датчик для неинвазивного дистанционного приема собственного излучения человека

Формула изобретения

1. Датчик для неинвазивного дистанционного приема собственного излучения человека, содержащий приемник собственного излучения человека, отличающийся тем, что приемник содержит монокристаллическую кварцевую пластину Z-среза, снабженную с обеих сторон покрытиями из серебра, электрически связанными с усилителем электромагнитных сигналов, при этом кварцевая пластина размещена в полости конфузорного отражателя, внутренняя поверхность которого снабжена покрытием из серебра, причем ось симметрии отражателя проходит через центр кварцевой пластины и перпендикулярна к ее поверхности, а кварцевая пластина установлена на эластичной подвеске с возможностью свободных колебательных движений.

2. Датчик по п.1, отличающийся тем, что покрытиям кварцевой пластины придана толщина предпочтительно до 7 размеров атома серебра.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области медицины и предназначено для раннего обнаружения онкологического заболевания.

Известен датчик для неинвазивного дистанционного приема собственного излучения человека, выполненный в виде высокочувствительного приемника теплового излучения, связанного с блоком обработки и анализа результатов измерения, при этом датчик используется для неинвазивной дистанционной диагностики онкологического заболевания, а его работа основана на приеме тепловых излучений организма человека, исходящих от атомов полимеризованных онкологических молекул клеток (см. а.с СССР № 1363996, 1996).

Недостаток этого решения - сложность распознавания онкологического заболевания на фоне других патологий.

Известен также датчик для неинвазивного дистанционного приема собственного излучения человека, содержащий приемник собственного излучения человека (см. пат. РФ № 2144781, кл. А61В 5/00, 2000).

Датчик используется для неинвазивной дистанционной диагностики онкологического заболевания и позволяет судить о наличии ракового заболевания по превышению интенсивностью фиксируемого излучения фонового уровня. При диагностировании измеряют электромагнитные излучения органов и тканей человека в миллиметровом и/или дециметровом диапазонах с помощью высокочувствительного приемника с последующей обработкой и анализом результатов измерений.

К недостаткам устройства можно отнести многооперационность измерений диагностирующих факторов и сложность процедуры фиксирования собственного излучения человека.

Недостатки устройства истекают из того, что в качестве источника сигналов используется непосредственно сам диагностируемый орган и «снимаются» энерго-информационные характеристики процесса канцерогенеза, уже происходящего в диагностируемом органе т.е. отсутствует возможность раннего диагностирования заболевания (т.е. начальной стадии - до образования злокачественной опухоли определенных размеров), что снижает достоверность диагноза.

Задачей, на решение которой направлено предлагаемое техническое решение, является упрощение процедуры фиксирования собственного излучения человека и на этой основе повышение достоверности диагноза при обеспечении возможности диагностирования на начальной стадии - до образования злокачественной опухоли.

Технический результат, который достигается при решении поставленной задачи, выражается в обеспечении высокой достоверности диагностирования на самой ранней стадии процесса канцерогенеза, обеспечении возможности диагностирования широкого спектра раковых заболеваний. В перспективе, по мере накопления статистического материала, будет возможна точная дифференциация и локализация онкопатологии на любой стадии ее развития.

Для решения поставленной задачи в датчике для неинвазивного дистанционного приема собственного излучения человека, содержащем приемник собственного излучения человека,согласно изобретению приемник содержит монокристаллическую кварцевую пластину Z-среза, снабженную с обеих сторон покрытиями из серебра, электрически связанными с усилителем электромагнитных сигналов, при этом кварцевая пластина размещена в полости конфузорного отражателя, внутренняя поверхностью которого снабжена покрытием из серебра, причем ось симметрии отражателя проходит через центр кварцевой пластины и перпендикулярна к ее поверхности, а кварцевая пластина установлена на эластичной подвеске с возможностью свободных колебательных движений. Кроме того, покрытиям кварцевой пластины придана толщина предпочтительно до 7 размеров атома серебра.

Сопоставительный анализ совокупности признаков предлагаемого решения и совокупности признаков аналогов и прототипа свидетельствуют о соответствии предлагаемого технического решения критерию «новизна».

При этом отличительные признаки формулы решают следующие функциональные задачи:

Признаки «приемник собственных излучений человека содержит монокристаллическую кварцевую пластину Z-среза» обеспечивают фиксацию в качестве собственного излучения человека «онкосигналов» организма, т.е. сигналов, свидетельствующих о наличии в организме энергоинформационного обмена, присущего процессу канцерогенеза, и преобразование этих сигналов в электромагнитную форму, позволяющую автоматизировать процессы анализа сигнала.

Признаки, указывающие на наличие с обеих сторон пластины покрытий из серебра, электрически связанных с усилителем электромагнитных сигналов, обеспечивают снятие с пластины онкосигналов, преобразованных в электромагнитную форму, и предварительную их обработку (усиление), позволяющую затем адекватно их анализировать.

