СПОСОБ ПОНИЖЕНИЯ СИСТОЛИЧЕСКОГО И ДИАСТОЛИЧЕСКОГО ДАВЛЕНИЯ Российский патент 2006 года по МПК A61N2/00 A61B5/476 

Изобретение относится к медицине, а именно к магнитотерапии, и может быть использовано в качестве физиопроцедур для снижения систолического и диастолического давления.

Известен способ воздействия на сосудистую систему головного мозга двумя магнитными потоками. Воздействие проводят постоянным магнитным полем от 300 до 500 Э на темя головы и переменным электромагнитным полем от 35 до 45 мТл на левый и правый виски. Источники излучения располагают на расстоянии 1 см от облучаемой поверхности (РФ, заявка на изобретение №95109527, 10.05.97, A 61 N 2/04).

Наиболее близким к предлагаемому является способ лечения больных с артериальной гипертензией, в соответствии с которым на лобную область воздействуют комбинированным переменным и постоянным магнитным полем с суммарной индукцией от 40 до 45 мТл в течение от 8 до 10 минут ежедневно с курсом от 10 до 12 дней (РФ, патент №2197295, 27.01.03, A 61 N 2/00).

Недостаток известных способов заключается в низкой физиологичности и эффективности. Это обусловлено тем, что сущность известных способов состоит в получении отклика от центральной нервной системы (ЦНС) путем интенсивного воздействия на головной мозг сильным ЭМП. Границы диапазонов и их значения выбраны заведомо высокими, для того, чтобы вызвать ответную реакцию ЦНС. В известных способах отсутствует индивидуальный подход к выбору параметров воздействия. Следовательно, снижение интенсивности и времени воздействия приведут к отсутствию эффективности, так как воздействие низкоинтенсивного ЭМП приводит к разнонаправленным изменениям функционального состояния ЦНС, что объясняется тем, что воздействие не коррелировано с биоэлектрической активностью мозга, носящей апериодический характер. В результате, поскольку действие поля на нейроны, находящиеся в различном функциональном состоянии различно, то и итоговый результат перераспределения активности нейронов остается неопределенным. Все это снижает эффективность и физиологичность способов. Кроме того, на воздействие, сформированное в известных способах, реагируют не только требуемые участки коры головного мозга, но и те, которые не участвуют в процессе формирования давления в сосудах головного мозга. Отсутствие возможности формирования направленного воздействия, а также отсутствие индивидуального подхода к выбору параметров воздействия, что удлиняет срок получения требуемого результата воздействия и увеличивает дозу электромагнитного облучения. Это также снижает физиологичность и эффективность способов.

Таким образом, выявленные в результате патентного поиска способы понижения систолического и диастолического давления при осуществлении не обеспечивают достижение технического результата, заключающегося в повышении физиологичности и эффективности.

Предлагаемое изобретение решает задачу создания способа понижения систолического и диастолического давления, осуществление которого позволяет достичь технического результата, заключающегося в повышении физиологичности и эффективности.

Сущность изобретения заключается в том, что в способе понижения систолического и диастолического давления путем воздействия электромагнитным полем на головной мозг, для получения эффекта используют несколько регулируемых циклов воздействия последовательностью импульсов низкоинтенсивного ЭМП, при этом для регуляции каждого воздействия в цикле предварительно регистрируют ЭЭГ, определяют средний и максимально возможный уровни мгновенных значений ЭЭГ-сигнала, вычисляют гармоники θ-ритма и среднее амплитудное значение гармоник θ-ритма, при этом в каждом цикле включение воздействия последовательностью импульсов низкоинтенсивного ЭМП осуществляют тогда, когда в частотном спектре ЭЭГ амплитуда гармоники θ-ритма с частотой 7 Гц ниже средней амплитуды гармоник ритма, а во время воздействия появление каждого импульса ЭМП синхронизируют с заданным значением ЭЭГ-сигнала из диапазона между средним и максимально возможным уровнями мгновенных значений ЭЭГ-сигнала, причем после каждого импульса воздействия осуществляют задержку оцифровки ЭЭГ-сигнала на 142 мс.

