Пристрій для електропсихосоматичних досліджень біооб’єктів

"ППК "Электродонор" - прецизионный программный комплекс "Электродонор" относится к технике электропсихосоматических исследований и предназначен для использования на уровне клеточных токов преимущественно в областях спортивной биоэлектроники и медицины, восточной медицины, всех видах массажа, электромагнитной экологии, электромагнитной гигиены и других областях, Из известных устройств, имеющих режим работы по методу фиксации тока наиболее близким по технической сущности являются устройства, описанные в упомянутых монографиях: Ромоданова А.П., Богданов Г.Б., Лященко Д.С. Первичные механизмы действия иглоукалывания и прижигания; Богданов Г.Б. Нелинейная нейроэлектротермодинамика и экоуравновешивание; Авт.св.СССР №1346672, заявл. 05.08.84. Практические требования к инженерно-биофизическому и метрологическому обеспечению, например, спортсменов высокого класса на уровне национальных сборных команд вытекают из известных научных работ и научно-практических методик подготовки в тренировочный и соревновательный период. В частности, установлено, что интенсивность нагрузки должна быть высокой, но она не должна приводить к накоплению больших количеств молочной кислоты в различных мышцах, определяющей допустимые пределы утомления организма спортсмена так же, как и кислотно-щелочное равновесие крови и механизмы, компенсирующие сдвиг концентрации водородных ионов в зависимости от функционального состояния спортсменов, то есть актуальной является проблема объективного контроля психосоматических реакций спортсмена. Научно установлено, что спортсмены высокого класса существенно отличаются по динамике внутренней среды в зависимости от интенсивности нагрузок и фаз восстановления. У спортсменов, имеющих лучшее функциональное состояние при стандартной мышечной работе, внутренняя среда изменяется меньше, а при интенсивной мышечной работе - больше, чем у более слабых спортсменов. Практически широко применяются методы "забора" крови спортсменов в тренировочный и соревновательный период, что не позволяет точно оценить их функциональное состояние в реальном времени, травмирует тело и психику и не позволяет в одном интервале реального времени провести экспресс-анализ группы спортсменов или одного спортсмена по нескольким группам мышц. Актуальная разработка автоматизированных бескровных методов точного экспресс-контроля по косвенным параметрам функционального состояния одного спортсмена по различным группам мышц или группы спортсменов в коротком интервале реального времени. Ни одно из известных и близких по техническому решению устройств не позволяет решить эти проблемы из-за низкой информационной способности, невозможности обеспечить равнозначность измерений по группе параметров в коротком интервале реального времени, из-за отсутствия специальной конструкции съемного электрода, обеспечивающего высокую чувстви тельность каждого из п-неза-висимых каналов элёктростимуляции клеточными токами из за отсутствия автоматической системы регистрации и визуализации множества параметров, определяющих динамику внутренней среды для всех групп мышц или группы спортсменов в едином времени. Техническое решение прототипа [Авт.св.СССР №134667] позволяет производить мониторинг общих электродинамических реакций на уровне клетки. Задачей настоящего изобретения является повышение информационной способности, чувстви тельности, точности и равнозначности измерений, исключения травматизма и сокращения времени бескровного контроля функционального состояния спортсмена по косвенным параметрам кожных электродинамических реакций. Поставленная задача достигается тем. что все множество каналов измерения кожных электродинамических реакций проводимости выполнено с независимым источником постоянного тока в каждом канале, последовательно с которым включается семь коммутируемых нагрузочных сопротивлений для фиксации дискретных значений постоянного тока в соответствии с числами ряда Фибоначчи и один съемный электрод с семью непроникающими иглами и тремя проводами, один из которых соединен с центральной иглой, а два други х с тремя иглами каждый таким образом, что цепь, связанная с центральной иглой, обеспечивает внешнюю электростимуляцию переменным электрическим током, а проводники, связанные стремя иглами каждый, подключены к аналого-цифровому преобразователю и коммутатору, передающим цифровую информацию об изменении проводимости ткани во времени под воздействием скачков клеточного постоянного тока варьируемой длительности в компьютер, программа которого обеспечивает представление на мониторе информации об изменении проводимости от одного до сотни выбранных участков поверхности тела справа и слева по новой топологии в форме конформного меридиана с продленными радиусами. Съемный электрод изготовлен таким образом, что шесть его игл - игольчатых окончаний, контактируемых с