Патент на изобретение №2149044

(54) СПОСОБ РЕГУЛЯЦИИ СИНТЕЗА МЕЛАТОНИНА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

(57) Реферат:

Изобретение относится к медицине и предназначено для регуляции синтеза мелатонина в организме. Воздействуют в проекции эпифиза лазерным лучом. Лазерный луч модулируют от датчиков пульса, дыхания и генераторов импульсов частоты тремора и несущей частоты (22,01) кГц. Устройство содержит последовательно соединенные датчик пульса, первый усилитель-формирователь, первый потенциометр, средний вывод которого соединен с первым входом сумматора, последовательно соединенные датчик дыхания, второй усилитель-формирователь, второй потенциометр. Средний вывод второго потенциометра подключен к второму входу сумматора. Выход сумматора через усилитель мощности подключен к первому входу коммутируемого сумматора. К его второму и третьему входам подключены выходы генератора импульсов частоты тремора и генератора импульсов несущей частоты. К выходу коммутируемого сумматора также подключены три лазерных излучателя. Выходы лазерных излучателей расположены с трех сторон от головы пациента. На выходе каждого лазерного излучателя обеспечены следующие параметры: площадь облучения – 10-50 см², средняя плотность мощности 3-6 мВт/см², длина волны в диапазоне 0,8 – 1,3 мкм. Изобретение позволяет исключить нарушение естественной регуляции секреции мелатонина. 2 с. и 6 з. п.ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к медицине, в частности к эндокринологии, и может быть использовано при лечении болезней адаптации, вызываемых десинхронозами, бессоницы и широкого спектра сердечно-сосудистых, гастроэнтерологических и других заболеваний, при которых с большой эффективностью используется в качестве медикаментозного средства искусственно синтезируемый мелатонин.

В настоящее время широко и с большой эффективностью используется в качестве медикаментозного средства искусственно синтезируемый мелатонин (Малиновская Н.К. Клиническая медицина, 1998 г., N 10).

Этот гормон синтезируется и секретируется клетками эпифиза (шишковидной железы) и согласно хронологическим исследованиям обеспечивает согласование биоритмов во всем организме. Этим объясняется очень широкий спектр его лечебного действия.

Однако использование мелатонина, как и других гормональных препаратов, в качестве лекарственного средства может вызывать побочные эффекты и нарушать регуляцию его естественного биосинтеза и секреции.

Высокая клиническая эффективность мелатонина как лекарственного средства приводит часто к игнорированию той опасности, которая неизбежна при приеме мелатонина в дневное время (естественная его продукция происходит в ночное время суток) и особенно при длительных курсах его применения.

Введение в организм мелатонина не может не вызывать по отрицательной обратной связи уменьшения активности апифиза, снижения концентрации мелатонина за границы естественной гомеостатической регуляции, развития зависимости, привыкания, а при отмене – опасных побочных реакций.

Известные устройства для физиотерапии и электротерапии, позволяющие синхронизировать физиотерапевтическое воздействие по сигналам с датчиков пульса и дыхания пациента, не предназначены для регуляции синтеза мелатонина, так как их технические данные не позволяют эффективно воздействовать на эпифиз (см. патент РФ N 2033204, ст. 4.09.89 г., и патент РФ N 2067461, от 4.12.92 г.).

Техническим результатом является разработка средства и способа для регуляции синтеза мелатонина и устройства для их реализации.

Для этого согласно изобретению применяют лазерное воздействие на эпифиз для регуляции синтеза мелатонина, а в способе регуляцию синтеза мелатонина осуществляют воздействием на эпифиз тремя лазерными лучами, оси направления которых расположены под углом 120^o 30^o и пересекаются в месте локализации эпифиза, кроме того, лазерные лучи модулируют от датчиков пульса, дыхания и генераторов импульсов частоты тремора и несущей частоты (22,5 1) кГц, при этом в качестве источников лазерных лучей используют лазерные излучатели, на выходе каждого из которых обеспечены следующие параметры: площадь облучения – 10 – 50 см²; средняя плотность мощности – 3 – 6 мВт/см²; длина волны в диапазоне – 0,8 – 1,3 мкм.

