Патент на изобретение №2223032

(54) СПОСОБ ДИАГНОСТИКИ СОСТОЯНИЯ ОРГАНИЗМА СВЧ-ИЗЛУЧЕНИЕМ НЕТЕПЛОВОГО УРОВНЯ МОЩНОСТИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (ВАРИАНТЫ)

(57) Реферат:

Изобретение относится к медицине, в частности к диагностике с помощью электромагнитного поля нетеплового уровня мощности, и может быть использовано как для диагностики состояния организма по состоянию каналов из биологически активных точек (БАТ), так и для диагностики отдельных органов по рефлекторным проекциям на коже (зоны Захарьина-Геда), зон закрытых повреждений кожи и подлежащих органов. Техническим результатом данного способа диагностики является повышение информативности и возможность обработки большего объема данных, что позволяет повысить специфичность и точность диагностики. Для этого управляемый по частоте СВЧ-сигнал подают с амплитудой минимального уровня, который задают уровнем минимальной мощности обнаруживаемой приемным трактом, при этом регистрируют с помощью цифрового логического устройства амплитудно-частотные характеристики коэффициентов передачи исследуемых пар точек, производят статистическую обработку результатов измерений и их сравнение с эталонными результатами, полученными на заведомо здоровых людях, а отклонения результатов измерений от эталонных используют как диагностические показатели. Техническим результатом разработанного устройства является снижение уровня диагностирующего СВЧ-сигнала. Для этого между СВЧ-генератором с электронной перестройкой частоты и передающей антенной введен дополнительно узел управления мощностью СВЧ-сигнала и введена также цепь отрицательной обратной связи, содержащая выход усилителя низких частот и низкочастотный вход узла электронного управления мощностью СВЧ сигнала, а генератор управляющего напряжения соединен через цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) с выходом цифрового логического узла, при этом передающая и приемная антенны выполнены каждая в виде двухпроводной коаксиальной линии передачи, заземленные проводники этих коаксиальных линий электрически соединены между собой таким образом, что длина образованной этим соединением цепи между концами антенн, контактирующих с кожным покровом, не превышает 3/4 меньшей длины волны рабочего диапазона длин волн. 3 с. и 14 з.п.ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к медицине, в частности к диагностике с помощью электромагнитного поля нетеплового уровня мощности, и может быть использовано как для диагностики состояния организма по состоянию каналов из биологически активных точек (БАТ), так и для диагностики отдельных органов по рефлекторным проекциям на коже (зоны Захарьина-Геда), зон закрытых повреждений кожи и подлежащих органов.

Известен способ диагностики состояния каналов БАТ по отклику на электрофизическое воздействие, описанный в книге: “Нетрадиционные методы диагностики и терапии” авторов И.З.Самосюк, В.П.Лысенюк, Ю.П.Лиманский и др. Киiв, “Здоров’я”, 1994, стр.174-187. Способ заключается в электропунктурной диагностике состояния БАТ 12 пар главных каналов путем подачи и обработки электрического сигнала, определения электрокожного сопротивления (ЭКС) в выбранных БАТ, определения среднего значения ЭКС, определения отклонения сопротивлений каждого канала от средней величины с последующим определением на основе полученных данных состояния каждого канала.

Недостатком данного способа является невысокая точность диагностики каналов, что обусловлено использованием в исследованиях постоянного электрического тока и ЭКС, которое сложным образом зависит от глубины погружения электродов в ткань, от способа постановки электрода (угла наклона электрода), а также от влажности кожи. Кроме того, используемые для диагностики параметры электрического тока (12 В и 200 мкА) существенно искажают исходное информативное состояние исследуемой БАТ, что также влияет на точность диагностики.

Наиболее близким по назначению и технической сущности является способ диагностики состояния каналов СВЧ излучением нетеплового уровня мощности (патент РФ 2143840, М.кл. А 61 В 5/05, публ. 10.01.2000, бюл. 1). Способ-прототип заключается в диагностике 12 пар главных каналов путем подачи СВЧ-сигнала постоянной мощности с изменяющейся в диапазоне от 300 до 600 МГц частотой через передающую антенну-аппликатор на одну точку диагностируемого канала.

Принимают выходной сигнал со второй (соседней) точки того же канала с помощью принимающей антенны-аппликатора и определяют максимальный коэффициент передачи сигнала между этой парой точек (отрезка) в указанном диапазоне частот. Такие же действия проводят для той же пары точек (того же отрезка) на другом канале и последовательно определяют максимальные коэффициенты передачи отрезков по 12 главным каналам. Затем определяют среднюю величину коэффициента передачи по всем 12 каналам и величину отклонения коэффициента передачи каждого канала от среднего значения, которая и является диагностическим показателем.

Недостатком способа-прототипа является недостаточная специфичность диагностирования, затруднения с определением заболевания в хронической форме.

Известно устройство для диагностики и терапии состояния БАТ (заявка Франции 2473882, М.Кл. А 61 Н 39/02, 1981 г.). Это устройство содержит генератор для подачи пилообразного электрического сигнала на щуп зонда и цепи питания и управления генератором. Недостатком данного устройства является то, что оно обеспечивает в основном лишь обнаружение у пациента БАТ для акупунктуры, но, по-видимому, не дает информации о состояниях БАТ, характеризующих энергетическое состояние канала. Кроме того, при диагностике электрическим сигналом участвует электрокожное сопротивление, которое сложным образом зависит от глубины и угла погружения щупа зонда в ткань, что снижает точность диагностики.