Технический результат достигается следующим образом. Как было показано выше, биоэлектрическая активность мозга носит апериодический характер. Поэтому некоррелированное с биологической активностью мозга воздействие ЭМП приводит к разнонаправленным и не предсказуемым изменениям функционального состояния ЦНС. Известно, что функциональное состояние ЦНС характеризуется как преобладающим частотным спектром, так и определенным амплитудным диапазоном сигнала ЭЭГ (Кратин Ю.Г., Гусельников В.И. «Техника и методика электроэнцелографии, Л.: Наука, 1971, с.15, 157). В предлагаемом способе предварительная регистрация электроэнцефалограммы (ЭЭГ) позволяет фиксировать функциональное состояние ЦНС перед воздействием. Для этого определяют средний и максимально возможный уровни мгновенных значений ЭЭГ-сигнала, вычисляют гармоники θ-ритма и среднее амплитудное значение гармоник θ-ритма.

Привязка временных характеристик воздействия к характеристикам частотного спектра θ-ритма объясняется следующим образом. θ-ритм является вторым, после альфа-ритма, ритмом, играющим роль «функционального ядра». θ-ритм играет существенную роль в механизмах внутрицентральной регуляции и, предположительно, усиливается его функциональное значение в тех случаях патологических нарушений, когда регулирующая роль альфа-ритма по каким-то причинам оказывается несостоятельной. Для подкорковых структур, отличающихся большей инертностью, θ-ритм играет, по видимому, ту же роль, которую играет альфа-ритм для коры, т.е. является регулятором, обеспечивающим попеременное открытие и закрытие нервных клеток для информационных потоков. Существуют данные о синхронизирующей роли θ-ритма, способствующей установлению связи между отдельными структурами мозга. θ-ритм тесно связан с механизмами регуляции подкорковых структур (прежде всего, структур лимбической системы и гипоталамуса), обеспечивающих регуляцию эмоциональных реакций, тонуса вегетативной нервной системы, центральных механизмов регуляции деятельности сердечно-сосудистой системы. Есть данные, что отдельные частотные составляющие ЭЭГ являются теми ритмическими регуляторами, которые обеспечивают координацию внутрицентральных взаимоотношений. Это касается и отдельных частотных оставляющих θ-ритма. Наличие на ЭЭГ гиперсинхронизированного ритма с частотой 7 Гц в проекционной зоне неспецифических таламических систем (в центрально-лобных областях) является прогностически благоприятным для последующего формирования альфа-ритма у больных, находящихся в коме после нейрохирургических операций, а возникновение низкочастотной θ-активности (5 Гц), распространяющейся на все отделы коры, является, наоборот, прогностически не благоприятным признаком, свидетельствующим о том, что филогенетически более древние системы мозга вовлекают в свой ритм электрическую активность всего мозга («Механизмы деятельности мозга человека», часть 1, Нейрофизиология человека. Л.: Наука, 1988, с.474-484; там же Глава 3; «Биопотенциалы мозга человека» под ред. акад. Русинова B.C., Москва: Медицина, 1987, с.169-191).

Из вышеизложенного следует, что использование управляемого воздействия импульсами ЭМП, временные параметры последовательности которых привязаны к θ-ритму, обеспечивают интегративные системные изменения функционирования подкорковых структур, отвечающих в том числе и за тонус нейронов сосудодвигательного центра. Это повышает физиологичность и эффективность способа.

Выбор момента включения для воздействия последовательностью импульсов низкоинтенсивного ЭМП характеристик частотного диапазона спектра θ-ритма формирует направленное воздействие на ЦНС, а именно: позволяют получить адаптивные изменения суммарной биоэлектрической активности (ЭЭГ), связанных с изменением функциональной активности подкорковых структур. Это и приводит, в частности, к нормализации среднего артериального давления (понижение систолического и диастолического давления). Иначе говоря, ЦНС формирует адаптационную реакцию организма на воздействие, но, в отличие от прототипа, в предлагаемом способе адаптацию организма к воздействию используют для направленного адаптивного биоуправления организмом, что исключает отрицательное влияние адаптации организма на процесс лечения. В результате повышается как физиологичность способа, так и эффективность. Кроме того, поскольку в предлагаемом способе каждый раз используют индивидуальную ЭЭГ, это исключает формирование ЦНС адаптационной реакции организма к усредненным режимам и условиям воздействия, в отличие от прототипа, что также повышает физиологичность и эффективность заявленного способа.

