RU2005509C1

RU2005509C1 - Method for control of functional condition of biological object predominantly for correction of pathology

Info

Publication number: RU2005509C1
Authority: RU
Inventors: Владимир Павлович Попонин
Original assignee: Владимир Павлович Попонин
Priority date: 1992-02-17
Filing date: 1992-02-17
Publication date: 1994-01-15

Abstract

FIELD: veterinary medicine; biology. SUBSTANCE: method involves creation of magnetic fields with constant and modulated components of tension vector. Also created is low-intensity electromagnetic radiation with modulated parameters. The combination of exposure to alternating magnetic field, modulated electromagnetic radiation and permanent magnetic field helps correct the pathological condition with selective effect of these fields on metabolism. EFFECT: higher method effectiveness. 5 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к методам магниторадиотерапии и может быть использовано, преимущественно в биологии и ветеринарии. The invention relates to methods of magnetoradiotherapy and can be used mainly in biology and veterinary medicine.

Известен способ управления функциональным состоянием биологического объекта, включающий воздействие на биологический объект постоянным магнитным полем (патент США N 3890953, А 61 N 1/42, 1975). Данное воздействие осуществляет локальную коррекцию в зоне действия, причем, указанная коррекция способствует росту костей и других тканей тела, а также позволяет стимулировать восстановительные процессы. A known method of controlling the functional state of a biological object, including exposure to a biological object with a constant magnetic field (US patent N 3890953, A 61 N 1/42, 1975). This effect provides local correction in the area of coverage, and this correction contributes to the growth of bones and other body tissues, and also allows you to stimulate recovery processes.

Недостатком указанного способа является то, что воздействие осуществляется не дозировано, при коррекции невозможно осуществить избирательное действие поля, а также нельзя воздействовать на конкретное звено метаболизма, отвечающее за данное патологическое состояние. The disadvantage of this method is that the effect is not dosed, during correction it is impossible to carry out the selective action of the field, and it is also impossible to influence a specific metabolic link responsible for this pathological condition.

Также известен способ воздействия на регуляцию клеточных функций, включающий воздействие на клетку слабым неионизирующим электромагнитным излучением (а. с. СССР N 552090 кл. A 61 N 5/02, 1971), при реализации которого осуществляется стимуляция процессов в клетке или их ослабление в зависимости от параметров воздействия. Also known is a method of influencing the regulation of cellular functions, including exposing a cell to weak non-ionizing electromagnetic radiation (a.c. USSR N 552090 class A 61 N 5/02, 1971), the implementation of which stimulates processes in the cell or attenuates them depending from exposure parameters.

Недостатком указанного способа является то, что он недостаточно эффективен и не обладает необходимой избирательностью для коррекции соответствующего вида патологий. The disadvantage of this method is that it is not effective enough and does not have the necessary selectivity for the correction of the corresponding type of pathology.

Также известен способ коррекции функционального состояния биологического объекта, включающий создание магнитного поля с постоянной и переменной составляющей вектора напряженности (см. патент США N 4932591, кл. A 61 N 1/40, 1990). Данный способ позволяет осуществлять воздействие на обменные процессы в клетках и управлять биохимическими реакциями при данном метаболизме, однако, малая избирательность и степень воздействия на клеточном уровне не позволяют считать данную систему достаточно эффективной. Also known is a method of correcting the functional state of a biological object, including creating a magnetic field with a constant and variable component of the tension vector (see US patent N 4932591, CL A 61 N 1/40, 1990). This method allows you to influence the metabolic processes in cells and control biochemical reactions in this metabolism, however, the low selectivity and the degree of exposure at the cellular level do not allow us to consider this system quite effective.

Наиболее близким к предложенному является способ управления функциональным состоянием биологического объекта, преимущественно при коррекции патологического состояния, включающий одновременное воздействие на биологический объект постоянным магнитным полем и неионизирующим электромагнитным излучением. Closest to the proposed is a method of controlling the functional state of a biological object, mainly in the correction of a pathological condition, including the simultaneous exposure of a biological object with a constant magnetic field and non-ionizing electromagnetic radiation.

