CC BY
6
УДК 621.394.4.:615.472.03 Б01: 10.20998/2411-0558.2016.21.05
А.Р. КОРСУНОВ, канд. техн. наук, доц., У1ПА, Харюв
ТЕХНОЛОГИЯ ЕЛЕКТРОМАГН1ТНО1 АКТИВ1ЗАЦП
ТКАНИННИХ СТРУКТУР ОРГАН1ЗМУ
В статп розглянуто ршення проблеми тдвищення якосп терапи в сеансах електромагнггного впливу за рахунок тдвищення точносп локал1заци променю впливу на обранш обласп опромшення, зниження р1вня паразитного впливу на сусщт структури оргашзму та системи захисту в1д дестабшзуючих фактор1в, що в цшому забезпечуеться системою управлшня як1стю терапевтичних послуг. Б1блюгр: 10 назв.
Ключовi слова: як1сть терапи, електромагнггний вплив, структура оргашзму, точнють локал1зацп променю впливу.
Постановка проблеми. Використання рiзноманiтних засобiв шформаци при електромагнiтному вплив1 на бiоструктури в наукових дослщженнях з бiофiзики та бiоелектронiки, практичнш медицинi набуло широкого характеру. При цьому необхщна розробка теоретичних засад формування електромагштних сигналiв та вщповщно'1 апаратно'1 платформи для переносу електромагштних шформацшних сигналiв запрограмованого впливу на бюструктури до самих об'eктiв. Це дозволить виршити проблему адаптацп до особливостей органiзмiв параметрiв електромагнiтного впливу на бюоб'ект. В зв'язку з цим необхщно, щоб передача розглянутих сигналiв по каналах системи не приводила до перекручення електромагштно'1 оболонки, що створюсться навколо об'екту.
Анал1з л1тератури. Окремi аспекти iзольованоi дп магнiто- i НВЧ впливiв на бюструктури розглянуп в рядi роб^ авторитетних дослiдникiв [1 - 4], але живi iстоти сформувались тд постiйним сполученим впливом магнiто- та НВЧ чинниюв як вiд магштного поля Землi, так i електромагштних полiв, що знаходяться в зош радiопрозоростi земно'1 атмосфери [5]. 1снують серiйнi апарати мiкрохвильового опромiнення типу "Луч" з модифшащями [4]. Вони опромшюють бiооб'eкти через слабо спрямоваш антени типу вiдкритий кiнець хвилеводу, через що формусться мало локалiзоване опромiнення. Помiтна частина мшрохвильово'1 енергп не випромiнюeться через вiдбиття вщ вiдкритого кiнця хвилеводу. Значнi затрати енергп виникають за рахунок вщбиття вiд самого об'екту. Все це приводить до втрат 50 - 70% енергп опромшення.
Мета статп. Розробка моделей ефективного поглинання низько штенсивних електромагнiтних сигналiв бiоструктурами з визначеною специфiчною дiею.
Розробка метод1в впливу електромагн1тними сигналами. При
© А Р. Корсунов, 2016
розробщ процеав електромагштного поглинання необхщно враховувати, що смуго-пропускаючi або вiдбиваючi бiоструктури, мають або резонансш можливостi без поглинання, або характеризуются зростанням поглинання 3Í змiною кута падшня. Так на основi ефекту "швидких" поверхневих хвиль в поглинаючих середовищах можливе iснування структур з низьким коефщентом вiдбиття при великих кутах падшня.
Поверхневi Е-хвилi виникають при тих частотах, для яких хвилеве число ко = 2к/Х задовольняе спiввiдношеню
mK
ко = г-, m = 0, 1, 2, 3,
Нer2 -1
а для поверхневих Н-хвиль ко задовольняю спiввiдношеню
(m - 0,5)к ко = , , m = 0, 1, 2, 3.
Н £ r 2 -1
Таким чином, аналiз моделi дистанцшного опромiнювання показав, що обираючи кут падшня ЕМП пiд час опромшення, необхiдно контролювати рiвень вiдбиття сигналу вщ поверхнi бiоструктури, мiнiмiзуючи його [6].
Основш типи випромiнювачiв магштного поля (МП), якi використовуються на тепершнш час в магштобюлогп, це рiзновиднiсть штучних випромiнювачiв типу "лшшний провщник" (ЛП). Напруженiсть подiбного опромшювача вiдображаеться наступним спiввiдношенням
Hф = 1 sin 0, 4 к- r
де r - вiдстань вiд центру ЛП до точки випромiнювання; 0 - кут мiж
вiссю ЛП i r ; I - струм в провiднику; L - довжина.
