СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЛЕЧЕНИЯ ОПУХОЛЕЙ
METHOD AND DEVICE FOR TREATING TUMOURS

Изобретение относится к медицине и используется для воздействия на опухоли электрическим током.
Известно устройство для электростимуляции живой материи (патент РФ №2225234, A61N 1/36, 2004.03.10.), содержащее источник воздействующего тока, как минимум одну пару воздействующих электродов.
Недостатком данного стимулятора является то, что воздействие на биоткань осуществляется в воде, что может привести к нежелательным химическим процессам вблизи объекта воздействия, а также возможные изменения режима протекания воздействующего тока в зависимости от химического состава воды.
Известно устройство (патент РФ №2006233, A61N 1/30, 1994.01.30.), содержащее преобразователь напряжения в ток, усилитель, преобразователь тока в напряжение и как минимум пару воздействующих электродов.
Недостаток заключается в том, что воздействие на биоткань является фактически энергетическим, а не информационным, то есть воздействие осуществляется без учета собственных электрических параметров организма.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является устройство (патент РФ №2290966, A61N 1/20, 2007.01.10.), содержащее источник стабилизированного тока и как минимум пару воздействующих игольчатых электродов.
Недостатками данного устройства является то, что воздействие осуществляется постоянным током. Если воздействующий электрический ток постоянный, то количество теплоты, рассеиваемое в пространстве между иглами, будет максимальным. Максимальными будут и неравномерность рассеивания электрической энергии, и теплоты у электродов. Она будет изменяться с течением времени из-за поляризационных явлений. Около игл будут появляться щелочи и кислоты. Будут присутствовать также ионы, возникающие при диссоциации веществ из внутренней среды, а также продукты электролиза, происходящего около электродов. В результате последнего должны появиться молекулы водорода, кислорода, гидроксильные остатки. Кинетика всех этих процессов достаточно сложна и далеко неоднозначна. Кроме того, при достаточной интенсивности внешнего воздействия эти процессы не будут способствовать поддержанию полноценного функционирования участков организма и при определенной интенсивности должны привести к их гибели. Также недостатком является то, что описанные выше химические процессы могут возникать в здоровых тканях, через которые иглы вводятся в опухоль, так как опухоль может располагаться и во внутренних органах. Данные химические процессы нежелательны для здоровых тканей биоорганизма, что снижает эффективность лечения.
В основу настоящего изобретения была положена задача повышения эффективности лечения за счет использования квазисинхронного источника тока.
Поставленная задача решается способом лечения опухолей, по которому на опухоль воздействуют электрическим током, и в котором в отличие от прототипа с одного из игольчатых электродов ток преобразуют в напряжение и усиливают его во входном каскаде в несколько раз, после чего посредством нелинейного элемента ограничивают или не ограничивают амплитуду напряжения в зависимости от его величины, после чего подают напряжение на выходной источник тока, формирующий выходной ток в зависимости от величины входного напряжения, и воздействуют на опухоли этим током через другой игольчатый электрод, замыкая тем самым цепь положительной обратной связи между входным каскадом и выходным источником тока.
Поставленная задача решается тем, что в устройстве лечения опухолей, содержащем по меньшей мере один источник тока и по меньшей мере пару игольчатых электродов для подведения и отведения электрического тока к опухоли, в отличие от прототипа источник тока выполнен квазисинхронным, содержащим в своем составе последовательно соединенные входной усилительный каскад, нелинейный элемент, регулирующий петлевое усиление по току, и выходной источник тока, управляемый напряжением, при этом игольчатые электроды для отведения электрического тока имеют диэлектрическое покрытие на поверхности участка, не входящего в опухоль.
Сущность изобретения поясняется чертежами. На Фиг.1 изображена структурная схема устройства, на Фиг.2 - форма кривой выходного воздействующего тока.
Устройство для лечения опухолей содержит как минимум пару игольчатых электродов 1. Электроды представляют собой иглы, которые легко вводятся в биологическую ткань с помощью приемов, используемых в рефлексотерапии. Поверхность участка игл, не входящего в опухоль, имеет диэлектрическое покрытие 2. С биологической тканью будет контактировать только та часть иглы около острия 3, на которой нет диэлектрической пленки. Это важно, так как исключается возможность протекания тех электрических и химических реакций, описанных в недостатках прототипа, с тканями, через которые вводится игла и на которые не воздействуют.
