способ измерения разности электрических потенциалов объектов с ионной проводимостью, способ воздействия на электропроводящие объекты и приборы для их осуществления

Формула изобретения

1. Способ измерения разности электрических потенциалов биологически активных точек, заключающийся в том, что точки соединяют в замкнутую цепь проводником с ионной проводимостью, электрическое сопротивление которого изменяют во времени и вводят в электромагнитную индуктивную связь с металлическим проводником, который подключают к измерительному устройству.

2. Способ воздействия на биологически активные точки переменным током, заключающийся в том, что точки соединяют в замкнутую цепь проводником с ионной проводимостью, который помещают в переменное регулируемое электромагнитное поле.

3. Прибор для измерения разности электрических потенциалов биологически активных точек, включающий электродную сборку в виде проводника, который выполнен в виде трубки из электроизоляционного материала, заполненной средой с ионной проводимостью, концы которой, закрытые ионопроводящим материалом, контактируют с биологически активными точками, при этом трубка снабжена средством периодического перекрытия ее сечения, при этом часть трубки, входящей в электродную сборку, выполнена в виде одной из обмоток трансформатора, а со второй обмоткой указанного трансформатора соединено измерительное устройство.

4. Прибор по п.3, отличающийся тем, что электродная сборка дополнена размещаемыми в трубке двумя электродами сравнения, соединенными с дополнительным измерительным прибором, при этом электроды размещены в промежутках между разными концами трубки и ее частью, выполняющей функцию обмотки трансформатора, а средство периодического перекрытия ее сечения размещено между упомянутой частью, выполняющей функцию обмотки трансформатора и одним из электродов сравнения.

5. Прибор по п.3, отличающийся тем, что он дополнен емкостью со средой с ионной проводимостью и дополнительным электродом сравнения, выполняющим функцию нулевого электрода, расположенным в упомянутой емкости и средством поочередного подключения к измерительному прибору электродов сравнения, размещенных в проводнике с ионной проводимостью, или одного из упомянутых электродов и нулевого электрода.

6. Прибор по п.3, отличающийся тем, что в качестве среды с ионной проводимостью использован жидкий электролит, а в концы трубок вставлены пробки из пористого проводящего жидкость материала.

7. Прибор по п.3, отличающийся тем, что в качестве среды с ионной проводимостью использован пористый материал, пропитанный жидким электролитом.

8. Прибор по п.3, отличающийся тем, что в качестве среды с ионной проводимостью использован твердый электролит.

9. Прибор по п.3, отличающийся тем, что в качестве среды с ионной проводимостью использован пастообразный электролит.

10. Прибор по п.3, отличающийся тем, что в качестве среды с ионной проводимостью использован газ, при этом трубка снабжена средством его ионизации, а ее концы заполнены пористым газопроницаемым материалом.

11. Прибор для воздействия на биологически активные точки переменным током, содержащий электродную сборку, проводник которой выполнен в виде трубки из электроизоляционного материала, заполненной средой с ионной проводимостью, а концы закрыты ионопроводящим материалом, при этом часть трубки выполнена в виде одной из обмоток трансформатора, а со второй обмоткой указанного трансформатора соединен генератор переменного напряжения.

12. Прибор по п.11, отличающийся тем, что электродная сборка дополнена размещаемыми в трубке двумя электродами сравнения, соединенными с дополнительным измерительным прибором, при этом электроды размещены в промежутках между разными концами трубки и ее частью, выполняющей функцию обмотки трансформатора.

13. Прибор по п.11, отличающийся тем, что в качестве среды с ионной проводимостью использован жидкий электролит, а в концы трубок вставлены пробки из пористого проводящего жидкость материала.

14. Прибор по п.11, отличающийся тем, что в качестве среды с ионной проводимостью использован пористый материал, пропитанный жидким электролитом.

15. Прибор по п.11, отличающийся тем, что в качестве среды с ионной проводимостью использован твердый электролит.

16. Прибор по п.11, отличающийся тем, что в качестве среды с ионной проводимостью использован пастообразный электролит.

17. Прибор по п.11, отличающийся тем, что в качестве среды с ионной проводимостью использован газ, при этом трубка снабжена средством его ионизации, а ее концы заполнены пористым газопроницаемым материалом.

18. Прибор по п.11, отличающийся тем, что он снабжен средством введения лекарственных препаратов в трубку, заполненную средой с ионной проводимостью.

19. Прибор для воздействия на биологически активные точки переменным током, содержащий электродную сборку, проводник которой выполнен в виде трубки из электроизоляционного материала, снабженной средством периодического перекрытия ее сечения, заполненной средой с ионной проводимостью, а концы закрыты ионопроводящим материалом, при этом часть трубки выполнена в виде одной из обмоток трансформатора, а другая обмотка трансформатора соединена с генератором переменного напряжения, вход которого подключен к выходу программно-задающего блока, при этом вход программно-задающего блока через коммутатор соединен с измерительным прибором.

20. Прибор по п.19, отличающийся тем, что электродная сборка дополнена по крайней мере двумя электродами сравнения, размещенными в промежутках между разными концами трубки и ее частью, выполняющей функцию обмотки трансформатора и подключенными к коммутатору, выход которого соединен с измерительным прибором.

21. Прибор по п.19, отличающийся тем, что он дополнен емкостью со средой с ионной проводимостью и дополнительный электрод сравнения, выполняющий функцию нулевого электрода, расположенный в упомянутой емкости и подключенный к коммутатору.

22. Прибор по п.19, отличающийся тем, что он снабжен средством введения лекарственных препаратов в проводник с ионной проводимостью.

23. Прибор по п.19, отличающийся тем, что в качестве среды с ионной проводимостью использован жидкий электролит, а в концы трубок вставлены пробки из пористого проводящего жидкость материала.

24. Прибор по п.19, отличающийся тем, что в качестве среды с ионной проводимостью использован твердый электролит.

25. Прибор по п.19, отличающийся тем, что в качестве ионопроводящей среды использован пастообразный электролит.

Описание изобретения к патенту

Область техники

Изобретения относятся преимущественно к медицине, а более точно к способам и приборам, позволяющим определять состояние биологически активных точек организма и воздействовать на них с целью лечения, но можно использовать и в других областях техники, например в качестве измерительных средств для определения разности электрических потенциалов или ее создания на различных объектах.

Предшествующий уровень техники

В медицине широко применяются различные технические средства для измерения биопотенциалов. Например, для снятия энцефалограмм, кардиограмм и т.д. Одним из направлений применения таких средств является рефлексотерапия. В современной рефлексотерапии используются различные электрические характеристики, измеряемые на различных участках тела человека. Например, измеряя электрические потенциалы биологически активных точек (БАТ) или точек акупунктуры (ТА), можно осуществлять диагностику состояния внутренних органов (метод Фолля, метод Накатани и др.), а воздействуя на эти точки, можно осуществлять лечение человека или животного.

Известен способ оценки состояния биологически активной точки (БАТ), который включает настройку рабочего прибора на ток короткого замыкания Iкз величиной до 80 мкА, наложение активного точечного электрода на участок кожного покрова над выбранной биологически активной точкой (БАТ), размещение пассивного электрода на участке кожного покрова на некотором удалении от выбранной БАТ, подачу на электроды импульсов базового напряжения с периодическим изменением их полярности, измерение величины установившегося тока отрицательной и положительной полярности, протекающего через БАТ, оценку функционального состояния БАТ путем сравнения установившегося тока с нормальной электропроводностью БАТ, составляющей 0,6-0,8 Iкз и 0,2-0,4 Iкз соответственно для тока отрицательной и положительной полярности (RU 2196506 [1]).

