RU2494376C1 - Способ информационного квч воздействия на живой организм - Google Patents
Способ информационного квч воздействия на живой организм Download PDFInfo
- Publication number
- RU2494376C1 RU2494376C1 RU2012114175/07A RU2012114175A RU2494376C1 RU 2494376 C1 RU2494376 C1 RU 2494376C1 RU 2012114175/07 A RU2012114175/07 A RU 2012114175/07A RU 2012114175 A RU2012114175 A RU 2012114175A RU 2494376 C1 RU2494376 C1 RU 2494376C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- lasers
- pulse
- ehf
- radiation
- pulses
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Radiation-Therapy Devices (AREA)
- Laser Surgery Devices (AREA)
Abstract
Способ информационного КВЧ воздействия на живой организм относится к области биологии и медицины и может быть использован для стимуляции жизнедеятельности живых организмов или растений, в частности для лечения ряда заболеваний человека и животных. Технический результат - упрощение процесса и обеспечение стабильных параметров информационного крайне высокочастотного (КВЧ) воздействия на живой организм с использованием лазерных систем. Способ заключается в облучении живого организма электромагнитными волнами малой интенсивности с использованием лазерного излучения в качестве электромагнитных волн малой интенсивности. Для облучения биологического объекта применяют лазеры ультракоротких импульсов, например, или лазеры на основе титан-сапфира с керровской линзой, или волоконные лазеры с диодной накачкой, задают период импульсов длительностью от 0,3 до 33,4 пикосекунд, длительность импульсов формируют в зависимости от величины скважности, взятой в диапазоне свыше 1 до 6680 включительно. В частности, в режиме меандра назначают длительность импульсов от 0,15 до 16,70 пикосекунд. При этом формируют импульсы с очертаниями в виде колоколообразной кривой. 4 з.п. ф-лы, 2 табл., 3 ил.
Description
Изобретение относится к области биологии и медицины и может быть использовано для стимуляции жизнедеятельности живых организмов или растений, в частности для лечения ряда заболеваний человека и животных.
Известны способы облучения живых организмов или растений, заключающиеся в формировании расходящегося поток излучения от гелий-неонового лазера, который направляют на стимулируемый биообъект. При этом, расстояние от центра рассеивания потока оптического излучения от лазера до облучаемого биообъекта определяют из условия наличия фоторезонанса в клетках облучаемого биообъекта в зависимости от величины интенсивности потока оптического излучения и угла рассеивания этого потока (патент №2005344 по МПК - A01G 7/04, A01K 29/00, A61N 5/06; опубл. 15.01.1994 г.) (аналог).
Однако известные способы предполагают облучение биообъекта только в оптическом диапазоне и не учитывают особенности влияния электромагнитных излучений крайне высокой частоты.
Известны способы биостимуляции сельскохозяйственной птицы электромагнитным оптическим излучением, при которых на область груди цыплят-бройлеров в суточном возрасте однократно воздействуют низкоинтенсивным сканирующим лазерным излучением красного диапазона, пропущенным через пространственный модулятор при соблюдении длины волны 658 нм, длительности импульсов 250 нс, частоты импульсов 80 Гц, мощности излучения лазера 50 мВт, экспозиции излучения 60, 120 и 1,80 с (патент №2439876 по МПК - A01K 31/00; опубл. 20.01.2012 г,) (аналог).
Однако указанные способы, судя по частоте импульсов в 80 Гц, относятся к низкочастотным методам биостимуляции живых объектов и поэтому не применимы в крайневысокочастотном (КВЧ) диапазоне.
Известен также способ информационного КВЧ воздействия на живой организм, заключающийся в облучении биологически активных точек живого организма электромагнитными волнами малой интенсивности, причем в качестве электромагнитных волн малой интенсивности используют лазерное излучение, промодулированное информационным сигналом КВЧ диапазона. При этом лазерное излучение, промодулированное информационным сигналом КВЧ диапазона, формируют путем генерации в лазере одновременно по крайней мере двух мод, разность частот между которыми находится в окрестности хотя бы одной из трех величин: 66,1, 53,6 и 42,25 ГГц (патент №2109273 по МПК - G01N 22/00, A61N 5/02; опубл. 20.04.1998 г.) (прототип).