Наибольший эффект, как показывает практика использования данного способа, наступает при сочетанном воздействии на процессы, происходящие в клетках биообъекта, при этом, в данном случае электромагнитное воздействие низкой интенсивности создается посредством излучающих диодов, а магнитное поле - посредством катушек, окружающих лазерные диоды. The greatest effect, as the practice of using this method shows, occurs when there is a combined effect on the processes occurring in the cells of a biological object, in this case, low-intensity electromagnetic action is created by means of emitting diodes, and the magnetic field is produced by coils surrounding the laser diodes.

Несмотря на наиболее высокий эффект воздействия по сравнению с указанными выше способами, данный способ не позволяет влиять строго избирательно на тот или иной механизм при конкретном метаболизме, управлять заданной биохимической реакцией в клетках, изменять проницаемость клеточных мембран. Все это не позволяет считать способ по известному техническому решению достаточно эффективным. Despite the highest impact effect compared to the above methods, this method does not allow you to strictly selectively affect one or another mechanism in a particular metabolism, control a given biochemical reaction in cells, or change the permeability of cell membranes. All this does not allow us to consider the method according to the known technical solution sufficiently effective.

Целью настоящего изобретения является повышение эффективности действия способа, увеличение избирательности действия и повышение эффективности стимуляции необходимых процессов в клетке при коррекции текущего патологического состояния. The aim of the present invention is to increase the efficiency of the method, increase the selectivity of the action and increase the efficiency of stimulation of the necessary processes in the cell when correcting the current pathological condition.

Указанная цель достигается тем, что дополнительно на биологический объект воздействуют переменным магнитным полем с вектором напряженности, параллельным вектору напряженности постоянного магнитного поля, при этом используют модулированное низкоинтенсивное электромагнитное излучение в диапазоне частот модуляции со средней частотой равной сумме гармоник частоты переменного магнитного поля с гармониками и/или субгармониками и/или дробными гармониками циклотронной частоты, по крайней мере, одного вида биологического иона, участвующего в метаболизме данного патологического состояния, в воздействующем на биообъект постоянном магнитном поле. А также тем, что осуществляют амплитудную, импульсную, фазовую или частотную модуляцию электромагнитного излучения. This goal is achieved by the fact that an additional biological object is exposed to an alternating magnetic field with an intensity vector parallel to the constant magnetic field intensity vector, while using modulated low-intensity electromagnetic radiation in the modulation frequency range with an average frequency equal to the sum of the harmonics of the frequency of the alternating magnetic field with harmonics and / or subharmonics and / or fractional harmonics of the cyclotron frequency of at least one type of biological ion, participating th in the metabolism of the pathological condition, the impact on the biological object constant magnetic field. And also by the fact that they carry out amplitude, pulse, phase or frequency modulation of electromagnetic radiation.

Поиск, проведенный по научно-технической литературе, показал, что предложенная совокупность признаков неизвестна, т. е. предложенное техническое решение соответствует критерию "новизна". A search conducted in scientific and technical literature showed that the proposed set of features is unknown, that is, the proposed technical solution meets the criterion of "novelty."

Проверка работы макета системы, реализующей указанные материальные воздействия, и оценка эффекта позволяют сделать вывод о соответствии технического решения критерию "промышленная применимость". Checking the operation of the layout of the system that implements the specified material effects, and evaluating the effect allow us to conclude that the technical solution meets the criterion of "industrial applicability".

Поскольку указанная совокупность признаков позволяет получить новый эффект - целенаправленное и дозированное воздействие на реакции при конкретном метаболизме, то есть тот эффект который не был получен всеми известными ранее средствами, то предложенное техническое решение соответствует критерию "изобретательский уровень". Since this set of features allows you to get a new effect - a targeted and dosed effect on the reaction with a specific metabolism, that is, the effect that was not obtained by all previously known means, the proposed technical solution meets the criterion of "inventive step".