Входной каскад 4 устройства соединен с одним из игольчатых электродов для отведения от него тока, преобразования тока в напряжение, усиления напряжения в несколько раз и обеспечения необходимого входного сопротивления всего устройства. Нелинейный элемент 5 соединен с выходом входного каскада и необходим для изменения петлевого усиления по току в зависимости от уровня входного сигнала. Выход нелинейного элемента соединен с выходным источником тока 6, который необходим для генерирования выходного тока. Выход источника тока 6 соединен с другим игольчатым электродом, который необходим для введения выходного тока в опухоль.
i
i
Устройство для лечения опухолей работает следующим образом. Для реализации способа вводят в опухоль игольчатые электроды 1 и подают питание на устройство. При включении устройства ток, отводимый с игольчатого электрода, подключенного ко входному каскаду, преобразуется в напряжение и усиливается в несколько раз. После этого выходное напряжение входного каскада 4 поступает на вход нелинейного элемента 5. Нелинейный элемент 5 в зависимости от величины поданного на его вход напряжения либо уменьшает его амплитуду, либо пропускает через себя без изменений. Выходное напряжение нелинейного элемента поступает на вход выходного источника тока 6. Выходной ток подводится к опухоли с помощью второго игольчатого электрода. Таким образом, в обратную связь между входным каскадом и выходным источником тока (между входом и выходом устройства) включена непосредственно сама опухоль. Процессы отведения тока от опухоли и подведения тока к опухоли могут многократно повторяться. В процессе работы устройства нелинейный элемент изменяет промежуточную амплитуду напряжения, что в конечном итоге приводит к изменению петлевого усиления по току. Значение его таково, что при малом сигнале петлевое усиление К≈1,05-1,1 и при начале действия нелинейного элемента уменьшается до К≈0,95-9,9, а может и менее.
Пример конкретной реализации способа.
i
i
Для реализации способа вводят в опухоль игольчатые электроды диаметром 0,3-0,35 мм и подают питание на устройство. При включении устройства ток, отводимый с игольчатого электрода (порядка нескольких десятка мкА), подключенного ко входному каскаду, преобразуется в напряжение и усиливается в 20-40 раз. После этого выходное напряжение входного каскада поступает на вход нелинейного элемента. Нелинейный элемент в зависимости от величины поданного на его вход напряжения либо уменьшает его амплитуду, либо пропускает через себя без изменений. Выходное напряжение нелинейного элемента поступает на вход выходного источника тока, максимальный ток которого не превышает 1,5-2 мА. Выходной ток подводится к опухоли с помощью второго игольчатого электрода. Таким образом, в обратную связь между входным каскадом и выходным источником тока (между входом и выходом устройства) включена непосредственно сама опухоль. Процессы отведения тока от опухоли и подведения тока к опухоли могут многократно повторяться. В процессе работы устройства нелинейный элемент изменяет промежуточную амплитуду напряжения, что в конечном итоге приводит к изменению петлевого усиления по току. Значение его таково, что при малом сигнале петлевое усиление К≈1,05-1,1 и при начале действия нелинейного элемента уменьшается до К≈0,95-9,9, а может и менее.
i
i
вых
вх
i
i
i
i
i
вых
вх
Совместную работу входного каскада, нелинейного элемента и выходного источника тока можно объяснить следующим образом. Если коэффициент усиления по току К≥1, то при широкополосном усилителе любые изменения входного сигнала при сопротивлении биоткани, находящейся между входом и выходом усилителя тока, вызовут процесс регенерации (участок 1 Фиг.2). Он идет до тех пор, пока вследствие наличия блока нелинейности условие потери системной устойчивости перестанет выполняться, т.е. К уменьшится так, что процесс регенерации прекратится. В зависимости от полярности входного колебания или направления изменения параметра выходной ток имеет то или иное направление. Он изменяется весьма быстро до того момента, пока приращение выходного тока не станет минимальным или равным вызывавшему его приращению входного тока. При равенстве Δi=Δi выходной ток стабилизируется, и коэффициент усиления К становится равным единице (участок 2 Фиг.2). Колебания входного сигнала разной полярности вызывают разные реакции системы. Когда в результате их модуль входного сигнала увеличивается, коэффициент усиления К вследствие наличия блока нелинейности уменьшается. Поэтому приращения выходного тока близки по форме к изменениям входного, определяемого параметрами биоорганизма. При уменьшении входного тока, а соответственно и выходного, коэффициент К увеличивается, что может вызвать процесс релаксации (участкок 3 Фиг.2). Он идет в другую сторону до момента равенства К единице (участок 4 Фиг.2). Дальнейшие малые уменьшения К приводят к прекращению процесса релаксации. Выходной ток фиксируется на уровне, когда Δi=Δi.
Таким образом, квазисинхронный источник тока как бы отслеживает собственные колебания электрических процессов живой материи и в соответствии с ними генерирует импульсы выходного тока, которые для каждого нового пациента будут индивидуальны.