Наиболее близким по назначению и технической сущности является устройство для диагностики состояния каналов из БАТ и терапии (пат. РФ 2143840, М. кл. А 61 В 5/05, публ. 10.01.2000, бюл. 1), которое выбрано в качестве прототипа. Устройство-прототип содержит подключенный к цепям питания и управления СВЧ-генератор малой мощности, соединенный с передающей антенной-аппликатором, а также приемную антенну-аппликатор, соединенную с детектором СВЧ мощности, который через усилитель мощности соединен с переключателем каналов. Первый выход переключателя каналов соединен с входом индикатора уровня энергетического состояния каналов, а второй выход подключен к входу блока запоминания и усреднения, выход которого подключен к входу блока определения отклонений от среднего значения, выход которого соединен с индикатором этих отклонений.

Недостатком устройства-прототипа является высокий уровень СВЧ мощности (порядка единиц милливатт), который вносит искажения в диагностируемое исходное информационное состояние канала. К недостаткам также относится вероятность появления ошибочного измерения коэффициента передачи, зависящая от оператора, из-за слабой помехозащищенности используемой конструкции антенн. Кроме того, устройство-прототип не позволяет получать полную диагностическую картину, так как проводит лишь простейшую обработку небольшого числа параметров, и не прослеживает их изменений от одного диагностического сеанса к другому, и не позволяет, поэтому, наблюдать состояние зон закрытых повреждений кожи и подлежащих органов.

Технический результат заключается в повышении специфичности и точности диагностики для характеристики организма в целом, а также снижение уровня диагностирующего сигнала.

В части способа диагностики состояния организма СВЧ излучением нетеплового уровня мощности технический результат достигается за счет того, что предлагаемый способ, как и способ-прототип, осуществляют путем подачи управляемого по частоте СВЧ-сигнала через передающую антенну на одну точку кожного покрова, измерения выходного сигнала с помощью второй антенны в другой точке кожного покрова, которые проводят для множества исследуемых пар точек, определения и регистрации коэффициентов передачи отрезков между парами точек.

При этом количество и месторасположение исследуемых пар точек определяют в соответствии с выбранной методикой диагностики, управляемый по частоте СВЧ-сигнал подают с амплитудой минимального уровня, который задают уровнем минимальной мощности, обнаруживаемой приемным трактом, при этом регистрируют с помощью цифрового логического устройства амплитудно-частотные характеристики коэффициентов передачи исследуемых пар точек, производят статистическую обработку результатов измерений и их сравнение с эталонными результатами, полученными на заведомо здоровых людях, а отклонения результатов измерений от эталонных используют как диагностические показатели.

В частном случае при выборе методики диагностики состояния организма по состоянию каналов из БАТ целесообразно выбрать на дистальном участке канала не менее двух исследуемых отрезков, например, отрезки между точками ЦЗИН (исток) – ИН (ручей) и ИН (ручей) – ЮЙ (быстрина), после чего поочередно на каждом диагностируемом канале определить максимальную величину коэффициента передачи выбранных отрезков, определить среднее значение коэффициента передачи для каждого выбранного отрезка по 12 главным каналам и определить являющуюся основным диагностическим показателем величину отклонения коэффициента передачи каждого исследуемого отрезка от среднего значения, кроме того, поочередно для каждого канала определить соотношение максимальных коэффициентов передачи выделенных отрезков одного канала, которое является дополнительным диагностическим показателем.

В другом частном случае для получения более полной диагностической картины целесообразно на дистальном участке каждого диагностируемого канала выбрать три исследуемых отрезка между четырьмя последовательными точками ЦЗИН (исток), ИН (ручей), ЮЙ (быстрина), ЦЗИН (река).

В части устройства технический результат достигается тем, что разработанное устройство для диагностики состояния организма, как и устройство-прототип, содержит подключенный к генератору управляющего напряжения СВЧ-генератор с электронной перестройкой частоты, передающую антенну, приемную антенну, детектор СВЧ мощности, соединенный с усилителем низких частот, и блок обработки и индикации сигнала.

При этом между СВЧ-генератором с электронной перестройкой частоты и передающей антенной введен дополнительно узел управления мощностью СВЧ-сигнала и введена также цепь отрицательной обратной связи, содержащая выход усилителя низких частот и низкочастотный вход узла электронного управления мощностью СВЧ-сигнала, а генератор управляющего напряжения соединен с выходом цифрового логического узла, при этом передающая и приемная антенны выполнены каждая в виде двухпроводной коаксиальной линии передачи, заземленные проводники этих коаксиальных линий электрически соединены между собой таким образом, что длина образованной этим соединением цепи между концами антенн, контактирующих с объектом измерения (кожным покровом), не превышает 3/4 меньшей длины волны рабочего диапазона длин волн.

Целесообразно в одном частном случае для реализации режима синхронного детектирования на частоте амплитудной модуляции в качестве цифрового логического узла в блоке обработки и индикации сигнала использовать персональный компьютер, соединенный на входе с аналого-цифровым преобразователем (АЦП), а на выходе с цифроаналоговым преобразователем (ЦАП), которые дополнительно введены в цепь отрицательной обратной связи, при этом выход усилителя низких частот соединен с АЦП, а ЦАП соединен с низкочастотным входом узла электронного управления мощностью СВЧ-сигнала.

В другом частном случае, для реализации режима синхронного детектирования на несущей частоте ввести между выходом СВЧ-генератора и входом детектора СВЧ мощности дополнительно СВЧ-тракт.