Недостатком известного способа является то, что при определении состояния БАТ через нее пропускается электрический ток, т.е. оказывается некоторое воздействие, которое изменяет состояние БАТ, что исключает получение достоверных результатов о реальном ее состоянии. Действительно, используемый для реализации способа прибор имеет рабочее напряжение 8-12 В и ток короткого замыкания 60 мкА, что соответствует согласно закону Ома внутреннему сопротивлению прибора 133-200 кОм. Учитывая, что сопротивление канала БАТ составляет 625-973 кОм, а окружающих тканей 1101-1713 кОм, действующее напряжение прибора 12 В, диаметр БАТ до 2 мм (см RU 2113207 [2]), можно рассчитать, что минимальное напряжение на БАТ - 3 В (625000×12/2538000). С учетом, что толщина диффузионного слоя на границе металл-электролит не более 1 мкм и почти все 3 В приходятся на этот малый слой, то возможен электрический локальный пробой с микроомертвлением ткани на границе электрод-БАТ (электрическое поле 3 В/1 мкм = 30 кВ/см (величина электрического поля, необходимого для пробоя в сухом воздухе - 30 кВ/см). Известен способ определения биопотенциала БАТ, заключающийся в измерении физического параметра участков кожи и преобразовании его в электрический сигнал. В качестве датчика используется датчик Холла, который преобразует излучаемое БАТ магнитное поле в электрический сигнал (RU 2113207 [2]). При проведении поиска и тестирования БАТ используется щуп, который прижимают к коже в точке измерения.

Недостатком известного способа является то, что в процессе определения потенциала БАТ на нее оказывается воздействие (механическое нажатие щупом), что искажает результаты измерений, т.к. при любом воздействии на БАТ ее характеристики изменяются. Кроме того, в описании указывается, что магнитный сигнал от БАТ равен 20 нТ. Магнитное поле Земли равно 20 мкТ. Следовательно, измеряются величины на три порядка меньшие, чем направленное магнитное поле Земли, при этом воздействуя на БАТ полем в 200 мТ, т.е. полем на семь порядков большим, чем магнитное поле, излучаемое БАТ. Показания такого прибора сильно зависят от положения измерительного датчика, положения пациента и БАТ в пространстве относительно направления вектора магнитного поля Земли. Изменение магнитного поля в данной точке пространства на уровне 20 нТ может происходить от движений сторонних немагнитных масс относительно данной точки, органов тела пациента, магнитных масс вдали от пациента и т.д. Исключение указанных возмущений при измерениях указанного уровня составляет отдельную техническую проблему.

Известен способ съема данных о состоянии биологически активных точек (БАТ) человека, основанный на измерении разности значений электропунктурных показателей базового и измерительного электродов, установленных на базовой и исследуемых БАТ, сравнении результатов измерений, оценке состояния исследуемых БАТ. Базовый электрод устанавливают на базовую БАТ, расположенную на уздечке верхней губы заднего срединного меридиана, которая непрерывно смачивается жидкостью, измерительный электрод - на исследуемую точку БАТ, анатомическую зону которой предварительно смачивают физиологической жидкостью, затем измеряют концентрационно-кинетические потенциалы (КСИ-потенциал) базовой и исследуемых БАТ и по результатам сравнения диагностируют состояние исследуемых БАТ. Для определения показаний электроды подключают к высокоомному измерителю (RU 2122347 [3]). Недостатком известного метода является его низкая достоверность. Это объясняется тем, что электроды подключены непосредственно к измерителю, который является потребителем тока, протекающего через электроды и обусловленного разностью потенциалов БАТ. Кроме того, измерительная цепь состоит из разнородных проводников - капилляров, заполненных ионосодержащей средой (в данном случае жидким электролитом) и металлическими проводами, в зоне контакта которых происходят различные электрохимические процессы, изменяющие величину протекающего по ним тока, что искажает получаемые результаты измерений.

Известен способ воздействия на БАТ пчелоужалением и иглоукалыванием (RU 2124879 [4]).

Недостатком известного метода является болезненность его осуществления. Кроме того, оказываемое таким методом воздействие на БАТ настолько сильно, что ее параметры, на основании которых можно судить о состоянии внутренних органов, восстанавливаются не скоро. А это, в свою очередь, не позволяет судить о результатах воздействия на БАТ.

Известен способ электропунктуры (RU 2043757 [5]), при котором на БАТ воздействуют током отрицательной и положительной полярности с величиной 25-30 мкА, замеряют разбаланс токов разной полярности и воздействуют на точку силой тока на пороге болевой чувствительности до восстановления баланса.

Недостатком способа является то, что в качестве критерия эталонного поведения БАТ выбирается одна из точек общего действия, которая сама может находиться в отклоненном от нормы болезненном состоянии, т.е. сам критерий субъективен, а воздействие проводится максимальным током на пороге болевой чувствительности, которая в силу болезненного состояния пациента может быть понижена, а значит применяемый ток может иметь избыточное значение, приводящее к повреждению БАТ.

Известен также способ электропунктуры (RU 2076684 [6]), согласно которому исследование состояния точек электропунктуры проводят током отрицательной и положительной полярности величиной 30 мкА. При этом БАТ считают нормальной в функциональном отношении при значении отрицательного тока 30 мкА, а положительного - 20 мкА.

Недостатком способа является то, что ток проводимости никак не связан с эталонным током короткого замыкания и величиной напряжения подаваемого тока. Это не позволяет сравнивать параметры проводимости одной БАТ с другой, параметры проводимости в разные сеансы, а тем более параметры проводимости БАТ разных пациентов, не говоря уже о том, что воздействие на БАТ с целью лечения при таких условиях фактически осуществляется без обратной связи и может быть опасно для пациента.

Известен способ терапевтического воздействия на БАТ, который заключается в воздействии на нее структурированным низкочастотным и малоинтенсивным магнитным полем, представляющим суперпозицию поля постоянного магнита с индукцией 200 мТ и переменного поля частотой 50 Гц, создающую в БАТ на площади 2-3 мм ² при глубине 2-3 мм вибрацию магнитных силовых линий с индукцией 15 мТ. За счет применения в устройстве суперпозиции двух полей на БАТ подается сочетанное воздействие магнитного поля и вибраций магнитного потока (RU 2113207 [2]).

Достоверность данного метода может быть оценена лишь после многочисленных экспериментов на больных и здоровых организмах с набором статистически значимых результатов по данному виду воздействия. Каково состояние БАТ до и после воздействия, данный метод не позволяет определить и не предусматривает параллельного применения объективных достоверных физических методов диагностики состояния БАТ ввиду их отсутствия.

Известен прибор для измерения биопотенциалов, содержащий электродную сборку в виде одного или нескольких полых эластичных стержней, объединенных общим корпусом, внутренняя полость которых полностью или частично заполнена пористым материалом, смоченным ионсодержащей средой - различными растворами солей. В некоторых случаях во внутренних полостях электродной сборки может находиться и жидкий электролит, контактирующий с пористым материалом. Там же, во внутренней полости, помещается конец металлического проводника, по которому электрический сигнал поступает на регистрирующий прибор (US 2002/0177767 [7]).

Недостатком известного устройства является то, что регистрирующий прибор, соединенный проводниками с электродами, все время находится в электрическом контакте с БАТ, что искажает результаты измерений. Это обусловлено тем, что потенциал БАТ при ее контакте с каким-либо объектом изменяется во времени, поскольку происходит процесс, похожий на разряд конденсатора, где потенциал БАТ можно рассматривать как заряд конденсатора. Кроме того, измерительная цепь состоит из разнородных проводников - капилляров, заполненных ионсодержащей средой (в данном случае жидким электролитом) и металлическими проводами, в зоне контакта которых происходят различные электрохимические процессы, изменяющие величину протекающего по ним тока, что искажает получаемые результаты измерений.

