Ніколов Микола Олександрович. Фізіотерапевтичні пристрої зі стохастичним просторово-неоднорідним низькочастотним електромагнітним полем : дис... канд. техн. наук: 05.11.17 / Національний технічний ун-т України "Київський політехнічний ін- т". - К., 2005.
Анотація до роботи:
Ніколов Микола Олександрович. Фізіотерапевтичні пристрої зі стохастичним просторово-неоднорідним низькочастотним електромагнітним полем. – Рукопис (російською мовою).
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук по спеціальності 05.11.17 – Біологічні та медичні прилади і системи. – Національний технічний університет України “Київський політехнічний інститут”, Україна, Київ, 2006.
Дисертаційна робота присвячена питанням розробки принципів побудови фізіотерапевтичної апаратури, яка утворює стохастичне просторово-неоднорідне низькочастотне електромагнітне поле та його взаємодії з біологічними об’єктами.
Особливістю розробки приладів у даному діапазоні є те, що біологічні об'єкти, які містять значну кількість води, є нелінійними системами, тому взаємозв'язок між характеристиками зовнішнього сигналу та реакцією біологічної системи досить складний. У зв'язку із цим у роботі показано, що для одержання оптимального впливу низькоінтенсивного фізичного фактора на біологічні системи підвід зовнішнього фактора до об'єкта повинен здійснюватися неоднорідно в просторі й часі до поверхні опромінення.
У роботі розроблено математичну модель впливу низькоінтенсивного електромагнітного поля на водну компоненту біологічних систем, аналіз якої дає ряд важливих закономірностей щодо ефективності впливу таких полів, зокрема показано механізм утворення радикалів води й вплив домішок на ефективність впливу.
Розроблено принципи побудови фізіотерапевтичних пристроїв для просторово-неоднорідного стохастичного впливу. Для цього розроблено два варіанти випромінювачів електромагнітного поля низьких частот. Для забезпечення стохастичних властивостей сигналу досліджено генератор стохастичності на напівпровідниковому нелінійному елементі (НЕ), який має S-подібну вольтамперну характеристику (ВАХ). Виділено три фізичних механізми переходу електронної системи в стохастичний режим, засновані на виборі робочої точки на ВАХ НЕ в околиці його критичних точок, точок фазового переходу і інерційних явищах поблизу даних точок. Розроблено алгоритм розрахунку подібних схем.
У роботі розроблено методи оцінки ефективності дози опромінення біологічно активних систем, засновані на методах поділу речовин.
1. Розроблено і проаналізовано нову математичну модель зміни структурно-динамічних властивостей води під дією низькоінтенсивного ЕМП, яка базується на тому, що вода розглядається як система самоорганізованих кластерів, і яка відображає коливальний характер розмірів кластерів води за умов знаходження інтенсивності і частоти електромагнітного поля у визначеному діапазоні. При цьому під час відносно швидкого розпаду кластеру з’являються продукти розкладання води, тобто гідратовані електрони е-aq, Н і ОН, концентрація яких значно менша, ніж при класичних явищах радіоліза.
2. Проведено експериментальні дослідження дії низькочастотного стохастичного ЕМП на модельні біологічні системи і визначено основні параметри пристроїв для активації медичних препаратів і фізіотерапії, які використовують просторове-неоднорідне ЕМП, а саме:
орієнтовний час дії електромагнітного поля на біологічний об’єкт – 5-10 хв.
Досліджено режими та механізми роботи стохастичного генератору на основі напівпровідникового нелінійного елементу з S-подібною ВАХ для модуляції несної частоти фізіотерапевтичного пристрою, та вперше встановлено:
три режими роботи стохастичного генератору, які засновані на виборі робочої точки на S-подібній ВАХ нелінійного напівпровідникового елемента в околі критичних точок даного елементу;
механізми переходу генератора в стохастичні режими, які обґрунтовані з фізичної точки зору і основані на інерційних явищах в околі критичних точок нелінійного елементу, а також їх гіперчутливістю до низьких рівнів власних шумів схеми;
Розроблено і реалізовано пристрої для ефективної дії стохастичного просторово-неоднорідного низькочастотного ЕМП на біологічні системи. Для створення просторово-неоднорідного низькочастотного ЕМП розроблено два оригінальних випромінювача конденсаторного типу. Перший випромінювач забезпечує просторову неоднорідність ЕМП за рахунок постійного руху водневого розчину медичного препарату. Другий випромінювач безпосередньо створює просторово-неоднорідне ЕМП за рахунок почергової комутації комірок випромінювача.