Воздействие низкоинтенсивным ЭМП не оказывает, в отличие от прототипа, ударного действия на ЦНС, а действует мягко, что делает адаптационную реакцию организма на воздействие более физиологичной и повышает эффективность способа. Использование для воздействия импульсов низкоинтенсивного ЭМП позволяет максимально сократить продолжительность взаимодействия организма с электромагнитным полем, что повышает физиологичность и эффективность заявленного способа.

В моменты действия импульса ЭМП возникает наводка. Поэтому после действия импульса регистрацию сигнала ЭЭГ осуществляют через время, достаточное для нивелирования возникающих наводок, что повышает эффективность способа. В заявленном способе продолжительность времени задержки регистрации сигнала ЭЭГ после воздействия составляет 142 мс. Кроме того, время задержки регистрации 142 мс - это период гармоники θ-ритма с частотой 7 Гц.

Использование в предлагаемом способе нескольких регулируемых циклов воздействия последовательностью импульсов низкоинтенсивного ЭМП повышает эффективность способа. Благодаря тому, что в предлагаемом способе для регуляции каждого воздействия в цикле предварительно регистрируют ЭЭГ, определяют средний и максимально возможный уровни мгновенных значений ЭЭГ-сигнала, вычисляют гармоники θ-ритма и среднее амплитудное значение гармоник θ-ритма, обеспечивается индивидуальный подход к каждому больному, что снижает вероятность возникновения адаптационной реакции организма на воздействие, повышает физиологичность способа, а следовательно, повышает эффективность. Благодаря тому, что в каждом цикле осуществляют включение воздействия последовательностью импульсов низкоинтенсивного ЭМП, когда в частотном спектре ЭЭГ амплитуда гармоники θ-ритма с частотой 7 Гц ниже средней амплитуды гармоник ритма, а во время воздействия появление каждого импульса воздействия синхронизируют с заданным значением ЭЭГ-сигнала из диапазона между средним и максимально возможным уровнями мгновенных значений ЭЭГ-сигнала, обеспечивается формирование направленного воздействия на ЦНС, которое приводит к формированию последней компенсаторных изменений, приводящих к понижению систолического и диастолического давления. При этом выбор в цикле момента включения воздействия последовательностью импульсов низкоинтенсивного ЭМП и времени появления каждого импульса воздействия учитывает характер электроэнцефалограммы больного, т.е. учитывает функциональное состояние ЦНС, что позволяет использовать свойство адаптации организма к внешнему воздействию для направленного адаптивного биоуправления функциональным состоянием организма, повышает физиологичность и эффективность заявленного способа.

Таким образом, заявленный способ понижения систолического и диастолического давления при осуществлении обеспечивает достижение технического результата, заключающегося в повышении физиологичности и эфективности.

Способ понижения систолического и диастолического давления осуществляют следующим образом. На головной мозг воздействуют электромагнитным полем. Для получения эффекта используют несколько регулируемых циклов воздействия последовательностью импульсов низкоинтенсивного ЭМП. Для регуляции каждого воздействия в цикле предварительно регистрируют ЭЭГ, средний и максимально возможный уровни мгновенных значений ЭЭГ-сигнала, вычисляют гармоники θ-ритма и среднее амплитудное значение гармоник θ-ритма. При этом в каждом цикле включение воздействия последовательностью импульсов низкоинтенсивного ЭМП осуществляют тогда, когда в частотном спектре ЭЭГ амплитуда гармоники θ-ритма с частотой 7 Гц ниже средней амплитуды гармоник ритма, а во время воздействия появление каждого импульса воздействия синхронизируют с заданным значением ЭЭГ-сигнала из диапазона между средним и максимально возможным уровнями мгновенных значений ЭЭГ-сигнала. При этом после каждого импульса воздействия осуществляют задержку оцифровки ЭЭГ-сигнала на 142 мс.

