способ оказания активирующего воздействия на функциональное состояние человека световым излучением от светодиодного источника

Классы МПК:A61N5/06 с использованием света
A61B5/0476 электроэнцефалография
Автор(ы):, , , , ,
Патентообладатель(и):Слезин Валерий Борисович (RU),
Мизеров Михаил Николаевич (RU),
Мошко Мария Викторовна (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2012-07-27
публикация патента:

Изобретение относится к области медицины и может быть использовано в профессиональной патологии. Воздействие белым светом, варьируемым по цветовой температуре в диапазоне 1700 К - 10000 К, осуществляют на открытые глаза человека. Регистрируют электроэнцефалограмму, проводят ее спектральный анализ и по снижению спектральной мощности альфа- и тета-ритмов более чем на 25% от фоновых значений оценивают воздействие как активирующее. Способ позволяет осуществить индивидуальный подбор цветовой температуры, оказывающий активирующее воздействие. 2 табл., 2 пр.

Формула изобретения

Способ оказания активирующего воздействия на функциональное состояние человека световым излучением от светодиодного источника, отличающийся тем, что воздействие белым светом, варьируемое по цветовой температуре в диапазоне 1700 К - 10000 К, осуществляют на открытые глаза человека, регистрируют электроэнцефалограмму, проводят ее спектральный анализ и по снижению спектральной мощности альфа- и тета-ритмов более чем на 25% от фоновых значений оценивают воздействие как активирующее.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области медицины и может быть использовано для оказания активирующего воздействия на функциональное состояние человека световым излучением от светодиодного источника.

В настоящее время отмечается широкое распространение новых источников освещения на основе полупроводниковых светодиодов. Такие полупроводниковые источники света обладают не только чрезвычайно высокой эффективностью, но (если они построены по принципу RGB-смешения) и способностью варьировать качественные (цвет, спектр), количественные (интенсивность) и модуляционные (частота вспышек) параметры света по заданному алгоритму. Это качество получило название «интеллектуальный свет».

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ определения воздействия на функциональное состояние человека светового излучения (RU, патент № 2217182. кл. A61N 5/06, 2001.)

Недостатками известного способа является невозможность оказания активирующего воздействия на функциональное состояние человека световым излучением.

Технический результат, на достижение которого направлено настоящее изобретение, заключается в возможности оказания активирующего воздействия на функциональное состояние человека светового излучения от светодиодного источника.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе оказания активирующего воздействия на функциональное состояние человека световым излучением от светодиодного источника, согласно изобретению, воздействие белым светом, варьируемого по цветовой температуре в диапазоне 1700К - 10000К осуществляют на открытые глаза человека, регистрируют электроэнцефалограмму, проводят ее спектральный анализ и по снижению спектральной мощности альфа- и тета-ритмов более чем на 25% от фоновых значений оценивают воздействие как активирующее.

Проводили исследование особенностей воздействия на функциональное состояние головного мозга человека динамически управляемого («интеллектуального») света от полупроводникового источника с цветовой температурой, варьируемой в диапазоне от теплого 1700К до холодного 10000К оттенков белого света.

Спектральный анализ ЭЭГ позволил объективно оценить изменения основных ритмов электрической активности головного мозга при воздействии освещенности с варьируемой цветовой температурой.

В ходе проведения исследования апробировался опытный образец светодиодного источника интеллектуального света, управляемого с помощью специального программного обеспечения. Световой поток источника света в зависимости от цветовой температуры составлял 1000-4000 лм. Цветовая температура белого света изменялась и устанавливалась в диапазоне 1700К - 10000К. Индекс цветопередачи для этих цветовых температур лежал в диапазоне 80-90.

Во время экспозиции белого света с различными цветовыми температурами регистрировалась электрическая активность головного мозга обследуемых. В исследовании принимали участие 20 человек в возрасте от 17 до 47 лет (9 женщин, 11 мужчин) со средним возрастом 28.55±3.23 лет (здесь и далее после среднего значения приводится его стандартная ошибка).