В третьем частном случае целесообразно между приемной антенной и детектором СВЧ мощности ввести малошумящий усилитель СВЧ-сигнала с коэффициентом шума менее 2,5 дБ. Для улучшения помехозащищенности устройства целесообразно передающую и приемную антенны каждую выполнить в виде отрезка жесткого коаксиального микротракта, электрически соединенного с гибким коаксиальным кабелем и установленного в рукоятке из диэлектрического материала соответственно передающей или приемной антенны, при этом экранирующие заземленные проводники обоих коаксиальных микротрактов имеют электрическое соединение, например, в виде спая, выполненное таким образом, что длина образованной спаем цепи между концами антенн, имеющими точки контакта с объектом измерения, не превышает 3/4 меньшей длины волны рабочего диапазона длин волн, причем место спая расположено в одной из диэлектрических рукояток, а гибкие коаксиальные кабели от обеих антенн расположены в одном жгуте с возможностью электрического соединения между экранирующими земляными проводниками.

В частном случае для улучшения согласования антенн с объектом измерения целесообразно на концах антенн выполнить коаксиальные трансформаторы волнового сопротивления.

В другом частном случае выполнения антенн СВЧ-генератор с узлом управления мощностью могут быть расположены в рукоятке передающей антенны, а усилитель СВЧ-сигнала и детектор СВЧ мощности могут быть расположены в рукоятке приемной антенны.

На фиг. 1 представлена блок-схема разработанного устройства в общем случае его выполнения (в соответствии с п.4 формулы изобретения).

На фиг.2 представлена блок-схема разработанного устройства, реализующая режим синхронного приема на частоте амплитудной модуляции сигнала несущей (в соответствии п.5 формулы изобретения).

На фиг.3 представлена блок-схема разработанного устройства, реализующая режим синхронного детектирования на несущей частоте СВЧ-сигнала (в соответствии с п.6 формулы изобретения).

На фиг.4 показана конструкция передающей и приемной антенн в разрезе.

На фиг.5 показано расположение антенн на измеряемом участке тела и распределение СВЧ магнитного, электрического полей и токов.

На фиг.6 показан пример регистрации амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) коэффициента передачи отрезка между исследуемой парой точек.

На фиг. 7 представлены основные диагностические данные измерений и их графическая интерпретация для пациентки М.Н.А.

На фиг.8 представлены дополнительные диагностические данные измерений и их графическая интерпретация для пациентки М.Н.А.

На фиг. 9 представлены основные и дополнительные диагностические данные измерений и их графическая интерпретация для пациента К.М.Ф.

Разработаное устройство, представленное на фиг.1, содержит СВЧ-генератор 1 малой мощности с электронной перестройкой частоты, подключенный к передающей антенне 2 через узел 3 управления мощностью СВЧ-сигнала, низкочастотный усилитель 4, цифровой логический узел 5 с аналого-цифровым преобразователем (АЦП) 6 на входе и цифроаналоговым преобразователем (ЦАП) 7 на выходе, генератор 8 управляющего напряжения, соединенный с СВЧ-генератором 1, СВЧ-детектор 9 и приемную антенну 10. Приемная антенна 10 через детектор 9 соединена с низкочастотным усилителем 4, один из выходов которого через АЦП 6, цифровой логический узел 5 и ЦАП 7 соединен с генератором 8. Цепь отрицательной обратной связи содержит второй выход низкочастотного усилителя 4 и низкочастотный вход узла 3 управления мощностью. Передающая антенна 2 и приемная антенна 10 выполнены каждая в виде двухпроводной коаксиальной линии передачи, земляные проводники которых электрически соединены, то есть имеют между собой электрическое соединение, которое обозначено на фиг.1 позицией 11.

Вариант разработанного устройства, представленный на фиг.2, содержит в качестве цифрового логического узла 5 персональный компьютер, который через ЦАП 7 соединен с низкочастотным входом узла 3 управления мощностью СВЧ-сигнала, а через АЦП 6 соединен с низкочастотным усилителем 4. Между приемной антенной 10 и СВЧ-детектором 9 включен малошумящий усилитель 12 СВЧ-сигнала с коэффициентом шума менее 2,5 дБ. Частота СВЧ-генератора 1 может быть изменена по известному, либо заданному программой компьютера 5 закону.

Вариант разработанного устройства, представленный на фиг.3, содержит СВЧ-тракт 13, введенный между выходом СВЧ-генератора 1 и входом СВЧ-детектора 9.

Разработанное устройство во всех вариантах выполнения функционально делится на три блока: блок передатчика 14, приемный тракт 15 и блок 16 управления регистрации, обработки и регистрации сигнала (см. фиг.1, 2, 3).

Конструкция передающей 2 и приемной 10 антенн (см. фиг.4) содержит отрезки коаксиального микротракта 17, установленного в рукоятках 18 из диэлектрического материала. Экранирующие заземленные проводники обоих коаксиальных микротрактов 17 имеют электрическое соединение 11 (см. фиг.1, 2, 3, 4), например, в виде спая. Длина L (фиг.4), образованной спаем 11 цепи между концами 19 антенн, имеющими точки контакта с объектом измерения, не превышает 3/4 меньшей длины волны рабочего диапазона длин волн. Место спая 11 расположено в одной из диэлектрических рукояток 18, а гибкие коаксиальные кабели от обеих антенн 2 и 10 расположены в одном жгуте с возможностью электрического соединения между экранирующими земляными проводниками. На концах 19 антенн 2 и 10, имеющих точки контакта с объектом измерения, могут быть выполнены коаксиальные трансформаторы 20 волнового сопротивления (фиг.4) (показано в разрезе). В рукоятках 18 (фиг.4) могут быть расположены элементы управления 21 цифровым логическим узлом 5 (фиг.1, 2, 3).

Разработанное устройство (см. фиг.1, 2, 3, 4, 5) для диагностики состояния организма работает следующим образом.