Известный способ обладает следующими недостатками:
а) модуляция лазерного излучения информационным сигналом КВЧ диапазона является сложной процедурой, при котором не удается осуществить быструю перестройку модулятора на другие частоты и обеспечить требуемые частотные характеристики;
б) модуляция лазерного излучения информационным сигналом КВЧ диапазона требуется специальный модулятор;
в) модулятор лазерного излучения подвергается значительному перегреву, что приводит к дестабилизации процессов модуляции и нарушению режимов облучения.
Задачами (целью) изобретения является упрощение процесса и обеспечение стабильных параметров информационного крайневысокочастотного (КВЧ) воздействия на живой организм с использованием лазерных систем.
Указанные задачи достигается тем, что в способе информационного КВЧ воздействия на живой организм, заключающемся в облучении живого организма электромагнитными волнами малой интенсивности с использованием лазерного излучения в качестве электромагнитных волн малой интенсивности, для облучения биологического объекта применяют лазеры ультракоротких импульсов, например или лазеры на основе титан-сапфира с керровской линзой, или волоконные лазеры с диодной накачкой, задают период импульсов длительностью от 0,3 до 33,4 пикосекунд, длительность импульсов формируют в зависимости от величины скважности, взятой в диапазоне свыше 1 до 6680 включительно, в частности в режиме меандра назначают длительность импульсов от 0,15 до 16,70 пикосекунд, при этом формируют импульсы с очертаниями в виде колоколообразной кривой на графике функции φ=f(t), где φ - поверхностная плотность потока излучения, t - время.
На фиг.1 в сопоставительном масштабе приведены разновидности серий теоретических импульсов одинакового периода при скважности больше двух (при длительности импульса τ1) и при скважности, равной двум (при длительности импульса τ2); на фиг.2 представлена серия лазерных импульсов колоколообразной формы с экспоненциальным фронтом; на фиг.3 показан вид электрического поля лазерных импульсов. На фигурах обозначены: t - время; Т - период импульсов; τ - длительность импульса.
Способ информационного КВЧ воздействия на живой организм осуществляют следующим образом.
Облучают живой организм электромагнитными волнами малой интенсивности. В качестве электромагнитных волн малой интенсивности используют импульсное лазерное излучение с периодом импульсов длительностью от 0,3 до 33,4 пикосекунд. Период импульсов ориентировочно выбирают по таблице 1, а при необходимости более точного расчета используют формулы
где ν - частота импульсов, соответствующих частоте крайневысокочастотных электромагнитных излучений (КВЧ ЭМИ); c0 - скорость света в вакууме, c0=2,99792·108 м/с; λ - длина волны; Т - период импульсов.
Таблица 1. | ||
Соответствие длины волны с частотой и периодом импульсов лазера | ||
Длина волны КВЧ ЭМИ, мм |
Частота ν, ГГц | Необходимый период Т импульсов лазера, пс |
10 | 29,979 | 33,4 |
9 | 33,310 | 30,0 |
8 | 37,474 | 26,7 |
7 | 42,827 | 23,4 |
6 | 49,965 | 20,0 |
5 | 59,958 | 16,7 |
4 | 74,948 | 13,3 |
3 | 99,931 | 10,0 |
2 | 149,896 | 6,7 |
1 | 299,792 | 3,3 |
0,9 | 333,102 | 3,0 |
0,8 | 374,740 | 2,7 |
0,7 | 428,274 | 2,3 |
0,6 | 499,653 | 2,0 |
0,5 | 599,584 | 1,7 |
0,4 | 749,480 | 1,3 |
0,3 | 999,307 | 1,0 |
0,2 | 1498,960 | 0,7 |
0,1 | 2997,920 | 0,3 |
Для обеспечения условия информационного воздействия электромагнитным излучением низкой интенсивности на многоклеточные организмы, в том числе на растения, животных и человека, принимают такое излучение, поверхностная плотность потока которого не превышает 10 мВт/см2.
Поверхностную плотность потока излучения вычисляют по формуле:
где Ф - поток (мощность) излучения; S - площадь поверхности, на которую направляют излучение.
Для облучения клеток и субклеточных структур поверхностную плотность потока излучения принимают на несколько порядков меньше.
Для облучения биологического объекта применяют лазеры ультракоротких импульсов, например или лазеры на основе титан-сапфира с керровской линзой, или волоконные лазеры с диодной накачкой. В зависимости от требуемой величины скважности задают длительность импульсов. При этом формируют импульсы с очертаниями в виде колоколообразной кривой на графике функции φ=f(t), где φ - поверхностная плотность потока излучения, t - время.