В даному роздш пiдкреслено, що бюструктури формувались в середовищi магштного поля Земл^ яке моделюеться не "штучним" випромiнювачем, а математичною моделлю за теорiею геомагнетизму Гауса. Скалярний магштний потенцiал n-го мультиполя ща моделi в сферичнiй системi координат R, ф, 0 аналiтично вщображаеться рiвнянням наступного виду
1 п
Un =-2 (qnm cos ШФ + hnm sin ф) • Pnm (c°s 0),
4%R m=0
де q„m, hmn - постiйнi коефiцiенти; m - порядковий номер елементарного
мультиполя n-го порядку; /^(cos 0) - приеднаш функцп Лежандра
першого роду. З точки зору формування бютропних параметрiв звщси необхщно видшити в першу чергу вюевий дипольний момент зонально'1 гармошки (п = 1, т = 0), магнiтне поле яко'1 не залежить вщ кутово'1 координати ф, що забезпечуе рiвномiрний вплив ще'1 складово'1 МП на бiооб'ект. При диференщюванш и по координатi 0 одержимо гармошчний ряд у виглядi суми мультиполiв:
н 8=-—Ц
8 4кк"+2 ¿0 в»
З практично'1 точки зору вщмтимо першi три гармонiки ряду, а
саме:
1 1 1
Н81 =-Т; Н82 =-Т ; н93 = ■ с
4пЯ3 4пЯ4 4тсД5
при 8 = 900 и ф = 00. Якщо виток МП вщповщае розглянутiй моделi, то бiоб'ект в залежност вiд вiдстанi опромiнюеться МП означено'1 структури.
Прийнявши в першому наближенш [7], що розглянутi процеси носять адитивний характер, визначимо функцюнал самого процесу впливу в наступному виглядi:
ПЦ)г ММ) > ПИ,МР ^% + П(М£^%,
де П - функщя по одному iз параметрiв бюоб'екта без впливу МНВЧ;
МР (£) - деякий комплекс параметрiв впливу; М£ (£) - комплекс
перешкод вщ МНВЧ на вимiрювально-дiагностичну систему.
При перешкодi iмовiрнiсть перекручень визначаеться
наступним чином [8]
Б
Р — | / (Б — ^ {ит/ а),
ит
тобто, при пщвищенш спiввiдношення рiвня сигналу ит та середньоквадратичного значення а перешкоди iмовiрнiсть похибки рiзко зменшуеться. Наприклад, при прийомi двохпозицiйного сигналу
iдеальним приймачем, якщо ит/а — 3 значення Р —1,3 -10_ , а при
ит /а — 4,5 маемо Р —1,3 -10 6 . Таким чином, система автоматичного регулювання потужносп (АРП) з динамiчним дiапазоном в 27дБ
забезпечить достатньо високий piBeHb вщсутносп перекручень шформацшного сигналу [9, 10].
Висновок. Одержат результати забезпечать високо стабшьний та адаптивний до впливу дестабшзуючих факторiв терапевтичний процес, оскшьки в систем1 виключаеться перевантаження вхщних ланцюгiв приймачiв.
Список лггератури: 1. Hallet M. Magnetic stimulation in clinical neurophysiology. -Ed.Elsivier. - V. 2nd. - 2005. - P. 38-46. 2. Mills K.R. Magnetic stimulation of the human nervous system / K.R. Mills. - Oxford: University Press, 1999. - 647 p. 3. Pascuale-Leone A. Handbook of transcranial magnetic stimulation /A. Pascuale-Leone, N.J. Davy, J.C. Rothwell, E.M. Wassermann, B.K. Purri. - London: Arnold, 2002. - 401 p. 4. Загальна ф1зютерапш: навчальний поабник / Я.Р. Федорiв, А.Л. ФШпюк, Р.Ю. Грицко. - К.: Здоров'я, 2004. -224 с. 5. Акулова Л.П. Основные принципы адаптации организма к космогеофизическим факторам / Л.П. Акулова // Б^зика, 1998. - Т. 43. - С. 571-575. 6. Пат. 57131 Украна, МПК А61В 5/0402. Персональний телемедичний пристрш для стимуляцп та корекци функцюнального стану пащента / Корсунов А.Р., заявник i патентовласник Украшська шж.-пед. академiя. - № u 2010 09380, заявл. 26.07.2010, опубл.10.02.2011. Бюл. №3. 7. Зайченко Ю.П. Нечеткие модели и методы в интеллектуальных системах / Ю.П. Зайченко. - К.: Слово, 2008. - 344 с. 8. Корсунов А.Р. Аналого-цифровi регулятори електричного сигналу в каналах зв'язку: Монографiя /А.Р. Корсунов. -УIПА-Горлiвка: "Видавництво Лiхтар", 2009. - 160 с. 9. Корсунов А.Р. Сочетанная электрическая стимуляция биологических структур организма по каналам телекоммуникационной системы / А.Р. Корсунов // Электроника и связь. - 2008. - № 6. -С. 42-48. 10. Корсунов А.Р. Метод оценки электрической активности проводящих путей при возбуждении тканевых структур биообъектов / А.Р. Корсунов // Электроника и связь. - 2007. - № 4. - С. 68-73.