5. Запропоновано і якісно перевірено методики для об’єктивної оцінки найбільш ефективної дози і часу опромінення біологічної системи, які засновані на стандартних методах поділу речовин (електрофорез, гельелектрофорез, проточне фракціонування в поперечному полі, хроматографія на папері), яки показують їх високу інформативність для розв’язання задач оптимізації дози опромінення. При цьому основна перевага полягає в тому, що оцінка здійснюється в in vitro умовах за відносно короткий час (1-24 години).
Проведені клінічні дослідження розроблених фізіотерапевтичних пристроїв показують високу ефективність дії стохастичного просторово-неоднорідного низькочастотного ЕМП на опікові ураження шкіри. При цьому, зокрема, проявляється виражене зниження больового синдрому. Основною перевагою розроблених пристроїв в порівнянні з іншими низькочастотними електрофізіотерапевтичними пристроями є відсутність електричного контакту між поверхнею ураженої шкіри та електродами.
Публікації автора:
Николов Н.А., Лошицкий П.П., Аль Синжлави Ш. Электрические характеристики некоторых водных растворов белков// Электроника и связь.- 1998.- №4, часть 1. - С. 134-136.
Николов Н.А., Гемба В.Н., Коростинская О.С., Лошицкий П.П. Выбор оптимальных параметров воздействия низкоинтенсивными электромагнитными полями на биологические объекты// Электроника и связь. - 1998. - №4, часть 1. - С. 110-112.
Николов Н.А., Лошицкий П.П., Аль Синжлави Ш. Устройство для регулирования активности биологических объектов// Электроника и связь. - 2000. - №8. - С. 48-51.
Николов Н.А., Аль Синжлави Ш. Выбор параметров аппаратуры, использующей низкочастотные электромагнитные поля нетепловой интенсивности// Электроника и связь.- 2000.- №8. - С. 131-133.
Ніколов М.О., Карпенко В.І., Коростинська О.С., Лошицький П.П. Вплив електромагнітних полів нетеплової інтенсивності на активність біологічних об`єктів// Наукові записки. Біологія та екологія.- 2000. - Т.18. - С. 51-55.
Николов Н.А. Возможности хроматографии на бумаге для построения зависимостей доза-эффект при воздействии электромагнитным излучением на воду// Электроника и связь. -2001.- №11. - С. 62-63.
Пристрій для активації розчинів лікарських і біологічних препаратів: Деклараційний патент на винахід № 50167А України. МКИ А61Т2/00 / П.П.Лошицький, М.О.Ніколов - №2001117466; Заявлено 01.11.2001; Опубл. 15.10.2002, Бюл. №10.
Николов Н.А., Лошицкий П.П., Курик М.В. Реакция водных систем на действие низкоинтенсивных физических факторов// Электроника и связь. - 2002.- №16. - С. 80-84.
Николов Н.А., Лошицкий П.П., Коростинская О.С., Лавриненко Л.Д., Маркович Д.И. Влияние шумового КВЧ излучения на ферменты сыворотки крови человека// Электроника и связь. - 2002. - №14. - С. 155-158.
Николов Н.А. Проточное фракционирование биологических растворов в поперечном поле// Электроника и связь. - 2003. - №18. - С.6-8.
Николов Н.А., Лошицкий П.П., Аль Синжлави Ш. Сложные колебания простых систем с S-образной вольтамперной характеристикой// Радиоэлектроника и інформатика. - 2004. - Т. 28, №3. - С. 37-41.
Николов Н.А., Лошицкий П.П., Аль Синжлави Ш. Усилители стохастичности// Электроника и связь. - 2004. - №23. - С. 33-37.
Николов Н.А., Лошицкий П.П. Режимы стохастичности RC-генератора с S-образной ВАХ нагрузки// Электроника и связь. - Тематический выпуск «Проблемы электроники». - 2005. -Часть 1. - С. 52-61.
Николов Н.А., Лошицкий П.П. Стохастическое поведение RC-генератора с S-образной ВАХ нагрузки при выборе рабочей точки в окрестности точки гашения// Электроника и связь. -2005. - №26. - С. 48-53.
