 |
"ЖУРНАЛ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ" N 4, 2002 |
 |
НЕКОТОРЫЕ АСПЕКТЫ ИНФОРМАЦИОННОГО ПОДХОДА В ФИЗИОТЕРАПИИ
С. Н. Даровских *, В. М. Бойцов*, А. Н. Узунова**, А. А. Разживин***.
* Челябинский военный авиационный институт штурманов.
**Челябинская государственная медицинская академия.
***Уральская государственная медицинская академия.
Получена 15 апреля 2002 г.
Обоснована определяющая роль природного фактора в реализации информационного подхода в физиотерапии.
Несмотря на общепризнанные успехи мировой системы здравоохранения в лечении различных заболеваний человека, медицинскими работниками: учеными и практикующими врачами, все чаще поднимается вопрос о потенциальных возможностях медикаментозной терапии. Главный акцент при этом делается на отсутствие безупречной методики выбора того или иного лекарственного препарата и наличие побочных явлений при его применении [1].
Такая постановка вопроса звучит особенно остро, когда речь идет о заболеваниях человека, в этиологии которых значительную роль играет воздействие ионизирующих излучений, ксенобиотиков и других неблагоприятных факторов.
Исследования последнего десятилетия [2] указывают на всё возрастающее значение информационных технологий в комплексном лечении широкого спектра заболеваний человека. Определяющая и ведущая роль при этом специалистами отводится физиотерапии, основанной на применении нового поколения медицинской техники, в которой реализован принципиально иной, чем ранее, - информационный подход к решению задачи коррекции нарушений регуляторных функций в организме человека.
К настоящему времени ещё не сформулировано понятие «информационная физиотерапия». Ученые, занимающиеся разработкой медицинской техники, по-разному эксплицируют это понятие [2,3]. Очень часто в определении того или иного лечебного физического фактора лежит не теоретический, а экспериментальный подход. Не редки случаи публикаций мистического характера (главным образом в рекламных проспектах и псевдонаучных статьях), когда положительный эффект лечения заболевания приписывается применению устройств, значения выходных «физических параметров» которых при контроле оказываются равными или близкими к нулю. Безусловно, лечебный эффект, если он имеет место, ни коим образом не связан с такого рода «медицинской техникой».
Можно привести и другие примеры, указывающие на то, что теоретическая база физиотерапии, основанная на реализации принципа «нервизма», к, сожалению, не отражает всего комплекса и существа взаимодействий внешних физических факторов с реальными процессами, происходящими в организме человека.
Изучение основных характеристик производимого во многих странах мира физиотерапевтического оборудования показывает, что его разработчиками при синтезе лечебных физических воздействий вольно или невольно не учитываются основные положения общей теории функциональных систем [4]. Эти положения связаны, в первую очередь, с тем, что биологические системы - это сложные системы. Определяющим для них является иерархичность и разнокачественность их составных элементов. Различны и взаимосвязи между ними.
Именно эти обстоятельства накладывают особые требования на выбор стратегии управления для восстановления координации взаимодействующих частей при её нарушении. Такой стратегией управления должна стать стратегия, реализующая требования закона «необходимого разнообразия» (закона У.Эшби) [5]. Согласно этому закону: «разнообразие сложной системы требует управления, которое само должно обладать необходимым разнообразием». Игнорирование этого закона, попытка с помощью простых управлений (внешних физических воздействий) решить задачу коррекции нарушений регуляторных функций в организме человека привела к тому, что на мировом рынке физиотерапевтических услуг в настоящее время предлагается техника, которая в лучшем случае является малоэффективной, а в худшем - потенциально опасной.
Всё вышесказанное делает актуальным рассмотрение отдельных аспектов информационного подхода в физиотерапевтических методах лечения заболеваний человека.
Принципиальным при этом рассмотрении является анализ современных трактовок самого понятия «информация». Существует два общепринятых подхода к трактовке понятия «информация». Согласно первому из них под «информацией» понимается такая совокупность сведений, которая уменьшает или снимает существовавшую до её получения неопределенность [6]. Возможность вероятностной оценки степени неопределенности послужила основой разработки К.Шенноном статистической теории информации. Однако её приложения не нашли своего применения для биологических систем. Причина одна: статистическая теория информации оперирует с понятием «свободная информация», рассматриваемым независимо от объекта, на который она направлена. В какой-то мере избежать этого недостатка позволила термодинамическая интерпретация «неопределенностного» подхода к понятию «информация». В этом варианте трактовки «информация» рассматривается как отрицательная энтропия (негэнтропия) [7]. Так как негэнтропия направлена на уменьшение общей энтропии биологической системы, то понятие «информация» в термодинамической интерпретации можно трактовать как «связанная информация». Однако, несмотря на всю привлекательность «термодинамического» определения понятия «информация», оно не позволяет учесть такие очень важные свойства информации, как её полезность (ценность), разнородность и ряд других.
