СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ АКТИВАЦИИ ПЕРЕНОСА ИОНОВ Российский патент 2004 года по МПК A61K41/00 A61N2/02 

Предпосылки изобретения

Настоящее изобретение относится к способу активации движения ионов, главным образом, через мембраны клеток и капиллярные стенки в живых организмах, и к устройству для осуществления этого способа.

Известные способы для создания движения ионов основываются на импульсном воздействии электромагнитного поля очень низкой частоты на живые организмы. Магнитные поля с пренебрежимо малым электрическим компонентом генерируются с импульсами электрического тока. Способ и устройство для создания движения ионов через мембраны клеток известны из заявки на Европейский патент ЕР 0407006. Описанный способ основывается на одновременном активировании разных видов ионов, в частности, Са⁺⁺ и Мg⁺⁺, с использованием резонансной частоты магнитного циклотронного резонанса. Воздействие однородных магнитных полей с очень низкой частотой, генерируемых с помощью синусоидальных импульсов электрического тока, с отличным от нуля средним значением, используется для этой цели, когда силовые линии являются параллельными оси, на которой расположена часть живого организма. Синусоидальные электрические импульсы производят изменения магнитного потока на частоте циклотронного резонанса, которая определяется с помощью уравнения

f_c=Bq/2πm,

где f_c - частота изменяющегося магнитного поля, Гц;

q/m - отношение заряда иона к массе, кл/кг;

В - средняя плотность потока вдоль оси, в теслах.

Устройство для использования способа в соответствии с указанной выше заявкой на патент содержит генератор синусоидальных электрических импульсов, который соединен с постоянной и определенной схемой постоянного тока и с усилителем, выходы их обоих управляются с помощью переключателя, управляющего парой катушек Гельмгольца, которые работают в качестве преобразователя электрического импульса в магнитный сигнал.

В другом варианте выполнения, представленном в Европейском патенте ЕР 0594655, основной импульс тока, состоящий из прямоугольной волны, наложенной на экспоненциально возрастающий ток, используется для переноса ионов, а затем следует пауза, по меньшей мере, настолько же долгая, как, по меньшей мере, продолжительность импульса. Импульсы и паузы образуют волну от 100 до 1000 Гц. Амплитуда импульса модулируется с помощью сигнала от 0,5 до 35 Гц, огибающая модуляции является треугольной (близкой к равнобедренному треугольнику). Последовательность модулированных основных импульсов постоянной поляризации образует пакет продолжительностью от 0,3 до 1 с, затем следует пауза от 0,7 до 5,0 с. Пакеты импульсов преобразуются в сигналы переменного магнитного поля, электродинамически и магнитомеханически воздействующие на ионы и, в особенности, на протоны, чтобы вызвать их перенос через мембраны клеток. Устройство для переноса ионов, как оно описано в обсуждаемом патенте, состоит из контрольной панели, соединенной с блоком управляющего микропроцессора, а затем, с помощью усилителя, с передающей катушкой, которая преобразует импульсы тока в магнитные сигналы. Управляющая схема состоит из микропроцессора, генератора синхроимпульсов, памяти, генератора адресов и аналого-цифрового преобразователя.

Краткое описание и цели изобретения

В соответствии с настоящим изобретением, способ активации переноса ионов через мембраны клеток и капиллярные стенки в живых организмах основывается на воздействии импульсного электромагнитного поля очень низкой частоты, генерируемого с помощью импульсов электрического тока. Используются два типа сигналов, а также их сочетания в следующих друг за другом пакетах, группах пакетов, сериях групп пакетов, в наборах серий групп пакетов, сочетаниях наборов серий групп пакетов. Они магнитомеханически и электродинамически воздействуют на ионы различных элементов, вызывая ионный циклотронный резонанс в клетках живых организмов. В результате электродинамического воздействия магнитного поля на биологическую систему приблизительно цилиндрической формы, индуцируется электрическое поле. Напряженность поля Е зависит от скорости изменения индукции dB/dt согласно уравнению

где r представляет собой радиус цилиндра.

Переменное поле Е индуцирует индуктивные ионные токи с плотностью j, как определяется уравнением

j=δ₀·Е,

где δ₀ представляет собой электрическую проводимость биологической системы. Когда превышается плотность электрического тока 10 мА/м², происходят изменения метаболизма углеводов и изменения проницаемости липидных мембран клеток, облегчая перенос ионов через мембраны клеток.

Воздействие ионного циклотронного резонанса ассоциируется с явлением ионных вихревых токов. Как угловая частота ω, так и линейная частота циклотронного резонанса f_c=ω_с/2π, зависят от индукции В магнитного поля в конкретной области живого организма и от его отношения заряда q к массе m, согласно формуле

Магнитомеханическое воздействие на биологическую систему состоит в создании магнитомеханической силы F, вызывающей движение частиц и атомов с некомпенсированными спинами.

Магнитомеханическая сила F представляет собой результат градиента индукции магнитного поля В, dB/dx, и может быть выражена с помощью уравнения

где V - объем некомпенсированных спинов,

μ - относительная магнитная проницаемость биологической системы,

μ₀ - магнитная проницаемость вакуума.