Известен способ съема данных о состоянии БАТ человека (RU 2122347 [3]). При осуществлении способа в качестве электропунктурного показателя используют концентрационно-кинетический потенциал жидких сред или КСИ-потенциал, являющийся электрическим проявлением конформационных изменений атомно-молекулярных структур жидких сред под воздействием приложенной к ним энергии нановольтного диапазона. Измеряя КСИ-потенциал БАТ тела человека относительно базовой точки и учитывая, что каждая БАТ является представителем того или иного внутреннего органа, по состоянию выбранной БАТ можно оценить активность процессов, происходящих в органах. Это позволяет дать оценку состояния исследуемого органа и организма в целом. Измерение КСИ-потенциала осуществляют с помощью жидкостных капиллярных электродов, каждый из которых выполнен в виде резервуара с капилляром. В резервуаре находится физиологическая жидкость (адекватная физиологической жидкости тканей тела человека), в которую погружают измерительный электрод. Затем готовый жидкостный капиллярный электрод устанавливают в анатомическую зону нахождения исследуемой (выбранной) БАТ, предварительно смочив эту зону физиологической жидкостью. Базовый электрод устанавливают в базовую точку (точка, относительно которой производят все измерения). Электроды подключают к высокоомному измерителю, производят измерение КСИ-потенциала БАТ и дают оценку состояния БАТ.

Описанному устройству присущи те же недостатки, что и охарактеризованному в описании изобретению [7]. Кроме того, электроды подключены непосредственно к измерителю, который является потребителем тока, протекающего через электроды и обусловленного разностью потенциалов БАТ.

Известен прибор для воздействия на БАТ, который содержит блок терапевтического воздействия (стимулирующий блок), имеющий электромагнит, состоящий из катушки индуктивности, помещенной на стержень из магнитотвердого материала с конусообразным концом, со встроенным в конус постоянным магнитом. Стержень закреплен в корпусе с помощью упругой связи, например подпружинен. Пружина позволяет воздействовать на БАТ с постоянным давлением на кожу (RU 2113207 [2]). Как и любой метод электромагнитного воздействия, данный метод определяет лишь тип воздействия, не раскрывая механизм терапевтического положительного, отрицательного либо нейтрального результата воздействия непосредственно на данную точку БАТ, поскольку не отслеживает собственный потенциал БАТ как в статическом состоянии, так и в динамике при воздействии.

Известно устройство, которое позволяет терапевтически воздействовать на БАТ тепловым излучением, электрическим током заданной интенсивности, а также массажем. Устройство содержит источник питания, узел воздействия, включающий в себя тепловой излучатель - галогенную лампу, отражатель и направитель излучения - фокон, токопроводящая боковая поверхность которого выполняет роль активного электрода, пассивный электрод, коммутатор и генератор импульсов, дополнительно включает связанные между собой через общую нагрузку генератор отрицательных импульсов и формирователь положительных импульсов (RU 2191565 [8]).

Недостатком данного устройства, как и в описанных выше технических решениях, является отсутствие объективных оценок: величины потенциала БАТ и изменения потенциала БАТ в начале, конце и в процессе воздействия и связи величин потенциала той или иной точки БАТ с конкретным недугом, ради чего производится данное воздействие, а также какой эффект (положительный, нейтральный или отрицательный) связан с величиной потенциала БАТ. При этом аппарат волнового воздействия на БАТ снабжен фоконом с встроенным электродом для диагностики состояния БАТ по ее сопротивлению. Сам принцип диагностики БАТ по сопротивлению не исключает повреждение БАТ в процессе диагностики, поскольку построен по токовому принципу с использованием внешнего источника тока. Поэтому судить о результатах волнового воздействия на БАТ по изменению ее сопротивления не корректно.

Заявляемая группа изобретений направлена на повышение достоверности определения биопотенциалов организмов и эффективность воздействия на БАТ.

Раскрытие изобретений

В основу настоящих изобретений была положена задача создания способов и устройств, которые бы позволяли обеспечить достоверное определение разности электрических потенциалов различных проводящих объектов с внесением минимальных возмущений в их состояние, что обеспечивало бы высокую достоверность получаемых результатов, а также обеспечивали требуемое воздействие на объекты с целью изменения их состояния. Например, для измерения биопотенциалов БАТ без нарушения их параметров и воздействие на БАТ с целью достижения лечебного эффекта.

Это достигается тем, что способ измерения разности электрических потенциалов объектов, например, с ионной проводимостью, заключается в том, что объект соединяют в замкнутую цепь проводником с ионной проводимостью, электрическое сопротивление которого изменяют во времени и вводят в электромагнитную связь с другим проводником, который подключают к измерительному устройству.

Это достигается тем, что способ воздействия на электропроводящий объект заключается в том, что объект соединяют в замкнутую цепь проводником с ионной проводимостью, который помещают в переменное регулируемое электромагнитное поле.

Это достигается тем, что прибор для измерения разности потенциалов объектов с ионной проводимостью содержит электродную сборку, проводник которой выполнен в виде трубки из электроизоляционного материала, заполненной средой с ионной проводимостью, с концами, закрытыми ионопроводящим материалом, и снабженной средством периодического перекрытия ее сечения, при этом часть трубки выполнена в виде одной из обмоток трансформатора, а с другой обмоткой указанного трансформатора соединено измерительное устройство.

Электродная сборка может быть дополнена двумя электродами сравнения, размещаемыми в трубке и соединенными с дополнительным измерительным прибором, при этом каждый из электродов размещен в промежутке между концом трубки и ее частью, выполняющей функцию обмотки трансформатора.

Прибор в частных случаях дополнен емкостью со средой с ионной проводимостью, а электродная сборка содержит дополнительный электрод сравнения, выполняющий функцию нулевого электрода, расположенный в упомянутой емкости и снабженный средством его поочередного подключения к электродам сравнения, размещенными в проводнике с ионной проводимостью.

Целесообразно, чтобы в качестве среды с ионной проводимостью был использован жидкий электролит, а в концы трубок вставлены пробки из пористого проводящего жидкость материала.

Предпочтительно, чтобы в качестве среды с ионной проводимостью был использован пористый материал, пропитанный жидким электролитом.

В частных случаях в качестве среды с ионной проводимостью использован твердый электролит или пастообразный электролит.

Кроме того, в качестве среды с ионной проводимостью может быть использован газ, при этом трубка снабжена средством его ионизации, а ее концы заполнены пористым газопроницаемым материалом.

Указанный результат достигается тем, что прибор для воздействия на электропроводящие объекты содержит электродную сборку, проводник которой выполнен в виде трубки из электроизоляционного материала, заполненной средой с ионной проводимостью, а концы закрыты ионопроводящим материалом, при этом часть трубки выполнена в виде одной из обмоток трансформатора, а с другой обмоткой указанного трансформатора соединен генератор переменного напряжения. Целесообразно, чтобы электродная сборка была дополнена двумя электродами сравнения, размещаемыми в трубке и соединенными с дополнительным измерительным прибором, при этом каждый из электродов размещен в промежутке между концом трубки и ее частью, выполняющей функцию обмотки трансформатора.

Целесообразно, чтобы в качестве среды с ионной проводимостью был использован жидкий электролит, а в концы трубок вставлены пробки из пористого проводящего жидкость материала.

Целесообразно, чтобы в качестве среды с ионной проводимостью был использован пористый материал, пропитанный жидким электролитом.

Возможно, что в качестве среды с ионной проводимостью используется газ, трубка снабжена средством его ионизации, а ее концы заполнены пористым газопроницаемым материалом. В частных случаях в качестве среды с ионной проводимостью может быть использован твердый или пастообразный электролит.

Желательно, чтобы прибор был снабжен средством введения лекарственных препаратов в трубку, заполненную средой с ионной проводимостью.

Наиболее целесообразно, чтобы прибор обеспечивал ввод лекарственных препаратов в трубку у ее конца, вводимого в контакт с биологически активной точкой объекта с ионной проводимостью.

Указанный результат достигается тем, что прибор для воздействия на электропроводящие объекты содержит электродную сборку, проводник которой выполнен в виде трубки из электроизоляционного материала, снабженной средством периодического перекрытия ее сечения, заполненной средой с ионной проводимостью, а концы закрыты ионопроводящим материалом, при этом часть трубки выполнена в виде одной из обмоток трансформатора, а другая обмотка трансформатора соединена с генератором переменного напряжения, вход которого подключен к выходу программно-задающего блока, при этом вход программно-задающего блока причем соединен с измерительным прибором.

