Одним з таких нових напрямків в охороні здоров'я є широке застосування медичних
комп'ютерних технологій і інформаційних систем, нових методів діагностики, лікування і профілактики хвороб. Наприклад, у даний час існує цілий ряд пристроїв, де застосовуються електромагнітні поля (ЕМП) надвисокочастотного НВЧ (MR) і крайвисокочастотного КВЧ (КR) діапазонів для подразнення збудливих структур організму. Так, експериментальними і клінічними дослідженнями встановлено, що КВЧ терапія стимулює седативні, захисні системи організму, нормалізує імунний статус, захищає від факторів агресії, сприяє нормалізації місцевих репаративних процесів, тобто спостерігається досить стійкий лікувально-діагностичний ефект [17].

При всіх схемно-конструктивних варіаціях вже існуючої і нової лікувально-діагностичної КВЧ апаратури контроль фізіологічного стану фактично здійснюється двома методами. Один з них базується на дослідженні спектрів випромінювання живих клітин (зокрема, клітин крові) за фізичними ефектами взаємодії їх із зовнішньою електромагнітною хвилею (Hertzian wave) КВЧ діапазона на незмінному наборі використовуваних (фіксованих) довжин хвиль: 4,9; 5,6 і 7,1 мм. Оцінка впливу здійснюється за одним чи декількома функціональними параметрами клітинної суспензії. Для зразків крові це можуть бути її в'язкість, фібринолітична активність, механічна резистивність еритроцитів чи діелектрична проникність у КВЧ діапазоні. Основним недоліком, поряд з очевидними технологічними й організаційними складностями, у цьому методі контролю функціонального стану організму є складність визначення кореляції між встановленим ефектом вимірювання і характером захворювання, тому що зміни крові можуть бути наслідком найрізноманітніших захворювань.

Другий метод оцінки фізіологічного стану організму базується на властивостях біологічно активних точок БАТ (bioactive point) випромінювати свої власні ЕМХ у інфранизькому, високочастотному і КВЧ діапазонах. Відзначені вище точки, зони й області є нелінійною (в електричному розумінні) системою, тому при впливі ЕМХ на зазначені області відбувається взаємодія ЕМХ із власним випромінюванням організму в рефлексогенних зонах. Одним з можливих наслідків такої взаємодії є модуляція падаючого КВЧ випромінювання на випромінюючій частоті БАТ. Виділення цієї частоти зі спектра модульованої відбитої хвилі, її аналізування, зокрема, вимірювання зміненої частоти чи амплітуди випромінюваного сигналу дозволяє одержати інформацію як про стан організму, так і оцінити відповідні реакції на зовнішні впливи на організм (фізичні поля, фармакологічні засоби, хімреагенти й ін.). Очевидно, що в цьому методі ефективне підсилення відбитого сигналу від біологічного об'єкта БО досягається на частотах, що незначно відрізняються від зондуючої.

Наявність власного електромагнітного випромінювання БАТ, його інтенсивність є об'єктивним показником стану організму. Разом з тим, показані труднощі реєстрації цього випромінювання при прямому вимірюванні через його малість. За способом реалізації відбитих від БО сигналів другий метод має два варіанти: а) біооб?єкт опромінюється суворо монохроматичним сигналом, після взаємодії з БО сигнал збагачується, обробляється в перетворювачі частоти, а інформативний сигнал низької (різницевої) частоти на навантаженні перетворювача є сигналом БО; б) інформативний сигнал витягується на зондувальній терапевтичній частоті (4,9; 5,6 чи 7,1 мм) і з аналізу амплітудно-частотної характеристики перевідбитого сигналу визначають стан БО, ефективність і спрямованість терапевтичної процедури. Природньо, що в одному й іншому варіантах необхідно використовувати відповідне складне високочутливе радіоелектронне апаратурне забезпечення у НВЧ і КВЧ діапазонах, що дозволяє реєструвати відгук БО на рівні зондуючих сигналів порядку 10^-14–10^-10 Вт, що, як установлено, є найбільш ефективними в діагностичному відношенні.

