NMBT Group. Новые медико-биологические технологии.


ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ КОНЦЕПЦИЯ ВОЗДЕЙСТВИЯ ИМПУЛЬСНОГО СЛОЖНО МОДУЛИРОВАННОГО
ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОЛЯ НА ЖИВОЙ ОРГАНИЗМ (продолжение)

Страницы: 1 2 3 4 5 6 7 8

Величина активного сопротивления, соответствует наименьшей частоте, оказывается наиболее отдаленной от начала осей координат, а величина активного сопротивления, измеренная на высокой частоте, будет ближе к началу к началу осей координат. Реактивное сопротивление в этих крайних случаях минимальное. Максимальные значения реактивного сопротивления лежат в области средних частот.

Электрическая составляющая переменного ЭМП, действующего на живую ткань, распределяется через активную и реактивную компоненты импеданса (Z), т.е. при низких частотах большая часть тока идет через омическое сопротивление: по мере увеличения частоты увеличивается для тока, идущего через емкость, что приводит к увеличению электропроводности в целом, при высоких частотах поляризационная емкость стремится к нулю.

Соответственно импеданс (Zw) для каждой пары Rw и Lw можно рассчитать по правилу сложения векторов:

и возникает графически при любом изменении частот в виде круговой диаграммы (рис. 10).

Выявлена достаточно четкая закономерность, позволяющая с помощью грофоаналитического анализа оценить функциональные состояния тканей, такие как: интенсивность обменного процесса, микроциркуляцию, ишемию и т.д. При этом на оси абсцисс откладывается логарифм частоты тока, а на оси ординат - величина Zw органа или его части [7].

Вторым способом, оценивающим жизнеспособность живых тканей, являются величины изменений частот с тангенсом угла сдвига фаз, т.е. практически регистрация соотношения между величинами реактивного и активного сопротивлений:

Следовательно эффект взаимодействия внешнего модулированного переменного ЭМП с живыми тканями, находящимися в определенном физиологическом состоянии может оцениваться вполне реальными параметрами критериев жизнеспособности - это Rw, Zw,и Fm. Где Fm - модулированные частоты в импульсе от min значения Rw до max значений Lw. Подобные изменения активной и реактивной составляющей возможны при модулированном импульсе, имеющим затухающий характер колебаний:


Рис.10. Взаимоотношение частот модулированного импульса ЭМП (А),
частотной диаграммы (В) и импеданса живых тканей (Z).

Однако характер изменений активного сопротивления Rw в частотной диаграмме импеданса тканей, при затухающем модулированном импульсе, будет соответствовать зеркальному отражению точек начала и конца частотной диаграммы, т.е. Rw - это конец затухающего импульса ЭМП и начало координат частотной диаграммы, а Rw (ro) - это начало импульса и конец частотной диаграммы (рис.10).

Если оценить критерии жизнеспособности тканей в виде индексов реактивности, или иначе индексов биоэлектромагнитной реактивности, определяемый максимальным взаимодействием Lw с параметрами тканей, то расчетная и электрически подтверждающая точки формирования ответного сигнала живой ткани органа будет соответствовать 0,62, при шкале Rw(1) = 0 и Rw(2) = 1 (рис. 11) [8]. Экспериментальное и клиническое исследование базовых параметров определяющих индекс БЭМР, показали, что каждому значению индекса соответствуют значения Кw, Lw, Fимп,.


Рис.11. Взаимоотношение параметров модулированного импульса ЭМП (А) с
графоаналитическими параметрами ответного функционально-зависимого
сигнала живого органа (ЭСО) (В).

Например, индекс БЭМР (Z) равный 0,3, по критерию жизнеспособности тканей исследуемого органа относится к ишемии, глубокой субкомпенсации, а по биотехническим параметрам ответного сигнала элементарной структуры органа (ЭСО) сдвиг фаз Rw ~50, Lw ~18, Fимп max ~103 Гц, tg ~72°. При БЭМР (Z) = 0,62, параметры ответного сигнала ЭСО составят: Rw = 280, Lw = 60, Fимп max ~ Гц, tg = 66°. При БЭМР (Z) = 0,8, ответный сигнал ЭСО будет иметь: Rw = 240, Lw = 36, Fимп max ~ Гц, tg ~70°.

Вышеописанные данные не учитывают механизма поляризационных явлений в живых тканях и клетках. Поляризационные явления характерны для живых организмов, органов, клеточных систем (элементарных структур органа) имеющих высокое сопротивление (Z) и наличие гетерогенной структуры, обладающие разной электрической проводимостью.

Объемные или структурные поляризационные эффекты живых систем являются существенным дополнением к мембранным потенциалам, и тем самым могутт изменять модуляционные параметры ответного сигнала на импульс ЭМП. Гетерогенная структура живых тканей в основном обеспечивает диэлектрическую поляризацию, которая в свою очередь связана с структурными элементами ткани (белками, макромолекулами) и поляризацией ионной атмосферы, обеспечиваемой дипольной системой воды.

На наличие поляризационных явлений указывает смещение дисперсий емкостной и омической проводимости в зависимости от частоты электрической составляющей. Например, в опытах с бактериальной взвесью, обнаружено, что дисперсия емкости (а следовательно Се) наблюдается в диапазоне от до Гц; а зона омического сопротивления лежит в диапазоне от до Гц.

Вывод достаточно убедителен, реактивная составляющая поляризации обеспечена крупными органическими молекулами, несущими связанные заряды, а дисперсия активного ("омического") сопротивления, наблюдается при более высоких частотах электролитной части ("ионный атмосферный").

При наличии общего тока проводимости наблюдается два рода тепловых потерь - поляризационные потери ориентационного происхождения и активные омические потери.

Это явление описывается тангенсом угла потерь, измеряемого отношением активного тока к поляризационному:

где С и Rw - эквивалентные элементы клеточных структур, w - частота переменного тока, при которой происходит максимальное поглощение мощности ЭМП, полярными молекулами:

где k - константа Больцмана, T - абсолютная температура, a - размер молекул, - вязкость среды Wm - рассчитываемая по формуле Дебая, указывает на вероятный модуляционный эффект взаимодействия частот внешнего ЭМП и внутреннего состояния "клеточных структур" [9,10].

Исследования показали, что существование неполного максимума тепловых потерь указывает на то, что модуляционные компоненты формируются за счет разных групп белковых структур клеток и связанной воды [1,5 ].

Однако, - дисперсия, занимающая область низких, частот звукового диапазона, изучена недостаточна. Исследования, проведенные на альбумине, при частоте ниже 100 Гц показали, что каких-либо диэлектрических явлений, которые бы служили источником частотной зависимости, лежащей ниже характеристической частоты полярной дисперсии, не наблюдаются.

Исследователи отметили, что при таких частотах трудно получить точное значение Е, из за поверхностной поляризации электродов - датчиков, соответственно ранее было сделано заключение, что наблюдаемая дисперсия обусловлена не свойствами самой мембраны, а свойствами поверхности частиц окружающих клетку [11]. В то же время импульсные модулированные ЭМП захватывают более широкий диапазон частот захватывающий как - , так и - дисперсию. Соответственно ответный сигнал, получаемый от живых структур, вполне описывается системой вышеописанных формул.

Страницы: 1 2 3 4 5 6 7 8