Способ можно реализовать, например, с помощью устройства, описанного в патенте №2089240, A 61 N 2/04, 28.01.91. «Способ регуляции функционального состояния центральной нервной системы в цикле сон-бодрствование и устройство для его осуществления». Устройство содержит соединенные последовательно электроды для съема биопотенциала, усилитель биопотенциала (УБ), аналого-цифровой преобразователь (АЦП), компаратор, блок управления генератором импульсов (БУ), генератор импульсов (ГИ), индуктор ЭМП (ИМП). Кроме того, устройство содержит персональную ЭВМ (ПЭВМ), подключенную к управляемому входу компаратора и выходу АЦП.

Устройство позволяет определить функциональное состояние ЦНС путем проведения ПЭВМ спектрального и амплитудного анализа оцифрованного участка ЭЭГ и затем в автоматическом режиме принимать решение о включении - не включении воздействия. При решении «включать» ПЭВМ устанавливает режим работы компаратора для управления воздействием: устанавливает порог срабатывания компаратора (заданное значение ЭЭГ-сигнала из диапазона между средним и максимально возможным уровнями мгновенных значений ЭЭГ-сигнала), после каждого импульса воздействия осуществляет задержку оцифровки ЭЭГ-сигнала на 142 мс.

Задержка сигнала, с одной стороны, нивелирует возникающую от импульса ЭМП наводку, а, с другой стороны, задает минимально возможный период между двумя импульсами ЭМП во время воздействия. Количество импульсов за время каждого воздействия в цикле зависит от выше указанных условий, текущей биоэлектрической активности во время воздействия, длительности воздействия. Длительность каждого воздействия из последовательности импульсов ЭМП в представленных примерах соответствовала нестационарности ЭЭГ-сигнала и составляла 10 с. Это время является достаточным для изменения характера суммарной биоэлектрической активности (ЭЭГ).

При этом интенсивность ЭМП составляла 170 А/м, а длительность импульса составляла 1 мс. Длительности импульса 1 мс явилась оптимальной при данной интенсивности ЭМП исходя из минимизации времени взаимодействия с ЭМП облучаемого головного мозга.

Устройство работает следующим образом. В режиме идентификации функционального состояния ПЭВМ отключает компаратор или устанавливает на нем порог срабатывания, превышающий заданный. Это приводит к отключению воздействия импульсами ЭМП. В этом режиме сигнал с электродов для съема биопотенциала поступает на УБ и далее - на АЦП. Оцифрованный сигнал с АЦП поступает на ПЭВМ, которая выполняет спектральный и амплитудный анализ, определяет функциональное состояние ЦНС и принимает решение о включении или не включении воздействия импульсами ЭМП. При решении включать воздействие ПЭВМ устанавливает режим работы устройства: порог срабатывания компаратора, равный заданному (из диапазона между средним и максимально возможным уровнями мгновенных значений ЭЭГ-сигнала); время задержки компаратора после срабатывания (после каждого импульса воздействия осуществляют задержку оцифровки ЭЭГ-сигнала на 142 мс); в каждом цикле - момент включения воздействия последовательностью импульсов низкоинтенсивного ЭМП (осуществляют тогда, когда в частотном спектре ЭЭГ амплитуда гармоники θ-ритма с частотой 7 Гц ниже средней амплитуды гармоник ритма); продолжительность времени воздействия в цикле 10 с.

