Реклама:
Тенденции развития медицинских информационных технологий с использованием электромагнитных волн КВЧ диапазона
КВЧ - терапия это то направление в медицине, которое в качестве основного средства воздействия, для проведения профилактических и лечебных процедур, использует электромагнитное излучение (ЭМИ) крайне высокой частоты низкой интенсивности (КВЧ НИ). Известно, что практически весь диапазон ЭМ волн используется в медицине. Однако, КВЧ диапазон 30...300 ГГц (он соответствует длинам волн 10...1 мм) начал осваиваться практически недавно. КВЧ-терапия непосредственным образом связала и позволяет практически использовать новейшие знания биологии, биофизики, техники сверхвысоких частот и новых медицинских информационных технологий.
Причина такой растущей популярности в ряде физических свойств ЭМИ миллиметрового диапазона. Прежде всего, это энергетические характеристики ЭМИ, а также его способность существенно изменять характер взаимодействия с биологическими структурами в зависимости от качественных характеристик сигнала.
Обладая сверхнизкой плотностью потока энергии (на уровне единиц мкВт/см2) они находятся на границе между слабыми и сверхслабыми уровнями в воздействия ЭМИ на биологические системы. Эти излучения не только не влияют на атомно-молекулярные структуры, но и не могут повлиять на колебательный спектр биомакромолекул. При взаимодействии с биомакромолекулами они могут лишь влиять на энергию вращения этих молекул. Энергия квантов этого диапазона h·f, с одной стороны меньше энергии теплового движения атомов и молекул k·T, а с другой - много меньше энергии даже слабых водородных связей в живых организмах. Таким образом, именно в миллиметровом диапазоне ЭМИ формируется граница между энергетическим и информационным характером взаимодействия.
Являясь диссипативной системой (ДС) любой живой организм тесно связан с окружающей средой и отличается от других ДС тем, что его существование, в значительной степени, определяется не случайными потоками энергии из среды в систему. С одной стороны, он активно участвует в выборе таких типов энергии и способен адаптироваться к тому виду энергии, которую он не в состоянии изменить или устранить. С другой стороны, организм сам может быть источником таких видов энергии, которые отсутствуют во внешнем информационном потоке и использовать их для поддержания динамического состояния внутренней среды в допустимых коридорах жизнедеятельности.
Поэтому не случайно, именно обстоятельство отсутствия в окружающей нас природе монохроматических излучений КВЧ диапазона (они сильно поглощаются в атмосфере, воде и водных средах) в совокупности с большой информационной емкостью, заставило ряд исследователей обратить на них внимание и высказать ряд оригинальных гипотез об особой роли ЭМИ КВЧ диапазона [1-6] для поддержания гомеостаза живых систем, а также подтвердить это впоследствии экспериментально.
В дальнейшем, на протяжении трех с половиной десятилетий в ряде экспериментальных работ были обнаружены новые специфические особенности воздействия ЭМИ КВЧ диапазона на биологические объекты и предложены новые различные объяснения этого явления [4-7]. Был также накоплен громадный массив экспериментальных данных [6-10], разработаны и изготовлены различные технические устройства для проведения КВЧ - терапии и сформулированы общие требования к таким устройствам:
а) плотность потока мощности ЭМИ КВЧ не должна превышать единиц милливатт на 1см2;
б) частота ЭМИ КВЧ аппаратов для КВЧ терапии должна соответствовать одной из биологических активных резонансных частот;
в) полоса частотной модуляции должна быть равна или больше полосы биологически активной резонансной частоты;
г) в аппаратах для КВЧ терапии должна быть предусмотрена возможность как частотной, так и амплитудной модуляции;
д) воздействие должно осуществляться в небольших, не более ± 100 МГц, полосах частот вокруг определенных фиксированных биологически активных резонансных частот;
е) при проведении терапевтических сеансов должна быть обеспечена возможность воздействия на различные участки тела, проекции органов, зоны Захарьина-Геда, области крупных суставов и биологически активные точки (БАТ).
Анализ современных тенденций развития медицинской КВЧ - аппаратуры показывает, что работы в основном идут в направлениях: миниатюризации (разработка миниатюрных генераторных модулей), автоматизации управления, совмещения нескольких различных по частоте излучения генераторов в одном корпусе, расширения функциональных возможностей аппаратов в целом (многоканальность, сочетание различных режимов работы и т.д.). То есть налицо количественные тенденции развития.
Возникает вопрос: в каком направлении должно происходить развитие медицинской КВЧ - аппаратуры, чтобы обеспечить полезную информационную значимость сигнала при взаимодействие с организмом, причем с максимальным учетом его индивидуальных особенностей?
В первую очередь, это можно сделать за счет исследования и использования новых биологически активных резонансных частот КВЧ - диапазона. Однако, это та часть проблемы качества КВЧ сигнала, которая лежит на поверхности. Поэтому мы не будем сейчас акцентировать на ней свое внимание.
На наш взгляд, повысить информационную значимость КВЧ сигнала можно еще, как минимум, тремя способами. Каждый из них требует проведения исследований в различных областях естествознания и медицины. Коротко остановимся на них.
Первый - это обеспечение возможности доставки информации КВЧ сигналом с минимальными искажениями и с максимально возможным использованием внутренних и внешних информационных каналов человеческого организма.
Второй - это формирование сигнала, обеспечивающего поступление информации специфической для данного типа заболевания организма, путем изменения спектрального состава КВЧ сигнала (электромагнитный вариант гомеопатии).
Третий - это сочетание возможностей первого и второго способов с использованием излучателей специальной формы и размеров для обеспечения попадания ЭМИ КВЧ непосредственно к органам или труднодоступным биологически активным зонам организма (например, аурикулярные или ректальные зонды).
