В.Г. и др., Б. И. 1, 96 г., Заявка 96104200 "Способ волновой терапии" ИВТ-Колтуна", Колтун Н. Д. и др., Б.И. 16, 98 г. стр.60. Патент 2014853, "Способ магнитотерапии", Бессонов В.Г., Б.И - 12, 94 г., стр.20.

4. 3аявка 96102225 "Способ лечения кожного покрова" Соколова Т.И., Б.И. 13, 98 г.

5. Патент 2033204 "Устройство для физиотерапии", 3агускин С.Л. и др., Б. И, 11, 95 г. стр.117.

6. Большая Советская энциклопедия, т.19, стр.189.

7. Заявка 96104345 "Способ и устройство для измерения электромагнитного поля, генерируемого живыми организмами и неживыми телами, для генерирования такого поля, а также для оказания воздействия на тела (для лечения) при помощи такого поля. Вайзер Л.В. и др., 15, 98 г., стр.36.

Изобретение относится к медицине и предназначено для воздействия на биологические объекты физическими колебаниями. Воздействуют ультразвуковыми колебаниями, частоты которых устанавливают равными удвоенным частотам собственных биоэлектрических колебаний соответствующего органа биообъекта. Способ позволяет повысить терапевтическую эффективность лечения. 2 ил.

Способ воздействия на биологические объекты физическими колебаниями, отличающийся тем, что воздействуют ультразвуковыми колебаниями, частоты которых устанавливают равными удвоенным частотам собственных биоэлектрических колебаний соответствующего органа биообъекта.