Согласно изобретению выходные лазерные матрицы лазерных излучателей располагают от трех сторон головы-макушки головы и областей нервно-сосудистых пучков в направлении яремных отверстий черепа в проекции эпифиза, а сеансы лазерного воздействия проводят в течение (300 30) ударов пульса пациента ежедневно в течение 10 – 15 дней, при этом сеансы лазерного воздействия проводят перед сном или в первые ночные часы.

Согласно изобретению устройство для регуляции синтеза мелатонина содержит последовательно соединенные датчик пульса, первый усилитель-формирователь, первый потенциометр, средний вывод которого соединен первым входом сумматора, и последовательно соединенные датчик дыхания, второй усилитель-формирователь, второй потенциометр, средний вывод которого подключен ко второму входу сумматора, выход которого через усилитель мощности подключен к первому входу коммутируемого сумматора, ко второму и третьему входам которого подключены выходы генератора импульсов частоты тремора и генератора импульсов несущей частоты, соответственно к выходу коммутируемого сумматора подключены три лазерных излучателя, причем выходы лазерных излучателей расположены в рабочем состоянии с трех сторон от головы пациента в проекции эпифаза, при этом на выходе каждого лазерного излучателя должны быть обеспечены следующие параметры: площадь облучения – 10 – 50 см²; средняя плотность мощности – 3 – 6 мВт/см²; длина волны в диапазоне – 0,8 – 1,3 мкм, а коммутируемый сумматор выполнен в виде последовательно соединенных сумматора и коммутатора, причем входы сумматора являются первым и вторым входами коммутируемого сумматора, третий вход которого объединен с управляющим входом коммутатора, выход которого является выходом коммутируемого сумматора, и генератор импульсов несущей частоты имеет частоту (22,5 1) кГц.

Сущность изобретения заключается в том, что естественную регуляцию секреции мелатонина осуществляют путем физиологических адекватных воздействий на функцию эпифиза, синхронных с усилением кровенаполнения и открытием капилляров над активными клетками эпифиза.

Стимуляция эпифиза только в момент достаточного энергетического обеспечения ответных реакций – в фазы увеличения секреции мелатонина околосуточного ритма и в фазы ритмов увеличения кровенаполнения – исключает нарушения естественной регуляции секреции этого гормона.

Предлагаемое устройство для регуляции синтеза мелатонина с использованием на выходе трех лазерных излучателей, выходы которых расположены под углом 120^o 30^o и модулированных от датчиков пульса, дыхания и генераторов частоты тремора и несущей импульсной частоты (22,5 1) кГц, позволяет проникнуть в глубинное расположение эпифиза и реально воздействовать на нормализацию его функций.

Сравнение предлагаемых изобретений с известными позволяет утверждать о соответствии критериям “новизна” и “изобретательский уровень”. Экспериментальные и клинические испытания позволяют судить о возможности широкого практического использования вышеуказанных изобретений для лечения больных с нарушениями функций эпифиза.

На фиг. 1 представлена функциональная блок-схема устройства для регуляции синтеза мелатонина.

На фиг. 2 – временные диаграммы работы устройства.

Устройство для регуляции синтеза мелатонина содержит последовательно соединенные датчик 1 пульса, первый усилитель-формирователь 2, первый потенциометр 3 и последовательно соединенные датчик 4 дыхания, второй усилитель-формирователь 5, второй потенциометр 6.

Средние выходы первого и второго потенциометров 3 и 6 подключены к первому и второму входам сумматора 7, выход которого через усилитель мощности 8 подключен к первому входу коммутируемого сумматора 9, ко второму и третьему входам которого подключены выходы генератора 10 импульсов частоты тремора и генератора 11 импульсов несущей частоты (22,5 1) кГц.

Выход коммутирующего сумматора 9 подключен ко входам трех лазерных излучателей 12, 13, 14.

Коммутируемый сумматор 9 может быть выполнен в виде последовательно соединенных сумматора 15 и коммутатора 16. Входы сумматора 15 являются первым и вторым входами коммутируемого сумматора 9, третий вход которого объединен с управляющим входом коммутатора 16, выход которого является выходом коммутируемого сумматора 9.

Выход каждого лазерного излучателя должен иметь следующие параметры (диапазон допустимого значения установлен экспериментально): площадь сечения – 10 – 50 см²; средняя плотность мощности – 3 – 6 мВт/см²; длина волны в диапазоне – 0,8 – 1,3 мкм.