Оцінка властивостей апаратної бази КВЧ терапії (HFT)

В даний час можна вважати завершеним початковий етап (1988-1996 рр.) дослідження, розробки і клінічного випробування апаратури КВЧ терапії першого покоління, що базувався на моночастотному і немодульованому електромагнітному випромінюванні (ЕМВ) нетеплової інтенсивності. Типовим прикладом схемотехнічного і конструктивного виконання даного типу апаратів І-го покоління КВЧ терапії можна назвати установки типу "Явь", "Електроніка КВЧ" і ін.

Перехід до функціонально більш гнучких апаратів КВЧ терапії другого покоління (її проектування і схемотехнічна реалізація з урахуванням поточної "відповіді" організму на опромінення за основними фізіологічними показниками) здійснюється вже через біотехнічну кібернетичну систему "пацієнт-апарат", де КВЧ апарат виступає важливою ланкою системи. Це припускає формування нових тенденцій концепції системного і схемотехнічного рішень апаратури КВЧ терапії. По-перше, необхідно з безлічі фізіологічних показників відгуку вибрати найбільш ефективний, наприклад, серцеві біоритми, зміни в крові чи ритми головного мозку (ГМ). По-друге, необхідно, щоб режим терапії в апараті був сумісний з режимом діагностики і функціонального контролю стану організму. Зокрема, в апаратах КВЧ терапії другого покоління вже реалізується широкодіапазонне переналагодження частоти ЕМВ з автоматичним пошуком специфічної резонансної частоти біооб?єкта за відповідними реакціями пацієнта і з наступним терапевтичним впливом на цій частоті. При цьому інтенсивність використовуваного ЕМВ складає 3-10 мВт/см², діапазон терапевтичних частот (ДТЧ) дорівнює: 53,4...53,7 ГГц; 56...57 ГГц; 61...62 ГГц, а контроль відповідної реакції пацієнта найчастіше фіксують через появу в потиличних відведеннях високо-амплітудних альфа- чи бета-ритмів. Як правило, цей сигнал високоамплітудного альфа-ритму надходить у систему керування частотою генератора ЕМВ КВЧ.

Іншим варіантом конструктивного виконання апаратури КВЧ терапії ІІ-го покоління є використання впливу на живий організм ЕМВ не частини, а всього міліметрового діапазону довжин хвиль, тобто ЕМВ з частотами коливань від 30 до 325 ГГц і вище (апарат "Мінітаг"), причому рівень випромінюваної потужності в кожній частотній точці міліметрового діапазону не перевищує 1 мкВт. Вище відзначалося, що вплив на точки акупунктури – біологічно активні точки – фізичними полями нетеплової (біоінформаційної) інтенсивності досить широко використовується у фізіотерапії. При цьому, як правило, використовується одна з варіацій ЕМП: а) поле змінного електричного струму з частотою до 15...20 ГГц; б) КВЧ ЕМВ; в) імпульсне магнітне поле, що звичайно модулює імпульсами з частотою заповнення пакетів до 50...100 МГц. Кожен з названих вище впливів досить добре відомий й окремо привносить терапевтичний ефект на своєму "ієрархічному" біологічному рівні. Природньо, виникає питання про сумісний вплив цих трьох факторів одночасно на БО з метою досягнення терапевтичного ефекту, його підсилення. Такий метод комплексного впливу варіацій ЕМП на БО одержав назву сполученої рефлексотерапії.

На базі методу сполученої рефлексотерапії в даний час реалізуються найбільш досконалі в схемотехнічному і конструктивному плані пристрої КВЧ терапії ІІ-го покоління. У цій апаратурі рефлексотерапії застосовується локальне опромінення тіла пацієнта модульованим ЕМВ (довжина хвилі 7...8,5 мм), постійним магнітним полем і змінним електричним полем зі спеціально підібраними режимами і параметрами. В цілому, що стосується механізму терапевтичного впливу при сполученому методі впливу на БО, то ЕМВ КВЧ, відповідно до існуючих концепцій (Н. Д. Дев'яткова, М. Б. Голанда й ін.), діє на організм на клітинному і субклітинному рівнях; низькочастотне електричне поле (струм) впливає на поляризаційному рівні, а вплив магнітного поля оцінюється на системному рівні. До того ж, ефективність сполученого впливу підсилюється при використанні в апараті ЕМВ КВЧ з електричним полем і застосуванні частоти модуляції, пропорційної частоті пульсації крові в кровоносних судинах. Основу схемо-конструкторського рішення апарата сполученої рефлексотерапії складає випромінювальна система, що містить хвилеводний рупор зі співвісним діелектричним стрижнем, що закінчується кільцевою магнітною насадкою.

