Корнаухов А.В., Анисимов С.И., Максимов Г.А.
Нижегородский госуниверситет им. Н. И. Лобачевского
Неионизирующие электромагнитные излучения в биологии и медицине //Труды второй международной конференции (БИО ЭМИ-2002). Калуга, 2002, с. 144-149.
Фундаментом методов КВЧ-терапии, как известно, явилось открытие Н.Д. Девятковым с соавторами эффекта резонансного отклика реакции в клетках крови на низкоинтенсивное воздействие электромагнитным изучением (ЭМИ) ММ-диапазона. За прошедший 40-летний период установлено, что подобные эффекты могут наблюдаться не только на клеточном уровне, но и в различных жидкостях на основе воды [1], а также в организме человека к животных [2]. Замечено, что на резонансных частотах имеет место более высокая степень поглощения организмом крайне высокочастотного (KBЧ.) ЭМИ (эффект резонансного поглощения). Область резонанса является достаточно узкой, и резонансная частота может изменяться в зависимости от состояния биообъекта, вида патологии, а также в результате различных внешних воздействий на организм. Кроме того, при одном и том же виде патологии имеется целый ряд резонансных частот, и величина терапевтического эффекта может существенно изменяться в зависимости от выбора значений резонансной частоты. Выше перечисленные особенности реакции живых организмов на КВЧ-воздействие налагают определенные требования на методику КВЧ-терапии для получения адекватной реакции биообъекта. В случае использования моногармонического ЭМИ КВЧ эти требования заключаются в необходимости применения аппаратуры и методов, обеспечивающих определение с необходимой точностью терапевтически значимых частот и возможность их подстройки в соответствии с изменением состояния биообъекта. Такая аппаратура и методики в настоящее время известны. Это направление получило название прецизионно-волновой терапии [3]. Диапазон частот перестройки ЭМИ в этих источниках составляет примерно от 50 до 80 ГГц, плотность мощности - около 1 мкВт/см2. Однако указанное направление пока не получило широкого распространения, что в первую очередь обусловлено сложностью и дороговизной используемой аппаратуры, а также необходимостью выполнения достаточно большого объема исследований с каждым пациентом для определения оптимальных методов лечения.
В отсутствии такой аппаратуры возможно применение источников ЭМИ КВЧ с фиксированной частотой, характеризующихся более высокой плотностью мощности излучения. Это хорошо известные приборы типа «Явь», «Малыш», «Баюр» и т.д. Длина волны ЭМИ в этих приборах составляет 4,9; 5,6; 7,1 мм при плотности мощности не более 10 мВт/см2. Достижение терапевтического эффекта в этом случае возможно в результате реализации нескольких терапевтических механизмов. Во-первых - это синхронизация электромагнитных колебаний в клетках организма с частотой внешнего воздействия. Во-вторых - возникновение комбинационных терапевтических составляющих на суммарных и разностных частотах в результате нелинейного преобразования спектра внешнего ЭМИ живым организмом. В-третьих - разогрев и соответственно усиление кровоснабжения тонкого слоя облучаемой поверхности. Хочется подробно остановиться на последнем из перечисленных эффектов, поскольку в ранних публикациях по КВЧ-терапии считалось, что при плотности КВЧ ЭМИ не более 10 мВт/см2 эффекты разогрева не существенны. Тем более, экспериментально установлено, что в результате облучения растворов в чашках Петри увеличение их температуры не превышало 0,5 град. Однако, хотелось бы обратить внимание, что идет речь не о средней по объему температуре, а о температуре тонкого слоя. в котором поглощается основная часть (до 90%) энергии ЭМИ. В области частот 50-80 ГГц глубина проникновения ЭМИ в кожу пациента (т.