В этой связи наиболее точным, учитывающим существо информационного взаимодействия, является подход, согласно которому «информация» есть ни что иное, как «отраженное разнообразие». Использование концепции «отраженного разнообразия», позволяет перейти от истолкования «информации», как «снятой» неопределенности, к «информации», как «снятой» неразличимости [7]. Данный подход к понятию «информация» позволяет учесть не только адекватность её отражения объектом, на который она направлена, но и определить её ценность, разнородность и т.п.
Живые организмы в своём существовании и развитии находятся в непрерывном информационном взаимодействии с окружающей средой. Результатом этого взаимодействия в ходе эволюции биосферы стало формирование в живых организмах на генетическом уровне не только совершенных функциональных систем отражения природного разнообразия внешней и внутренней среды, но и высокоэффективных систем адекватного реагирования на них [8].
Важной особенностью функциональных систем живых организмов является тот факт, что их филогенез, по утверждению В. И. Вернадского, напрямую связан с катастрофическими явлениями в природе [9]. Приобретенная в результате эволюции способность живых организмов к приему предвестников катастрофических явлений и связанная с ней максимальная мобилизация буферных (защитных) систем, лежит в основе их жизнеспособности в последующих за тем резких изменениях в природе. Так как последствие «пропуска» указанных предвестников может стать непредсказуемым для живых организмов, делает «информацию», заключенную в них, особенно ценной.
Основными факторами, сопровождающими процессы взрывного характера, являются: электромагнитное излучение (ЭМИ), звуковые и видеоэффекты, изменение химических свойств среды, температурные колебания и др. Но определяющим из вышеперечисленных факторов является ЭМИ. К настоящему времени накоплен определенный статистический материал по основным характеристикам пульсаций электромагнитного поля Земли, обусловленных влиянием космических и геофизических факторов взрывного характера. Сейчас со всей определенностью можно утверждать, что их амплитуда сравнима с естественным электромагнитным фоном, поляризация электромагнитных колебаний носит произвольный характер, а средняя частота спектра зачастую или возрастает, или спадает, или имеет место и то, и другое. Известны также и другие характеристики: диапазон частот, длительность пульсаций и т.п.
В информационном взаимодействии живых организмов с окружающей средой принятая информация, как правило, по тем или иным причинам оказывается меньше потенциальной, реально существующей. Неполное отражение параметров внешней и внутренней среды лежит в основе патогенеза широкого спектра заболеваний человека. По всей видимости, нет необходимости перечислять все причины неадекватного отражения живым организмом многообразия свойств внешней и внутренней среды. Они общеизвестны. Это наследственный фактор социальные проблемы, экология и т.д. При этих условиях важной является постановка следующих вопросов:
-можно ли использовать в лечебных целях природный феномен максимальной мобилизации защитных функций организма при приеме предвестников катастрофических явлений в природе?
- можно ли восстановить в той или иной мере адекватность отражения живым организмом всего многообразия свойств внешней и внутренней среды путем моделирования с помощью специальных устройств или иным способом физических факторов, сопровождающих процессы взрывного характера?
Ответы на эти вопросы давно известны. Они носят утвердительный характер. С древних времен известно использование различного рода проявлений катастрофических явлений в природе в лечебных целях. Архаичным лидером использования природного фактора в лечении заболеваний человека, по утверждению историков, являются шаманы [10]. Их техника врачевания, проникнутая духом мистицизма, магии и религии одновременно, представляет собой не что иное, как примитивный способ моделирования проявлений катастрофических явлений в природе. Шаманами широко применялись звуковые эффекты с помощью бубна или путем имитации тревожных сигналов птиц и зверей; видеосцены жертвоприношения и использования раскрашенного одеяния; вибрация жилища, где проводилось лечение; различного рода дымы и многое, многое другое. (В настоящее время техника древних шаманов практически утеряна [10]).
В мировых религиях: буддизме, христианстве и исламе также можно найти примеры неосознанного применения факторов природного происхождения в лечебных целях.
К сожалению, современная медицина стоит на позициях практически полного неприятия исторического опыта использования информационных технологий в лечении заболеваний человека. Её неконструктивная позиция стала благодатной почвой для расцвета колдунов, магов, чародеев и им подобных. И надо быть откровенными: некоторые из них имеют успех в лечении тех или иных заболеваний, особенно «функциональных расстройств», когда медикаментозная терапия зачастую оказывается малоэффективной. Всё это указывает на необходимость рассмотрения медициной наукой роли и места, так называемых, нетрадиционных методов коррекции нарушений регуляторных функций в организме человека. Ведущая роль в этом принадлежит разработке и оценке эффективности нового поколения физиотерапевтических устройств, реализующих информационный подход к лечению заболеваний человека.