В частных случаях для достижения более высоких результатов электродная сборка дополнена по крайней мере двумя электродами сравнения, каждый из которых размещен в проводнике, выполненном в виде трубки, в промежутке между одним из концов и частью, выполняющей функцию обмотки трансформатора, и подключены к коммутатору, один из выходов которого соединен с измерительным прибором.

Кроме того, прибор в частных случаях может быть дополнен емкостью со средой с ионной проводимостью, а электродная сборка может содержать дополнительный электрод сравнения, выполняющий функцию нулевого электрода, расположенный в упомянутой емкости и подключенный к коммутатору.

Желательно, чтобы прибор был снабжен средством введения лекарственных препаратов в трубку, заполненную средой с ионной проводимостью.

Желательно, чтобы в качестве среды с ионной проводимостью был использован жидкий электролит, а в концы трубок вставлены пробки из пористого проводящего жидкость материала.

Желательно, чтобы в качестве среды с ионной проводимостью был использован пористый материал, пропитанный жидким электролитом.

В частных случаях в качестве среды с ионной проводимостью может быть использован твердый или пастообразный электролит.

Все заявляемые изобретения, входящие в группу, объединены общим изобретательским замыслом, который состоит в том, что в процессе измерения разности электрических потенциалов объектов, например, с ионной проводимостью и/или в процессе воздействия на объекты с любым типом проводимости объект соединяют в замкнутую цепь проводником с ионной проводимостью.

Рассмотрим возможность использования заявляемых изобретений на примере живых организмов. Любой биологический объект является ионным проводником, проводимость которого зависит от многих факторов. Кроме того, поскольку объект неоднороден по своим свойствам, которые к тому же изменяются во времени, то о проводимости, как о физическом параметре, характеризующем состояние объекта, можно говорить, измеряя проводимость только той части биологического объекта, которая сохраняет свою однородность некоторое время, превышающее время измерения. Во всех существующих приборах и способах определения состояния БАТ измеряют электрическое сопротивление между замыкаемыми БАТ и/или участками кожи путем пропускания тока по металлическому проводнику, а следовательно, не обеспечивают прямое измерение биопотенциалов. Во время измерений на их результаты значительное влияние оказывают состояние поверхности кожи в зоне контакта, различие в прижиме электродов, протекание электрохимических процессов в зоне контакта с выделением газообразных, жидких и твердых веществ и т.д. Введение же смачиваемых и даже жидких электродов в комбинации с металлическими проводниками (и пропусканием через них тока!) проблемы не решает.

Использование проводника с ионной проводимостью при реализации способа определения биопотенциалов организма позволяет полностью исключить какое-либо воздействие на контактирующую с ним БАТ, а следовательно, повысить достоверность измерения ее характеристик.

Для того чтобы полностью исключить влияние электрохимических процессов в измерительных электродах на процесс измерения, ионный проводник вводят в электромагнитную индуктивную связь с другим, металлическим (т.е. с электронной проводимостью) проводником. Поскольку для обеспечения индуктивной связи между двумя проводниками необходимо, чтобы по первому из них протекал переменный по амплитуде ток, то в проводнике с ионной проводимостью изменяют величину сопротивления во времени. Например, при использовании проводника с жидким электролитом можно периодически перекрывать с помощью крана поперечное сечение трубки, в которой находится электролит. В результате наличия электромагнитной индуктивной связи со вторым, металлическим проводником в нем будет возникать ток индукции, величина которого пропорциональна величине тока, протекающего через проводник с ионной проводимостью. Измерив величину этого тока с помощью соответствующего измерительного прибора, можно по его показаниям судить о разности потенциалов БАТ, замкнутых между собой проводником с ионной проводимостью. При этом поскольку измерительный прибор включен в цепь другого проводника, то его наличие в этой цепи не будет влиять на величину тока, протекающего по проводнику с ионной проводимостью. В результате достоверность измерений будет практически абсолютной.

Если же использовать ионный проводник для воздействия на БАТ, обеспечивая создание в нем переменного тока путем создания индуктивной электромагнитной связи между проводником с ионной проводимостью и другим проводником, по которому пропускают переменный ток, то такой прием обеспечивает исключение поляризации на границе металл - электролит, которая зависит от плотности тока на металлический проводник, направления тока, рода металла и его собственного потенциала, тока обмена и т.д., исключается также какое-либо выделение новых компонент, которое всегда имеет место в процессе электролиза, проходящего на металлическом электроде и влияющих на состояние БАТ.

При реализации приборов для измерения потенциалов БАТ и для воздействия на них целесообразно выполнять ионный проводник (проводник с ионной проводимостью) в виде одной из обмоток трансформатора, поскольку трансформатор одновременно может служить и средством увеличения амплитуды напряжения регистрируемого сигнала. Действительно, поскольку разность потенциалов БАТ невелика, то и ток, протекающий по проводнику с ионной проводимостью, будет невелик. Если средство для электромагнитной связи между ионным проводником (первичная обмотка) и электронным (металлическим) проводником (вторичная обмотка) выполнить в виде повышающего трансформатора, то напряжение на вторичной обмотке может быть повышено по сравнению с первичной в несколько раз. А это облегчит процедуру измерения.

Возможно дополнение в частных случаях электродной сборки электродами сравнения, которые размещают в промежутке между торцом трубки, проводника с ионной проводимостью, и той ее частью, которая играет роль обмотки трансформатора, позволяет достичь дополнительный эффект, а именно фиксировать разность потенциалов между точками установления этих электродов, как при электрическом воздействии, так и при его отсутствии, вычислять электрический ток, текущий по ионному проводнику при электрическом воздействии, делением полученной разности потенциалов на сопротивление ионного проводника, расположенного между точками установления электродов сравнения. Все эти данные являются входными параметрами для управления генератором, включенным в систему для электрического воздействия. Кроме того, в частных случаях реализации электродную сборку целесообразно снабжать дополнительным электродом, выполняющим функцию нулевого электрода сравнения, расположенным в емкости со средой с ионной проводимостью и снабженным средством его поочередного подключения к электродам сравнения, размещенным в проводнике с ионной проводимостью.

Это позволяет при погружении в емкость со средой с ионной проводимостью части либо полностью объекта, подвергаемого исследованию и электрическому воздействию, за счет расположения рабочего и вспомогательного электродов производить на БАТ воздействие преимущественно только рабочим электродом. При этом рабочий электрод, роль которого выполняет один из концов трубки с ионной проводимостью, примыкает непосредственно к БАТ, в то время как другой конец трубки находится на некотором удалении от поверхности испытуемого объекта (вспомогательный электрод), а электрическая связь осуществляется перемычкой из среды с ионной проводимостью, которой заполнена емкость. При возникновении разности потенциалов на торцах трубки с ионной проводимостью ток проводимости с электрода, примыкающего к БАТ, течет преимущественно через БАТ, в то время как ток со второго торца трубки распределяется по всей поверхности объекта согласно распределению силовых линий электромагнитного поля в среде. Очевидно, что плотность тока на границе «среда емкости - поверхность испытуемого объекта» много меньше, чем плотность тока в зоне БАТ, где расположен рабочий электрод. Поэтому влияние на остальные БАТ со стороны вспомогательного электрода незначительны. Электрод сравнения, расположенный в емкости в том месте, где линии токов от рабочего и вспомогательного электродов практически отсутствуют, имеет свой устойчивый потенциал и выполняет роль «земли» (поскольку она в этих экспериментах отсутствует), т.е. нулевого электрода для количественных измерений потенциалов и их разностей, как в стационарном режиме, так и в динамическом, в процессе электрического воздействия на БАТ. Средство для поочередного подключения этого дополнительного электрода к электродам сравнения необходимо для того, чтобы измерять потенциалы электродов, каждого в отдельности относительно выбранного, устойчивого по потенциалу во времени электрода сравнения - нулевого электрода, и являются входными параметрами для системы регулирования режимами работы генератора переменного напряжения. Например, если существует отклонение измеренного потенциала БАТ от ее нормального состояния, то управляющая система генератора навязывает такой ток на ионопроводящую систему, чтобы потенциал БАТ был равен установленной величине потенциала БАТ на задатчике программатора. При этом в течение всего периода электрического воздействия действующий потенциал на БАТ по величине не превышает значения установленного на задатчике потенциала программатора, а в случае превышения заданной величины по тем или иным причинам воздействие прекращается.