Признаки «кварцевая пластина размещена в полости конфузорного отражателя, внутренняя поверхностью которого снабжена покрытием из серебра, при этом ось симметрии отражателя проходит через центр кварцевой пластины и перпендикулярна к ее поверхности, причем кварцевая пластина установлена на эластичной подвеске с возможностью свободных колебательных движений» обеспечивают работоспособность датчика, в том числе за счет локализации рабочей зоны с ограничением воздействия на чувствительный элемент датчика физических полей внешней (по отношению к организму) среды.

Признаки второго пункта формулы изобретения определяют оптимальные параметры покрытия кварцевой пластины.

Заявленное изобретение иллюстрируется чертежами: на фиг.2 показан продольный разрез датчика, на фиг.1 показана функциональная схема установки, обеспечивающей реализацию способа; на фиг.3 схематически показано размещение приемника излучений в процессе работы, на фиг.4 показан фрагмент обследования пациента с диагнозом рак желудка (верхний график - импульс, характерный для онкобольного, ниже - тот же импульс, увеличенный и растянутый по времени); на фиг.5 показан фрагмент обследования пациента с диагнозом аденокарцинома предстательной железы (верхний график - группы импульсов, характерные для онкобольного, ниже - те же группы импульсов, увеличенные и растянутые по времени); на фиг.6 показан фрагмент обследования пациента с диагнозом аденокарцинома молочной железы, полученный с пораженного органа (верхний график - группы импульсов, характерные для онкобольного, ниже - один из этих импульсов, увеличенный и растянутый по времени); на фиг.7 показан фрагмент обследования здорового пациента (верхний график - запись только шумовой дорожки, ниже - эта же запись, увеличенная и растянутая по времени); на фиг.8 показан общий вид диагностического комплекса.

В основе работы датчика лежит установленный авторами эффект, заключающийся в том, что монокристаллические кварцевые пластины Z-среза, помещенные в поле излучений живого организма, имеющего злокачественное заболевание (подтвержденное известными диагностическими методами), способны детектировать в определенном частотном диапазоне специфические сигналы, индуцируемые головным мозгом пациента, тогда как у обследованных пациентов, не имеющих диагноз злокачественного новообразования, данные сигналы отсутствуют.

На чертежах показаны монокристаллическая кварцевая пластина Z-среза 1, представляющая из себя тонкую круглую пластину, на обе стороны 2 которой нанесено тонкое покрытие 3 из серебра (реально - толщиной не более 0,1 мм). Пластина установлена в полости конфузорного отражателя 4, ось симметрии 5 которого проходит через центр 6 кварцевой пластины 1 перпендикулярна к ее поверхности 2. При этом конфузорный отражатель 4 или его внутренняя поверхность 7 выполнены из серебра (во втором случае корпус отражателя выполнен из немагнитного материала с покрытием внутренней поверхности серебром). Кроме того, покрытия кварцевой пластины 1 электрически связаны со входом усилителя сигнала 8 проводами 9. При этом провод, контактирующий с покрытием 3, размещенным на стороне кварцевой пластины 1, обращенной к открытой кромке 10 конфузорного отражателя 4, пропущен через отверстие 11, выполненное в ее центре 6. Эластичная подвеска 12 выполнена из упругого материала, например резины, и обеспечивает сохранение горизонтального положения кварцевой пластины 1 в процессе фиксации излучений, и, соответственно, ее колебательных движений (за счет подпружинивания пластины относительно торца втулки 13, через канал 14 которой пропущены провода 9). Внешняя поверхность втулки 13 снабжена резьбой, при этом втулка размещена в снабженном такой же резьбой отверстии соосного с ней вкладыша 15. Один конец вкладыша 15 снабжен буртиком 16, кромка которого конгруэнтна внутренней поверхности конфузорного отражателя 4, а второй снабжен резьбой, на которой размещена гайка 17. Втулка 13, вкладыш 15 и гайка 17 выполнены из немагнитного, предпочтительно синтетического материала. Выход усилителя сигнала 8 через аналого-цифровой преобразователь 18 связан с компьютером 19.

В качестве элементов 8, 18-19 используют известные средства, рабочие характеристики которых соответствуют рабочим параметрам устройства, при этом усилитель сигнала 8 выполнен по известной схеме, в качестве аналого-цифрового преобразователя 18 использован 12 разрядный АЦП, для обеспечения приемлемой скорости обработки результатов измерений желательно, чтобы процессор компьютера был не менее Pentium-4.

Датчик собирают следующим образом - через меньшее отверстие конфузорного отражателя 4 пропускают вкладыш 15 до упирания кромок буртика 16 в его внутреннюю поверхность, после чего вкладыш фиксируют гайкой 17, далее в снабженном резьбой отверстии вкладыша 15 размещают втулку 13, на торце которой располагают эластичную подвеску 12 (например, резиновую шайбу). Затем через канал 14 втулки 13 пропускают провода 9, фиксируя их на свободном торце втулки 13. После подключения проводов 9 к выводам усилителя сигнала 8 (связанного через АЦП 18) с компьютером 19 устройство готово к работе.