В качестве лазерного излучателя можно взять лазерный излучатель, используемый в известном приборе “АЛТО-терапевт-био” (см. Инструкция и технический паспорт к аппарату “АЛТО-терапевт-био”, М., фирма “АЛТО” 1996 г.), имеющий выходную лазерную матрицу с обеспечением следующих параметров: длина волны – 0,98 мкм; импульсная мощность – 100 Вт, средняя плотность мощности – 1-5 мВт/см², площадь облучения – 30 см².

Работа устройства.

Предварительно устанавливают датчики.

Датчик 4 дыхания на специальном поясе на грудную клетку пациента, а датчик 1 пульса приводится в контакт с одним из пальцев пациента.

Потенциометры 3 и 6 выведены в нулевое положение.

Выходные лазерные матрицы трех лазерных излучателей 12-14 располагают в трех проекциях эпифиза (макушка головы и области нервно-сосудистых пучков в направлении яремных отверстий черепа) с пересечением трех лучей для достижения порогового значения плотности мощности (телесный угол 15^o) в месте локализации эпифиза.

Оптимальное расположение осей лазерных лучей в диапазоне 120^o 30^o между двумя прилежащими осями.

Генератор 10 импульсов частоты тремора настроен, например, на частоту 8 Гц.

Регулировка частоты генератора 10 импульсов частоты тремора необходима для исключения привыкания пациента к характеру воздействия.

Далее с помощью потенциометров 3 и 6 устанавливают необходимые параметры выходных импульсов.

Первый усилитель-формирователь 2 осуществляет преобразование электрического сигнала с датчика импульса, представляющего собой оптронную пару, в импульсы напряжения. При этом каждый отрицательный импульс соответствует одному сердечному сокращению пациента.

Второй усилитель-формирователь 5 преобразует электрический сигнал с датчика 4 дыхания в импульсы напряжения, показанные на фиг. 3.

При этом при вдохе происходит увеличение напряжения на выходе усилителя-формирователя 5, а при выдохе – уменьшение.

Импульсы напряжения с выходов первого и второго усилителей-формирователей 2 и 5 через первый и второй потенциометры 3 и 6 подаются на входы сумматора 7, а с его выхода через усилитель 8 мощности на первый вход коммутирующего сумматора 9. На второй и третий входы последнего поступают импульсы от генераторов 10 и 11 импульсов частоты тремора и несущей частоты.

Импульсы с выхода усилителя 8 мощности и генератора 10 частоты тремора суммируются в сумматоре 15 и с его выхода через коммутатор 16, управляемый от генератора 11 импульсов несущей частоты, преобразованные в импульсы с частотой (22,5 1) кГц, поступают на три лазерных излучателя 12-14.

Модулирование выходных импульсов частотой (22,5 1) кГц способствует более глубокому проникновению лазерных лучей, а одновременное воздействие тремя лазерными излучателями обеспечивает субпозиционный эффект воздействия.

Сеансы лазерного воздействия проводят в течение (300 30) ударов пульса пациента ежедневно в течение 10-15 дней.

Способ осуществляют в режиме биоритмологического управления непосредственно перед сном или в первые ночные часы, т.к. в это время эпифиз наиболее активен.

При необходимости данные изобретения можно использовать для снижения секреции мелатонина в целью нормализации.

Для проверки эффективности предлагаемого способа были проведены 30 опытов на собаках (овчарки, расстояние излучателей до эпифиза близко к таковому у человека) и 20 испытаний на 2 людях – добровольцах. Эффективность лазерной стимуляции эпифиза указанными устройством и способом оценивали с помощью дифференциального термометра и аппарата “Хелпер” по изменению ректальной температуры у собак или в подмышечной области у человека. Точность измерения 0,01 градуса C. Статистически достоверное (P < 0,05) снижение температуры у собак на (0,8 0,2) градуса обнаружено через 60 минут после 5-минутной лазерной стимуляции эпифиза. У человека в данное время снижение температуры наблюдалось в 8 случаях из 10 в среднем на (0,5 0,3) градуса, перед сном в 23 часа – во всех 10 случаях на (0,9 0,3) градуса.