В качестве среды с ионной проводимостью может быть использован любой из известных электролитов, являющийся инертным по отношению к материалу корпуса и отвечающий гигиеническим требованиям. Это может быть твердый, жидкий, пастообразный или газообразный электролит (в последнем случае - ионизованный газ). Использование твердого и газообразного вещества с ионной проводимостью вызывает ряд трудностей и требует дополнительных технических решений. Поэтому наиболее простым представляется использовать в качестве среды с ионной проводимостью жидкий электролит, а концы трубок снабдить пробками из пористого материала. Эти пробки, с одной стороны, будут предотвращать вытекание электролита из трубки, а с другой стороны, обеспечивать смачивание поверхности в участках ее контакта с проводником с ионной проводимостью.

В другом случае возможно и заполнение всего объема трубки пористым материалом, пропитанным в достаточном количестве жидким электролитом. Это еще больше упростит конструкцию, т.к. вытекание жидкого электролита будет предотвращено полностью. (В первом случае из-за локального изменения давления в трубке, которое может происходить вследствие ее перегибов, т.к. она выполнена из гибкого материала, жидкий электролит может выдавливаться через пробки, а это, в свою очередь, может привести к нарушениям сплошности электролита внутри трубки). В этом случае, если произойдет перегиб трубки, то произойдет только перераспределение электролита внутри трубки. После устранения перегиба трубки равномерное распределение электролита по объему будет восстановлено вследствие капиллярного эффекта.

При использовании в качестве среды с ионной проводимостью газа, необходимо не только обеспечить его сохранность внутри трубки путем использования пористых пробок, но и снабдить трубку средством для ионизации газа. Конечно, это несколько усложняет конструкцию. Однако такое решение устраняет необходимость контроля за заполнением трубки жидким электролитом с обеспечением его сплошности по всему объему. В качестве газовой среды, подвергаемой ионизации, может служить воздух из окружающего пространства.

Прибор для воздействия на БАТ, в котором присутствует большая часть узлов из числа входящих в состав прибора для измерения разности потенциалов, целесообразно снабдить средствами, повышающими эффективность воздействия на БАТ (а следовательно, повышающие терапевтический эффект).

Например, прибор в частных случаях следует снабдить средством для введения лекарственных препаратов в трубку, заполненную средой с ионной проводимостью. Это позволит воздействовать на БАТ не только электрическим полем, но и разнообразными лекарственными средствами. Наиболее целесообразным является размещение ввода препаратов около конца трубки с ионной проводимостью, вводимого в контакт с биологически активной точкой объекта с ионной проводимостью, т.е. непосредственно возле БАТ, на которую необходимо воздействовать. Это сократит путь лекарственного препарата от точки ввода до БАТ, что уменьшит срок проведения процедуры и, соответственно, эффективность воздействия.

Одним из вариантов реализации прибора для воздействия на БАТ является такой, который совмещает в себе функции воздействия на БАТ и измерения характеристик БАТ в процессе воздействия. Это позволяет оценить эффективность воздействия и осуществлять корректировку параметров воздействия по результатам измерения. В этом случае прибор содержит узлы, которые присущи как прибору для измерения разности потенциалов, так и прибору для воздействия на БАТ. Кроме того, он содержит еще и узлы, которые позволяют обеспечить переключение режимов его работы с измерения на воздействие и наоборот - с воздействия на измерение. В частности, для этого дополнительный электрод, выполняющий функцию нулевого электрода сравнения, располагается в емкости со средой с ионной проводимостью и соединяется с коммутатором, который периодически подключает его то с одним, то с другим электродами сравнения, размещенными в трубке и подключенными к измерительному прибору, данные с которого через коммутатор поступают на программно-задающий блок (ПЗБ), который управляет генератором, соединенным с другой (металлической) обмоткой трансформатора.

Краткое описание чертежей

Изобретения поясняются описанием конкретных примеров их выполнения и прилагаемыми чертежами, на которых:

фиг.1 изображает принципиальную схему прибора для измерения разности потенциалов любых объектов;

фиг.2 изображает вариант реализации прибора, предназначенного для измерения электрических потенциалов БАТ;

фиг.3 изображает один из вариантов реализации прибора, предназначенного для измерения электрических потенциалов БАТ;

фиг.4 изображает принципиальную схему прибора для воздействия на БАТ;

фиг.5 изображает принципиальную схему одного из вариантов реализации прибора для воздействия на БАТ;

фиг.6 изображает принципиальную схему одного из вариантов реализации прибора для воздействия на БАТ, снабженного средством для введения лекарственных препаратов;

фиг.7 изображает принципиальную схему приборов для воздействия на БАТ и определения состояния БАТ в процессе воздействия;

фиг.8 изображает принципиальную схему одного из вариантов приборов для воздействия на БАТ и определения состояния БАТ в процессе воздействия.

Лучшие варианты осуществления изобретений

Пример 1. Патентуемый прибор для определения (измерения) разности электрических потенциалов, который может быть использован для исследования любых объектов (в данном случае - биопотенциалов организма), в самом общем случае, в соответствии с фиг.1, содержит проводник 1 с ионной проводимостью, который может быть выполнен в виде гибкой трубки из диэлектрического материала, например полиэтилена, тефлона, полиэстра и др., внутренний объем которой заполнен средой с ионной проводимостью. В качестве среды с ионной проводимостью может быть использован жидкий электролит (раствор солей в воде, таких как NaCl, KCl, MgCl₂ , CaCl₂, Na₂CO ₃, BaSO₄, Na₂ NO₃ и т.д.), твердый электролит (например, бета-глинозем), а также газообразный, в качестве которого может быть использован любой газ, подвергнутый ионизации. При этом сечение трубки может быть выполнено любого произвольного размера. Однако для того чтобы не использовать каких-либо дополнительных средств и, например, удерживать жидкий электролит внутри без его вытекания наружу, сечение трубки должно быть достаточно мало, чтобы обеспечить возникновение капиллярного эффекта. Гибкая трубка 1, заполненная соответствующей средой и используемая в качестве проводника с ионной проводимостью, снабжена средством 2 периодического перекрытия ее сечения. В зависимости от используемой среды, это может быть кран, снабженный соответствующим приводом, перекрывающий сечение полностью или частично, или, например, пластичная сфера, заполненная магнитной жидкостью, помещенная внутрь канала и управляемая внешним магнитным полем для выполнения функций управляемого крана, либо управляемое внешнее электромагнитное поле, при использовании в качестве среды с ионной проводимостью суперионных униполярных проводников типа бета-глинозема, которое создает эффект управляемого крана аналогично управляющей катушке в кинескопе телевизора и т.п. Или, например, диэлектрическая пластина (в случае использования пористого материала, пропитанного электролитом, или твердых ионно-обменных смол). Часть трубки 1 выполнена в виде одной из обмоток 3 трансформатора 4, обеспечивающего электромагнитную (индуктивную) связь с другим, металлическим проводником 5, выполняющим роль второй обмотки трансформатора 4. Указанная обмотка подключена к измерительному прибору 6, который обеспечивает измерение и регистрацию измеряемых величин. Он может быть выбран из числа известных и представляет собой самописец, вольтметр, компьютер с соответствующим программным обеспечением и т.д.

Описанное устройство при своем функционировании может реализовывать способ измерения разности электрических потенциалов, охарактеризованный в п.1 формулы изобретения.

