Спосіб впливу на біологічні об’єкти

Изобретение относится к области биологии и медицины, в частности к способу влияния на функции биологических объектов, например, в КВЧ-терапии. Известно воздействие электромагнитного поля на биологические объекты. Спектр частот электромагнитного поля, оказывающий наиболее сильное воздействие на биообъекты, весьма широк, что приводит к различным способам реализации этого воздействия. Наиболее близким к заявляемому способу является способ воздействия на рефлекторные зоны человека, реализованный в устройстве для микроволновой рефлекса-терапии "ПОРОГ" и направленный на сокращение времени воздействия и снижение суммарной поглощенной дозы микроволнового излучения. В соответствии с этим способом воздействие на рефлекторные зоны осуществляется импульсным шумовым сигналом миллиметрового диапазона (КВЧ-шумовым сигналом), обладающим спектром определенной ширины и обеспечивающим воздействие одновременно на многих "терапевтических" частотах. При этом организм реагирует на составляющие излучения с частотами, совпадающими с собственными резонансными, не воспринимая составляющих остальных частот. В результате устройство "ПОРОГ", реализующее описанный способ, сокращает время подготовки пациента к лечению, затрачиваемое на поиск "резонансных" частот. Из описания следует, что импульсный генератор КВЧ-шума, применяемый в устройстве "ПОРОГ", является генератором ударного возбуждения. Поэтому способ, реализованный в устройстве "ПОРОГ", обладает и рядом недостатков. Во-первых, так как импульсное КВЧвоздействие осуществляется с частотой импульсов, существенно отличающейся от несущей частоты, суммарный спектр излучения отличается значительной неравномерностью по мощности и большой неустойчивостью центральной частоты диапазона облучения. Это обстоятельство приводит к тому, что "терапевтические" частоты перекрываются КВЧ-шумовым излучением различной мощности, Во-вторых, импульсный КВЧ-генератор при получении определенного уровня мощности не может быть выполнен широкополосным, что приводит к необходимости подстройки центральной частоты полосы КВЧ-шумового излучения для обеспечения перекрытия "терапевтических" частот, присущих определенному биообъекту, и к увеличению времени воздействия. В то же время, как следует из описания прототипа, в приборе не предусмотрена возможность перестройки центральной частоты полосы импульсного КВЧ-излучения. С учетом указанных обстоятельств, воздействие импульсного шумового КВЧ-излучения на различные объекты с использованием прототипа может давать различные, не повторяемые от объекта к объекту результаты, т.е. имеет различную эффективность для разных объектов. Технический результат, который ожидается получить при осуществлении заявляемого изобретения, - повышение эффективности воздействия КВЧ-шумовым излучением за счет обеспечения ее повторяемости от объекта к объекту и сокращения времени воздействия. Этот результат достигается тем, что в известном способе воздействия на биологические объекты путем облучения электромагнитным КВЧ-шумовым излучением нетепловой интенсивности облучение проводят белым шумом в диапазоне длин волн 1,6 ... 2,5мм или на субгармониках в диапазоне 3,5 ... 6,0мм при величине уровня спектральной плотности мощности шума в интервале 10 ... 30дБ от где в течение 30 ... 900с, при этом на биологический объект одновременно воздействуют постоянным магнитным полем величиной 20 ... 70мТл при градиенте напряженности поля 80 ... 300мТл/см. Для повышения эффективности воздействия поверхностный покров биообъекта перед облучением увлажняют. В ряде работ показано, что биологические объекты, в частности организм человека, излучают энергию в виде электромагнитных волн в диапазоне длин волн, равных 2мм. Поэтому воздействие на биологические объекты осуществляется в том же диапазоне длин волн (2мм), однако не ищется "резонансная" частота, индивидуальная для каждого объекта, а производится воздействие широкополосным шумовым сигналом - белым шумом, который обладает равномерным по мощности широким спектром, и при этом не требуется подстройки центральной частоты диапазона. Воздействие КВЧ-шумом производят одновременно с приложением постоянного магнитного поля, которое обеспечивает ориентационное воздействие на молекулы биологического объекта и уменьшение времени, необходимого для переориентации достаточного количества сложных молекул биообъекта. Выравнивание по мощности спектра шумового воздействия с одновременной дополнительной ориентацией молекул биообъекта, подвергающегося этому воздействию, приводит к повышению эффективности воздействия за счет обеспечения условий повторяемости воздействия от объекта к объекту и уменьшения времени воздействия. При этом уровень КВЧ-шумового сигнала не должен намного превосходить естественный фон. Уровень воздействия, обеспечивающий появление реакции объекта, должен превышать потери в поверхностном слое объекта и порог воздействия. Экспериментально установлено, что нижний предел уровня шума, при котором появляется реакция, составляет 10 ... 