Запись ЭЭГ проводилась с помощью электроэнцефалографа «Телепат-104Д» (г. Санкт-Петербург) монополярным методом по международной системе «10-20» в точках Fp1, Fp2, F3, F4, C3, C4, P3, P4, O1, O2, F7, F8, T3, T4, T5 и T6 с индифферентными электродами, расположенными на мочках ушей. Частота оцифровки сигналов составляла 250 Гц, полоса пропускания по высоким частотам - 35 Гц, постоянная времени - 0.3 с.

В качестве контрольного состояния использовалась ЭЭГ при открытых глазах. Далее обследуемые, оставаясь с открытыми глазами, подвергались последовательному воздействию 5-ти вариантов освещения, различающихся предустановленной цветовой температурой светодиодного источника. Длительность фоновой записи и проб с различной освещенностью соответствовала 2 мин в каждом случае, интервалы между экспозициями света также имели продолжительность в 2 мин.

Изучение полученных данных проводилось визуально и с помощью спектрального анализа. Определялись значения спектральной мощности альфа-, тета-, дельта- и бета-ритмов во всех регистрируемых областях коры головного мозга на всех упомянутых этапах регистрации мозговой активности. Спектральный анализ осуществлялся с помощью электроэнцефалографической программы «WinEEG Версия 1.3». Эпоха анализа при расчете спектров составляла 4 с. Усредненные спектральные показатели вычислялись по всей продолжительности фоновой записи и ЭЭГ во время воздействия световых проб.

При статистической обработке полученных результатов рассчитывались средние значения анализируемых характеристик, их стандартные отклонения, стандартные ошибки среднего значения. Определение степени достоверности различий усредненных показателей проводилось в статистическом пакете программ «Statistica 6» по уровню p<0.05 с использованием критерия Вилкоксона.

Визуальный анализ динамики ЭЭГ во время экспозиций белого света с варьируемой цветовой температурой показал наличие неоднозначных реакций в группе обследуемых на освещение от светодиодного источника. В ряде случаев наблюдалось видимое снижение выраженности альфа-ритма с тенденцией к переходу от постоянной активности к эпизодическим вспышкам и нерегулярным волнам. Исходя из описанного типа реакции была выделена группа из 10 человек (26.30±3.26 лет, 6 женщин и 4 мужчин) с преимущественным ослаблением альфа-ритма.

В группе определяется тенденция к снижению мощности альфа-ритма по всем пробам, кроме экспозиции света с 4800 К. При освещенности с 10000К ослабление спектральной мощности альфа-ритма становится наиболее заметным и достоверным в ряде областей (p<0.05 в C3 и T5), при этом происходит еще и умеренное уменьшение мощности тета-ритма (p<0.05 в Fp1, C4, P3, P4, O1, O2, F7 и T5). Какого-либо существенного влияния предъявляемого света на мощность дельта- и бета-ритмов в рассматриваемой группе не прослеживается.

Общий характер изменений ЭЭГ у обследуемых свидетельствует об активирующем воздействии на них света. Известно, что подавление, угнетение, снижение мощности альфа-активности без замещения медленными волнами связывают с возрастанием уровня активации центральной нервной системы, повышением уровня бодрствования. Не только не увеличение, а ослабление тета-ритма подтверждает активирующее действие света на обследуемых в группе.

Способ оказания активирующего воздействия на функциональное состояние человека световым излучением от светодиодного источника поясняется примерами.

Пример 1.

Испытуемый Я-ев, 20 лет.

Проводилась регистрация ЭЭГ при открытых глазах как в состоянии пассивного бодрствования, так и при воздействии белым светом от светодиодного источника с цветовой температурой 1700К. Длительность экспозиции 120 секунд. Рассчитывалась спектральная мощность альфа- и тета-ритмов.

Уровень изменений спектральной мощности ритмов ЭЭГ при воздействии света относительно исходного состояния приведен в Табл. 1. Во всех отведениях уровень спектральной мощности альфа-ритма снизился более чем на 39%. Спектральная мощность тета-ритма также уменьшилась во всех областях более чем на 27%.