Скважность вычисляют по формуле:
где Т - период импульсов; τ - длительность импульса.
Величину скважности оценивают исходя из факта, что известные лазеры ультракоротких импульсов позволяют получать самые короткие импульсы длительностью до 5 фемтосекунд. При такой постановке получают диапазон величин скважности 1<Q≤6680.
В частности, при отсутствии особых указаний по величине скважности считают наиболее целесообразным скважность, равную двум (Q=2). Таким образом, для имитации воздействия КВЧ ЭМИ при помощи импульсов лазерного излучения наиболее целесообразно импульсное излучение со скважностью, равной двум - меандр. Длительность импульсов и длительность паузы в периоде такого воздействия равны и характер импульс получил название «меандр». В режиме меандра назначают длительность импульсов от 0,15 до 16,7 пикосекунд.
Реальный лазерный импульс получают не строго прямоугольным по форме (как это показано на фиг.1), а получают сформированный непосредственно в лазерной системе импульс, график которой представляет собой колоколообразную кривую, имеющую экспоненциальный фронт, после которого функция проходит через максимум и уменьшается до нуля. Таким образом, серия лазерных импульсов выглядит в виде изображения, показанного на фиг.2, а электрическое поле имеет огибающую в виде периодической функции (фиг.3).
Пример. Провели оценочные расчеты и подбор лазера, имитирующего КВЧ ЭМИ относительно наиболее употребляемого в микроволновой экспериментальной биологии излучения с длиной волны λ=7,1 мм. Рассчитали требуемую частоту импульсов ν=42,2 ГГц. Определили период импульсов Т=23,68 пс. Назначили длительность импульса, например, при использовании меандра τ=11,84 пс. Из серии лазеров ультракоротких импульсов выбрали пикосекундный лазер, например, с длиной волны излучения 1060 нм (ближний инфракрасный диапазон оптических излучений).
Заявленный способ, основанный на облучении биообъектов ультракоторокими импульсами электромагнитных излучений оптического диапазона с частотами импульсов, которые соответствуют частотам крайневысокочастотных излучений (миллиметрового и субмиллиметрового диапазонов длин волн), позволяет получить определенный биологический эффект, схожий с действием крайневысокочастотных электромагнитных излучений. Использование импульсных лазерных систем позволяет упростить процесс облучения и биологической стимуляции. Исключение модулятора позволяет обеспечить стабилизацию параметров информационного крайневысокочастотного воздействия на живой организм. Таким образом, открывается еще одна область использования лазеров ультракоротких импульсов, а именно, применение их для исследования информационного воздействия на живые объекты и биологической стимуляции. Приведенные сведения позволяют произвести предварительный подбор лазера, который потенциально мог бы считаться квазибиологическим. Кроме того, в научных исследованиях открываются возможности получения новых эффектов воздействия электромагнитных излучений на объекты живой природы с более высокой воспроизводимостью результатов экспериментов.
Claims (5)
1. Способ информационного КВЧ воздействия на живой организм, заключающийся в облучении живого организма электромагнитными волнами малой интенсивности с использованием лазерного излучения в качестве электромагнитных волн малой интенсивности, отличающийся тем, что для облучения биологического объекта применяют лазеры ультракоротких импульсов, задают период импульсов длительностью от 0,3 до 33,4 пикосекунд и формируют импульсы с очертаниями в виде колоколообразной кривой на графике функции φ=f(t), где φ - поверхностная плотность потока излучения; t - время.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что длительность импульсов формируют в зависимости от величины скважности, взятой в диапазоне свыше 1 до 6680 включительно.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в режиме меандра назначают длительность импульсов от 0,15 до 16,70 пикосекунд.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что для облучения биологического объекта применяют лазеры на основе титан-сапфира с керровской линзой.