Основні недоліки сполученого варіанта апаратури КВЧ ІІ-го покоління проявляються в тому, що, по-перше, просторові випромінювання БАТ, як з точки зору прийому сигналу КВЧ впливу, так і власного випромінювання, відрізняється широкополосністю, що значно ускладнює реєстрацію відгуку БО на сполучений вплив (потрібна складна високочутлива радіоелектронна апаратура, комбіновані методи обробки сигналу з переносом частот і ін.). По-друге, проведені експериментально-теоретичні дослідження при прямому опроміненні відкритого органа живого БО показали, що майже всі резонансні частоти клітинних структур відносяться до УФ і ІЧ діапазонів (соматична клітина, мітохондрії, нуклеосоми й ін.), а до НВЧ і КВЧ діапазонів відносяться частоти інтерфазної хромосоми, ДНК і ряд інших, тобто виявляються в основному на генному рівні.

Таким чином, апарати сполучної рефлексотерапії ІІ-го покоління не повністю охоплюють весь широкий спектр резонансних частот клітин і субклітинних структур.

Основні тенденції розвитку методу і апаратури для сполученої рефлексотерапії Р (R)

Відомо, що медична лазерна техніка МЛТ (МLT), яка в останні 5-8 років отримала значний розвиток, має можливість випромінювати ЕМП як в УФ так і в ІЧ діапазонах. Численні експериментальні і клінічні дані свідчать про енергетичну активність клітинних мембран, активації ядерного апарату системи ДНК-РНК-білок, біосинтетичних процесів, збільшення поглинання тканинами кисню, активації окислювально-відновних процесів, збільшення біоенергетичного потенціалу клітини під дією лазерного випромінювання ЛВ (IL).

Крім того, безпосередньо ЛВ і продукти, що з'являються в результаті описаних вище ефектів, впливають на нервові кінцівки і опосередковано – на нервову систему в цілому. Отже, в організмі виникають відповідні нервово-рефлекторні і нервово-гуморальні реакції, активується симпато-адреналінова і імунна системи, які ініціюють комплекс адаптаційних і компенсаторних реакцій у БО, спрямованих на відновлення гомеостазу. Таким чином, під дією ЛВ відбуваються зміни, що реалізуються на всіх рівнях організації живої матерії [17]:

1.     Субклітинному: виникнення збуджених станів молекул, утворення вільних радикалів, збільшення швидкості синтезу білка, РНК, ДНК, зміна кисневого балансу й окислювально-відновних процесів;

2.     Клітинному: змінюється заряд електричного поля клітини, змінюється потенціал мембрани клітини і т. д.;

3.     Тканинному: змінюється рН міжклітинної рідини, змінюється мікроциркуляція;

4.     Органному: нормалізується функція якого-небудь органа;

5.     Системному: виникнення зворотних комплексних адаптивних нервово-рефлекторних і нервово-гуморальних реакцій з активацією симпато-адреналінової і імунної систем.

Розглянуті вище механізми відповідних реакцій БО при впливі на нього ЛВ, дозволяють припустити, що об'єднавши апаратні засоби КВЧ-терапії і МЛТ у конструктивно єдиному пристрої, можна створити установку сполученої фізіорефлексотерапії з новими, більш розширеними функціональними властивостями порівняно з апаратами КВЧ терапії ІІ-го покоління.

На рис. 9.1 подана структурна схема реалізації системи сполученої фізіорефлексотерапії, яку можна розглядати як один з можливих варіантів практичної реалізації апаратури резонансно-хвильової, інформаційно-польової терапії ІІІ-го покоління. Головними елементами запропонованої структури комплексу є об'єднання апаратних засобів за схемою КВЧ+ЛВ або ЛВ+КВЧ. Сполучення КВЧ+ЛВ істотно відрізняється від комбінації ЛВ+КВЧ тим, що в останній КВЧ випромінювання є модулюючим для ЛВ.