Подход для решения задач первого направления ясен - необходимо задействовать способность миллиметровых волн к биохимической рецепции. В случае высокоорганизованных биологических объектов в реализации воздействия должны участвовать системы регуляции и управления биохимическими процессами поддерживающими гомеостаз. Известен ряд работ [11,12] в которых показано что очень высокий лечебный эффект достигается при облучении участков кожи рефлекторно связанных с внутренними органами и системами (биологически активные точки и зоны). Наш опыт показывает, что эффект значительно усиливается при умелом сочетании многовекового опыта рефлексотерапии и КВЧ-терапии. Современный уровень научно - технического развития уже позволяет это делать с помощью многоканальных устройств для КВЧ-пунктурной терапии. Наиболее известными устройствами такого типа являются аппараты серии "РАМЕД-ЭКСПЕРТ" созданные в центре "Рамед" г.Днепропетровск. В этих аппаратах впервые было реализовано воздействие одновременно не менее чем на 6 (БАТ). Аппараты прошли клинические испытания и подтвердили свою высокую эффективность.
Поскольку организм и его структуры продуцируют переменные электромагнитные поля, то вполне естественно, что они высокочувствительны к их особенностям. Это может быть и хорошо и плохо для организма или его отдельной структуры в зависимости от его исходной реакции и внутренних ресурсов. Кроме того, при взаимодействии внешних и внутренних ЭМИ происходит формирование собственной пространственно-временной многомерной структуры биосистемы. Формируя собственные ЭМИ и взаимодействуя с ними как внешними, биосистема модулирует их по амплитуде, частоте и фазе с изменением их интенсивности, спектрального состава и параметров поляризации. Постоянное автосканирование организмом на различных уровнях (от уровня ДНК до целостного организма) такой пространственно-временной структуры формирует образы стойких реакций (либо их отсутствие) по которым может определяться и корректироваться состояние и поведение организма в ответ на внешние ЭМИ.
Исходя из вышеизложенного, становится ясным, что второе направление развития КВЧ аппаратуры должно включать как разработку средств обеспечивающих сигнал необходимого качества, так и разработку средств и методов контроля состояния организма, адекватных тем, которые обеспечивают разработку собственно терапевтических средств.
Известно, что спектральный состав КВЧ сигнала, в первую очередь, зависит от параметров сигналов используемых для амплитудной и частотной модуляции, а также конструктивных особенностей резонансной системы и активного элемента.
Наиболее доступной и широко применяемой в современных аппаратах для КВЧ терапии является частотная модуляция, которая используется для расширения полосы и спектра КВЧ - сигнала. Ее использование позволяет реализовать полигармоническое воздействие, увеличивающее эффективность формирования адаптационных реакций, а также увеличивающее вероятность попадания внешнего КВЧ сигнала в полосу собственных биологически активных резонансных частот пациента.
Использование режима амплитудной модуляции позволяет реализовать дополнительный (причем, более селективный) канал доставки информации путем выделения (детектирования) сигнала с использованием нелинейности ВАХ клеточных структур.
Особенно это наглядно проявляется при резонансном взаимодействии ЭМИ КВЧ диапазона с белковыми структурами, что неплохо согласуется с существующими моделями. В частности, авторами антенной модели [13] предполагается, что внешняя энергия крайневысокочастотных излучений активирует периферийные субъединицы (не обязательно идентичной структуры). В результате активного обмена по биохимическим каналам связи между периферийными акцепторами (получившими закодированную энергию) и центром -ассоциатом (в данном случае ионом металла гемсодержащих белков), последний получает информацию и энергию, что и вызывает определенные биологические процессы.
Не вдаваясь в подробное описание данной антенной модели, представим только полученные в ней выводы.
1. Наибольший эффект воздействия внешнего монохроматического поля f(t)=focos{t реализуется в условиях коллективного резонанса периферийных субъедениц и активного центра-ассоциата.
W1 = w, W2 = w,
2. При реализации амплитудной модуляции внешнего сигнала имеют место дополнительные возможности резонансного воздействия на биомакромолекулы на частотах:
| W1,2= | { |
{, { + W, { - W. |
1. Учет нелинейности при квадратичной связи для монохроматического сигнала привносит дополнительный резонанс на второй гармонике
W1,2 = 2w.
2. Учет нелинейности при амплитудной модуляции определяет еще ряд резонансных возможностей
| W1,2= | { |
{, 2{, 2{ ± W, 2({ ± W). |
Представленные выводы демонстрируют огромные и неиспользуемые в современной медицинской КВЧ аппаратуре возможности для "тонкой" внешней регулировки состояния организма с помощью параметров сигналов используемых для амплитудной и частотной модуляции при заданной биологически активной резонансной частоте.
Фактически, речь идет о создании принципиально новых аппаратов для КВЧ-терапии предоставляющих широкие возможности полезного регуляторного воздействия на динамику метаболических процессов организма с учетом его индивидуальных и общих особенностей, путем контроля и влияния на его сложную и многомерную структуру с помощью некоторой заданной пространственно-временной организации КВЧ - сигнала.
В заключение, хотелось бы отметить, что высокая чувствительность живых организмов к ЭМИ, зависимость биологических эффектов от частоты и спектрального состава сигнала не только формирует специфические требования к аппаратам для КВЧ-терапии и КВЧ-профилактики, но и скрывает огромное количество неисследованных и нереализованных возможностей для коррекции биоэнергоинформационного статуса организма с последующей нормализацией его функционального состояния.
Заболотный П.И., Яцуненко А.Г. Украина, г.Днепропетровск
Институт технической механики НАН и НКА Украины
Дата публікації: 01.02.2010
Statistics: 233