Таким образом, световое воздействие с цветовой температурой 1700 К понижает спектральную мощность альфа- и тета-ритмов более чем на 25%, что свидетельствует о повышении уровня активации коры головного мозга. В целом, для обследуемого Я-ва белый свет с 1700К является активирующим.

Таблица 1
Изменения спектральной мощности альфа и тета-ритма испытуемого Я-ва при воздействии света с цветовой температурой 1700К
Отведения способ оказания активирующего воздействия на функциональное состояние   человека световым излучением от светодиодного источника, патент № 2517367 -ритмспособ оказания активирующего воздействия на функциональное состояние   человека световым излучением от светодиодного источника, патент № 2517367 -ритм% изменений
ФонСвет ФонСвет способ оказания активирующего воздействия на функциональное состояние   человека световым излучением от светодиодного источника, патент № 2517367 -ритмспособ оказания активирующего воздействия на функциональное состояние   человека световым излучением от светодиодного источника, патент № 2517367 -ритм
Fp1 48,8013,657,80 4,07-72,03 -47,82
Fp2 44,5013,216,90 3,69-70,31 -46,52
F3 48,8017,557,80 4,21-64,04 -46,03
F4 46,3015,477,30 3,96-66,59 -45,75
C3 48,7018,557,70 4,16-61,91 -45,97
C4 46,5016,217,00 3,86-65,14 -44,86
P3 50,2030,3710,80 6,03-39,50 -44,17
P4 53,5030,836,90 4,52-42,37 -34,49
O1 76,7038,706,20 4,02-49,54 -35,16
O2 130,6066,237,40 4,41-49,29 -40,41
F7 29,406,983,70 2,69-76,26 -27,30
F8 34,409,065,80 3,48-73,66 -40,00
T3 22,508,844,00 2,20-60,71 -45,00
T4 23,309,905,20 2,39-57,51 -54,04
T5 18,2010,934,20 2,30-39,95 -45,24
T6 31,3014,843,60 2,39-52,59 -33,61

Пример 2.

Испытуемая Т-ва, 21 год.

Проводилась регистрация ЭЭГ при открытых глазах как в состоянии пассивного бодрствования, так и при воздействии белым светом от светодиодного источника с цветовой температурой 10000К. Длительность экспозиции 120 с. Рассчитывалась спектральная мощность альфа- и тета-ритмов.

Уровень изменений спектральной мощности ритмов ЭЭГ при воздействии света относительно фонового состояния при открытых глазах приведен в Табл. 2. Во всех отведениях спектральная мощность альфа-ритма снизилась более чем на 64%. В отведениях C3, C4, P3, O1, F7, T3, T5 спектральная мощность тета-ритма также уменьшилась более чем на 29%.

Исходя из того, что снижение спектральной мощности альфа-ритма произошло более чем на 25% во всех областях, а спектральной мощности тета-ритма - в части отведений, можно говорить о повышении уровня активации коры головного мозга в ответ на световое воздействие с цветовой температурой 10000 К, больше выраженное по левому полушарию. В целом, для обследуемой Т-ой белый свет с 10000К является активирующим.

Таблица 2
Изменения спектральной мощности альфа и тета-ритма испытуемой Т-вой при воздействии света с цветовой температурой 10000К
Отведения способ оказания активирующего воздействия на функциональное состояние   человека световым излучением от светодиодного источника, патент № 2517367 -ритмспособ оказания активирующего воздействия на функциональное состояние   человека световым излучением от светодиодного источника, патент № 2517367 -ритм% изменений
ФонСвет ФонСвет способ оказания активирующего воздействия на функциональное состояние   человека световым излучением от светодиодного источника, патент № 2517367 -ритмспособ оказания активирующего воздействия на функциональное состояние   человека световым излучением от светодиодного источника, патент № 2517367 -ритм
Fp1 9,962,929,12 10,37-70,68 13,71