У з'єднанні типу КВЧ+ЛВ – модулюється КВЧ випромінювання й існує блок пошуку оптимальної частоти пацієнта БПОЧ (SOF).

Рисунок 9.1 – Варіант реалізації структури типу КВЧ+ЛВ1А – блок ЛВ діапазону УФ; 1Б – блок ЛВ діапазону ІЧ; 2 – блок генератора КВЧ; 3 – комутатор ЛВ діапазонів; 4 – біооб?єкт; 5 – блок пошуку оптимальної частоти; 6 – блок реєстрації динамічного відгуку БО, (6В – реєстрація альфа-ритму); (6Г – реєстрація кардіограми); (6Д – реєстрація опору БАТ у зв'язаному меридіані); 7 – блок аналітичної реєстрації відгуку БО

Відмінні риси структури типу ЛВ+КВЧ ілюструються на рис. 9.2.

Рисунок 9.2 – Варіант реалізації структури ЛВ+КВЧ

Новим у розвитку апаратних засобів сполученої рефлексотерапії ІІІго покоління також можна вважати комбінацію зовнішніх польових впливів типу: вплив КВЧ ЕМВ на БАТ + дистанційний (безконтактний) вплив на БО змінним полем НЧ (15...20 Гц) + локальний вплив імпульсним магнітним полем + введення в БО активного інформаційного препарату. В цьому випадку структурна схема пристрою сполученої рефлексотерапії має такий вигляд (рис. 9.3).

Рисунок 9.3 – Багатоплановий варіант системи сполученої рефлексотерапії:1 – переналагоджуваний (полічастотний) на "терапевтичних" частотах генератор КВЧ; 2 – сканувальний пристрій; 3 – біооб'єкт (пацієнт); 4 – блок пошуку оптимальної частоти для конкретного пацієнта; 5 – джерело безконтактного впливу постійним магнітним полем на БО; 6 – автоматизований багатоканальний пристрій реєстрації біопотенціалів БАТ пацієнта; 7 – блок введення активного (інформаційного) препарату, що збільшує ступінь впливу КВЧ-випромінення на БО; 8 – екранувальний пристрій; 9 – блок модуляції КВЧ частотою, пропорційною частоті пульсації крові в судинах пацієнта; 10 – блок керування пристроєм сканування

Ще більш глибокий лікувальний ефект досягається, якщо в розглянутій на рис. 9.3 системі фізіорефлексотерапії додатково створити режим "біжучого електромагнітного поля" низької частоти. Структурна схема такої системи подана на рис. 9.4. Функціональне призначення блоків 1; 2; 3; 4; 7; 8; 9; 10 – аналогічне блокам вищерозглянутої структурної схеми (рис. 9.4).

Вище відзначалося, що хоча лазерна рефлексотерапія має в даний час широку гаму апаратів і відпрацьовані методики, цей метод практично став рутинним у медичній практиці.

У зв'язку з цим на рис. 9.5 подано варіант структурної схеми пристрою, у якому як випромінювачі у видимому діапазоні довжин хвиль (660 нм - червоне, 590 нм - жовте, 567 нм - зелене світло) і на довжинах хвиль ІЧ (870, 930 нм) застосовуються більш дешеві світлодіодні випромінювачі СВД (LEDS). Такий підхід є правомірним, тому що в природі фактично не існує природних (не синтезованих) монохроматичних джерел, і тому цілком можна очікувати, що випромінювання від СВД також «сумісне» з фоточутливими мембранними білками клітин.

Рисунок 9.4 – Структурна схема пристрою сполученої багатопланової КВЧ терапії:
5 – блок формування біжучого електромагнітного поля; 6 – блок реєстрації динамічного відгуку у вигляді електрокардіограми; 11 – блок введення активного препарату речовинного характеру; 12 – реєстрація відгуку БО у вигляді електрогістограми

Рисунок 9.5 1 – світлодіодна матриця; 1А, Б – світлодіоди видимого світла; 1В – світлодіоди ІЧ діапазону; 2 – комутатор; 3 – Волоконно-оптична лінія зв'язку (fibre optical flow line); 4 – генератор КВЧ; 5 – біооб?єкт; 6 – блок БПОЧ пацієнта; 7 – блок постійного магнітного поля; 8 – блок керування частотою випромінювання матриці 1, пропорційною частоті пульсації крові пацієнта; 9 – блок реєстрації відгуку БО; 10 – блок реєстрації відгуку БО через параметр рН; 11 – блок введення активного "інформаційного" препарату; 12 – блок введення активного препарату "речовинного" характеру

Функціональні і конструктивні особливості деяких блоків розглянутих схем.