Сигнал СВЧ мощностью Р, на частоте, изменяющейся по известному, либо заданному программой компьютера закону, в диапазоне рабочих частот, определяемых начальной f_s и конечной f_f частотами, поступает от СВЧ-генератора 1 (фиг. 1, 2, 3) на передающую антенну 2 (фиг.1, 2, 3) через узел 3 управления мощностью, имеющий линейную (для упрощения) по управляющему сигналу U характеристику управления СВЧ мощностью K_t=(1-U/U_m) (U_m – максимальное значение напряжения на входе узла 3). (Здесь и далее для упрощения используются модули коэффициентов передачи). Антенну 2 (фиг.5) располагают на выбранной согласно методике диагностики точке на поверхности 22 (фиг.5) кожного покрова, перпендикулярно ей, таким образом, чтобы центральный проводник коаксиального микротракта 17 имел контакт с поверхностью 22. Приемная антенна 10 устанавливается на другой методически сопряженной первой точке.

При установке антенн 2 и 10 на кожный покров 22 (фиг.5) его поверхность и внешний экранирующий земляной проводник коаксиального микротракта 17 образуют отрезок двухпроводной волноводной СВЧ линии длиной L, ограниченной концами антенн 2 и 10, имеющими точки контакта с объектом измерения, и электрическим соединением 11 (фиг.4). Площадь этого контура (фиг.5) является параметром, определяющим его излучающую способность на свободное пространство. Поэтому длину L двухпроводной волноводной линии целесообразно ограничить для минимизации зависимости коэффициента передачи антенн K_a от взаимного расположения подводящих коаксиальных трактов величиной, не превышающей L<3/4 меньшей длины волны рабочего диапазона длин волн. В отрезке двухпроводной волноводной линии длиной L возбуждается электрическая Е и магнитная В (фиг.5) компоненты электромагнитного поля, а в подкожных слоях 23, 24 (фиг. 5) установится распределение линий СВЧ токов J согласно величинам комплексных удельных проводимостей этих слоев. Сложность биохимических и электрохимических процессов живого тела, большой разброс электрических параметров различных видов живой ткани, их зависимость от состояния организма и сложная структура распределения определяют нетривиальную зависимость коэффициента передачи К_hb подкожных слоев 23, 24 и отрезка кожного покрова 22, включенного в цепь сигнала между антеннами 2 и 10, от частоты, времени и номера m измерения. Коэффициент передачи _hb и его изменения К_hb являются искомыми величинами при измерении, а их связь с состоянием организма определяется опытным путем и описывается выше в конкретных примерах реализации разработанного способа диагностики.

Сигнал СВЧ с приемной антенны 10 (фиг.2, 3) поступает на вход малошумящего усилителя (МШУ) 12 с коэффициентом усиления по мощности К_p, выход которого подсоединен ко входу СВЧ-детектора 9, имеющего вольт-ваттную чувствительность К_d. Сигнал напряжением U на выходе детектора 9 через цепь, образующую контур отрицательной обратной связи, содержащую усилитель низких частот 4 с коэффициентом усиления К_u, поступает на низкочастотный вход узла 3 с амплитудой U_u= UK_u и устанавливает уровень коэффициента передачи K_t=(1-U_u/U_m).

Таким образом, осуществляется автоматическое управление уровнем СВЧ мощности при изменении коэффициента передачи К_hb объекта измерения.

Можно произвести условное разделение четырехполюсников на собственно объект измерений с коэффициентом передачи К_hb и на четырехполюсники в контуре обратной связи с коэффициентом передачи Кr=К_tК_aК_pК_dК_u.

Из теории цепей известно соотношение между входным Р и выходным Р₀ сигналами для четырехполюсника, охваченного отрицательной обратной связью в установившемся режиме:
Р₀=РК_hb/(1+К_hbКr)=PK_hb/(1+K_hbK_tK_aK_pK_dK_u).

Уровень полезного сигнала U на выходе детектора 9 составит: U=K_pK_dP₀. Для малого уровня (случай квадратичного детектирования) Р₀ преобразование линейно по мощности, что упрощает использование сигнала U для индикации искомого коэффициента передачи К_hb. Величину К_hbК_r в реальных системах доводят до 10² и более. При этом в (1+К_hbК_r) раз уменьшается коэффициент передачи системы.

Минимальное значение коэффициента передачи К_hb1~1 (0dB), которое достигается при калибровке антенн с их подключением к металлической (медной) поверхности, определит коэффициент передачи устройства К₀₁=К_hb1/(1+К_hb1К_r). При К_r>>К_hb1, K₀₁= K_r ^-1 и с учетом максимального значения К_{hb max}~-40 dB, которое может принять коэффициент передачи измеряемого объекта, получим K₀₁~ 10^-6~ (-60dB) при максимальном значении управляющего напряжения на U_u1~U_m. Значит K_t1= (1-U_u1/U_m)= 10^-6. Уровень мощности Р генератора 1 (фиг.1, 2, 3) должен обеспечивать необходимое значение отношения сигнал/шум (S/N>10) от уровня минимально обнаруживаемой мощности P_min=F_nkTf на МШУ 10 (фиг.1, 2, 3). Где:
– F_n – коэффициент шума МШУ,
– k – постоянная Больцмана = 1,3810^-23 Вт/ГцТ⁰,
– Т – температура в градусах Кельвина,
– f – полоса частот МШУ.

Например для МШУ на транзисторе НР304143 с коэффициентом шума F_n=1,12 (0,5 dB) уровень минимально обнаруживаемой мощности составляет P_min~210^-12 Bт, a требуемый уровень мощности на входе МШУ Р₀~210^-11 Bт. Из соотношения Р₀= К₀Р определим требуемый уровень мощности воздействующего излучения СВЧ-генератора 1 Р_f=210^-5 Вт.