На чертеже представлена блок-схема реализации данного способа. Система включает средство создания постоянного магнитного поля 1, в качестве которого могут быть использованы постоянные магниты или регулируемые источники постоянного тока с соответствующими индуктивными элементами в качестве нагрузки, расположение которых и определяет геометрию (т. е. направление вектора напряженности) постоянного магнитного поля в зоне биообъекта. Средство 2 создания магнитного поля с изменяющимся во времени, по крайней мере, одним параметром, например, направлением вектора напряженности или величиной амплитуды магнитного поля, которое может быть выполнено в виде совокупности индуктивностей или частей обмоток многофазного статора электромашины, сообщенных с блоком 3 управления параметрами магнитного поля, который может быть выполнен в виде генератора с перестраиваемыми параметрами, усилителя мощности и коммутатора, подключающего соответствующие индуктивности или части обмоток к усилителям мощности. При этом в варианте исполнения системы, средства 1 и 2 могут быть объединены в один блок, выполненный в виде ряда задающих генераторов, связанных с усилителями мощности с возможностью сдвига уровня сигнала у последних, то есть получения постоянной составляющей тока, которые посредством коммутатора могут быть подключены к соответствующим индуктивностям или частям обмоток. Источник 4 электромагнитного излучения может быть выполнен в виде лазера или источника СВЧ или КВЧ с соответствующим блоком 5 управления параметрами электромагнитного излучения. В качестве блоков 4 и 5 может использоваться система типа лазерного блока "Урожай". Выход источника 4 сообщен с блоком 6 модуляции, в качестве которого может быть использована в случае лазера ячейка Керра, в случае источника СВЧ - механический модулятор типа управляемой "шторки" и т. д. Блок 7 управления модуляцией электромагнитного поля выполнен в виде, например, блока управления ячейкой Керра или привода управляемой шторки связан с блоком 6 модуляции. Магнетометр 8 позволяет регистрировать параметры как постоянного так и переменного магнитного поля (не превышающих 1 тесла). The drawing shows a block diagram of the implementation of this method. The system includes a means of creating a constant magnetic field 1, which can be used permanent magnets or adjustable sources of direct current with the corresponding inductive elements as a load, the location of which determines the geometry (i.e., the direction of the intensity vector) of the constant magnetic field in the area of the biological object . Means 2 for creating a magnetic field with at least one parameter varying in time, for example, the direction of the intensity vector or the magnitude of the amplitude of the magnetic field, which can be made in the form of a set of inductances or parts of the windings of a multiphase stator of an electric machine communicated with the magnetic parameter control unit 3 fields, which can be made in the form of a generator with tunable parameters, a power amplifier and a switch connecting the corresponding inductances or parts of to the power amplifiers. Moreover, in the embodiment of the system, the means 1 and 2 can be combined into one unit, made in the form of a series of master generators connected with power amplifiers with the ability to shift the signal level of the latter, that is, to obtain a constant current component that can be connected via a switch to the corresponding inductances or parts of the windings. The electromagnetic radiation source 4 can be made in the form of a laser or a microwave or EHF source with a corresponding unit 5 for controlling the parameters of electromagnetic radiation. As blocks 4 and 5, a system such as the "Harvest" laser block type can be used. The output of the source 4 is communicated with the modulation unit 6, which can be used in the case of a laser Kerr cell, in the case of a microwave source - a mechanical modulator such as a controlled "curtain", etc. The control unit 7 for modulating the electromagnetic field is made, for example, a Kerr cell control unit or a controlled curtain drive is coupled to a modulation unit 6. Magnetometer 8 allows you to record the parameters of both a constant and an alternating magnetic field (not exceeding 1 tesla).