Устройство, описанное в самом общем виде, функционирует следующим образом. Свободные концы проводника 1 прикладывают к точкам объекта (или объектов), разность потенциалов между которыми требуется измерить, и включают привод средства 2, обеспечивающего изменение сопротивления проводника 1 во времени. В результате разности потенциалов между точками, к которым приложены концы проводника 1, по проводнику 1 потечет постоянный ток, который вследствие периодического перекрытия канала проводника с помощью устройства 2 (т.е. изменения сопротивления) станет переменным. Из-за наличия электромагнитной связи между частью проводника 1, выполненного в виде обмотки 3 трансформатора 4, и проводником 5, выполненным в виде вторичной обмотки этого трансформатора, возникнет ток, величину (или напряжение) которого зафиксирует измерительный прибор 6. По его показаниям можно судить о величине разности потенциалов между выбранными точками объекта.

Естественно, что для измерения истинных значений разности биопотенциалов БАТ предлагаемый прибор следует проградуировать. Для этого концы проводника 5 следует отсоединить от прибора 6 и приложить к выходным клеммам калиброванного источника переменного напряжения, в концы проводника 1 ввести одинаковые электроды сравнения, подсоединить их к катодному вольтметру и снять амплитудно-частотную характеристику, которая и станет калибровочной характеристикой прибора. Т.к. сопротивление ионного проводника зависит от частоты и температуры, а магнитоэлектрический тракт связи обладает коэффициентом трансформации напряжения, то снятая амплитудно-частотная характеристика при различных фиксированных температурах даст коэффициент передачи амплитуды и частоты сигнала ионной цепи проводника 3 в электронную цепь 5 в зависимости от частоты, температуры и амплитуды сигнала. Полученные характеристики зависимости сопротивления проводника от частоты и амплитуды при различных температурах будут постоянной характеристикой для данного прибора при неизменными по составу и концентрации используемого ионного проводника. При смене ионного проводника 3 операцию калибровки повторяют.

Пример 2. Прибор для измерения разности потенциалов, представленный на фиг.2, содержит проводник 1 с ионной проводимостью, который может быть выполнен в виде гибкой трубки из диэлектрического материала, например полиэтилена, тефлона, полиэстра и др., внутренний объем которой заполнен средой с ионной проводимостью. В качестве такой среды может быть использован жидкий электролит (раствор солей в воде, таких как NaCl, KCl, MgCl₂, CaCl ₂, Na₂CO₃, BaSO₄, Na₂NO ₃ и т.д.), твердый электролит (такой как бета-глинозем), а также газообразный, в качестве которого может быть использован любой газ, подвергнутый ионизации. При этом сечение трубки может быть выполнено любого произвольного размера. Однако для того чтобы не использовать каких-либо дополнительных средств и, например, удерживать жидкий электролит внутри без его вытекания наружу, сечение трубки должно быть достаточно мало, чтобы обеспечить возникновение капиллярного эффекта, либо снабжено наконечниками-щупами, обеспечивающими надежный контакт с биообъектом с одной стороны и препятствующими потере среды с ионной проводимостью (если она в жидкой фазе) из трубки. Гибкая трубка 1, заполненная соответствующей средой и используемая в качестве проводника с ионной проводимостью, снабжена средством 2 периодического перекрытия ее сечения. В зависимости от используемой среды, это может быть кран, снабженный соответствующим приводом, перекрывающий сечение трубки полностью или частично, или диэлектрическая пластина (в случае использования пористого материала, пропитанного электролитом, или твердых ионно-обменных смол). Часть трубки 1 выполнена в виде одной из обмоток 3 трансформатора 4, обеспечивающего электромагнитную (индуктивную) связь с другим металлическим проводником 5, выполняющим роль другой обмотки трансформатора 4. Указанная обмотка подключена к измерительному прибору 6, который обеспечивает измерение и регистрацию измеряемых величин. Он может быть выбран из числа известных и представляет собой самописец, вольтметр, осциллограф, подсоединенный к компьютеру с соответствующим программным обеспечением и т.д.

В промежутках между концами проводника 1 и частью 3, выполняющей функцию обмотки трансформатора 4, размещаются по крайней мере два электрода сравнения 7, которые могут быть выбраны из числа известных. Например, в качестве таковых могут быть использованы водородные электроды сравнения и другие, упомянутые в известных источниках информации (см. Химический энциклопедический словарь. // М., «СЭ», 1983). Электроды 7 могут быть замкнуты на измерительный прибор 8, который может быть выбран из числа известных.

Прибор работает, реализуя при этом способ измерения электрических потенциалов (на примере измерения биопотенциалов организма), описанный в п.1 формулы изобретения, следующим образом. При полностью открытом канале 2 концы проводника 1 прилагают к двум БАТ. При этом прибор 8 зафиксирует разность потенциалов между точками, благодаря электродам сравнения 7. Перекрывают сечение проводника устройством 2 и вновь проводят измерения прибором 8, т.е. фиксируя разность потенциалов между выбранными БАТ, которую установят с помощью электродов 7. При этом временной разрыв между измерениями должен быть не менее 1 минуты (время, за которое БАТ возвратится в равновесное состояние). Разность в значениях показаний прибора 8 при этих измерениях говорит о поляризации БАТ при открытом и закрытом сечении проводника 1, т.е. соответственно ненагруженном и нагруженном состоянии БАТ. Далее включают 2 в режим периодического перекрытия сечения и одновременно проводят измерения приборами 6 и 8, снимая характеристики от частоты перекрытия сечения 2. Подбирают максимальную частоту перекрытия сечения 1 устройством 2 такой, чтобы не было отклонений в максимальной амплитуде показаний прибора 6 в течение 1 минуты, т.е. БАТ успевает за время между открытым и закрытым состояниями сечения проводника приходить в исходное состояние - устанавливать свой исходный потенциал. Сравнивают показания прибора 6 с показаниями прибора 8 и полученная при этом разность значений войдет в коэффициент трансформации прибора в виде отношения показаний прибора 8 к показаниям прибора 6, как некая постоянная прибора при данной температуре. Этот коэффициент надо умножать на значение показаний прибора 6 при вычислении разности потенциалов и поляризации БАТ по показаниям прибора 6. При дальнейшем увеличении частоты перекрытия сечения проводника 1 устройством 2 получают дополнительную характеристику по показаниям приборов 6 и 8, регистрируют динамическую поляризацию БАТ, так как в этом режиме измерений БАТ не успевает возвращаться к исходному состоянию за время между двумя перекрытиями сечения 1 устройством 2. Выбор частоты измерений fo, при превышении которой БАТ динамически поляризуется, проводят заранее и эта частота устанавливается согласно вышеуказанным операциям.

Пример 3. В частном случае реализации, охарактеризованном в п.5 формулы, патентуемый прибор для измерения разности потенциалов, представленный на фиг.3, содержит проводник 1 с ионной проводимостью, который может быть выполнен в виде гибкой трубки из диэлектрического материала, например полиэтилена, тефлона, полиэстра и др., внутренний объем которой заполнен средой с ионной проводимостью. В качестве такой среды может быть использован жидкий электролит (раствор солей в воде, таких как NaCl, KCl, MgCl₂ , CaCl₂, Na₂CO ₃, BaSO₄, Na₂ NO₃ и т.д.), твердый электролит (такой как бета-глинозем), а также газообразный, в качестве которого может быть использован любой газ, подвергнутый ионизации. При этом сечение может быть выполнено любого произвольного размера. Однако, для того чтобы не использовать каких-либо дополнительных средств и, например, удерживать жидкий электролит внутри без его вытекания наружу, сечение трубки должно быть достаточно мало, чтобы обеспечить возникновение капиллярного эффекта, либо снабжено наконечниками-щупами обеспечивающими надежный контакт с поверхностью объекта с одной стороны и препятствующими потере ионного проводника (если он в жидкой фазе) из трубки. Гибкая трубка 1, заполненная соответствующей средой и используемая в качестве проводника с ионной проводимостью, снабжена средством 2 периодического перекрытия ее сечения. В зависимости от используемой среды, это может быть кран, снабженный соответствующим приводом, перекрывающий сечение трубки полностью или частично, или диэлектрическая пластина (в случае использования пористого материала, пропитанного электролитом, или твердых ионно-обменных смол ). Часть трубки 1 выполнена в виде одной из обмоток 3 трансформатора 4, обеспечивающего электромагнитную (индуктивную) связь с другим проводником 5, выполняющим роль другой обмотки трансформатора 4. Указанная обмотка подключена к измерительному прибору 6, который обеспечивает измерение и регистрацию измеряемых величин. Он может быть выбран из числа известных и представляет собой самописец, вольтметр, осциллограф, подсоединенный к компьютеру с соответствующим программным обеспечением и т.д.