Таким образом, разработанное устройство по сравнению с устройством-прототипом позволяет существенно снизить уровень диагностирующего сигнала СВЧ-генератора 1 и приблизить проводимую диагностику к пассивным измерениям.

Отношение P_f/U_m характеризует ватт – вольтную чувствительность узла 3 (фиг.1, 2, 3). Величина отношения сигнал/шум (S/N) выбирается исходя из требований к конкретной конструкции устройства и обеспечивает необходимый уровень помехозащищенности.

При минимальном значении коэффициента передачи К_hb2~10^-4(-40dB) коэффициент передачи системы составит величину K₀₂=K_hb2/(1+K_hb2K_r)= 10^-4/(1+10^-410⁶)= 10^-6 при значении управляющего напряжения U_u2, определенного выражением K_t2=(1-U_u2/U_m)=10^-2.

Из выражений для коэффициентов передачи К_t1, K_t2 узла 3 управления мощностью СВЧ-сигнала, в случаях максимального и минимального значений К_hb1 и К_hb2, с учетом мощности Р СВЧ-генератора 1 и значения U_m, находят оптимальный коэффициент усиления Кr контура обратной связи и входящей в него цепи с преобразованием мощности K_dK_uK_t, а также уровень U_u регистрируемого сигнала на выходе усилителя низких частот 4 (фиг.1, 2, 3) для конкретной конструкции прибора.

Для приема сигнала на уровнях мощности P₀~210^-11 Bт становится актуальной задача помехозащищенности. С этой целью полезно применить известные методы модуляционного приема и синхронного детектирования. Эти методы позволяют также значительно понизить уровень минимально обнаруживаемой мощности Р_min приемного тракта 15 путем применения в нем узкополосных фильтров с полосой пропускания, много меньшей f – рабочей полосы частот МШУ 12.

Для реализации режима синхронного детектирования на частоте модуляции F_mod может быть использован компьютер 5 (фиг.2), для чего его выход через ЦАП 7 соединяется с узлом управления 3.

Для реализации режима синхронного приема на частоте СВЧ-сигнала между выходом СВЧ-генератора 1 (фиг.3) и входом СВЧ-детектора 9 введен дополнительно СВЧ-тракт, содержащий развязывающее устройство.

Способ диагностики состояния пациента осуществляют путем подачи с блока передатчика 14 (фиг.1, 2, 3, 5), управляемого блоком 16 управления, регистрации, обработки и индикации сигнала по частоте и мощности СВЧ-сигнала с начальной f_s и конечной f_f частотами, амплитудой минимального уровня, который определяют уровнем минимально обнаруживаемой мощности Р_min приемного тракта, через передающую антенну 2 на одну точку кожного покрова 22. Принимают выходной сигнал с помощью второй антенны 10 приемного тракта 15 на другой точке кожного покрова 22. Регистрируют блоком 16 управления, регистрации, обработки и индикации сигнала коэффициенты передачи К_hbm каждого m-го отрезка между парами точек на кожном покрове для М пар по диагностической схеме заданной программой. Производят при помощи блока 16 управления, регистрации, обработки и индикации сигнала статистическую обработку результатов измерений и их сравнение с эталонными измерениями заведомо здоровых людей, произведенными по такой же схеме. Отклонения результатов измерений от эталонных являются диагностическими показателями.

При выборе методики диагностики состояния организма по состоянию каналов из БАТ на дистальном участке каждого диагностируемого канала выбирают не менее двух исследуемых отрезков, например, между точками ЦЗИН-ИН и ИН-ЮЙ. После чего на каждом из 12 главных каналов поочередно определяют максимальную величину коэффициента передачи выбранных отрезков ЦЗИН-ИН и ИН-ЮЙ. Для этого сигнал от СВЧ-генератора 1, изменяющийся по частоте в диапазоне начальной f_s и конечной f_f частот, через антенну 2 подается в точку ЦЗИН диагностируемого канала, а принимается с помощью антенны 10 с точки ИН этого канала. Разработанное устройство позволяет принимать сигнал мощностью до единиц мкВт. АЧХ коэффициента передачи отрезка ЦЗИН-ИН регистрируется компьютером 5 блока 16 обработки управления, регистрации и обработки сигнала, что позволяет определить максимальную величину коэффициента передачи исследуемого отрезка. После чего аналогичным образом определяют максимальный коэффициент передачи на отрезке ИН-ЮЙ того же канала. Затем такие же измерения для отрезков ЦЗИН-ИН и ИН-ЮЙ проводят на каждом из 12 главных каналов. После этого с помощью компьютера 5 определяют среднее значение коэффициента передачи отрезка ЦЗИН-ИН по 12 каналам и аналогично определяют среднее значение коэффициента передачи отрезка ИН-ЮЙ по 12 каналам. Затем вычисляют являющуюся основным диагностическим показателем величину отклонения коэффициента передачи отрезка ЦЗИН-ИН в каждом канале от своего среднего значения. Аналогичную операцию проводят для второго отрезка ИН-ЮЙ и т.д., если отрезков выбрано более чем два. Таким образом, при выборе двух исследуемых отрезков на каждом диагностируемом канале получают два распределения основных диагностических показателей, для которых известен коридор нормы, определенный авторами на большом количестве практически здоровых людей. Отклонения в “+” или “-” диагностического показателя от коридора нормы отражают синдром избыточности или недостаточности диагностируемого канала. При выборе трех исследуемых отрезков на каждом диагностируемом канале, расположенных между четырьмя точками ЦЗИН (исток), ИН (ручей), ЮЙ (быстрина) и ЦЗИН (река), получают для целей диагностики три распределения основных диагностических показателей. Кроме того, для каждого канала определяют соотношение максимальных коэффициентов передачи выбранных отрезков на одном канале, которое является дополнительным диагностическим показателем и позволяет уточнить диагноз.