Современной трактовкой информационного подхода в физиотерапии стала разработка на базе персональной ЭBM мультимедийной системы, позволяющей оказывать корректирующее действие на механизмы нейрогуморальной регуляции путем комбинированного воздействия на них через центры электро-, фото-, механорецепции потоками энергии низкой интенсивности различной физической природы. На рис. 1 изображен комплект оборудования системы при проведении лечебной процедуры.
Основная идея подхода к решению задачи коррекции изложена в [2] и состоит в максимальном вовлечении через рецепцию физических факторов, сопровождающих процессы взрывного характера, эволюционно сформированных и генетически закрепленных механизмов защиты организма человека. Другой, очень важной её составляющей, является, по мнению авторов, использование электронных (спиновых) магниторезонансных явлений хромопротеинов для усиления аэробного энергообеспечения в условиях гипоксии клеточных структур.
Использование явления магнитного резонанса позволяет с помощью электромагнитных излучений низкой интенсивности как бы “подчеркнуть” активный центр протонированного гемопротеина и тем самым способствовать нормализации окислительно-восстановительных реакций и, как следствие, повышению эффективности синтеза аденозинтрифосфата (АТФ).
Для решения задачи энергетической коррекции гемопротеинов в разработанной системе используются пуль-сирующие частотно-модулированные потоки электромагнитной энергии в диапазоне частот (4,1-4,3)ГГц с плотностью потока, не превышающей 100 мкВт/см2[11]. Временные характеристики указанных потоков энергии: длительность пульсаций, закон их распределения, соответствуют аналогичным характеристикам возмущений магнитосферы Земли при магнитных бурях, а частотные – определяются текущими значениями вариаций магнитной индукции (до 1000нТл) при них. Отличительной особенностью указанной системы является общая для всех информационных каналов частотно-временная структура управляющего сигнала. Его амплитудный спектр идентичен спектру биоэлектрической активности коры головного мозга и лежит в диапазоне частот (0,4-100) Гц. На рис. 2 изображена структурная схема мультимедийной системы.
На рис. 3, 4, 5 представлены фрагмент управляющего сигнала, его спектр и спектр выходного электромагнитного излучения соответственно.
Рис. 3. фрагмент управляющего сигнала
Рис. 4. Спектр фрагмента управляющего сигнала
Рис. 5. Спектр выходного электромагнитного излучения
Мультимедийная система коррекции нарушений регуляторных функций в живых организмах, представляет собой программно-аппаратный комплекс на базе персональной ЭВМ. Аппаратная часть устройства реализована в виде стандартного 5-дюймого модуля, размещенного в системном блоке компьютера и подключенного к его блоку электропитания, обеспечивает преобразование управляющих сигналов для частотной и амплитудной модуляции сверхвысокочастотного (СВЧ) сигнала, а также воспроизведение их в звуковом диапазоне частот. Управляющий сигнал, формируемый программными средствами, передаётся на вход аппаратной части комплекса по двум каналам. В одном из них он модулируется по амплитуде с параметрами модуляции, соответствующими амплитудным низкочастотным электромагнитным вариациям природного происхождения. С помощью усилителя с автоматической регулировкой усиления (АРУ) обеспечивается стабилизация в каналах уровня управляющих сигналов. Далее они используются следующим образом. Сигнал без амплитудной модуляции преобразуется по уровню и используется для:
* частотной модуляции СВЧ сигнала, формируемого СВЧ генератором модульной конструкции;
* автоматического включения источников питания;
* воспроизведения его через телефоны.
Сигнал с амплитудной модуляцией детектируется. Выделенная огибающая преобразуется и используется для амплитудной модуляции ЭМИ путем изменения коллекторного напряжения СВЧ модуля, а также для противофазной амплитудной модуляции звукового сигнала. Последнее позволяет сформировать псевдостереосигнал. СВЧ сигнал, промодулированный специальным образом по частоте и амплитуде, излучается с помощью антенны. Звуковой сигнал может быть прослушан с помощью стандартных стереонаушников. Синхронно с излучением ЭМИ на экран монитора выводятся простые геометрические фигуры, цвет которых определяется частотой управляющего сигнала, а яркость - его амплитудой.
Как показали исследования [12-14], выполненные под руководством д. м. н., профессора Узуновой А. Н., указанный комплекс оказывает значительное корректирующее действие на организм человека. В его основе лежит более ранняя, по сравнению со стандартной терапией, нормализация метаболических процессов углеводного и энергетического видов обмена в клеточных структурах. Выраженный эффект в процессе лечения различных заболеваний достигался использованием как электромагнитного излучения низкой интенсивности, так и в комбинации его со звуком и видеоизображениями, моделирующими аналогичные эффекты, сопровождающие природные процессы взрывного характера.