1. Сканувальний пристрій. Конструктивно виконується у вигляді електрично керованої конформної смужкової антенної решітки АР (aerials grate), що дозволяє здійснювати вузьконаправлене сканування і реалізувати необхідний, за процедурою терапії чи умовами діагностування, об'ємний розподіл ЕМП в біооб'єкті.

2. Сполучення засобів КВЧ+ЛВ; ЛВ+КВЧ. Забезпечує значно "розширеніший" в частотному діапазоні варіант відомого в КВЧ терапії полічастотного опромінення біооб'єкта за допомогою одного переналагоджуваного генератора КВЧ, ніж при використанні декількох генераторів КВЧ із різними частотами генерації.

3. Блок пошуку оптимальної частоти. Функціонально призначений визначити частоту електромагнітного випромінювання, при якій біооб'єкт максимально поглинає падаючу електромагнітну хвилю. Для кожного пацієнта ця частота є індивідуальною і залежить від багатьох факторів – від стану шкіряного покриву, водного балансу в організмі, віку і т.д. Як правило, весь спектр індивідуальних частот пацієнтів укладений в інтервалі від 49,7 ГГц до 62,3 ГГц.

4. Динамічний відгук БО. Функціонально цей блок повинен виявити відповідну реакцію (відгук) БО на ЕМГ вплив, за допомогою спостереження за непрямими змінами параметрів тієї чи іншої фізіологічної системи через реєстрацію їх апаратними засобами (наприклад, електрокардіограми, енцефалограми і ін.).

5. Аналітичний блок реєстрації відгуку БО. Призначений визначити ступінь відгуку БО на ЕМВ вплив після певної кількості процедур, наприклад, після 10-20 сеансів сполученої КВЧ терапії. Найчастіше порівнюють результати аналізу крові до початку і після процедур, вимірювання рН в крові.

6. Активний інформаційний препарат. Спеціально оброблені гомеопатичні водні розчини великого ступеня концентрації, що мають власну "пам'ять". Прийнята пацієнтом доза такого водного розчину сприяє більш інтенсивному поглинанню ЕМВ, зокрема, через біологічно активні точки і через зони Подшиб'якіна і Захар'їна-Геда.

7. Світлодіодна матриця. Конструктивно містить світлодіоди видимого діапазону вимірів (червоний, жовтий, зелений) і 2 СВД інфрачервоного діапазону (?₁=870 нм, ?₂=930 нм). Довжина хвилі 660 нм максимально наближена до діапазону випромінювання гелій-неонового лазера, випромінювання якого, як відомо, підвищує проникність лікарських препаратів. Довжина хвилі 590 нм наближена до випромінювання лазера на парах міді; жовте світло тонізуючи впливає на ШКТ. Довжина хвилі 567 нм наближена до випромінювання криптонового лазера; зелене світло седативно впливає на нервову систему. Почергове підключення СВД здійснюється через комутатор.

8. Багатопланова КВЧ-терапія. Функціонально найбільш повний варіант сполученої фізіорефлексотерапії ІІІ-го покоління, у якому на біооб?єкт одночасно на фоні польових випромінювань (КВЧ і лазерного) діють збурення інформаційного і речовинного характеру, а реєстрація відгуку БО на сумарний вплив ведеться як у масштабі реального часу, так і з циклічною часовою періодичністю.

Контрольні запитання.

1. Особливості проектування КВЧ-апаратури.

2. Що являє собою метод сполученої рефлексотерапії?

3. Чим відрізняються одна від одної структури приладів (КВЧ+ЛВ) і (ЛВ+КВЧ)?

4. Поясніть роботу приладу сполученої багатопланової КВЧ терапії.

5. Що являє собою динамічний відгук біооб'єкта?

ЗМІСТ