Характеристики индукции В, как функции времени B=f(t) для обоих типов сигналов, используемых в настоящем изобретении, представляют собой ломаные линии, возрастающие от нуля до В_mах. Характеристика сигнала первого типа представляет собой ломаную линию, состоящую из семи отрезков, с общей продолжительностью от 3,0 до 9,4 мс. В пределах своего первого отрезка, индукция линейно увеличивается от нуля до 1/3 B_max в течение от 0,5 до 1,6 мс. В пределах своего второго отрезка, который является параллельным оси t, индукция имеет постоянное значение 1/3 B_max в течение от 0,5 до 1,2 мс, затем, в пределах своего третьего отрезка, она линейно увеличивается от 1/3 B_max до 2/3 В_mах в течение от 0,4 до 1,5 мс. В пределах своего четвертого отрезка, который является параллельным оси t, индукция поддерживается постоянной при значении 2/3 B_max в течение от 0,1 до 0,5 мс. В пределах своего пятого отрезка, индукция линейно увеличивается до В_mах в течение от 0,5 до 1,5 мс. В пределах своего шестого отрезка, который является примерно перпендикулярным оси t, индукция резко уменьшается до нуля в течение 0,1 мс или меньше, оставаясь при нулевом значении в пределах своего седьмого отрезка в течение от 0,5 до 1,5 мс.

Характеристика сигнала второго типа имеет форму ломаной линии, состоящей из пяти отрезков с общей продолжительностью от 5,0 до 9,4 мс. В пределах своего первого отрезка, индукция линейно увеличивается до значения 1/2 В_mах в течение от 0,7 до 1,3 мс. В пределах своего второго отрезка, который является параллельным оси t, индукция поддерживается постоянной при значении 1/2 В_mах в течение от 1,8 до 2,8 мс, затем, в пределах своего третьего отрезка, она линейно увеличивается до В_mах в течение от 0,5 до 1,2 мс. В пределах своего четвертого отрезка, который является примерно перпендикулярным оси t, индукция резко уменьшается до нуля в пределах максимум 0,1 мс, оставаясь при нулевом значении в пределах своего пятого отрезка в течение от 1 до 2 мс.

Для сигналов обоих типов, индукция В не превосходит эффективное значение B_sk=100 мкТ. Ее линейное возрастание, представленное на характеристике B=f(t) в форме отрезков, наклонных по отношению к оси t, вызывает в основном электродинамическое и магнитомеханическое воздействие.

С другой стороны, индукция, которая поддерживается постоянной на уровнях 1/3 В_mах, 2/3 В_mах и 1/2 B_max и представлена на характеристике B=f(t) в виде отрезков, параллельных оси t, приводит в основном к возникновению ионного циклотронного резонанса. Частоты переменного магнитного поля представляют собой частоты f_c ионного резонанса для различных элементов. Отношение f_c к индукции В переменного магнитного поля равны отношению электрического заряда ионов конкретного элемента к массе ионов.

В способе согласно настоящему изобретению сигналы обоих типов объединяются в пакеты, каждый из которых состоит из ряда следующих друг за другом отдельных сигналов, между последовательными пакетами включаются паузы, продолжительность паузы между последовательными сигналами первого типа является более длинной, чем продолжительность паузы между последовательными сигналами второго типа. Пакеты, состоящие из четырех сигналов первого типа и пяти сигналов второго типа, используются чаще всего. Продолжительность пакета сигналов первого типа составляет от 10 до 50 мс, а продолжительность паузы равна от 40 до 60 мс.

Продолжительность пакета сигналов второго типа составляет от 20 до 30 мс, продолжительность паузы составляет от 20 до 50 мс.

Также используется сочетание пакетов, сформированных в группы пакетов из сигналов обоих типов. Каждая группа состоит из серий пакетов сигналов конкретного типа, с паузой между последовательными группами.

Пакеты сигналов первого типа продолжаются в течение от 250 до 400 мс, продолжительность паузы составляет от 40 до 60 мс.

Пакеты сигналов второго типа продолжаются в течение от 140 до 300 мс, продолжительность паузы составляет от 80 до 200 мс. Для использования групп пакетов сигналов первого типа является выгодным, чтобы они содержали, по меньшей мере, пять пакетов, а группы пакетов сигналов второго типа содержали, по меньшей мере, четыре пакета. Более того, используется объединение групп пакетов в серии, а затем объединение серий в наборы.

Каждая серия состоит из конкретной последовательности групп пакета сигналов, пауза возникает между последовательными сериями групп пакетов. Продолжительность серии группы пакетов сигналов первого типа составляет от 7 до 10 с, пауза между сериями продолжается в течение от 3 до 4 с.

Продолжительность серии групп пакетов сигналов второго типа составляет от 5 до 9 с, пауза между сериями продолжается в течение от 2 до 4 с.

Серия групп пакетов сигналов первого типа состоит, как правило, из двадцати - двадцати шести групп, преимущественно, из двадцати четырех групп, в то время как серия групп пакетов сигналов второго типа состоит из двадцати - двадцати четырех групп, преимущественно, из двадцати двух групп.

Используется объединение серий в наборы, каждый набор состоит из последовательностей серий групп пакетов сигналов конкретного типа. Продолжительность серий групп пакетов сигналов первого и второго типов находится в пределах между 90 и 240 с.

Положительная и отрицательная поляризация, как правило, переменная, используется для набора серии групп пакетов сигналов конкретного типа. Является преимущественным, когда набор серий групп пакетов сигналов первого типа состоит, по меньшей мере, из десяти серий, и когда набор серий групп пакетов сигналов второго типа состоит, по меньшей мере, из одиннадцати серий. Амплитуда сигнала в обоих типах наборов групп пакетов сигналов поддерживается на заданном уровне, не превышающем эффективное значение B_sk=100 мкТ, и/или изменяется ступенчатым образом в следующих друг за другом сериях.