тканью, распределены по окружности через 60 и три нечетных и три четных и глы (при произвольном выборе начала отсчета) электрически соединены накоротко, образуя игольчатую контактную группу в форме фигуры из двух перевернутых и симметрично пересекающихся равносторонних тре угольников. Биофизически такая форма игольчатой группы позволяет: анатомически точно локализовать выбранный для электровоздействий участок кожи и подкожный нервномышечной структуры, не затрагивая другие участки ткани и исключая необходимость применения индифферентного электрода, как в известных устройства х; создать в ткани множество направлений для протекания постоянного тока, число которых превышает количество игл, что обеспечивает существенное повышение чувствительности устройства к изменениям параметров внутренней среды организма при бескровном контроле динамики нервно-мышечных процессов утомления-восстановления и кислотно-щелочного равновесия -КЩР. ППК ".Электродонор" (фиг.1) имеет 32 канала диагностики и стимуляции человека в программируемых клеточных электрочастотных средах и канал точной пупилометрии. Независимые 32 канала электродиагностики и электрокоррекции на уровнеклеточныхтоков позволяют оперативно оценить общее функциональное состояние и основные работающие мышцы одного или групп спортсменов в одинаковом интервале реального времени по кожным электродинамическим характеристикам. В частности, одновременно бескровно возможно определение реакции по типу КЩР крови у десяти и более спортсменов. Канал точной пупилометрии - канал измерения динамических характеристик зрачков и их рефлексов позволяет выявить и объективизировать психосоматические связи организма спортсмена, то есть дает количественную меру психической готовности спортсменов в условиях тренировок и соревнований. Комплекс ППК "Электродонор" позволяет оптимизировать тренировочный процесс, ввести компьютерную программу отбора кандидатов в команды, объективизировать и индивидуаливизировать спортивный массаж, процесс восстановления. В прецизионном комплексе "Электродонор" используются новые фундаментальные знания, закономерности, явления и нелинейные свойства нервной клетки и нейроритмики, ранее неизвестные в нейробиологии и формирующие биофизические основы нелинейной нейроэлектротермоди-намики клетки. Это, в частности, закон нейроэлектротермического гомеостаза, электротермический механизм положительной обратной связи нейромембран, выраженный через новую для нейробиологии нелинейную электротермическую постоянную времени, механизм нейрочастотного кодирования посредством модуляции проводимости нейромембраны, нелинейный нейроэлектрометрический резонанс клетки, нелинейные эффекты захвата частоты генерации нервной клетки внешним сигналом, явление и механизм передачи энергии внешних физических импульсов нервным импульсом. Это также методы и технологии создания прецизионных тест-стимуляторов, воздействующи х на кожу и различающихся по электрическому току воздействия на мембрану примерно на 10-10-10-8 А, по частоте на 0,01 Гц, по амплитуде тепловых волн –на 0,06-0,1°С. В ППК "Электродонор" код тест-стимулов при диагностике и оздоровлении человека впервые выбирается по формальным математическим правилам, не требующим принципиально экспертных оценок, что, в частности, позволяет разрабатываемый комплекс отнести к прецизионным системам объективного контроля психосоматического состояния человека. Впервые реализуется метод электроинтроскопии "внутреннего" и "внешнего" "электротела" человека с регистрацией и анализом его как в статике, так и в динамике. Как частные случае ППК "Электродонор" может реализовать широко применяемые методы Фоля, Накатани и другие, в том числе и методы, использующие биологические обратные связи. Комплекс предназначен также для инструментального оснащения в составе аппаратуры оздоравливающей, декоративной и физической электроскульптуры тела и лица человека по естественным кожноэлектродинамическим реакциям (КЭДР) и по программируемым, эталонами которых являются КЭДР, выделенные из здорового элитного электротела человека, хранящиеся в памяти компьютера. В ППК "Электродонор" впервые на клеточном уровне реализовано биоуправление по механизму нейроэлектротермического гомеостаза, использованы новые закономерности и свойства врожденных нелинейных средних частот биовозбуждения и биоуправления перестраиваться в стороны нормы или деградации в зависимости от ритмики и интенсивности корректирующи х внешних электрофизических воздействий различной природы. Измерительные каналы датчиков функционируют в режиме генератора тока в диапазоне 10-8-10-4 А. Каналы измерения пульсирующи х токов и напряжений включаются после воздействия на биоструктуры тестированных электрофизических стимулов. Измерительный канал огибающих частотных спектров кожи сопрягается с измерительными каналами частотных спектров электроэнцефалограмм, кардиограмм, дыхания в связи