е. толщина этого слоя) составляет приблизительно 0,3 мм. В случае полного поглощения этим слоем ЭМИ КВЧ, излучаемого источником, удельная плотность мощности ЭМИ в нем составит около 300 мВт/см2. С другой стороны, из публикаций по высокочастотной гипертермии известно [4], что максимальная плотность мощности ЭМИ соответствующая лечебному эффекту не должна превышать 188 мВт/см2. Учитывая, что используемое в гипертермии ЭМИ проникает в поверхностные ткани пациента на глубину более 3 см получаем, что соответствующая лечебному эффекту удельная плотность мощности при гипертермии поглощаемая телом пациента должна составлять не более 63 мВт/см2. Таким образом, в КВЧ-диапазоне плотности мощности 10 мВт/см2 должно хватать с большим запасом для реализации тепловых эффектов в поверхностном слое кожи пациента. В соответствии с данными работ [1,5] эти эффекты на частоте около 50 ГГц будут иметь заметную роль в КВЧ-терапии при плотности мощности падающего излучения более 1 мВт/см2. Отличительной особенностью в данном случае, как уже отмечалось ранее, является очень малая глубина разогреваемой области. Перспективным способом решения задачи КВЧ-терапии в условиях вариации терапевтических частот представляется использование ЭМИ КВЧ с широкополосным шумовым спектром, характеризующимся высокой однородностью распределения мощности шума по частоте. Базисом этого направления является свойство живого организма, заключающееся в более высокой степени поглощения мощности ЭМИ на терапевтически значимых частотах [2]. Развитие работ в данном направлении долгое время сдерживалось по техническим причинам, связанным с отсутствием широкополосных источников шума, удовлетворяющих требованиям КВЧ-терапии по мощностным и спектральным характеристикам. Кроме того, имелась неопределенность в вопросе о возможности достижения терапевтического эффекта в результате воздействия ЭМИ, содержащего не одну, а совокупность терапевтически значимых частот. На наш взгляд интенсивные работы в данном направлении начались с появлением портативного аппарата КВЧ-терапии «АМФИТ-0,2/10-01». Аппарат характеризуется типичной для КВЧ-терапии областью генерации 53-78 ГГц. Спектральная плотность мощности шума (СПМШ) составляет около 5.10-17 Вт/Гц, при неравномерности СПМШ, не превышающей ±3 дб. Аппарат имеет две сменные насадки, обеспечивающие возможность его применения как в физиотерапевтическом (на очаги поражения), так и в рефлексотерапевтическом (на точки акупунктуры) режимах. Цикл работ [6,7] по исследованию влияния ЭМИ аппарата «АМФИТ» на реакцию биообъектов различного уровня продемонстрировал возможность эффективного управления биологическими процессами в живых клетках, органах и организме в целом не смотря на существенно более низкий уровень используемого ЭМИ КВЧ по сравнению с применяемым в одночастотных аппаратах. Отличие составляет более 10 порядков по мощности в полосе 1 Гц и более 4 порядков по интегральной мощности ЭМИ в полосе частот. Принципиально важным представляется тот факт, что при ряде заболеваний клиническая эффективность применения широкополосного ЭМИ КВЧ оказалась достоверно выше, чем с применением моногармонического ЭМИ. Обнаруженный эффект свидетельствует о том. что наличие в спектре ЭМИ совокупности терапевтически значимых частот в диапазоне 53-78 ГГц не только не ухудшает результаты КВЧ-терапии но и обеспечивает возможность повышения эффективности лечения.
В настоящее время учеными и врачами по результатам исследований в этой области опубликовано более 130 работ. Накоплен большой статистический материал по эффективности применения низкоинтенсивного ЭМИ КВЧ с шумовым спектром, позволяющий использовать этот метод практически во всех областях медицины: - эпидемиологии, пульмонологии, хирургии, ортопедо-травматологии, гастроэнтерологии, эндокринологии, неврологии, кардиологии, офтальмологии, дерматологии, гинекологии, косметологии, стоматологии, спортивной медицине и медицине катастроф.