Сочетания наборов серий групп пакетов сигналов первого и второго типов в форме, по меньшей мере, двух наборов серий групп пакетов сигналов первого типа, после чего следуют, по меньшей мере, два набора групп пакетов сигналов второго типа, используются чаще всего.

Используется различная поляризация наборов для соседних наборов.

Устройство для активации переноса ионов в соответствии с настоящим изобретением состоит из управляющей и контрольной панели с кнопками управления сигнальными лампами, соединенной с блоком управления микропроцессора с генератором и памятью и, далее, с усилителем. Усилитель соединен с преобразователем и с эквивалентом нагрузки с помощью симметричного источника тока и исполнительной системы. Исполнительная система непосредственно соединена с системой управления микропроцессором. Преобразователь импульса тока в электромагнитный сигнал, как правило, изготавливается в виде магнитного аппликатора, содержащего, по меньшей мере, одну электромагнитную катушку, генерирующую неоднородное магнитное поле. Управляющая и контрольная панель соединена с приемником инфракрасного излучения, управляемым с помощью дистанционного контроллера. Блок управления микропроцессора содержит память, преимущественно типа оперативного запоминающего устройства (ОЗУ) для непосредственного управления, и энергонезависимое, электрически стираемое программируемое ПЗУ (энергонезависимое ЭСППЗУ) для внешнего программирования функций устройства. Оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) содержит формы сигналов тока обоих типов, последовательность их осуществления, сочетания и формы пакетов, групп пакетов, серий групп пакетов, наборов серий групп пакетов с временными соотношениями, принимаемыми к рассмотрению, и изменения амплитуды.

Энергонезависимое электрически стираемое программируемое ПЗУ содержит стандартные, готовые к употреблению программы объединения сигналов в пакеты, группы пакетов, серии групп пакетов и наборы серий групп пакетов с временными отношениями и изменениями амплитуд, принимаемыми к рассмотрению. Усилитель напряжения содержит два операционных усилителя. Вход усилителя напряжения присоединен непосредственно к не-инвертирующему входу первого операционного усилителя и, через сопротивление, к инвертирующему входу второго операционного усилителя. Второй операционный усилитель, вместе с четырьмя сопротивлениями, образует дифференциальный усилитель с не-инвертирующим входом, соединенным с выходом первого операционного усилителя.

Параллельно соединенные цепи, состоящие из сопротивления, включенного последовательно с ключами, присоединяются между землей и инвертирующим входом первого операционного усилителя для создания цепи отрицательной обратной связи первого операционного усилителя.

Выход усилителя напряжения представляет собой выход второго операционного усилителя. Выходное напряжение усилителя напряжения зависит от включенных ключей согласно формуле;

и U_wy=0 для n=0,

где U_wy - выходное напряжение усилителя и

U_wе - входное напряжение усилителя.

Способ согласно настоящему изобретению для активации переноса ионов через мембраны клеток живых организмов под влиянием неоднородного магнитного поля с очень низкой частотой обеспечивает увеличение количества переносимых ионов конкретного элемента и количества типов элементов, ионы которых переносятся. Этот эффект представляет собой результат введения двух типов магнитных сигналов с характеристиками, сформированными согласно настоящему изобретению, что приводит к одновременному возникновению трех типов эффектов: электродинамического эффекта, магнитомеханического эффекта и эффекта ионного циклотронного резонанса.

Возможность объединения сигналов в пакеты, группы пакетов, серии групп пакетов и наборы серий групп пакетов, вместе с возможностью изменений продолжительности и амплитуды, обеспечивает количественный и качественный контроль большого набора переносимых ионов путем изменения доли конкретного типа воздействия магнитного поля. Устройство для применения способа активации переноса ионов, соединенное с блоком управления микропроцессора, соединенным с усилителем и преобразователем с помощью симметричного источника тока, делает возможным генерацию, усиление и передачу двух типов сигналов с характеристиками в соответствии с настоящим изобретением.

Оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) блока управления микропроцессора делает возможным прямое задание сочетаний из сигналов обоих типов в виде пакетов, групп пакетов, серий групп пакетов и наборов серий групп пакетов, с соответствующими изменениями продолжительностей и амплитуды, которые все контролируются с панели управления. Объединение блока управления микропроцессора и дистанционным контроллером и приемником инфракрасного излучения, а также вместе с дополнительным электрически стираемым программируемым ПЗУ делает возможным выбор и переключение наборов сочетаний сигналов, уже созданных, и принимать во внимание изменения продолжительности и амплитуды.

Главным достоинством такого решения является возможность дистанционного переключения устройства при отсутствии долговременного соприкосновения персонала с воздействием магнитного поля. Управляемый с помощью двоичных кодов усилитель напряжения с параллельно соединенными цепями из последовательно включенных сопротивления и ключа гарантирует, что управление амплитуды на выходе зависит от выбранной программы. Более того, соединение устройства с исполнительной схемой с эквивалентом нагрузки делает возможной моделирование работы устройства.