Способ осуществляется следующим образом. Определяют вид биологического иона (или нескольких видов) который участвует в метаболизме данного патологического состояния. Задают величину напряженности постоянного магнитного поля средством 1, магнетометром 8 можно уточнять этот параметр для его коррекции в процессе воздействия. Включают источник 4 электромагнитного излучения, например, лазер, выходной сигнал которого представляет собой низкоинтенсивное неионизирующее излучение (то же имеет место и в отношении СВЧ и КВЧ излучения). Осуществляют фазовую, амплитудную, частотную или импульсную модуляцию электромагнитного излучения либо посредством блока 5, либо блоков 6 и 7. Дополнительно осуществляют воздействие на биообъект магнитным полем, реализуемым средством 2 создания магнитного поля с изменяющимся во времени по крайней мере одним параметром. Управление величиной этого изменяющегося параметра осуществляется блоком 3.
В данном случае средством 2 создают вращающееся магнитное поле с вектором напряженности перпендикулярным вектору напряженности постоянного магнитного поля, а частота модуляции низкоинтенсивного электромагнитного излучения выбирается равной сумме гармоник частоты вращения магнитного поля с гармониками и/или субгармониками и/или дробными гармониками циклотронной частоты по крайней мере одного вида биологического иона участвующего в метаболизме данного патологического состояния в воздействующем на объект постоянном магнитном поле и с частотным сдвигом последних равным сдвигу Блоха-Зейгерта.The method is as follows. The type of biological ion (or several species) that is involved in the metabolism of this pathological condition is determined. The magnitude of the constant magnetic field is set by means 1, magnetometer 8, you can refine this parameter for its correction during exposure. The source 4 of electromagnetic radiation is switched on, for example, a laser, the output signal of which is low-intensity non-ionizing radiation (the same holds for microwave and EHF radiation). Phase, amplitude, frequency or pulsed modulation of electromagnetic radiation is carried out either by means of block 5 or blocks 6 and 7. Additionally, a magnetic field is applied to the biological object, implemented by means of creating a magnetic field 2 with at least one parameter varying in time. The value of this variable parameter is controlled by block 3.
In this case, means 2 create a rotating magnetic field with a vector of intensity perpendicular to the vector of constant magnetic field strength, and the modulation frequency of low-intensity electromagnetic radiation is chosen equal to the sum of harmonics of the frequency of rotation of the magnetic field with harmonics and / or subharmonics and / or fractional harmonics of the cyclotron frequency of at least one type of biological ion involved in the metabolism of this pathological condition in a constant magnetic field acting on the object and with a frequency shift of the latter equal to the Bloch-Seigert shift.

П р и м е р. На растения контрольной и опытной партий подействовали угнетающим фактором - поливали водой с повышенным солесодержанием. После чего прекратили полив и на опытную партию осуществляли воздействие низкоинтенсивным электромагнитным излучением СВЧ и постоянным и переменным магнитными полями. Сравнение результатов экспериментов показало, что восстановление нормального состояния у растений опытной партии произошло быстрее в 1,8 раза. Воздействие на нормальные растения в контрольной партии с целью стимуляции их роста показало, что по сравнению с известным воздействием (см. журнал "Электронная обработка материалов" 1986 г. , N 4, с. 61-63) совокупность указанных воздействий позволяет более эффективно, почти в 1,5-1,7 раза осуществлять стимуляцию растений. PRI me R. The plants of the control and experimental lots were affected by a depressing factor - they were watered with water with high salinity. After that, watering was stopped and the experimental batch was exposed to low-intensity electromagnetic radiation from microwave and constant and alternating magnetic fields. A comparison of the experimental results showed that the restoration of the normal state in the plants of the experimental batch occurred 1.8 times faster. The impact on normal plants in the control lot in order to stimulate their growth showed that, in comparison with the known exposure (see the journal "Electronic Materials Processing" 1986, N 4, pp. 61-63), the combination of these effects allows more efficient, almost 1.5-1.7 times to stimulate plants.