Так ВМИ ФПС России при НГМА совместно с ННГУ и ООО «ФизТех» разработан и внедрен эффективный неинвазивный метод аппаратной профилактики гриппа и ОРВИ. Метод обеспечивает снижение заболеваемости более чем в два раза и отсутствием осложнений и тяжелого течения заболеваний. На протяжении 5 лет широкополосное ЭМИ КВЧ с шумовым спектром успешно применяется в ННИИТО для лечения и реабилитации детей в возрасте от 3 до 17 лет с болезнью Пертеса, врожденными вывихами бедра и кифосколиозами с наличием корешкового синдрома, а также взрослых пациентов (в возрасте от 35 до 82 лет) с дегенеративно-дистрофическими заболеваниями тазобедренного и коленного суставов на фоне сопутствующей патологии внутренних органов. В РГМУ аппарат АМФИТ применили для лечения грудных детей в возрасте о 1 до 5 месяцев с различными синдромами постгипоксической энцефалопатии (мышечная дистония, повышение нервно-рефлекторной возбудимости, гипертензионно-гидроцефальный синдром различной тяжести, вегето-висцеральные дисфункции). Комплексное лечение с применением КВЧ терапии приводило к более эффективному восстановлению темпов психомоторного развития.
Интересные результаты получены по применению электромагнитного излучения с шумовым спектром в хирургии. КВЧ-воздействие, начатое в ранние сроки после проведения оперативного вмешательства позволяет уменьшить и купировать болевой синдром у послеоперационных больных; оказывает стимулирующее влияние на течение раневого процесса, ликвидирует воспалительные реакции в короткие сроки, снижая при этом число послеоперационных осложнений; способствует регенерации тканей в области повреждения. Использование метода в операционной практике позволяет резко ограничить, а в большинстве случаев исключить применение лекарственных средств и сократить сроки госпитализации больных (на 20-25%). Эффективная методика лечения и профилактики аллергопатологий у детей разработана и используется в Нижегородской детской областной больнице. За пять лет КВЧ-терапию низкоинтенсивным ЭМИ КВЧ с шумовым спектром, генерируемым аппаратом "АМФИТ-0,2/10-01" получили около 700 больных детей в возрасте от 1 до 7 лет с диагнозом бронхиальная астма (95%), обструктивный бронхит, аллергический ринит, нейродермит. Высокая эффективность метода достигнута в Нижегородской областной больнице им. Н.А. Семашко при лечении пациентов страдающих осложнениями сахарного диабета. Применение миллиметровых волн позволяет у больных сахарным диабетом на ранних стадиях предотвратить развитие микроангиопатий и полиневропатий, а на поздних - стабилизировать состояние больных, улучшить качество жизни пациентов, уменьшить степень выраженности осложнений.
Установленные закономерности позволяют предположить перспективность исследований реакции биообъектов при расширении частотного диапазона ЭМИ КВЧ с шумовым спектром.
Литература
1. Гуляев Ю.В. и др. Особая роль системы «миллиметровые волны -водная среда» в природе.//Биомед. радиоэлектроника. 1999. №1. с. 3-21.
2. Вогралик М.В. и др. Новые возможности микроволновой резонансной терапии на основе прибора нового поколения "ПОРТ-1 " (Инструкция по лечебному применению). Н. Новгород: Изд-во "Елень". 1984.
3. Гуляев А.И. и др. Теория и практика спектрально-волновой диагностики и прецизионно-волновой терапии. "Биомедицинская радиоэлектроника. 1996. №3 в ж. Радиотехника. 1996. №9. с35-43.
4. J.D. Hardy. Thermal radiation, pain and injury.//Therapeutic Heat and Cold, S. Licht, Ed. New Haven, Conn.: Licht, 1965. sec.5, ppl70-195.
5. Arthur. W Guy и др. Применение электромагнитной энергии в тера-ПИИ.//ТИИЭР.1974. т.62. с. 66-93.
6. Миллиметровые волны в биологии и медицине. 2000. №2 (18). 47 с.
7. Вестник Нижегородского университета им. Н.И.Лобачевского. 2001. сер. Биология. Миллиметровые волны в биологии и медицине, вып. 2 (4). 146с.