Таким образом, разработанный способ диагностики за счет расширения объема исследований позволяет по сравнению со способом-прототипом повысить точность и специфичность диагностики, то есть решает поставленную задачу.

Пример 1: выписка из истории болезни 0006087, больной М.Н.А., поступившей в терапевтическую клинику больницы Н. 7.03.2000.

Жалобы при поступлении: головная боль, связанная с повышением АД (250/140), боли в области сердца, связанные с физической нагрузкой, одышка при небольшой физической нагрузке, сухость во рту, жажда, похудание за 1 год на 7 кг. Анамнез заболевания: считает себя больной на протяжении 2 лет, когда появилась сухость во рту и жажда. За медицинской помощью обратилась 2 недели назад, и при обследовании выявлена гликемия 10,3 ммоль/л, сахар крови на фоне диеты стал 7 ммоль/л, но улучшения самочувствия не отмечает. Гипертоническая болезнь в течение 20 лет, последние 5 лет АД повышается выше 190 мм рт. ст. Объективно: Тоны сердца ритмичные, приглушены, акцент 2 тона над аортой. Пастозность голеней. ЧСС 78 уд. в мин, АД 180/105 мм рт.ст. Диагноз: Сахарный диабет – 2 тип, впервые выявленный средней степени тяжести, компенсированный.

Сопутствующие заболевания: гипертоническая болезнь II ст. с выраженной гипертензией. Ожирение III ст. смешанного генеза. ИБС: стенокардия напряжения II КФК.

Данной больной проведена диагностика по отрезкам ЦЗИН (исток) – ИН (ручей), ИН (ручей) – ЮЙ (быстрина), ЮЙ (быстрина) – ЦЗИН (река) для 12 главных акупунктурных каналов: GI, TR, IG, С, МС, Р, RP, F, Е, VB, V, R.

Для измерения АЧХ участка ЦЗИН-ИН, СВЧ-сигнал минимальной амплитуды от СВЧ-генератора 1, частота которого изменяется в диапазоне начальной f_s и конечной f_f частот по программе компьютера 5 блока 16 управления, регистрации, обработки и индикации сигнала (фиг.1, 2, 3) через передающую антенну 2 блока передатчика 14, установленную на теле пациента, подается в точку ЦЗИН. Со второй БАТ отрезка (точки ИН этого же канала) с помощью приемной антенны 10 приемного тракта 15 снимают сигнал, прошедший между двумя БАТ этого отрезка. Далее определяют максимальную величину коэффициента передачи К_hbm. _mах отрезка ЦЗИН – ИН (m=1) в диапазоне начальной f_s и конечной f_f частот по программе компьютера 5. Аналогичные измерения проводят для оставшихся участков – ИН-ЮЙ и ЮЙ-ЦЗИН измеряемого канала, а также для остальных 11 каналов (m= 2. . .12). Производят последовательное суммирование величин коэффициентов передачи K_hbm.max всех двенадцати каналов и определяет их среднее арифметическое значение hb>, которое затем служит опорным определения отклонений от среднего.

В результате измерений получаем таблицу данных максимальных коэффициентов передачи отрезков 12 главных каналов из БАТ по отрезкам цзин-ин, ин-юй, юй-цзин (фиг.7).

Вычисленное среднее значение коэффициента передачи принимают за нулевой уровень, отклонения, превышающие коридор нормы, характеризуют энергетическое состояние пациента. Результат вычисления приведен на фиг.7.

Зафиксированы отклонения, превышающие коридор нормы: в канале С сердца со знаком “-” и в канале RP селезенки со знаком “+”. Соответственно диагностирован синдром недостаточности канала С и синдром избыточности канала RP. В диагнозе пациентки, как сопутствующее заболевание определена ишемическая болезнь сердца, что подтверждается недостаточностью канала С сердца.

Для дополнительной диагностики из полученной таблицы рассмотрим распределение по отрезкам ЦЗИН (исток)” – ИН (ручей), ИН (ручей) – ЮЙ (быстрина), ЮЙ (быстрина) – ЦЗИН (река) каналов селезенки RP и перикарда МС. На фиг.7 представлены соотношения максимальных коэффициентов передачи выбранных отрезков для канала RP селезенки. Канал находится в избытке согласно вышепроведенной диагностике по отрезку ЦЗИН – ИН 12 пар главных каналов. По характеру распределения в канале селезенки можно косвенно судить о степени компенсации основного заболевания – сахарного диабета, при котором состояние канала селезенки является важным. Большие величины коэффициента передачи на отрезке ЦЗИН – ИН, а также неравномерный вид распределения по отрезкам для канала свидетельствуют о декомпенсации заболевания, что подтверждается клиническими исследованиями (уровень сахара крови на момент обследования 7,8%).

На фиг. 8 представлено соотношение максимальных коэффициентов передачи для канала МС перикарда. Несмотря на то, что данный канал находится в коридоре значений нормы, согласно вышеприведенной диагностики по отрезку ЦЗИН – ИН (фиг.7), соотношение максимальных коэффициентов передачи на канале свидетельствует о хроническом характере нарушений циркуляции энергии в этом канале, что подтверждается анамнезом заболевания – гипертонической болезни как сопутствующего заболевания.

Пример 2: выписка из истории болезни 0002935, больного К.М.Ф., поступившего в гастроэнтерологическое отделение терапевтической клиники больницы Н. 3.03.2000.