Краткое описание чертежей

фиг.1 иллюстрирует характеристику изменения индукции В, как функцию продолжительности первого типа сигнала;

фиг.2 иллюстрирует характеристику изменения индукции В, как функцию продолжительности второго типа сигнала;

фиг.3 представляет характеристику изменения индукции В, как функцию времени, для пакета из четырех сигналов первого типа;

фиг.4 иллюстрирует характеристику изменения индукции В, как функцию времени, для пакета из пяти сигналов второго типа;

фиг.5 иллюстрирует характеристику изменения индукции В, как функцию времени, для группы из пяти пакетов сигналов первого типа;

фиг.6 представляет характеристику изменения индукции В, как функцию времени, для группы из четырех пакетов сигналов второго типа;

фиг.7 иллюстрирует характеристику изменения индукции В, как функцию времени, для серии из двадцати четырех групп пакетов сигналов первого типа;

фиг.8 иллюстрирует характеристику изменения индукции В, как функцию времени, для серии из двадцати двух групп пакетов сигналов второго типа;

фиг.9 представляет характеристику изменения индукции В, как функцию времени, для двух наборов из пятнадцати серий групп пакетов сигналов первого типа в каждом;

фиг.10 иллюстрирует характеристику изменения индукции В, как функцию времени, для двух наборов из восемнадцати серий групп пакетов сигналов второго типа в каждом;

фиг.11 иллюстрирует характеристику изменения индукции В, как функцию времени, для двух наборов из десяти серий групп пакетов сигналов первого типа в каждом;

фиг.12 иллюстрирует характеристику изменения индукции В, как функцию времени, для двух наборов из двенадцати серий групп пакетов сигналов первого типа в каждом;

фиг.13 иллюстрирует характеристику изменения индукции В, как функцию времени, для комбинации из двух наборов серий групп пакетов сигналов первого типа с двумя наборами серий групп пакетов сигналов второго типа;

фиг.14 представляет характеристику изменения индукции В, как функцию времени, для комбинации из двух наборов серии групп пакетов сигналов второго типа с двумя наборами серий групп пакетов сигнала первого типа;

фиг.15 иллюстрирует характеристику изменения индукции В, как функцию времени, для комбинации из двух наборов серии групп пакетов сигналов второго типа и двух наборов серии групп пакетов сигналов первого типа, с амплитудой, увеличивающейся ступенчатым образом в каждом наборе;

фиг.16 иллюстрирует характеристику изменения индукции В, как функцию времени, для комбинации из двух наборов серий групп пакетов сигналов первого типа и двух наборов серий групп пакетов сигналов второго типа с амплитудой, увеличивающейся ступенчатым образом в первом наборе и понижающейся ступенчатым образом в последнем наборе;

фиг.17 представляет собой блок-схему устройства для активации переноса ионов;

фиг.18 представляет собой схематический чертеж усилителя напряжения.

Подробное описание предпочтительных вариантов выполнения

Пример 1

Способ активации переноса ионов заключается в применении двух типов сигналов и их комбинации в форме следующих друг за другом пакетов, групп пакетов, серий групп пакетов, наборов серий групп пакетов и сочетаний наборов серий групп пакетов. Для обоих сигналов, характеристика изменения индукции В, как функции времени t, имеют форму двух различных ломаных линий.

Линия для сигнала первого типа, как показано на фиг.1, формируется из семи отрезков, а, b, с, d, e, f, g, с общей продолжительностью T₁=5,33 мс. В пределах своего первого отрезка а с продолжительностью t'₁=1,2 мс, индукция линейно увеличивается от нуля до 1/3 В_mах=30 мкТ, затем она остается постоянной при этом значении в течение времени t₂=0,8 мс, в пределах отрезка b. В пределах отрезка с, индукция увеличивается до 2/3 В_mах=60 мкТ в течение t₃=1,0 мс, затем она остается постоянной при этом значении в течение времени t₄=0,3 мс, в пределах отрезка d. Далее, индукция В линейно увеличивается в пределах отрезка e до В_mах=90 мкТ в течение t₅=0,95 мс, затем, в пределах отрезка f, она резко уменьшается до нуля в течение t₆=0,08 мс, оставаясь, в пределах отрезка g, при нулевом значении в течение t₇=1 мс.

Линия для сигнала второго типа, как показано на фиг.2, формируется из пяти отрезков k, l, m, n, r c общей продолжительностью Т₂=5,53 мс. В пределах своего отрезка k продолжительностью t₁'=0,9 мс, индукция линейно увеличивается от нуля до 1/2 В_mах=40 мкТ, затем остается постоянной при этом значении в течение времени t₂'=2,3 мс, в пределах отрезка 1. В пределах отрезка m, она линейно увеличивается до В_mах=80 мкТ, в течение t₃'=0,75 мс, затем резко уменьшается, в пределах отрезка n, до нуля, в течение t₄'=0,08 мс, и остается равной нулю, в пределах отрезка r, в течение t₅'=1,5 мс.

Линейное увеличение индукции, как показано, в пределах отрезков а, с, е характеристики сигналов первого типа и отрезков k, m характеристики сигналов второго типа вызывает главным образом электродинамическое и магнитомеханическое воздействие. Постоянная индукция в пределах отрезков b, d (В=30 мкТ и В=60 мкТ, соответственно), для сигналов первого типа, и в пределах отрезка 1 (В=40 мкТ), для сигналов второго типа, вызывает главным образом ионный циклотронный резонанс, у которого частоты f_c для ионов различных элементов являются равными частотам переменного магнитного поля. Отношение частот f_c к индукции переменного магнитного поля В равно отношению электрического заряда иона данного элемента q к его массе m

Частоты ионного циклотронного резонанса f_c для выбранных ионов из жидкостей тела живых организмов, как функция индукции переменного магнитного поля, представлены в таблице 1.

Таблица 2 показывает отношение электрического заряда q к массе ионов m для элементов из таблицы 1.