Fp210,15 3,129,138,78 -69,26-3,83
F313,27 3,19,727,59 -76,64-21,91
F412,323,51 8,888,09-71,51 -8,90
C3 20,083,1510,81 6,69-84,31 -38,11
C4 25,024,611,04 7,83-81,61 -29,08
P3 39,253,912,03 7,04-90,06 -41,48
P4 36,185,1210,28 8,93-85,85 -13,13
O1 47,825,111,32 7,52-89,34 -33,57
O2 59,57,6614,24 11,35-87,13 -20,29
F7 7,312,566,8 4,47-64,98-34,26
F85,55 1,744,815,10 -68,656,03
T38,05 2,066,263,56 -74,41-43,13
T45,56 1,494,274,16 -73,20-2,58
T514,91 2,866,864,58 -80,82-33,24
T621,19 3,294,595,73 -84,4724,84

Спектральный анализ ЭЭГ позволил объективно оценить изменения основных ритмов электрической активности головного мозга при воздействии освещенности с варьируемой цветовой температурой.

Исходя из полученных данных можно сделать заключение, что при экспозиции белого света с цветовой температурой в диапазоне 1700К - 10000К спектральный анализ электроэнцефалограммы показал, что по снижению спектральной мощности альфа- и тета-ритмов более чем на 25% от фоновых значений делают вывод о том, что световое воздействие повышает уровень активации коры головного мозга и является активирующим.

Предложенный способ позволяет осуществить индивидуальный подбор цветовой температуры в диапазоне 1700К - 10000К, оказывающей активирующее воздействие на функциональное состояние человека, при воздействии на него светового излучения от светодиодного источника.

Скачать патент РФ Официальная публикация
патента РФ № 2517367

patent-2517367.pdf

Класс A61N5/06 с использованием света

способ и устройство для контроля над процессом лечения повреждения -  патент 2529395 (27.09.2014)
устройство для экстракорпоральной обработки крови и эритроцитов -  патент 2528647 (20.09.2014)
способ физиотерапевтического лечения больных с диабетической нейропатией нижних конечностей -  патент 2526475 (20.08.2014)
способ комплексного лечения детей и подростков со спастическими формами детских церебральных параличей -  патент 2523667 (20.07.2014)
способ лечения кариеса дентина в постоянных зубах у детей с незаконченными процессами минерализации твердых тканей (варианты) -  патент 2523619 (20.07.2014)
способ лечения хронического тонзиллита у детей -  патент 2523417 (20.07.2014)
способ лечения кератоконуса у пациентов с тонкой роговицей -  патент 2522386 (10.07.2014)
способ фотодинамической терапии опухолей -  патент 2519936 (20.06.2014)
набор, содержащий фотосенсибилизирующие красители -  патент 2518473 (10.06.2014)
способ оценки воздействия на функциональное состояние головного мозга человека светового излучения -  патент 2515150 (10.05.2014)

Класс A61B5/0476 электроэнцефалография

способ прогнозирования уровня адаптации горноспасателей к индивидуальным средствам защиты -  патент 2524770 (10.08.2014)
способ реабилитации больных, перенесших инсульт -  патент 2523349 (20.07.2014)
способ выявления способности трехмерного восприятия плоскостных изображений -  патент 2521842 (10.07.2014)
способ оценки воздействия на функциональное состояние головного мозга человека светового излучения -  патент 2515150 (10.05.2014)
способ оказания релаксирующего воздействия на функциональное состояние человека световым излучением от светодиодного источника -  патент 2514727 (10.05.2014)
способ объективной оценки результатов ортопедического лечения -  патент 2513286 (20.04.2014)
способ оценки показаний к назначению лекарственных препаратов, несовместимых с приемом алкоголя -  патент 2512764 (10.04.2014)
способ оценки адекватности наркоза у детей от 4 до 14 лет методом длиннолатентных слуховых вызванных потенциалов -  патент 2509530 (20.03.2014)
способ определения дисперсии амплитудно-частотных характеристик альфа-ритма головного мозга при психических заболеваниях -  патент 2506044 (10.02.2014)
способ диагностики врожденных дисфункций полушарий мозга у детей -  патент 2494680 (10.10.2013)
Наверх