Интересные результаты исследований были получены группой молодых ученых под руководством д. м. н., профессора Рассохина А. Г., изучавших воздействие отдельных факторов физического воздействия мультимедийной системы коррекции на организм здоровых людей. Достоверно установлено, что электромагнитное излучение с указанными выше параметрами, не изменяет основные показатели функционирования сердечно-сосудистой системы. Однако, практически все испытуемые отмечали после проведения с ними процедур «прилив сил», улучшение настроения. Просмотр динамических изображений привёл у испытуемых к изменению ряда параметров центральной нервной системы: стимуляции логического мышления, снижению объёма оперативной памяти. У значительной их части в процессе проведения исследования наблюдалось незначительное увеличение частоты сердечных сокращений, что указывает на неспецифическую реакцию симпатоадреналовой системы. Ощущение легкого раздражения и беспокойства отмечалось испытуемыми при воздействии на них звуком.
Были проведены и другие исследования. В частности, экспериментально установлено, что используемые в разработанном программно-аппаратном комплексе потоки электромагнитной энергии низкой интенсивности в отличие от других, не способствуют повышению чувствительности живых организмов к ионизирующим излучениям [15].
Отмеченное выше отличительное свойство информационного физического воздействия от неинформационного, состоящее в высокой степени согласованности его с объектом, на который оно направлено, позволяет в заключение статьи дать следующее определение понятия «информационная физиотерапия». Информационная физиотерапия–это терапия, основанная на применении в лечебных целях искусственно формируемых внешних физических воздействий, сравнимых по основными параметрам с характеристиками явлений, сопровождающих природные процессы взрывного характера.
Реализацию информационного подхода в физиотерапии (информационная физиотерапия) не следует рассматривать как альтернативу традиционным методам лечения. Она является новым эффективным дополнением, составной частью их, и, по мнению многих специалистов, составит основу терапевтических методов лечения различных заболеваний человека уже в ближайшие годы.
Литература
1.Белоусов Ю.Б., Моисеев В.С., Лепахин В.К. Клиническая фармакология и фармакотерапия. М., «Универсум Баблишинг», 1997,
2. Даровских С.Н., Разживин А.А. Информационно-волновые методы коррекции нарушений регуляторных функций в живых организмах. - Зарубежная радиоэлектроника, 1996, №12, с.33-40.
3. Бецкий О.В., Кислов В.В., Девятков Н.Д. Миллиметровые волны низкой интенсивности в медицине и биологии. - Зарубежная радиоэлектроника, 1996, №12, с.3-15.
4. Судаков К.В. Общая теория функциональных систем. - М.: Медицина, 1984.
5. Эшби У.Р. Введение в кибернетику. - М.: Изд-во иностр. лит., 1959.
6. Шеннон К. Работы по теории информации и кибернетике. - М.:, 1963.
7. Управление, информация, интеллект. Под ред. А.И.Берга и др.- М.: Мысль, 1976.
8. Грин Н., Стаут У., Тейлор Д. Биология. В 3-х томах. Под ред. Р.Сопера.- М: Мир, 1993.
9. Вернадский В.И. Избранные сочинения. – М.: Наука, 1970, т.5.
10. Элиаде М. Шаманизм: архаические техники экстаза. Пер. с англ.- К.: « София»; 2000.
11. Даровских С.Н. и др. Патент №1831343, Россия, Бюл.№28,1993.
12. Узунова А. Н., Зайцева М. Л., Даровских С. Н., Рябова Н. Д., Коптяева Н. В. Эффективность микроволновой магниторезонансной терапии при обструктивном бронхите у детей. //Педиатрия, 1995, № 5. - с.44-45.
13.Узунова А.Н., Курилова Е.В., Даровских С.Н., Козловская Н.А. Микроволновая терапия в комплексе лечения хронического вторичного пиелонефрита у детей. Вопросы курортологии физиотерапии, 1997, № 3. - с. 27-28.
14. Узунова А.Н., Горлова Н.В., Даровских С.Н. Влияние микроволновой магниторезонансной терапии на активность гликолиза при пневмонии у детей раннего возраста. // 10 Национальный конгресс по болезням органов дыхания. С.-Петербург, 2000.
15. Даровских С.Н., Толстых Е.И., Разживин А.А., и др. Исследование модифицирующего действия на биологические объекты электромагнитных излучений низкой интенсивности в комплексе воздействия их с ионизирующими потоками энергии. – Биомедицинская радиоэлектроника, 1999, №8, с.31-35.
 |
 |