Используется объединение обоих типов сигналов в пакеты. Пакет сигналов первого типа, как показано на фиг.3, состоит из четырех следующих друг за другом сигналов общей продолжительностью T_p1=21,32 мс. Используется пауза между пакетами продолжительностью t_p1=50 мс. Пакет сигналов второго типа, как показано на фиг.4, состоит из пяти сигналов общей продолжительностью Т_р2=27,65 мс, с паузой между пакетами продолжительностью t_p2=35 мс. В свою очередь, пакеты объединяются в группы из сигналов одного типа. Группа пакетов сигналов первого типа, как показано на фиг.5, содержит пять пакетов, по четыре сигнала в каждом. Общая продолжительность группы пакетов составляет T_g1=306,6 мс, пауза между группами пакетов имеет продолжительность t_g1=50 мс.

Группа пакетов сигналов второго типа, как показано на фиг.6, содержит четыре пакета, по пять сигналов в каждом. Общая продолжительность группы пакетов составляет T_g2=215,6 мс, с паузой между группами пакетов, имеющей продолжительность t_g2=130 мс.

Группы пакетов объединяются в серии групп пакетов сигналов первого типа. Серия групп пакетов сигналов первого типа, как показано на фиг.7, состоит из двадцати четырех групп, по пять пакетов в каждой. Общая продолжительность серии равна T_s1=8,5 с, с паузой между сериями продолжительностью t_s1=3,5 с. Серия групп пакетов сигналов второго типа, как показано на фиг.8, состоит из двадцати двух групп, по четыре пакета в каждой. Общая продолжительность серий составляет Т_s2=7,5 с, с паузой между сериями продолжительностью t_s2 в 2,5 с.

Серии групп пакетов дополнительно объединяются в наборы с одним типом сигналов.

Набор серии групп пакетов сигналов первого типа, как показано на фиг.9, содержит пятнадцать серий, по двадцать четыре группы в каждой. Продолжительность набора составляет T_z1=3 мин. Поляризация следующих друг за другом наборов чередуется между положительной и отрицательной. Набор серии групп пакетов сигналов второго типа, как показано на фиг.12, содержит двенадцать серий, по двадцать две группы в каждой. Продолжительность набора составляет T_z2=2 мин. Переменная положительная и отрицательная поляризация используются в следующих друг за другом наборах.

Программа I, продолжительностью 10 мин, как показано на фиг.13, используется для живых организмов. Она представляет собой сочетание из двух наборов серий групп пакетов сигналов первого типа, по три минуты каждый, и двух наборов серий групп пакетов сигналов второго типа, по две минуты каждый. Следующие друг за другом наборы изменяют свою поляризацию на обратную.

Пример 2

Используются серии сигналов первого и второго типов, как описано в примере 1, и объединенные в наборы. Набор серий групп пакетов сигналов первого типа, как показано на фиг.11, содержит десять серий, по двадцать четыре группы в каждой, с общей продолжительностью T_z1=2 мин. Переменная положительная и отрицательная поляризация используются в следующих друг за другом наборах.

Набор серий групп пакетов сигналов второго типа, как показано на фиг.10, содержит восемнадцать серий, по двадцать две группы в каждой, общей продолжительностью T_z2=3 мин. Переменная положительная и отрицательная поляризации используются в следующих друг за другом наборах.

Программа II продолжительностью 10 мин, как показано на фиг.14, используется для живых организмов. Она представляет собой сочетание из двух наборов серий групп пакетов сигналов второго типа, по три минуты каждая, и двух наборов серий групп пакетов сигналов первого типа, по две минуты каждая. Следующие друг за другом наборы изменяют свою поляризацию на обратную.

Пример 3

Используются серии сигналов первого и второго типов, как описано в примере 1, и объединенные в наборы.

Программа III продолжительностью 15 мин, как показано на фиг.15, используется для живых организмов. Она является сочетанием из двух серий групп пакетов типов сигналов второго типа и двух серий групп пакетов сигналов первого типа.

Продолжительность наборов сигналов второго типа составляет шесть минут. Один набор содержит двенадцать серий, общей продолжительностью две минуты, и следующий набор содержит двадцать четыре серии, общей продолжительностью четыре минуты.

Продолжительность наборов сигналов первого типа составляет шесть минут. Один набор содержит двадцать серий и продолжается в течение четырех минут, и следующий набор содержит десять серий и продолжается в течение двух минут.

Амплитуда каждой серии изменяется ступенчатым образом в пределах цикла от минимального значения индукции до значения B_sk для набора, один и тот же цикл повторяется во всех наборах.

Пример 4

Используются серии сигналов первого и второго типов, как описано в примере 1, и объединенные в наборы.

Программа IV продолжительностью двенадцать минут, как показано на фиг.16, используется для живых организмов. Она представляет собой сочетание из двух серий групп пакетов сигналов первого типа и двух серий групп пакетов сигналов второго типа.

Продолжительность наборов сигналов первого типа составляет шесть минут. Один набор содержит десять серий, общей продолжительностью две минуты, и следующий набор содержит двадцать серий, общей продолжительностью четыре минуты.

Продолжительность наборов сигналов второго типа составляет шесть минут. Один набор содержит двадцать четыре серии, общей продолжительностью четыре минуты, и следующий набор содержит двенадцать серий, общей продолжительностью две минуты.

В пределах первого набора, амплитуда серий изменяется ступенчатым образом от минимального значения индукции до 0,8 B_sk.

В пределах центральных наборов, амплитуда серий остается постоянной и равной B_sk.

