Метрология и электробезопасность при пунктурной электродиагностике Текст научной статьи по специальности «Биотехнологии в медицине»

выполнение у больных ЯБ компьютерной вариационной пульсометрии, позволяющей количественно оценить состояние вегетативной нервной системы и прогнозировать течение ЯБ.

УДК: 615.8:812.812-98.814.1.

МЕТРОЛОГИЯ И ЭЛЕКТРОБЕЗОПАСНОСТЬ ПРИ ПУНКТУРНОЙ ЭЛЕКТРОДИАГНОСТИКЕ

В.А.Загрядский, В.П. Злоказов

Академия медико-технических наук России 129301 г.Москва, ул. Косаткина, д.3, т.26302-35, ф. 26304-00

При создании современных средств пунктурной электродиагностики (ПЭД) всегда возникает необходимость компромиссного решения задач метрологического обеспечения и задач сохранения биологической интактности объекта обследования организма человека.

Данное направление имеет глубокие исторические корни, которые берут свое начало с открытия кожного электричества (йСаК'ат 1850 и R.Dubua 1857), а также обнаружения функциональных связей между физиологией организма и его электрическими проявлениями (А^еге 1988 и И.Тарханов 1989). В последствии для объяснения этих феноменов были предложены ряд теорий: секреторная, ионная, мембранная и др., которые с разных позиций вскрывали природу кожных токов и их зависимость от состояния центральных и вегетативных отделов нервной системы (В.Ю.Чаговец 1903, С.Вейдман 1956, Ю.Алдерсонс 1979 и др.). Но все эти работы не касались изучения электроанамальных зон кожи известных как китайские точки акупунктуры (ТА).

В 1952-1959 при изучении электрических особенностей этих ТА А.КПодшибякиным была выявлена их высокая диагностическая значимость. Из зарубежных исследователей этого направления необходимо отметить J.P.Nibuaet(1959), С.ПшжИ (1953), КШ1 (1956), К<1е 1а Fui (1951), Н.МоЮуата (1974), 1^ака1ат (1958) и др. За исключением А. КПодшибякина, использовавшего пассивный метод потенциалометрии ТА или фактически слегка модифицированный метод изучения кожногальванической реакции (КГР) по И.Тарханову, практически все упомянутые исследователи пользовались активным методом пропускания электричества через ТА — фактически модифицированный метод Н^еге. Необходимо отметить, что термин «электропунктура» был введен в клиническую практику в 1949 г. R.de 1а Fui, он же одним из первых сконструировал и применял в терапии специальный прибор. В нашей стране большой вклад в использование электропунктуры для диагностики и терапии внесли Ю.Я.Лозновский (1968), В.Г.Вогралик (1969), Ф.Г.Портнов (1979), В.Г.Никифоров (1978), А.И.Нечушкин (1976), Н.Н.Богданов и А.Т.Качан (1980), Ю.А.Ступницкий (1984) и др. К настоящему времени наиболее распространенными в практике методиками следует считать: КУОН, 1^ака1ат и А.И.Нечушкина. Однако, электрические параметры тестирования ТА никем из перечисленных авторов не объясняются, не обосновываются экспериментально, берутся из чисто эмпирических соображений, а чаще всего базируются на соображениях технического удобства. В доступной нам литературе не удалось найти каких-либо обоснованных метрологических критериев, а также экспериментальных доказательств биологической интактности (неповреждаемости) изучаемого объекта — живого организма человека. Вместе с тем с 1979 г. стали появляться достоверные сведения о негативных последствиях процедур электропунктуры и в том числе от ПЭД. Эти проявления наилучшим образом выявлялись у здоровых испытуемых в моделируемых и экспериментальных исследованиях. Поэтому при разработке методики и технических средств ПЭД для медицинского обеспечения космической программы «Буран» были осуществлены многопрофильные исследования по экспериментальному обоснованию оптимальных режимов ПЭД.

МИС-98

II. Аппаратные и программные средства медицинской диагностики и терапии Для объективной оценки влияния трестирующего сигнала при ПЭД и его кумулятивных эффектов на ТА, соответствующие ткани, внутренние органы, а также целостный организм были проведены морфологические исследования, включающие световую и электронную микроскопию, морфометрию, а также многочисленные биохимические тесты. В данной работе анализируется лишь два из большого числа метрологических аспектов: энергетическое воздействие и зависящая от этого совокупная погрешность, поскольку объект измерения является активной нелинейной живой средой, а также биологически значимые (повреждающие организм) последствия, как наиболее существенные для ПЭД. В таб. 1 представлены приведенные к единым критериям основные энергетические параметры воздействующие на целостный организм при единичном воздействии на ТА при ПЭД.