Устройство используют следующим образом: его располагают так, чтобы широкое основание конуса отражателя 1 находилось в непосредственной близости от исследуемого участка организма человека или биологической ткани (не показано). При этом осуществляется постоянный съем разности потенциалов с посеребренных поверхностей 2 кварцевой круглой пластины 1. При имеющем место злокачественном онкологическом процессе возникает разность потенциалов, снимаемая с серебряных покрытий 3 кварцевой круглой пластины 2, при наличии которой делается заключение о наличии злокачественного онкологического заболевания.

Процедура обследования:

1. Пациент снимает все металлические детали с головы и шеи (украшения, заколки) и располагается на смотровой кушетке, лежа на спине. Голова немного запрокидывается назад через мягкий валик-подушку.

2. Позиционируют датчик на лицевую часть головы (ориентируя его продольную ось на центральную область головного мозга) на расстоянии 3-9 мм от кожного покрова.

3. Включают запись сигналов с принимающего датчика на компьютер.

4. После регистрации в течение 20-30 минут останавливается запись.

Расшифровка результатов:

1. Процесс напоминает расшифровку результатов стандартной ЭКГ или ЭЭГ. Просматриваются постранично все фрагменты записи. В настоящее время расшифровка одного исследования занимает до 20-30 минут.

2. При отсутствии импульсов, превышающих уровень амплитуды шумовой дорожки, делается заключение об отсутствии у пациента диагноза злокачественного новообразования.

3. При неоднократном появлении импульсов и (или) их последовательностей делают вывод о наличии диагноза злокачественного новообразования, либо стадии, предшествующей злокачественной форме онкозаболевания, причем пациенту рекомендуют пройти подробное дополнительное обследование другими имеющимися средствами диагностики.

Регистрируемые сигналы

Регистрируемые «онкосигналы» выглядят как относительно короткие последовательности всплесков различной конфигурации (фиг.4-6). Длительность данных пакетов может составлять от десятков микросекунд до миллисекунд. Как показывает опыт обследования пациентов, за время его проведения (20-30 минут) данные пакеты сигналов возникают неоднократно (до 10 и более), хотя отмечались случаи, когда за названное время фиксировался только один импульс. В связи с чем, для повышения достоверности диагноза продолжительность обследования установлена в вышеназванных пределах.

Пример 1. Пациент М., женщина, 53 года. Жалобы на боли в желудке. При обследовании данным методом от головного мозга зарегистрированы повторяющиеся пакеты импульсов, свидетельствующие о наличии злокачественного онкологического заболевания. Приведенные фрагменты исследования указывают на упорядоченность и повторяемость отдельных амплитудно-частотных характеристик сигналов, соответствующих злокачественному заболеванию с диагнозом рак желудка. Дальнейшие обследования посредством фиброгастроскопии, хирургической операции подтвердили наличие злокачественного заболевания - перстневидный рак тела желудка.

Пример 2. Пациент Д., мужчина, 77 лет. При обследовании данным методом от головного мозга зарегистрированы повторяющиеся пакеты импульсов, свидетельствующие о наличии злокачественного онкологического заболевания. Приведенные фрагменты исследования указывают на упорядоченность и повторяемость отдельных амплитудно-частотных характеристик сигналов, соответствующих злокачественному заболеванию с диагнозом аденокарцинома предстательной железы. Дальнейшие обследования подтвердили этот диагноз.

Пример 3. Пациент С., женщина, 51 год. При обследовании данным методом от пораженного органа зарегистрированы повторяемые пакеты импульсов, свидетельствующие о наличии злокачественного онкологического заболевания. Приведенные фрагменты исследования указывают на упорядоченность и повторяемость отдельных амплитудно-частотных характеристик сигналов, соответствующих злокачественному заболеванию с диагнозом аденокарцинома молочной железы. Обследована амбулаторно по поводу инфильтрата молочной железы. Диагноз поставлен на основании пункции инфильтрата - аденокарцинома молочной железы

У здоровых пациентов данные группы импульсов отсутствуют (фиг.7). Результат их обследования выглядит сплошной линией, обусловленной собственными шумами оборудования.

К настоящему времени обследовано свыше 300 пациентов, из которых выявлено порядка 90 человек с диагнозом злокачественного онкологического заболевания (остальные либо здоровы, либо имеют незлокачественную патологию). Достоверность диагноза в настоящее время составляет около 87%, причем эта цифра имеет тенденцию к увеличению, поскольку поставленный авторами диагноз (первоначально отнесенный авторами к отрицательной статистике) по прошествии времени (от одного месяца - до лет) все таки подтверждается.

Использование данного изобретения позволяет регистрировать изменения, происходящие в биологических тканях при злокачественных заболеваниях на ранних и последующих стадиях.