15дБ от Учитывая наличие известных потерь в различных органах, а также тот факт, что область облучения (рефлекторная точка) может находиться на определенной глубине, верхний предел спектральной плотности мощности шума не должен превышать 30дБ от Уровни амплитуд воздействия, большие 30дБ от оставаясь уровнями нетепловой интенсивности, являются "большими" и могут привести к стохастизации облучаемой системы. Широкополосный шумовой сигнал малой амплитуды синхронизирует колебания системы. Экспериментально определено, что усиление эффективности облучения, определяемое по времени облучения, необходимого для получения примерно равных результатов, достигается при величине напряженности магнитного поля 20 ... 70мТл. При напряженности магнитного поля менее 20мТл влияние магнитного поля на эффективность воздействия не обнаружено; при напряженности выше 70мТл - не происходит дальнейшего увеличения эффективности воздействия. В зависимости от местонахождения области облучения или рефлекторной точки, для того, чтобы поле достаточно проникало в глубину ткани, градиент напряженности должен быть порядка 80 ... 300мТл/см. Больший градиент на одном магните сложно получить технически, а использование нескольких магнитов затруднит процесс облучения. Меньший градиент, как установлено экспериментально, не дает должного эффекта. Как известно, отрезок времени, необходимый биообъекту для проявления реакции на любое воздействие, в том число на облучение, не остается одинаковым при многократном повторении, а постоянно уменьшается, пока не достигнет постоянной устойчивой величины. Из этого следует что проводить облучение, особенно на начальной стадии, необходимо ограниченное время, даже если вначале не появится (объективно или субъективно) реакция на это облучение. При последующих облучениях биообъект вырабатывает реакцию на облучение, причем малой длительности. По нашим экспериментальным наблюдениям, первый сеанс облучения следует проводить не более 15мин, а минимальное время при повторных облучениях - порядка 30 ... 40с. Однако для каждого конкретного заболевания устанавливается свой временной график в заявляемых пределах. Таким образом, повышение эффективности воздействия за счет использования широкополосного белого шума КВЧ-диапазона при одновременном воздействии постоянным магнитным полем приводит к существенному уменьшению времени воздействия (до десяти раз) и, следовательно, суммарной дозы облучения. Исходя из той же модели, можно сделать заключение о том, что возможно эффективное воздействие на биообъекты на субгармоническом сигнале. Экспериментально установлено, что при величине уровня широкополосного шумового сигнала порядка 15 ... 30дБ от реакции биологических объектов можно добиться и на субгармонической частоте воздействия, т.е. при широкополосном шумовом сигнале диапазона длин волн 3,5 ... 6,0мм. С учетом свойств поверхностного покрова облучаемых объектов, для того, чтобы уменьшить отражение и не использовать дополнительные переходные трансформаторы для согласования импедансов излучающей системы, воздуха и кожного покрова, используют, при возможности, дополнительное поглощение излучения в кожном покрове, для чего его смачивают водой, но без образования капель на поверхности, и тем самым улучшают согласование излучающей системы и объекта облучения и, как следствие, уменьшают время необходимого воздействия, так как большая масть энергии передается на биообъект - и повышается эффективность воздействия. Предлагаемый способ воздействия на биологические объекты может быть реализован следующим образом. Используются разработанные для обеспечения данной методики широкополосные твердотельные генераторы шума, перекрывающие частотные диапазоны волноводов сечением 1,6 ´ 0,8 и 3,6 ´ 1,8мм с уровнем спектральной плотности мощности шума до 30дБ от типа "ОРАТОРИЯ-4" и "ОРАТОРИЯ-4А". Для создания постоянного магнитного поля используют стандартный самарий-кобальтовый магнит, выполненный в виде кольца с внутренним диаметром 10мм, а внешним - 16мм. Выполнение магнита в виде кольца позволяет концентрировать максимальное магнитное поле в отверстии, расположение которого над зоной облучения позволяет только в ней получать необходимое воздействие магнитным полем. Через отверстие проводят КВЧ-облучение той же зоны. Напряженность магнитного поля, создаваемого этим магнитом, - 80мТл; градиент напряженности - 300мТл/см. В качестве наглядного примера воздействия облучения широкополосным шумом в диапазонах 1,6 ... 