Из приведенной таблицы видно, что чем меньше единичная мощность тестирующего сигнала тем, казалось бы, меньше погрешность ПЭД. Но как было доказано экспериментально Ю.Г.Быстровым (1984) уменьшение плотности тестирующего тока менее 7,1 мкА/см 2 резко, в 10-15 раз увеличивает погрешность, а переход к пассивным методам (например потенциалометрии по А.К.Подшибякину) приводит к резкому ухудшению помехозащитности и к неизбежным проблемам приэлектродной поляризации.

Таблица 1 — Параметры энергетического воздействия единичного тестирования ТА и совокупная электрическая погрешность наиболее распространенных методик при ПЭД_________________________________________________________________________________

Наименование методики ПЭД и прибора Энергетическое воздействие (ВхА) Мощность одиночного тестирова -ния (Дж) Погреш-ность в %

H.Motoyama «Standart Type AMI», 1976 6000 x 10-6 10, 1 15

I.Nakatani «Ryodoraku detection», 1974 3600 x 10-6 7,8 > 45

R.Voll «Dermatron», 1956 3 x 10-6 ,3 2, 4 > 40

А.И. Нечушкин «Тест-1-Карат», 1978 60 х 10-6 1,9 8 28

В.А.Загрядский, В.П.Злоказов, Ю.Г.Быстров и др. «Прогноз-А», 1984 (Пат. РФ 2033749, А61В5/05 и пол. реш. по заявке на Пат. РФ ©4738309/30-14, 5А61 B5/16) 15 x 10-6 0,0 06 8

Здесь необходимо также отметить, что в методике К^э11 вообще не удается достоверно вычислить погрешность, поскольку в данном случае основным сенсорным аспектом выступает врач-исследователь, а электрический прибор исполняет роль рамки лозоходца или маятника целителя. В результате сравнительного анализа выяснилось, что ни один из приведенных в Табл. 1 методов (кроме методики ПЭД, реализованной в приборе «Прогноз-А») не обеспечивает основных метрологических и эксплуатационных требований:

- постоянной силы прижатия измерительного электрода;

- постоянства и минимизации электрохимических и приэлектродных кожных процессов;

- стандартности времени единичного тестирования (кроме метода H.Motoyama);

- стандартности плотности мощности тестирующего сигнала;

- стандартности количества электричества воздействующего на ТА;

- минимального субъективного влияния оператора — исследователя на процесс и итог тестирования (угол наклона и влияние «краевого эффекта» измерительного электрода, воспроизводимость и повторяемость результатов тестирования у разных операторов и т.п.);

- нечувствительность к ряду факторов внешней среды (микрогравитация, электромагнитные поля, повышенная влажность и температура и др.);

- стабилизации основного раздражающего воздействия на организм — величины тестирующего тока;

- не учитываются требования ГОСТа по электробезопасности (12.01.038-88), согласно которому разовый тестирующий сигнал не должен превышать уровень болевого порога и мощность (при высокой влажности и температуре, низком потенциальном давлении кислорода и стрессовых условиях или заболеваниях) не более 0,5 Дж

Следовательно, строго говоря, ни одна из перечисленных в Табл.1 методик не может удовлетворять требованиям предъявляемым к методике ПЭД, хотя они используются до сих пор весьма широко. Очевидно, именно поэтому стали выявляться разнообразные негативные проявления, которые зачастую клиницистами списывались на особенности течения заболевания. В этой связи были предприняты широкие и комплексные морфологические и биохимические исследования на лабораторных животных и добровольцах испытателях. Эти исследования были выполнены в 1978-88 гг. с участием д.б.н. проф. Н.И. Вержбицкой (морфология) и д.б.н. проф. ДИ.Бельченко и А.Н.Хомуло (биохимия). Изучалось влияние в широких пределах как отдельных факторов («сила тока», «напряжение», продолжительность единичного тестирования, частота тестирования, кумулятивный эффект многократного воздействия, а также комбинация соответствующих режимов ЭПД упомянутых в Табл. 1 методик. В результате проведенных исследований были выявлены количественные критерии биологических (биохимических и морфологических) эффектов на энергетическое воздействие, определяемое в Джоулях (Дж) экстраполируемых на целостный организм человека. Далее приведены наиболее значимые показатели:

- 4,8 Дж — реакция на порог болевого ощущения (предельно допустимые ГОСТом 12.01.038 — 88 уровни воздействия электроэнергии в сутки при нормальных условиях окружающей среды. При высокой температуре и влажности, низком атмосферном давлении, гипоксии — этот порог должен быть уменьшен до 0,5 Дж) достоверно обнаруживает различную степень увеличения слабонасыщенных жирных кислот (СЖК) и бета-липопротеидов плазмы крови, свидетельствующие о различной степени стрессовой реакции, при одновременном снижении атерогенной фракции липопротеидов, уменьшение содержания фосфолипидов в миокарде и печени, а также белка в миокарде. Это сопутствует необратимому расщеплению около 18 % клеточных мембран и достоверному повреждению до 15 % клеток миокарда и клеток печени, до 10 % секретирующих клеток надпочечников и поджелудочной железы.