Диагноз заболевания: хронический холецистит в стадии уменьшенного обострения. Осложнения – реактивный гепатит. Сопутствующие заболевания – мочекаменная болезнь, небольшой конкремент верхней чашечки левой почки. Из консультаций специалистов:
Общий анализ мочи – лейкоциты 2-4 в п/з.

УЗИ органов брюшной полости – хронический бескаменный холецистит. Мочекаменная болезнь (скопление мелкого песка в лоханке правой почки, конкремент размером 5 мм в верхней чашечке левой почки). Диффузные изменения печени, поджелудочной железы.

Ректороманоскопия – геморрой, внутренние узлы.

Пациенту была проведена диагностика по отрезкам ЦЗИН (исток) – ИН (ручей), ИН (ручей) – ЮЙ (быстрина), ЮЙ (быстрина) – ЦЗИН (река) для 12 главных акупунктурных каналов: GI, TR, IG, С, МС, Р, RP, F, Е, VB, V, R.

Для измерения АЧХ участка ЦЗИН-ИН, СВЧ-сигнал минимальной амплитуды от СВЧ-генератора 1, частота которого изменяется в диапазоне начальной f_s и конечной f_f частот по программе компьютера 5 блока 16 управления, регистрации, обработки и индикации сигнала (фиг.1, 2, 3) через передающую антенну 2 блока передатчика 14, установленную на теле пациента, подается в точку ЦЗИН. Со второй БАТ отрезка (точки ИН этого же канала) с помощью приемной антенны 10 приемного тракта 15 снимают сигнал, прошедший между двумя БАТ этого отрезка. Далее определяют максимальную величину коэффициента передачи К_hbm.mах отрезка ЦЗИН – ИН (m=1) в диапазоне начальной f_s и конечной f_f частот по программе компьютера 5. Аналогичные измерения проводят для оставшихся участков – ИН-ЮЙ и ЮЙ-ЦЗИН измеряемого канала, а также для остальных 11 каналов (m= 2. . .12). Производят последовательное суммирование величин коэффициентов передачи K_hbm.max всех двенадцати каналов и определяют их среднее арифметическое значение hb>, которое затем служит опорным определения отклонений от среднего.

В результате измерений получаем таблицу данных максимальных коэффициентов передачи отрезков 12 главных каналов из БАТ (фиг.9).

В соответствии с работой программы проведена обработка полученных данных. Определена средняя величина коэффициента передачи по отрезкам ЦЗИН-ИН для 12 главных каналов из БАТ и вычислено отклонение от среднего значения в дБ.

Вычисленное среднее значение коэффициента передачи принимают за нулевой уровень, отклонения, превышающие коридор нормы, характеризуют энергетическое состояние пациента. Результат вычисления приведен на фиг 9.

Зафиксированы отклонения, превышающие коридор нормы: в канале толстого кишечника GI со знаком “-“, в канале желчного пузыря VВ со знаком “+”, в канале мочевого пузыря V со знаком “+” и в канале почек R со знаком “-“. Соответственно диагностирован синдром недостаточности каналов толстого кишечника GI и почек R и синдром избыточности каналов желчного пузыря GI и мочевого пузыря V. Наличие геморрогических узлов может обуславливать недостаточность канала толстого кишечника GI, а наличие конкремента в почке – недостаточность в канале почек R. Избыточность канала мочевого пузыря может быть обусловлена влиянием почечного конкремента на выделительную функцию.

Для дополнительной диагностики из полученной таблицы рассмотрим распределение по отрезкам ЦЗИН (исток) – ИН (ручей), ИН (ручей) – ЮЙ (быстрина), ЮЙ (быстрина) – ЦЗИН (река) каналов печени F. На фиг.9 представлены соотношения максимальных коэффициентов передачи выбранных отрезков для канала печени F. Несмотря на то, что данный канал находится в коридоре значений нормы, согласно вышеприведенной диагностики по отрезку ЦЗИН – ИН, соотношение максимальных коэффициентов передачи на канале свидетельствует о хроническом характере нарушений циркуляции энергии в этом канале, что подтверждается анамнезом заболевания – реактивного гепатита как сопутствующего заболевания.

Таким образом, разработанный способ, включающий проведение исследований по основным и дополнительным диагностическим показателям, позволяет определять стадию заболевания или патологическую предрасположенность, повышая специфичность метода, что приближает восточную диагностику к западной.

Формула изобретения

1. Способ диагностики состояния организма человека, заключающийся в том, что осуществляют диагностику энергетического состояния 12 каналов пациента, для чего на каждом канале выбирают, по крайней мере, два отрезка между парами биологически активных точек, последовательно для каждого канала на одну из выбранных точек через передающую антенну подают СВЧ-сигнал, изменяющийся по частоте, а с другой – принимают сигнал с помощью приемной антенны, для каждого канала регистрируют амплитудно-частотные характеристики коэффициента передачи каждого выбранного отрезка, определяют максимальную величину коэффициента передачи для каждого отрезка и вычисляют его среднюю величину, затем определяют величину отклонения максимального значения коэффициента передачи каждого отрезка от его среднего значения, сравнивают величину отклонения с эталонными отклонениями, характеризующими коридор нормы выбранного отрезка диагностируемого канала, и используют результаты сравнения в качестве диагностических показателей энергетического состояния канала, по состоянию каналов определяют состояние организма пациента, отличающийся тем, что СВЧ-сигнал подают на точки с амплитудой минимального уровня, который определяют путем задания уровня минимальной мощности сигнала, обнаруживаемого приемной антенной.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что на каждом канале выбирают не менее двух отрезков между дистальными точками канала, распложенными последовательно, например, точками ЦЗИН и ИН, ИН и ЮЙ.