После этого устройство переходит в режим управляемого воздействия. ПЭВМ проводит амплитудный и спектральный анализ ЭЭГ. Определяет момент включения воздействия (когда в частотном спектре ЭЭГ амплитуда гармоники θ-ритма с частотой 7 Гц ниже средней амплитуды гармоник ритма) и, когда порог срабатывания компаратора достигает заданного (находится в диапазоне между средним и максимально возможным уровнями мгновенных значений ЭЭГ-сигнала), формирует на его управляющем входе сигнал. В результате в каждом цикле во время воздействия появление каждого импульса воздействия синхронизируют с заданным значением сигнала ЭЭГ из диапазона между средним и максимально возможным уровнями мгновенных значений ЭЭГ-сигнала. Компаратор срабатывает и посылает сигнал на БУ, который подает управляющий сигнал на ГИ. Последний подает импульс тока на ИМП, что приводит к возникновению в пространстве с биообъектом импульса ЭМП. После срабатывания компаратора ПЭВМ отключает его на время задержки. По окончании времени задержки ПЭВМ снова устанавливает на компараторе заданный порог срабатывания для определения момента синхронизации с ЭЭГ следующего импульса ЭМП и т.д. По истечении времени воздействия ПЭВМ отключает компаратор, вновь проводит анализ оцифрованного сигнала для определения функционального состояния ЦНС и формирует следующий цикл воздействия последовательностью импульсов низкоинтенсивного ЭМП.

Больного усаживали на стул. Источник излучения устанавливали над теменем больного на расстоянии, обеспечивающем интенсивность ЭМП, равную 170 А/м. Для регистрации ЭЭГ использовали левое центральное отведение. Референтный электрод располагали на мастоиде (косточке за ухом).

Способ использовали для нормализации давления у 12 больных. Результаты исследований сведены в таблицу.

Таблица.1№До воздействияПосле воздействия СД/ДД мм рт.ст.Среднее давление ДД + 0,42 (СД-ДД)СД/ДД мм рт.ст.Среднее давление1119/8096,4110/7584,72160/110131148/1101263100/8088,490/7078,44140/100116,8130/95109,75130/7095,2110/6583,96125/8098,9115/7591,87145/105121,8135/95111,88105/7084,795/6074,79150/100121145/100118,910150/100121140/95113,911145/100119135/98113,512160/105128145/95116

Таким образом, из таблицы следует достоверное понижение: систолического - Р<0,01 (12 из 12), диастолического - Р<0,05 (10 из 12) и среднего - Р<0,01 (12 из 12) артериального давлений.

В контроле: проведено 17 экспериментов с несоответствием либо времени включения воздействия, либо времени задержки. В 9 случаях нет изменения давления, в 5 случаях - незначительное повышение и лишь в 3-х случаях - незначительное понижение давления.

Изобретение относится к области медицины, а именно к магнитотерапии. Для регуляции каждого воздействия в цикле предварительно регистрируют ЭЭГ, определяют средний и максимально возможный уровни мгновенных значений ЭЭГ-сигнала, вычисляют среднее амплитудное значение гармоник θ-ритма. При этом воздействия последовательностью импульсов низкоинтенсивного ЭМП осуществляют тогда, когда в частотном спектре ЭЭГ амплитуда гармоники θ-ритма с частотой 7 Гц ниже средней амплитуды гармоник ритма. При этом каждый импульс ЭМП синхронизируют с заданным значением ЭЭГ-сигнала из диапазона между средним и максимально возможным уровнями мгновенных значений ЭЭГ-сигнала. После каждого импульса воздействия осуществляют задержку оцифровки ЭЭГ-сигнала на 142 мс. Способ позволяет повысить физиологичность и эффективность лечения, что достигается за счет корреляции воздействия ЭМП с функциональным состоянием ЦНС. 1 табл.

Способ понижения систолического и диастолического давления путем воздействия электромагнитным полем на головной мозг, отличающийся тем, что для регуляции каждого воздействия в цикле предварительно регистрируют ЭЭГ, определяют средний и максимально возможный уровни мгновенных значений ЭЭГ-сигнала, вычисляют среднее амплитудное значение гармоник θ-ритма, при этом воздействия последовательностью импульсов низкоинтенсивного ЭМП осуществляют тогда, когда в частотном спектре ЭЭГ амплитуда гармоники θ-ритма с частотой 7 Гц ниже средней амплитуды гармоник ритма; при этом каждый импульс ЭМП синхронизируют с заданным значением ЭЭГ-сигнала из диапазона между средним и максимально возможным уровнями мгновенных значений ЭЭГ-сигнала, причем после каждого импульса воздействия осуществляют задержку оцифровки ЭЭГ-сигнала на 142 мс.