- от 2,16 до 4,8 Дж — достоверного сравнению с контролем, обнаруживаются необратимые разрушения до 12 % микрокардиоцитов, гепатоцидов и секреторных клеток надпочечников и поджелудочной железы;

- от 1,08 до 2,16 Дж — обратимая дестабиллизация около 15 % мембран молодых гепатоцитов и микрокардиоцитов;

- от 1,08 до 0,54 Дж — начальные, обратимые изменения обмена, статически значимые по совокупности показателей, имеющих общие паталогические последствия;

- от 0,54 до 0,216 Дж — начальные, нечетко выраженные тенденции обратимые биологические реакции не имеющие патологического значения;

- менее 0,108 Дж — каких-либо биологических реакций не выявлено. Если сравнить описанные реакции с данными Табл.1, то можно констатировать, что ни один из упомянутых там методов ЭПД (кроме методики «Прогноз-А») не обладает

МИС-98

II. Аппаратные и программные средства медицинской диагностики и терапии необходимым качеством сохранения биологической интактности объекта обследования. Морфологические исследования в полной мере согласуются с результатами биохимических реакций на предложенные энергетические воздействия на ТА. В тоже время показано, что наибольшие деструктивные реакции наблюдаются во внутренних органах связанных с тестируемыми ТА. Это касается в большей мере методик — I. Nakatani и А.И.Нечушкина и в меньшей мере — Н.Мойэуаша. Однако явления «электрического пробоя» в отдельных ТА гистологически фиксируются достаточно часто.

С точки зрения электрического воздействия наименьшие последствия — у метода КУОП. Однако от механических повреждений в ТА проявляются существенные морфологические последствия (в наших наблюдениях сохраняющиеся до 1,5 месяцев).

Отдельно следует упомянуть о реакции тучных клеток на производимые последствия. Совместно с Н.И. Вержбицкой был обнаружен кумулятивный эффект тучных клеток на лучевые (лазерные) и электропунктурные воздействия. Эти клетки относятся к элементам диффузной эндокринной системы, обладающей как местным, так и общим действием на организм. Эти клетки воспринимают информацию о состоянии среды, в которой они локализованы и осуществляют ответную реакцию, выделяя депонированные в них вещества или акцептируют их избыток из окружающей их среды. Многие нейроны выделяют те же самые биологически активные вещества, что и тучные клетки. Гранулы с этими веществами можно обнаружить в крови, межклеточном веществе, на поверхностях соединительно-тканной стороны, в оболочках нервов и рецепторных образованиях. Серийное воздействие на тучные клетки, которых всегда много в ТА, путем лучевой (лазерной) и электрической энергии вызывает усиленное накопление в них биологически активных веществ и в какой-то момент лавинообразному их выбросу в кровь и межклеточную жидкость, что часто приводит к серьезным и печальным последствиям. Экспериментально был обнаружен порог их кумулятивного эффекта. Он находится ниже суммарной дозы энергетического воздействия 0,12-0,01 Дж. Период восстановления этого порога 1-3 суток. Это важно иметь в виду при расчете тестирующих и лечебных энергетических нагрузок.

Параметры прибор «Прогноз-А» позволяют проводить до 3000 циклов ПЭД в сутки без кумулятивных последствий.

Таким образом, в настоящей работе показано, что медико-биологические и технические особенности методов ПЭД взаимосвязаны. Без их учета и экспериментального подтверждения большинство упомянутых методов, по нашему мнению, не может быть принято для клинического применения, несмотря на весьма авторитетные имена их авторов. Исходя из изложенного и, на основании имеющегося экспериментального материала, для практического применения в ПЭД можно рекомендовать лишь прибор «Прогноз-А».

Кроме того, было бы целесообразно исправить и дополнить имеющиеся ГОСТ по электробезопасности (ГОСТ 12.01.038-88) с учетом имеющихся новых научных данных или выпустить новый ГОСТ, касающийся электробезопасности при ПЭД и электропунктурной терапии.

Адекватность реализованных в приборе «Прогноз-А» режимов ПЭД подтверждено многолетней эксплуатацией во многих лечебно-профилактических учреждениях как в нашей стране, так и за рубежом, а также в качестве штатного средства медицинского контроля во всех космических экспедициях на станциях «Союз» и «Мир» с 1984 по настоящее время.