References:
1. Hallet, M. (2005), "Magnetic stimulation in clinical neurophysiology". Ed. Elsivier, Vol. 2, pp. 38-46.
2. Mills, K.R. (1999), Magnetic stimulation of the human nervous system, University Press. Oxford, 647 p.
3. Pascuale-Leone, A., Davy, N.J., Rothwell, J.C., Wassermann, E.M., Purri, B.K. (2002).
Handbook of trans cranial magnetic stimulation, Arnold. London, 401 p.
4. Fedoriv, Y.A., Filpyuk, A.L., Grytsko R.Y. (2004), General physiotherapy: a tutorial. Health, Kiev, 224 p.
5. Akulova, L.P. (1998), "Basic principles of adapt in to the factors cosmogeophyzical", Biophysics, Vol. 43, pp. 571-575.
6. Patent Ukraine, No. 57131, MPK А61В 5/0402, Korsunov, A.R. (2011), Personal telemedicine device for stimulation and correction of the function and correction of functional state of patients. The applicant and the patentee Ukrainian Engineering and Pedagogical Academy No. u2091009380, announced 26.07.2010, published 10.02.2011. Bul. No. 3.
7. Zaychenko, Y.P. (2008), Fuzzy models and techniques in intelligent systems. Word, Kiev, 344 р.
8. Korsunov, A.R. (2009), Analog-to-digital signal controllers of the electrical signal in the communication channels, Monograph. Publisher Likhtar, UIPA-Gorlovka, 160 p.
9. Korsunov, A.R. (2008)."Combined electrical stimulation of the biological structures of the body through the channels of telecommunication systems". Electronics & Communication, No. 6, pp. 42-48.
10. Korsunov A.R. (2007)."Evolution method of electrical activity of path ways in the excitation of the tissue structures of biological objects", Electronics & Communication, No. 4, pp. 68-73.
Поступила (received)29.03.2016
Статью представил д-р техн. наук, проф. У1ПА Канюк Г.1.
Korsunov Anatoliy, Dr. Tech. Sci., Docent Ukraine ingen.-pedagog. Academy Str. Universitetskaia, 16, Kharkiv,Ukraine,61003 Tel.: (057) 733-79-41,e-mail: Korsunov_ar@mail.ru ORCID ID:0000-0009-4538-83C1
УДК 621.394.4.:615.472.03
Технолопя електромагштнот активiзащт тканинних структур opraHÍ3My / Корсунов А.Р. // Вюник НТУ "ХШ". CepÍH: 1нформатика та моделювання. - XapKiB: НТУ "ХП1". - 2016. - № 21 (1193). - С. 41 - 46.
В статп розглянуто ршення проблеми шдвищення якостi Tepanii' в сеансах електромагнггного впливу за рахунок шдвищення точност локaлiзaци променю впливу на обранш облaстi опpомiнeння, зниження piвня паразитного впливу на сусiднi структури оpгaнiзму та системи захисту вщ дeстaбiлiзуючих фaктоpiв, що в цшому забезпечуеться системою упpaвлiння якiстю терапевтичних послуг. Бiблiогp.: 10 назв.
Ключовi слова: якiсть терапи, eлeктpомaгнiтний вплив, структури оргашзму, точнiсть локaлiзaцii променю впливу.
УДК 621.394.4.:615.472.03
Технология електромагнитной активизации тканевых структур организма / Корсунов А.Р. // Весник НТУ "ХПИ". Серия: Информатика и моделирование. - Харьков: НТУ "ХПИ". - 2016. - № 21 (1193). - С. 41 - 46.
В статье рассмотрено решение проблемы повышения качество терапии в сеансах электромагнитного влияния за счет повышения точности локализации луча воздействия на избранной области облучения, снижении уровня паразитного воздействия на соседние структуры организма и системы защиты от дестабилизирующих факторов, что в целом обеспечивается системой управления качеством терапевтических услуг. Библиогр.: 10 назв.
Ключевые слова: качество терапии, электромагнитное воздействие, структуры организма, точность локализации луча воздействия.
UDC 621.394.4.:615.472.03
Теchnologi of electromagnetical make more ан!^ tissue stractures of оrganism / ^rsunov A.R. // Herald of the National Technical University "KhPI". Subject issue: Information Science and Modelling. - Kharkov: NTU "KhPI". - 2016. - №. 21 (1193). - P. 41 - 46
In the article the solution improve the quality of therapy sessions electromagnetic interference by increasing the accuracy of the localization accuracy influence beam of radiation exposure on the selected area, reducing the parasitic effects on adjacent structures of the body and protect the system against destabilizing factors, which generally ensures the quality management system of therapeutic services. Refs.: 10 titles.
Keywords: quality of therapeutics, electromagnetic interference, the body structure, localization accuracy influence beam.