5. Способ по п.1, отличающийся тем, что для облучения биологического объекта применяют волоконные лазеры с диодной накачкой.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012114175/07A RU2494376C1 (ru) | 2012-04-10 | 2012-04-10 | Способ информационного квч воздействия на живой организм |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012114175/07A RU2494376C1 (ru) | 2012-04-10 | 2012-04-10 | Способ информационного квч воздействия на живой организм |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2494376C1 true RU2494376C1 (ru) | 2013-09-27 |
Family
ID=49254134
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012114175/07A RU2494376C1 (ru) | 2012-04-10 | 2012-04-10 | Способ информационного квч воздействия на живой организм |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2494376C1 (ru) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2109273C1 (ru) * | 1997-02-19 | 1998-04-20 | Василий Иванович Гвоздев | Способ информационного квч воздействия на живой организм |
EP1021223B1 (en) * | 1997-10-10 | 2004-10-27 | Virulite Limited | Electromagnetic radiation therapy |
US7951181B2 (en) * | 2000-08-16 | 2011-05-31 | Vanderbilt University | System and methods for optical stimulation of neural tissues |
US20110245897A1 (en) * | 2003-01-24 | 2011-10-06 | Photothera, Inc. | Low level light therapy for enhancement of neurologic function |
RU2439876C2 (ru) * | 2010-03-15 | 2012-01-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Новгородский государственный университет имени Ярослава Мудрого | Способ биостимуляции сельскохозяйственной птицы электромагнитным оптическим излучением и устройство для его осуществления |
-
2012
- 2012-04-10 RU RU2012114175/07A patent/RU2494376C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2109273C1 (ru) * | 1997-02-19 | 1998-04-20 | Василий Иванович Гвоздев | Способ информационного квч воздействия на живой организм |
EP1021223B1 (en) * | 1997-10-10 | 2004-10-27 | Virulite Limited | Electromagnetic radiation therapy |
US7951181B2 (en) * | 2000-08-16 | 2011-05-31 | Vanderbilt University | System and methods for optical stimulation of neural tissues |
US20110245897A1 (en) * | 2003-01-24 | 2011-10-06 | Photothera, Inc. | Low level light therapy for enhancement of neurologic function |
RU2439876C2 (ru) * | 2010-03-15 | 2012-01-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Новгородский государственный университет имени Ярослава Мудрого | Способ биостимуляции сельскохозяйственной птицы электромагнитным оптическим излучением и устройство для его осуществления |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN109124759B (zh) | 协同电脉冲信号的生成方法、装置、介质及电子设备 | |
Chernov et al. | Infrared neural stimulation: a new stimulation tool for central nervous system applications | |
Cayce et al. | Pulsed infrared light alters neural activity in rat somatosensory cortex in vivo | |
Ng | Non-ionizing radiations–sources, biological effects, emissions and exposures | |
Chernov et al. | Histological assessment of thermal damage in the brain following infrared neural stimulation | |
Farah et al. | Holographically patterned activation using photo-absorber induced neural–thermal stimulation | |
Barolet et al. | Importance of pulsing illumination parameters in low-level-light therapy | |
Mantineo et al. | Low-level laser therapy on skeletal muscle inflammation: evaluation of irradiation parameters | |
Anders et al. | Comparison of light penetration of continuous wave 810 nm and superpulsed 904 nm wavelength light in anesthetized rats | |
Amaroli et al. | Paramecium: a promising non-animal bioassay to study the effect of 808 nm infrared diode laser photobiomodulation | |
Tozburun et al. | A compact laparoscopic probe for optical stimulation of the prostate nerves | |
RU2494376C1 (ru) | Способ информационного квч воздействия на живой организм | |
Riegel et al. | Fundamental information | |
Chou | Thirty‐five years in bioelectromagnetics research | |
Fang et al. | Modeling of skin tissue ablation by nanosecond pulses from ultraviolet to near-infrared and comparison with experimental results | |
Coventry et al. | Short-wave infrared neural stimulation drives graded sciatic nerve activation across a continuum of wavelengths | |
RU2556608C2 (ru) | Способ неинвазивной полихроматической световой импульсной терапии | |
JPWO2015111091A1 (ja) | 電位変動式医療機器 | |
Plavskiĭ et al. | How the biological activity of low-intensity laser radiation depends on its modulation frequency | |
CN110251081A (zh) | 照射参数处理方法、装置、系统及计算机可读存储介质 | |
KR101580036B1 (ko) | 레이저 전자기 융합 치료장치 | |
Kubacki | Biological interaction of pulse-modulated electromagnetic fields and protection of humans from exposure to fields emitted from radars | |
KR101773983B1 (ko) | 모발과 피부 조직의 성장을 촉진하는 장치 | |
Keene | The science of light biostimulation and low level laser therapy (LLLT) | |
Shaw et al. | Modalities Part 2: Laser Therapy |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150411 |