В промежутках между концами проводника (электрода) 1 и частью 3, выполняющей функцию обмотки трансформатора 4, размещаются по крайней мере два электрода сравнения 7. Прибор снабжен дополнительным третьим электродом сравнения 7а, выполняющим функцию нулевого электрода сравнения, который расположен в емкости 9 со средой с ионной проводимостью (электролитом) и снабжен средством 10 его поочередного подключения к электродам сравнения, размещенным в проводнике с ионной проводимостью.

Средство поочередного подключения к электродам сравнения выбирается из числа известных. Например, это может быть трех- или многопозиционный переключатель с дистанционным управлением от компьютера.

Прибор работает следующим образом. Часть объекта погружают в ванну с электролитом 9. На некотором удалении от объекта в ванну погружают электрод сравнения 7а. Концы проводника 1 вводят в контакт с выбранными точками исследуемого объекта (или объектов). При отключенном и перекрытом канале устройства 2 (максимальное сопротивление проводника 1, когда БАТ испытывает наименьшую нагрузку при измерениях) с помощью устройства 10 электроды 7 подключают к измерительному прибору 8 и измеряют разность потенциалов в выбранных точках измерения (например, БАТ человека). Далее сначала один из электродов 7 и электрод 7а, а затем другой из 7 и 7а попарно подключают с помощью устройства 10 к измерительному прибору 8 и измеряют потенциалы каждой из БАТ относительно электрода 7а (разность между измеренными потенциалами БАТ - разность потенциалов БАТ). Далее те же операции и измерения проводят при полностью открытом канале устройства 2 (минимальное сопротивление проводника 1, когда БАТ испытывает наибольшую нагрузку при измерениях) и измеряют потенциалы БАТ и поляризацию БАТ, как разность показаний прибора 8 при открытом и закрытом канале устройства 2. По потенциалам и их поляризации судят о состоянии БАТ. Следующим шагом серии измерений включают привод устройства 2 и снимают показания прибора 6 с одновременным снятием показаний с прибора 8 в режиме подключения проводника 1 для снятия потенциала и поляризации БАТ в зависимости от частоты перекрытия канала устройства 2. Полученная информация - динамическая характеристика потенциалов БАТ и поляризации БАТ, характеризующая состояние БАТ и коэффициент трансформации показаний прибора 8 в показания прибора 6, который зависит от частоты перекрытия канала устройства 2, связь величины показаний прибора 6 с соответствующими показаниями прибора 8 в виде коэффициента трансформации разности потенциалов БАТ через электромагнитную связь ионной (показания прибора 8) и электронной (показания прибора 6) цепей, как функцию частоты перекрытия канала устройства 2, которую учитывают при использовании в определении разности потенциалов БАТ с помощью прибора 6, корректируя его показания умножением их на соответствующий коэффициент трансформации.

Пример 4. Патентуемый прибор для воздействия на какой-либо объект (например, на биологически активные точки) в наиболее общем виде в соответствии с фиг.4 содержит электродную сборку, выполненную в виде трубки 1 из диэлектрического (электроизоляционного) материала, заполненной средой с ионной проводимостью, часть которой выполнена в виде одной из обмоток 3 трансформатора 4, второй обмоткой которого является металлический проводник 5, соединенный с генератором 11 переменного напряжения, который может быть выбран любым из числа известных, серийно производимых промышленностью. В качестве среды с ионной проводимостью может быть использован жидкий электролит, пастообразный электролит, твердый электролит, а также газообразная среда, в качестве которой может быть использован любой газ, подвергнутый ионизации. При этом сечение трубки может быть выполнено любого произвольного размера.

Прибор для воздействия электрическим полем на объект ( например, на БАТ человека) функционирует следующим образом. Концы проводника 1 подводятся к выбранным БАТ, после чего включается генератор переменного напряжения 11, выдающий на выходе сигнал с заданной амплитудой и частотой. Вследствие наличия электромагнитной связи между проводниками 5 и частью проводника с ионной проводимостью 3, представляющими собой обмотки трансформатора 4, в проводнике 1 потечет переменный ток, оказывающий терапевтическое воздействие на БАТ.

В частном случае реализации прибор может быть дополнен средством 12 (см. фиг.6) для введения лекарственных препаратов. Это средство может представлять собой либо капельницу, либо шприц, либо другое известное средство. В этом случае при работе прибора с помощью средства 12 в электролит, содержащийся внутри проводника 1, вводится лекарственный препарат, который за счет протекания ионного тока внутри проводника транспортируется к находящейся в контакте с ним БАТ и усиливает терапевтическое воздействие.

Пример 5. Прибор для воздействия на биологически активные точки содержит (см. фиг.5) электродную сборку, выполненную в виде заполненной средой с ионной проводимостью трубки 1 из диэлектрического (электроизоляционного) материала, часть которой выполнена в виде одной из обмоток 3 трансформатора 4, второй обмоткой 5 которого является металлический проводник, соединенный с генератором 11 переменного напряжения, который может быть выбран любым из числа известных, серийно производимых промышленностью. В промежутках между свободными концами проводника (электрода) 1 и частью 3, выполняющей функцию обмотки трансформатора 4, размещаются по крайней мере два электрода сравнения 7, которые могут быть выбраны из числа известных. Электроды 7 могут быть замкнуты на измерительный прибор 8, который может быть выбран из числа известных. Прибор, описанный в самом общем виде, функционирует следующим образом. Свободные концы проводника 1 прикладывают к заранее выбранным точкам объекта, подвергаемых электрическому воздействию, обеспечивая надежный ионный контакт в местах приложения свободных концов проводника 1 с точками объекта, подключают концы электродов сравнения к измерительному прибору 8 и измеряют разность потенциалов между электродами сравнения 7, устанавливают на генераторе 11 амплитуду и частоту электрического воздействия и включают генератор 11. При этом вычисляется ток воздействия на объект деля показания прибора 8 на сопротивление участка проводника между электродами сравнения, которое определяется при калибровке прибора. После прекращения воздействия вновь измеряют разность потенциалов прибором 8 между электродами сравнения 7. Сравнивают эту разность с разностью, полученной до электрического воздействия, и судят об эффективности электрического воздействия на объект. Калибровку прибора проводят следующим образом. В качестве генератора 11 выбирают калиброванный поверочный генератор и калибровочную ячейку с размещенными в ней на фиксированном расстоянии друг от друга двумя поверочными электродами сравнения, представляющую собой отрезок с известными электрическими параметрами ионного проводника с открытыми концами для осуществления контакта с концами проводника 1, в части которого на фиксированном известном расстоянии и сечении проводника ячейки размещены поверочные электроды сравнения. В силу известного сопротивления и постоянства параметров ячейки между поверочными электродами сравнения, подключенных к отдельному измерительному прибору и прокалиброванному на измерение тока (измеряется напряжение отдельным измерительным прибором с подключенными к нему поверочными электродами сравнения при пропускании электрического тока через ячейку и согласно закону Ома делится на известное измеренное сопротивление ячейки между этими электродами), осуществляют контакт концов проводника 1 с концами проводника ячейки, включают калиброванный поверочный генератор, прибор 8 и отдельный прибор, подключенный к поверочным электродам сравнения ячейки, и снимают амплитудно-частотную характеристику проводника 1, варьируя амплитуду и частоту поверочного генератора с одновременным фиксированием показаний приборами 8 и отдельным прибором, фиксирующим ток и подключенным к поверочным электродам сравнения ячейки. Строится амплитудно-частотная характеристика соответствия показаний тока, проходящего через ячейку с показаниями прибора 8 при фиксированной температуре, калибруя тем самым прибор 8 на измерение тока при отсоединенной калибровочной ячейке и проведении воздействия на объект током от генератора 11.