Сравнение указанных воздействий данного способа при применении в качестве источника низкоинтенсивного электромагнитного излучения лазера показало, что по сравнению с воздействием осуществляемым системой "Урожай" эффект возрастает на 35% . Comparison of the indicated effects of this method when used as a source of low-intensity electromagnetic radiation from a laser showed that, compared with the exposure carried out by the Harvest system, the effect increases by 35%.

Проведенные эксперименты на животных показали, что по сравнению с известными приборами "Узор" или "Урожай" эффект воздействия - т. е. локализация патологии и ее полное подавление - составляет 20-25% . Воздействие по предложенному способу при использовании в качестве источника электромагнитного излучения генератора СВЧ позволило по сравнению с известными промышленными устройствами СВЧ излучения достичь увеличения эффективности на 25-30% при локализации патологической зоны и стимуляции состояния биологического объекта - млекопитающего. Animal experiments have shown that, compared with the well-known "Pattern" or "Harvest" instruments, the effect of the action — that is, the localization of the pathology and its complete suppression — is 20-25%. The impact of the proposed method when using a microwave generator as an electromagnetic radiation source made it possible to achieve an increase in efficiency of 25-30% when localizing a pathological zone and stimulating the state of a biological object, a mammal, as compared to known industrial microwave devices.

Сравнение эффективности предложенного способа и способов, описанных в кн. В. К. Бурилкова и Г. М. Крочика "Биологическое действие лазерного излучения", Кишинев, Штиинца, 1989 г. позволило сделать вывод о том, что сочетание действия магнитного поля и модулированного низкоинтенсивного электромагнитного излучения позволяет очень эффективно стимулировать обменные процессы в клетках растений, то же можно утверждать и о животных после сравнения результатов опытов с данными, указанными в книге "Гигиенические аспекты использования лазерного излучения в народном хозяйстве", М. , 1982, с. 154. Данное сочетание воздействия является достаточно эффективным как для растений, так и для любого млекопитающего, поскольку эффект воздействия на клеточном уровне и на отражающем метаболизм биохимическом уровне одинаков. (56) Заявка ЕПВ N 0228537, кл. A 61 N 1/42, 1987. Comparison of the effectiveness of the proposed method and the methods described in the book. V.K. Burilkova and G.M. Krochik, “The biological effect of laser radiation”, Chisinau, Shtiintsa, 1989, made it possible to conclude that the combination of the action of a magnetic field and modulated low-intensity electromagnetic radiation can very efficiently stimulate metabolic processes in plant cells , the same can be said about animals after comparing the results of experiments with the data specified in the book "Hygienic aspects of the use of laser radiation in the national economy", M., 1982, p. 154. This combination of effects is quite effective both for plants and for any mammal, since the effect of exposure at the cellular level and at the biochemical level reflecting metabolism is the same. (56) Application EPO N 0228537, cl. A 61 N 1/42, 1987.

Claims

1. METHOD FOR CONTROLLING THE FUNCTIONAL STATE OF A BIOLOGICAL OBJECT IS PRESENTLY FOR CORRECTION OF THE PATHOLOGICAL STATE, including the simultaneous exposure of a biological object to a constant magnetic field and low-intensity nonionizing electromagnetic radiation, characterized by the fact that the field vector is additionally magnetized with a biomend using modulated low-intensity electromagnetic radiation in the range e modulation frequencies with an average frequency equal to the sum of the harmonics of the frequency of rotation of the magnetic field with harmonics and / or subharmonics and / or fractional harmonics of the cyclotron frequency of at least one biological ion involved in the metabolism of this pathological condition in a constant magnetic field acting on the biological object with a frequency shift of the latter equal to the Bloch-Seigert frequency shift.

2. The method according to p. 1, characterized in that the amplitude modulation of electromagnetic radiation.

3. The method according to p. 1, characterized in that they carry out pulse modulation of electromagnetic radiation.

4. The method according to p. 1, characterized in that they carry out phase modulation of electromagnetic radiation.

5. The method according to p. 1, characterized in that the frequency modulation of electromagnetic radiation.