с циркадным ритмом и пупилометрией. Биочастотный модулятор и электронный генератор имеет полный набор тестированных стимулов на биологически важных частотах в диапазоне 0,01 до 100 Гц. Обеспечивается точное измерение динамических электротермонелинейных характеристик и параметров биоструктур кожи, ответственных за возбудимость, частотный биорезонанс, нелинейные электротермические управляющие информационные эндо- и экзосвязи. Имеется возможность определения нормы и патологических отклонений нелинейных электротермодинамических характеристик и параметров биологически активных точек (полного сопротивления, вольтамперных характеристик, нелинейных постоянных времени, собственных частот биорезонанса и др.) для ранней диагностики, профилактики, объективизированных лечебных воздействий по "требованию" организма. Обеспечивается получение специальной электрофизиологической информации для лечебной, профилактической и косметической скульптуры "электротела" человека. Структура конформного электротела человека строится компьютером по новой технологии, при которой расшифровываются и оцениваются глобально по технологии "Электродонор" электродинамические процессы каждого относительно малого участка поверхности кожи, без привязки к какой-либо известной системе биологически активных точек, которые проявляются как частные системы в новой топологии конформалькых меридианов. Конформный меридиан (К-меридиан)(фиг.2) - один из 360 К-меридианов, составляющих структуру основного конформного электротела человека. К-меридианы позволяют представить любую дискретную точку поверхности тела человека в координатах конформного тела. Максимальное количество точек по технологии "Электродонор" -36000, Конформный меридиан объективизирует точную биологическую обратную связь при диагностике, оздоровлении и терапии в системе воздействий человек-техника-окружающая среда, Конформные меридианы позволяют инструментально аттестовать всю систему акупунктурных точек, фармакологические, психотерапетические, хир ургические вмешательства и нетрадиционные воздействия. На фиг.1 представлена блок-схема комплекса ППК "Электродонор", а на фиг.2 -профиль К-меридиана. На фиг.1 блок коммутируемых нагрузочных сопротивлений (Б) представлен в виде четырех модулей управления (1-4 на фиг.1). Каждый модуль управления соединен с 6-ю съемными электродами (1-8, 9-16, 16-24 и 24-32). Электрическое соединение игл (А) электрода показано на фигуре 1. Модули управления (В) через АЦП и коммутатор (II) соединяются с персональным компьютером (ПК) 1. Кроме того, модули управления имеют разъемы для связи с другими внешними устройствами измерения, калибровки и регистрации. Видеотракт пупилометра электрически соединяется с ПК и выносным телеканалом с метрологическими дополнениями. Принтер (III) обеспечивает получение "Пользователем" измерительной и графической информации на бумажном носителе. На фиг.2 (профиль К-меридиана) представлен фрагмент записи информации, снимаемой с 20 различных точек тела. Новизна топологии представления локальных участков (точек) тела в форме конформного меридиана с продленными радиусами состоит в том, что обеспечивается возможность глобального компьютерного обследования человека в любой точке поверхности тела с формальными координатами 36000 точек, которые кодируются по анатомическим признакам. При записи координаты указывается номер К-меридиана и номер точки пересечения продленного радиуса с окружностью (слева - со знаком минус, справа - со знаком плюс. Например, на фиг.2 справа 359,5+, слева 359,-5). На фиг.2 движение точки по продленному радиусу характеризует изменение во времени инерционной проводимости, кривые 1-4 соответствуют дискретным моментам времени. Величина отрезка продленного радиуса от окружности до точки, движущейся по продленному радиусу, равна в определенном масштабе величине тока электростимуляции, протекающего через исследуемый участок кожи. Кривая 7 определяет физические эталоны в каждом канале. На фиг.3 представлен общий вид аппаратуры комплекса ППК "Электродонор", а на фиг.4 - один из вариантов крепления съемных электродов на голове человека. На фиг.5 представлены для сравнения кривая 1 изменения во времени рН крови спортсмена высокого класса после длительной интенсивной нагрузки в период восстановления по четырем пробам крови и аналогичная кривая 2 восстановления, построенная бескровно поданным ППК "Электродонор" в условных единицах (А) по оси ординат. По оси абсцисс отложено время в минутах. Видно, что в момент времени Т=0, когда прекращается интенсивная дозированная нагрузка, обе кривые идут вниз. Затем, начиная примерно со 2-ой минуты -вверх. Видно, что относительные изменения условного параметра кривой 2 превышают 100%, а относительные изменения кривой 1 не превышают единиц процентов. Это доказывает особо высокую чувствительность аппаратуры ППК "Электродонор" по сравнению с известными методами.