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что на каждом канале выбирают три отрезка между биологически активными точками ЦЗИН и Ин, Ин и ЮЙ, ЮЙ и ЦЗИН, при этом для каждого канала определяют соотношение максимальных коэффициентов передачи выделенных отрезков, которое используют в качестве дополнительного диагностического показателя.

4. Устройство для диагностики состояния организма, содержащее подключенный к генератору управляющего напряжения СВЧ-генератор с электронной перестройкой частоты, передающую антенну, приемную антенну, детектор СВЧ-мощности, соединенный с усилителем низких частот, и блок регистрации, обработки и индикации сигнала, отличающееся тем, что в него введены узел управления мощностью СВЧ-сигнала, включенные между СВЧ-генератором и передающей антенной, блок регистрации, обработки и индикации содержит последовательно соединенные аналого-цифровой преобразователь, цифровой логический узел и цифроаналоговый преобразователь, выход которого связан с генератором управляющего напряжения, а каждая из антенн выполнена в виде двухпроводной коаксиальной линии передачи, заземленные проводники которых электрически соединены между собой и образуют между концами антенн цепь с длиной, не превышающей 3/4 меньшей длины волны рабочего диапазона длин волн, и непосредственно контактирующей с кожным покровом пациента, при этом выходы усилителя низких частот подключены соответственно к входу аналого-цифрового преобразователя и к низкочастотному входу узла управления мощностью СВЧ-сигнала.

5. Устройство по п.4, отличающееся тем, что в качестве цифрового логического узла в блоке регистрации, обработки и индикации используется персональный компьютер.

6. Устройство по п.4 или 5, отличающееся тем, что в него введен малошумящий усилитель СВЧ-сигнала, включенный между приемной антенной и детектором.

7. Устройство по п.4, или 5, или 6, отличающееся тем, что между выходом СВЧ-генератора и входом детектора СВЧ-мощности введен дополнительно СВЧ-тракт.

8. Устройство по п.4, или 5, или 6, или 7, отличающееся тем, что коаксиальная линия передачи каждой антенны выполнена в виде отрезка жесткого коаксиального микротракта, электрически соединенного с гибким коаксиальным кабелем и установленного в рукоятке из диэлектрического материала, при этом экранирующие заземленные проводники обоих микротрактов имеют электрическое соединение в виде спая, расположенного в одной из рукояток, а гибкие коаксиальные кабели от обеих антенн расположены в одном жгуте с возможностью электрического соединения между экранирующими земляными проводниками.

9. Устройство по п.4,или 5, или 6, или 7, или 8, отличающееся тем, что на концах антенн выполнены трансформаторы волнового сопротивления.

10. Устройство по п.4, или 5, или 6, или 7, или 8, или 9, отличающееся тем, что СВЧ-генератор с узлом управления мощностью расположены в рукоятке передающей антенны, а усилитель и детектор СВЧ-мощности расположены в рукоятке приемной антенны.

11. Устройство для диагностики состояния организма, содержащее подключенный к генератору управляющего напряжения СВЧ-генератор с электронной перестройкой частоты, передающую антенну, приемную антенну, детектор СВЧ-мощности, соединенный с усилителем низких частот и блок регистрации, обработки и индикации сигнала, отличающееся тем, что в него введены узел управления мощностью СВЧ-сигнала, включенный между СВЧ-генератором и передающей антенной, блок регистрации, обработки и индикации содержит последовательно соединенные аналого-цифровой преобразователь, цифровой логический узел и цифроаналоговый преобразователь, выход которого подключен к генератору управляющего напряжения, а каждая из антенн выполнена в виде двухпроводной коаксиальной линии передачи, заземленные проводники которых электрически соединены между собой и образуют между концами антенн цепь с длиной, не превышающей 3/4 меньшей длины волны рабочего диапазона длин волн, и непосредственно контактирующей с кожным покровом пациента, при этом выходы цифроаналогового преобразователя подключены соответственно к генератору управляющего напряжения и к низкочастотному входу узла управления мощности СВЧ-сигнала.

12. Устройство по п.11, отличающееся тем, что в качестве цифрового логического узла в блоке регистрации, обработки и индикации используется персональный компьютер.

13. Устройство по п.11 или 12, отличающееся тем, что в него введен малошумящий усилитель СВЧ-сигнала, включенный между приемной антенной и детектором.

14. Устройство по п.11, или 12, или 13, отличающееся тем, что между выходом СВЧ-генератора и входом детектора СВЧ-мощности введен дополнительно СВЧ-тракт.

15. Устройство по п.11, или 12, или 13, или 14, отличающееся тем, что коаксиальная линия передачи каждой антенны выполнена в виде отрезка жесткого коаксиального микротракта, электрически соединенного с гибким коаксиальным кабелем и установленного в рукоятке из диэлектрического материала, при этом экранирующие проводники обоих микротрактов имеют электрическое соединение в виде спая, расположенного в одной из рукояток, а гибкие коаксиальные кабели от обеих антенн расположены в одном жгуте с возможностью электрического соединения между экранирующими земляными проводниками.

16. Устройство по п.11, или 12, или 13, или 14, или 15, отличающееся тем, что на концах антенн выполнены трансформаторы волнового сопротивления.

17. Устройство по п.11, или 12, или 13, или 14, или 15, или 16, отличающееся тем, что СВЧ-генератор с узлом управления мощностью расположены в рукоятке передающей антенны, а усилитель и детектор СВЧ-мощности расположены в рукоятке приемной антенны.

РИСУНКИ

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 29.12.2003

Извещение опубликовано: 20.05.2006 БИ: 14/2006