Как установлено, снижение температуры свидетельствует об увеличении мелатонина в крови. В утренние часы различий температуры в обычные дни и после лазерной стимуляции эпифиза перед сном не наблюдалось. Полученные результаты дают основание считать предложенное устройство и способ достаточно эффективными, но не имеющими последствий или привыкании без побочных эффектов. Это важно не только как способ естественной регуляции функции эпифиза, но и существенно в экономическом плане, учитывая стоимость препарата мелатонина и его широкое применение.

Пример 1.

Больной М. , 4,5 года. Ребенок беспокоен, агрессивен, не спит ночами, неконтактен. Диагноз: Туберозный склероз. Больному проведено лечение 10 сеансов по вышеуказанной методике. Начиная с третьего сеанса ребенок стал спать спокойно с 9 вечера до 6 часов утра. Исчезла агрессивность поведения. Стал понимать простейшие команды.

Пример 2.

Больная К. 74 года. Жалобы на беспокойное состояние. Разлитые, неясные этиологии боли мелких и крупных суставов. Периодически возникающие боли в области сердца, неснимающиеся короналетиками. Диагноз: Атероклероз, Ишемическая болезнь сердца. Остеохондроз позвоночника. Бессоница. Головокружение.

Больной проведено лечение по вышеуказанной методике. В результате проведенного лечения нормализовался сон, улучшилось общее состояние, повысилась работоспособность, увеличился объем двигательной активности, исчезли проявления в суставах и головокружения.

Таким образом, применение лазерного воздействия на эпифиз позволяет утверждать о появлении нового средства для регуляции функции эпифиза, а также нового способа и устройства для его осуществления.

Формула изобретения

1. Способ регуляции синтеза мелатонина, отличающийся тем, что осуществляют воздействие в проекции эпифиза лазерным лучом с длиной волны 0,8 – 1,3 мкм и средней плотности мощности 3 – 6 мВт/см², причем лазерный луч модулируют от датчиков пульса, дыхания и генераторов импульсов частоты тремора и несущей частоты (22,5 1) кГц.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что лазерное воздействие на эпифиз осуществляют тремя лазерными лучами, оси направления которых расположены под углом 120 30^o и пересекаются в месте локализации эпифиза, а площадь облучения на выходе каждого из лазерных излучателей равна 10 – 50 см².

3. Способ по п.2, отличающийся тем, что выходные лазерные матрицы лазерных излучателей располагают с трех сторон головы: макушки головы и областей нервно-сосудистых пучков, в направлении яремных отверстий черепа в проекции эпифиза.

4. Способ по п. 3, отличающийся тем, что сеансы лазерного воздействия проводят в течение (300 30) ударов пульса пациента ежедневно в течение 10 – 15 дней.

5. Способ по п. 4, отличающийся тем, что сеансы лазерного воздействия проводят перед сном или в первые ночные часы.

6. Устройство для регуляции синтеза мелатонина, содержащее последовательно соединенные датчик пульса, первый усилитель-формирователь, первый потенциометр, средний вывод которого соединен с первым входом сумматора, и последовательно соединенные датчик дыхания, второй усилитель-формирователь, второй потенциометр, средний вывод которого подключен к второму входу сумматора, выход которого через усилитель мощности подключен к первому входу коммутируемого сумматора, к второму и третьему входам которого подключены выходы генератора импульсов частоты тремора и генератора импульсов несущей частоты соответственно, к выходу коммутируемого сумматора подключены три лазерных излучателя, причем выходы лазерных излучателей расположены в рабочем состоянии с трех сторон от головы пациента в проекции эпифиза, а на выходе каждого лазерного излучателя обеспечены следующие параметры: площадь облучения – 10 – 50 см²; средняя плотность мощности – 3 – 6 мВт/см²; длина волны в диапазоне 0,8 – 1,3 мкм.

7. Устройство по п.6, отличающееся тем, что коммутируемый сумматор выполнен в виде последовательно соединенных сумматора и коммутатора, причем входы сумматора являются первым и вторым входами коммутируемого сумматора, третий вход которого объединен с управляющим входом коммутатора, выход которого является выходом коммутируемого сумматора.

8. Устройство по п.6, отличающееся тем, что генератор импульсов несущей частоты имеет частоту (22,5 1) кГц.

РИСУНКИ