В пределах последнего набора, амплитуда серий изменяется от 0,8 В_sk до минимального значения индукции.

Пример 5

Устройство для активации переноса ионов, как показано на фиг.17, состоит из управляющей и контрольной панели PS с кнопками управления и сигнальными лампами, соединенной с блоком управления микропроцессора MUS с генератором, а также с оперативным запоминающим устройством (ОЗУ) и с электрически стираемым программируемым ПЗУ (ЭСППЗУ), и затем, с усилителем W. Усилитель W соединен с помощью симметричного источника тока IS и исполнительной системы UW с преобразователем РА и эквивалентом нагрузки PL. Исполнительная система UW соединяется непосредственно с блоком управления микропроцессора MUS. Управляющая и контрольная панель PS соединяется с приемником инфракрасного излучения IR, управляемым с помощью дистанционного контроллера Р. Блок управления микропроцессора MUS содержит оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) для непосредственного управления работой и дополнительное энергонезависимое электрически стираемое программируемое ПЗУ для программирования функций оборудования из внешнего мира.

Оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) содержит формы сигналов тока двух типов, последовательность их появления, сочетания сигналов в пакетах, группах пакетов, сериях групп пакетов и в наборах серий групп пакетов, принимая во внимание их временные соотношения и изменения амплитуды.

Энергонезависимое электрически стираемое программируемое ПЗУ содержит готовые к употреблению программы из блоков сочетаний наборов серий групп пакетов, принимая во внимание их временные соотношения и изменения амплитуды.

Усилитель напряжения, как показано на фиг.18, содержит два операционных усилителя W1 и W2. Вход WE усилителя напряжения непосредственно соединяется с не-инвертирующим входом (+) первого операционного усилителя W1 и соединяется с помощью сопротивления R1 с инвертирующим входом (-) второго операционного усилителя. Операционный усилитель W2, вместе с четырьмя сопротивлениями R1, работает как дифференциальный усилитель с его не-инвертирующим (+) входом, соединенным с выходом первого операционного усилителя W1. Между землей и инвертирующим (-) входом первого усилителя W1 параллельно подключаются схемы, состоящие из ряда ключей K1, K2, К3....Кn, соединенных последовательно с сопротивлениями R, R/2, R/4,...R/^2n-1, в качестве цепи отрицательной обратной связи первого операционного усилителя W1. Выход второго операционного усилителя W2 служит одновременно в качестве выхода WY усилителя W напряжения. Выходное напряжение U_wy усилителя W напряжения изменяется в зависимости от включения ключей K1, К2, К3...Кn, согласно формуле

и U_wy=0 для n=0

где U_wy - выходное напряжение усилителя W и

U_we - входное напряжение усилителя W.

Устройство начинает работу после выбора программы и включения кнопок на управляющей панели PS или дистанционном контроллере Р.

Блок управления микропроцессора MUS генерирует два типа импульсов и их сочетания в пакетах, группах пакетов, сериях групп пакетов, наборах серий групп пакетов и сочетаниях наборов серий групп пакетов, хранимых в оперативном запоминающем устройстве (ОЗУ) и электрически стираемом программируемом ПЗУ в цифровой форме. Амплитуда сигнала управляется с помощью управляемого двоичными кодами усилителя W.

Выходное напряжение U_wy усилителя изменяется в зависимости от состояния ключей K1, K2,...Кn в цепи обратной связи. Усилитель W напряжения приводит в действие симметричный источник тока IS, который делает возможным неконтактное переключение поляризации импульсов, которые приводят в действие преобразователь РА через исполнительную схему UW, когда она работает в своем основном состоянии. Импульсы тока преобразуются в преобразователе РА в сигналы переменного магнитного поля, которые воздействуют на живой организм.

Когда моделируется работа устройства, исполнительная схема UW переключается во второе состояние, в котором она нагружается с помощью эквивалента нагрузки PL.

Изобретение относится к области биофизики. Сущность состоит в том, что разработан способ активации переноса ионов через мембраны клеток и капиллярные стенки живых организмов и заключается в воздействии импульсного электромагнитного поля очень низкой частоты, генерируемого импульсами электрического тока. Используют два типа сигналов, а также их сочетания в форме следующих друг за другом пакетов/ групп пакетов/ серий групп пакетов, наборов серий групп пакетов и сочетаний серий групп пакетов, для оказания одновременного магнитомеханического и электродинамического воздействия на ионы различных элементов, что вызывает ионный циклотронный резонанс. Устройство для активации переноса ионов содержит управляющую и контрольную панель, соединенную с приемником инфракрасного излучения, управляемым на расстоянии от дистанционного передатчика инфракрасного излучения. Управляющая и контрольная панель соединена с блоком управления микропроцессора, содержащим оперативное запоминающее устройство и энергонезависимое электрически стираемое программируемое запрограммированное устройство. Блок управления микропроцессора присоединен с помощью усилителя напряжения, симметричного источника тока и исполнительной схемы к преобразователю импульса тока в магнитный сигнал. Технический результат - расширение арсенала терапевтических воздействий с помощью электро-магнитного поля. 2 н. и 17 з.п. ф-лы, 18 ил., 2 табл.