2,5 и 3,5 ... 6,0мм совместно с постоянным магнитным полем является изменение реакции оседания эритроцитов (РОЭ). Известно, что ускорение реакции оседания, по сравнению со средней скоростью оседания красной крови здорового человека, может показать неблагоприятный сдвиг в организме и наоборот, уменьшение скорости оседания может показать возвращение организма к норме. Экспериментально проведены многочисленные сравнения скорости оседания эритроцитов в донорской крови, подвергнутой воздействию постоянного магнитного поля и КВЧ-шумов указанных диапазонов-длин волн и в контрольных образцах крови, не подвергнутых этому воздействию. На чертеже приведены типичные графики оседания красной крови в зависимости от времени оседания. В наиболее информативном участке значений времени - до 1,5ч - видно, что красная кровь, подвергнутая облучению КВЧ-шумом совместно с приложенным постоянным магнитным полем (кривая, обозначенная точками), имеет скорость оседания значительно меньшую, чем кровь, облученная КВЧ-шумом без воздействия магнитного поля (кривая, обозначенная значками "0"), и, тем более, пробы крови, подвергнутой воздействию только магнитного поля (кривая "м") или контрольная проба крови, которая не подвергается никаким воздействиям (кривая "к"). Здесь же для сравнения приведена зависимость скорости оседания крови, облученной устройством "ПОРОГ" (кривая "х"). Причем, если остальные кривые построены для времени облучения крови в течение 15мин, то кривая для устройства "ПОРОГ" построена по результатам 30-минутного облучения. Следует обратить внимание на тот факт, что если скорость оседания крови, облученной только КВЧ-шумом, при продолжительном времени оседания совпадает с данными контрольной пробы, то кровь, подвергнутая одновременно облучению и воздействию магнитного поля, сохраняет малую скорость оседания значительно большее время, и совпадает с данными для контрольной пробы крови через 16 ... 24ч. При воздействии на человека как на биологический объект, в зависимости от выбранных биологически активных точек, может быть реализован как возбуждающий, так и тормозящий эффект. Наиболее простой случай наблюдения реакции биологического объекта (человека) на облучение представляется при воздействии на точки. Показания для этих точек следующие (Табеева Д.Н. Руководство по иглорефлексотерапии. - М: Москва, 1980. - С.560): а) хэ-гу - головная боль шум в ушах, одышка; б) таи-юань - артериальная гипотония, кровохарканье, боли в груди. Для лечения область точки подвергают одновременному воздействию постоянным магнитным полем напряженностью 70мТл с градиентом 300мТл/см и облучению электромагнитным полем в течение 40 ... 150с. Перед воздействием место облучения протирают влажной ватой. При воздействии на точку хэ-гу фиксировалась экстраэнцефалограмма, которая меняется по сравнению с контрольной (без облучения точки). Проведенные исследования показали статистические значения изменения энцефалограммы человека при воздействии шумового облучения, причем облучаемый объект не знал, проводится ли облучение или генератор выключен. Типичные результаты воздействия на точку таи-юань приведены в таблице (после облучения наполнение пульса всегда увеличивалось). Время облучения выбиралось произвольно; проводилось одно облучение в день. После перерыва в облучении в течение пяти дней давление восстановилось в пределах 120/90, пульс - 70. Для оценки воздействия широкополосного шумового облучения на бактерии проводились испытания на колониях смешанных культур и выращенных на хлебе. Для этого колонии смешанных культур разделялись пополам; одна часть для проведения опытов, вторая - контрольная. Опытная колония подвергалась серии из пяти воздействий облучением и магнитным полем по одному в день, в течение 40; 250; 250; 250; 100с. При этом наблюдалось уменьшение примерно на одну треть площади и объема облучаемой колонии по сравнению с контрольной. Аналогично проводились опыты с семенами редиса и укропа. Семена опытной партии облучались до и во время прорастания по 3мин через каждые 30мин. Срок прорастания, а затем длина ростков и масса облучаемых растении превышают на 32 ... 45% данные по контрольной партии.