Пример 6. Прибор для воздействия на биологически активные точки, позволяющий корректировать величину воздействия по результатам измерения биопотенциалов БАТ в процессе воздействия (см. фиг.7), содержит электродную сборку, выполненную в виде заполненной средой с ионной проводимостью трубки 1 из диэлектрического (электроизоляционного) материала. Трубка снабжена средством 2 периодического перекрытия ее сечения. Часть трубки выполнена в виде одной из обмоток 3 трансформатора 4, другой обмоткой 5 которого является металлический проводник, соединенный с генератором 11 переменного напряжения, который может быть выбран любым из числа известных, серийно производимых промышленностью. Прибор снабжен средством 10 (например, коммутатором) поочередного подключения генератора 11 и измерительного прибора 8 к программно-задающему блоку (ПЗБ) 13, который может представлять собой компьютер, снабженный соответствующим программным обеспечением. Создание такого программного продукта не вызывает затруднений у специалиста исходя из описания тех функций, которые должен выполнять ПЗБ. Выход генератора 11 подсоединен не только к обмотке 5, но и ко входу коммутатора, выход которого, в свою очередь, соединен с ПЗБ и измерительным прибором 8, выход которого соединен с входом коммутатора.

Прибор работает следующим образом. Накладывают концы проводника 1 на подвергаемые воздействию БАТ, на ПЗБ 13, устанавливают режим работы генератора 11, задают разность потенциалов выбранных БАТ, включают генератор 11 и механизм 2 перекрытия сечения проводника 1. При этом измеряется разность потенциалов БАТ прибором 8, затем отключается устройство 2 при полностью открытом сечении и ПЗБ сравнивает показания прибора 8 с установленным значением разности потенциалов на ПЗБ 13, и выдает команду на коммутатор 10 для подачи соответствующего сигнала от генератора 11. При этом реализуется способ измерения разности потенциалов и способ воздействия на БАТ.

Пример 7. Прибор для воздействия на биологически активные точки, позволяющий корректировать величину воздействия по результатам измерения биопотенциалов БАТ в процессе воздействия (см. фиг.8), содержит электродную сборку, выполненную в виде заполненной средой с ионной проводимостью трубки 1 из диэлектрического (электроизоляционного) материала. Трубка снабжена средством 2 периодического перекрытия ее сечения. Часть трубки выполнена в виде одной из обмоток 3 трансформатора 4, другой обмоткой 5 которого является металлический проводник, соединенный с генератором 11 переменного напряжения, который может быть выбран любым из числа известных, серийно производимых промышленностью. В промежутках между концами проводника (электрода) 1 и частью 3, выполняющей функцию обмотки трансформатора 4, размещаются электроды сравнения 7, которые могут быть выбраны из числа известных. Прибор снабжен дополнительным третьим электродом сравнения 7а, выполняющим функцию нулевого электрода сравнения, который расположен в емкости 9 со средой с ионной проводимостью (электролитом) и снабжен средством 10 (например, коммутатором) его поочередного подключения к электродам сравнения, размещенным в проводнике с ионной проводимостью.

Коммутатор (средство поочередного подключения к электродам сравнения) выбирается из числа известных. Например, это может быть многопозиционный переключатель с дистанционным управлением от компьютера. Вход генератора 11 подключен к выходу программно-задающего блока (ПЗБ), который может представлять собой компьютер, снабженный соответствующим программным обеспечением. Создание такого программного продукта не вызывает затруднений у специалиста исходя из описания тех функций, которые должен выполнять ПЗБ. Выход генератора 11 подсоединен не только к обмотке 5, но и ко входу коммутатора, выход которого, в свою очередь, соединен с ПЗБ и измерительным прибором 8, выход которого соединен с входом коммутатора.

Прибор работает следующим образом. Испытуемый и подлежащий воздействию объект частично погружается в емкость 9 так, чтобы исследуемые и подвергающиеся воздействию БАТ находились на воздухе, т.е. выше уровня электролита емкости 9. Торцы проводника 1 прикладывают на БАТ, обеспечивая надежный ионный контакт в зоне соприкосновения. Выходы электродов сравнения 7 соединяют с соответствующими клеммами коммутатора 10, к которому подсоединен измерительный прибор 8. С его помощью устанавливают режим измерений. В этом режиме генератор 11 отключен, а привод устройства 2 для периодического изменения сопротивления проводника 1 включен. Коммутатор 10 подключает поочередно электроды сравнения 7 с электродом сравнения 7а, находящимся в емкости 9, к измерительному прибору 8. При этом фиксируется потенциал каждой БАТ относительно электрода сравнения, находящегося в емкости 9 (по этой величине определяют состояние каждой БАТ), разность потенциалов БАТ и падение этой разности потенциалов в зависимости от степени перекрытия сечения в устройстве 2 (по этому падению разности потенциалов судят о мощности источника БАТ). Повторяют эту операцию для всех выбранных БАТ, по полученным данным выбирают программу электрического воздействия на каждую из БАТ. Далее, для воздействия на выбранную БАТ, переводят устройство 2 в положение полного открытия сечения и отключают его привод. Конец проводника 1, примыкающий к устройству 2, опускают в емкость 9 и закрепляют специальным зажимом, расположенным на стенке емкости Устанавливают режимы (токовый или потенциальный, нормальный потенциал БАТ, период между каждым воздействием ) на ПЗБ и включают прибор в режим электрического воздействия на БАТ. Электрическое воздействие на БАТ со стороны прибора происходит следующим образом. Подача напряжения на БАТ от генератора 11 идет до тех пор, пока значение потенциала, измеряемое на электроде сравнения 7, установленного в проводнике 1 вблизи БАТ относительно электрода сравнения 7а, установленного в емкости 9, не достигнет величины потенциала, заданного и установленного на программаторе 10, затем электрическое воздействие прерывается на время периода, установленное на ПЗБ. Во время этого периода потенциал от БАТ с тех же электродов фиксируется измерительным прибором 8 и по его величине судят о степени восстановления БАТ за проведенный промежуток времени воздействия и эффективности этого воздействия. Затем включается новый импульс воздействия и операция воздействия повторяется до тех пор, пока потенциал на точке не достигнет, по мнению экспериментатора, допустимого терапевтического воздействия на БАТ с целью ее нормализации. При этом воздействии никаких повреждений БАТ не может произойти. Далее повторяют те же операции для следующих БАТ. В зависимости от терапевтического воздействия изменяют режимы воздействия на ПЗБ с целью достижения максимального терапевтического воздействия индивидуально к каждому биологическому объекту, на который оказывается электрическое воздействие. Данный прибор в режиме измерений может служить количественным регистратором состояния БАТ при других способах воздействия на биологический объект (введение препаратов, магнитные воздействия, электромагнитные воздействия, квантовые воздействия, механические воздействия и др.) и служить для объективной оценки степени, целенаправленности и эффективности этих воздействий. При этом реализуется способ измерений разности потенциалов БАТ, а также способ электрического воздействия на БАТ.

Промышленная применимость

Настоящие изобретения могут найти применение в качестве приборов для высокоточных и достоверных измерений разности электрических потенциалов (или потенциалов) объектов с различными типами проводимости, а также для воздействия на них, например, переменным электрическим напряжением. Наиболее целесообразно их использование в медицине с целью установления диагноза и лечения различными методами акупунктуры. Все необходимые для их осуществления приборы и материалы производятся и используются в промышленных масштабах.