1. Способ активации переноса ионов через мембраны клеток и капиллярные стенки живых организмов, состоящий в воздействии импульсного электромагнитного поля очень низкой частоты, генерируемого импульсами электрического тока, отличающийся тем, что сигналы двух типов и их сочетание в форме следующих друг за другом пакетов, групп пакетов, серий групп пакетов, наборов серий групп пакетов и сочетаний наборов серий групп пакетов используют для получения одновременного магнитомеханического и электродинамического воздействия на ионы различных элементов, приводящего также к возникновению ионного циклотронного резонанса, причем характеристика индукции В как функции времени В=f(t) представляет собой ломаную линию, различающуюся для обоих типов сигналов и возрастающую от нуля до В_mах, где характеристика сигналов первого типа представляет собой ломаную линию, состоящую из семи отрезков (а, b, с, d, e, f, g) с общей продолжительностью (T₁) от 3,0 до 9,4 мс, при этом индукция линейно увеличивается в пределах первого отрезка (а) от 0 до 1/3 В_mах и остается на этом уровне в пределах второго отрезка (b), который параллелен оси t, затем в пределах третьего отрезка (с) индукция линейно увеличивается от 1/3 В_mах до 2/3 B_max и остается при последнем значении в пределах четвертого отрезка (d), который параллелен оси t, затем она увеличивается линейно до В_mах в пределах пятого отрезка (e), а затем она резко уменьшается до нуля в пределах шестого отрезка (f), который является примерно перпендикулярным оси t, затем остается равной нулю в пределах седьмого отрезка (g), далее характеристика сигнала второго типа также представляет собой ломаную линию, состоящую из пяти отрезков (k, l, m, n, r) общей продолжительностью (T₂) от 5,0 до 9,4 мс, где индукция линейно увеличивается в пределах первого отрезка (k) от 0 до 1/2 B_mах и остается на этом уровне в пределах второго отрезка (1), который параллелен оси t, затем в пределах третьего отрезка (m) индукция линейно увеличивается от 1/2 В_mах до В_mах, а в дальнейшем она резко уменьшается до нуля в пределах четвертого отрезка (n), который является примерно перпендикулярным оси t, и остается на нулевом уровне в пределах пятого отрезка (r), когда эффективные значения индукции для обоих типов сигналов не превышают В_SK=100 мкТ, и где линейное возрастание индукции В, представленное как отрезки (а, с, е) и (k, m), наклонные по отношению к оси t, на характеристиках сигналов обоих типов приводят к возникновению, главным образом, электродинамического и электромеханического воздействия, и постоянная индукция В, поддерживаемая при значениях 1/3 B_max, 2/3 В_mах и 1/2 В_mах, и представленная как отрезки (b, d) и (1), параллельные оси t, приводят к возникновению, главным образом, ионного циклотронного резонанса.2. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют сигнал первого типа, в котором продолжительность (t₁) первого отрезка (а) находится в пределах от 0,5 до 1,6 мс, продолжительность (t₂) второго отрезка (b) находится в пределах от 0,5 до 1,2 мс, продолжительность (t₃) третьего отрезка (с) находится в пределах от 0,4 до 1,5 мс, продолжительность (t₄) четвертого отрезка (d) находится в пределах от 0,1 до 0,5 мс, продолжительность (t₅) пятого отрезка (е) находится в пределах от 0,5 до 1,5 мс, продолжительность (t₆) шестого отрезка (f) не превышает 0,1 мс, и продолжительность (t₇) седьмого отрезка (g) находится в пределах от 0,5 до 1,5 мс; также используют сигнал второго типа, в котором продолжительность (t₁) первого отрезка (k) находится в пределах от 0,7 до 1,3 мс, продолжительность (t₂) второго отрезка (1) находится в пределах от 1,8 до 2,8 мс, продолжительность (t₃) третьего отрезка (m) находится в пределах от 0,5 до 1,2 мс, продолжительность (t₄) четвертого отрезка (n) не превышает 0,1 мс и продолжительность (t₅) пятого отрезка (г) находится в пределах от 1 до 2 мс.3. Способ по п.2, отличающийся тем, что используют пакеты сигналов обоих типов, каждый из которых состоит из последовательности следующих друг за другом одиночных сигналов данного типа, и используют паузу между последовательными пакетами, причем продолжительность пакета сигналов первого типа (Tp₁) находится в пределах от 10 до 50 мс, а продолжительность паузы (t_p1) находится в пределах от 40 до 60 мс, продолжительность пакета сигналов второго типа (T_p2) составляет от 20 до 30 мс, а продолжительность (t_p2) между пакетами паузы составляет от 20 до 50 мс, при этом продолжительность (t_p1) паузы между последовательными пакетами сигналов первого типа является большей, чем продолжительность (t_p2) паузы между пакетами сигналов второго типа.4. Способ по п.3, отличающийся тем, что используют пакеты сигналов первого типа, состоящие по меньшей мере из четырех сигналов каждый.5. Способ по п.3, отличающийся тем, что используют пакеты сигналов второго типа, состоящие по меньшей мере из пяти сигналов каждый.6. Способ по п.3, отличающийся тем, что используют группы пакетов сигналов обоих типов, причем каждая группа состоит из серий пакетов сигналов заданного типа, и используют паузу между последовательными группами, при этом продолжительность (T_p1) группы пакетов сигнала первого типа составляет от 250 до 400 мс, а пауза (t_p1) продолжается в течение от 40 до 60 мс, продолжительность (Т_p2) группы пакетов сигналов второго типа составляет от 140 до 300 мс, а пауза (t_p1) продолжается в течение от 80 до 200 мс.7. Способ по п.6, отличающийся тем, что используют группы пакетов сигналов первого типа, состоящие по меньшей мере из пяти пакетов каждая.8. Способ по п.6, отличающийся тем, что используют группы пакетов сигналов второго типа, состоящие по меньшей мере из четырех пакетов каждая.9. Способ по п.6, отличающийся тем, что используют серии групп пакетов сигналов обоих типов, причем каждая серия состоит из серий групп пакетов сигналов заданного типа, а также используют паузу между последовательными сериями, при этом продолжительность (T_s1) серии группы пакетов сигналов первого типа составляет от 7 до 10 с, а период паузы (t_s1) между сериями составляет от 3 до 4 с, продолжительность (T_s2) серии групп пакетов сигналов второго типа составляет от 5 до 9 с, а пауза (t_p1) между сериями составляет от 2 до 4 с.10. Способ по п.9, отличающийся тем, что используют серии групп пакетов сигналов первого типа, причем каждая серия состоит из 20 - 26 групп, при этом 24 группы являются преимущественными.11. Способ по п.9, отличающийся тем, что используют серии групп пакетов сигналов второго типа, причем каждая серия состоит от 20 до 24 групп, при этом 22 группы являются преимущественными.12. Способ по п.9, отличающийся тем, что используют наборы серий групп пакетов сигналов обоих типов, причем каждый набор состоит из серий групп пакетов сигналов заданного типа, продолжительность (T_z1, T_z2) серий групп пакетов сигналов первого и второго типов находится в пределах от 90 до 240 с, при этом используют как положительную, так и отрицательную поляризацию для набора серий групп пакетов сигналов заданного типа.13. Способ по п.12, отличающийся тем, что используют наборы серий групп пакетов сигналов первого типа, причем каждый набор состоит по меньшей мере из десяти серий, при этом используют переменную положительную и отрицательную поляризацию для следующих друг за другом наборов.14. Способ по п.12, отличающийся тем, что используют наборы серий групп пакетов сигналов второго типа, причем каждый набор состоит по меньшей мере из двенадцати серий, при этом используют переменную положительную и отрицательную поляризацию для следующих друг за другом наборов.15. Способ по п.12, отличающийся тем, что амплитуду сигналов в наборах серий групп пакетов сигналов обоих типов поддерживают на определенном уровне, который не превышает эффективного значения В_SK=100 мкТ, и/или изменяют ступенчатым образом в следующих друг за другом сериях.16. Способ по п.12, отличающийся тем, что используют сочетания наборов серий групп пакетов сигналов первого и второго типов в форме по меньшей мере двух наборов серий групп пакетов сигналов первого типа, после чего следуют по меньшей мере два набора серий групп пакетов сигналов второго типа, причем используют противоположную поляризацию для соседних наборов.17. Устройство для активации переноса ионов, содержащее управляющую и контрольную панель с кнопками управления и сигнальными лампами, которая соединена с блоком управления микропроцессора с генератором импульсов низкой частоты и запоминающим устройством, а также дополнительно соединена с помощью усилителя с преобразователем импульсов тока в электромагнитные сигналы, отличающееся тем, что управляющая и контрольная панель (PS) соединена с приемником (IR) инфракрасного излучения, управляемым посредством дистанционного контроллера (Р), причем блок управления микропроцессора (MUS) содержит память типа оперативного запоминающего устройства (ОЗУ) преимущественно для непосредственного управления, а также дополнительное энергонезависимое электрически стираемое программируемое ПЗУ для программирования внешних функций устройства, при этом оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) содержит формы сигналов обоих типов, последовательность их появления, сочетания их параметров в пакетах, группах пакетов, сериях групп пакетов, наборах серий групп пакетов с временными соотношениями и изменениями амплитуды, принимаемыми во внимание, а энергонезависимое электрически стираемое программируемое ПЗУ содержит стандартные готовые к употреблению программы для задания комбинаций сигналов в пакеты, группы пакетов, серии групп пакетов, наборы серий групп пакетов с временными отношениями и изменениями амплитуды, принимаемыми во внимание, кроме того, управляемый двоичными кодами усилитель (W) напряжения соединен с симметричным источником тока (IS) и дополнительно соединен с переключающей исполнительной схемой (UW), которая приводится в действие непосредственно от блока управления микропроцессора (MUS), и дополнительно соединен с преобразователем (РА) и нагрузкой (PL), при этом усилитель (W) напряжения содержит два операционных усилителя (W1, W2), причем вход (WE) усилителя напряжения непосредственно соединен с неинвертирующим (+) входом первого операционного усилителя (W1) и посредством сопротивления (R1) с инвертирующим входом (-) второго операционного усилителя (W2), при этом второй операционный усилитель вместе с четырьмя сопротивлениями (R1) образует дифференциальный усилитель с неинвертирующим входом (+), соединенным с выходом первого операционного усилителя (W1), и далее между землей и инвертирующим входом (-) первого операционного усилителя (W1), причем ветви из последовательно соединенных ключей (K₁, К₂, К₃...К_n) и сопротивлений (R, R/2, R/4... R/^2n-1) соединены в цепь отрицательной обратной связи первого операционного усилителя (W1), а выход (WY) усилителя (W) напряжения представляет собой одновременно и выход второго операционного усилителя (W2).18. Устройство по п.17, отличающееся тем, что выходное напряжение (U_wy) усилителя (W) напряжения изменяется в зависимости от ключей (K₁, К₂, К₃ ... К_n), переключаемых согласно формулам

и

U_wy=0 для n=0,

где U_wy - выходное напряжение усилителя;

U_we - входное напряжение усилителя;

n равно целому числу.