Основные принципы синергетики применительно к реализации электромагнитной физиотерапии

Статья

угасает и продолжает влиять на локализацию в пространстве ИЭВС. Волна возбуждения, формирующая Д-вектор, продолжает распространяться по стенке левого желудочка до тех пор, пока не произойдет ее взаимодействие со встречной волной возбуждения, распространяющейся по проводящей системе сердца и миокарду.

Рис.4. Схема строения сердца в плоскости -ХЪ (вид сзади; ось ХЪ расположена под углом 45° к оси Х и к оси Ъ) и в горизонтальной плоскости (вид сверху). ДПЖС - дополнительное предсердно-желудочковое соединение.

Локализация участка петли QRS вблизи точки С отражает продолжение процесса взаимодействий волн возбуждения в стенке левого желудочка. На ВЭКГ в сагиттальной и горизонтальной плоскостях участок вблизи точки С, по сравнению с нормой, смещен вперед и влево. Данные изменения обусловлены следующим. В результате распространения возбуждения, обусловленного функционированием ДПЖС, в стенке левого желудочка вектор 1Д, нарастая, переходит в вектор 2Д, который ориентирован вниз, вперед. Одновременно с ним в результате перехода возбуждения с верхушки сердца на стенки левого и правого желудочков в норме формируются еще два вектора: 2’ — в левом желудочке и 2” — в правом желудочке. Однако в данном случае на локализацию в пространстве вектора 2’ оказывает влияние вектор 2Д, существующий в том же желудочке. При сложении 2’ и 2Д получаем результирующий вектор 2’Д, который по сравнению с вектором 2’ вначале более резко опускается книзу, но в целом оказывается ослаблен, особенно в развитии назад, вследствие взаимной компенсации волн возбуждения. При дальнейшем сложении векторов 2’Д и 2”, получаем результирующий вектор 2 (рис.4). Его формирование и локализацию в пространстве в различные моменты времени отражают участки ВС и СС’ петли QRS в сагиттальной и горизонтальной плоскостях. При распространении возбуждения по миокарду желудочков в норме, по принятой концепции, должен формироваться вектор 3. Однако, к моменту перехода возбуждения со свободных стенок желудочков на их базальные отделы часть базального участка более мощного левого желудочка уже возбудилась, поэтому вектор 3’ при данной локализации ДПЖС значительно ослаблен. Вектор 3”, обусловленный возбуждением базальных отделов правого желудочка, не отличается от такового в норме. При сложении векторов 3’ и 3” формируется результирующий базальный вектор 3, который в данном случае изменил свое направление в сторону правого желудочка (рис.3). Участок С’А на ВЭКГ в сагиттальной и горизонтальной плоскостях смещается при этом вперед и в сторону правого желудочка.

По выявленным отклонениям от нормы, а именно по смещению участков АВ вниз и СА вперед, делается вывод, что ДПЖС локализуется в верхнебоковой области левого желудочка.

Результат пространственной ВЭКГ анатомически достаточно наглядно отражает процессы деполяризации миокарда при синдроме WPW, что приводит к возможности повышения точности топической диагностики ДПП. Наиболее информативными

для локализации ДПЖС являются характер и степень начального отклонения векторной петли QRS в горизонтальной и сагиттальной плоскостях. С помощью предложенного метода векторного анализа можно определить локализацию ДПЖС на дооперацион-ном этапе с точностью >95% (по результатам операций), тем самым снизить риск осложнений за счет снижения времени операции, длительности флюороскопии и анестезии, что повышает эффективность оперативного лечения. Полученные с помощью ВЭКГ данные о локализации ДПЖС сравнимы по точности с результатами используемого ныне инвазивного метода эндокар-диального электрофизиологического исследования [1] (как правило, тяжело переносимого больными), а иногда (при определенной геометрии ДПЖС) и превосходят их. К настоящему времени методика и результаты исследований нашли практическое применение в Самарском областном кардиологическом диспансере.

Литература

1. Долабчян З.Л. Основы клинической электрофизиологии и биофизики.- М:, Медицина, 1968.- С. 101-367.

2. Бакуцкий В.Н.и др. // Кардиология.- 2003.- № 4.- С. 5254.

3. Гаджаева Ф.У. и др. Электрокардиографические системы отведений.- Тула: НИИ НМП.- 1996.- С. 116.

4. Бакуцкий В.Н. и др. // Мед. физика.- 2005.- № 1 (25).-С. 29-34.

THE NEW METHOD OF LOCALIZATION THE ADDITIONAL CONDUCTING WAYS AT VOLF - PARKINSON - WAIT SYNDROME

V.N.BAKUTSK^, A.N.VOLOBUEV, M.E. ZEMLJANOVA Summary

It is offered new noninvasive method of localization of additional conducting ways ventricular hearts at syndrome WPW in which the detailed analysis spatial a vector - electrocardiography is used. Accuracy of a method - more than 95 %. In result and beam loading time of operation and, accordingly, time of anesthesia is reduced to the patient.

Key words: syndrome WPW, a vector-electrocardiography

УДК 502+519.6

ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ СИНЕРГЕТИКИ ПРИМЕНИТЕЛЬНО К РЕАЛИЗАЦИИ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ФИЗИОТЕРАПИИ

Ю.А. ЛУЦЕНКО *

Достаточно условно назовем электромагнитной физиотерапией процедуры, включающие в себя КВЧ-терапию, магнитоте-рапию, включая вихревую магнито- [1], лазеротерапию. Эту группу терапевтических процедур объединяет тот фактор, что эндогенными агентами воздействия на организм являются низкоинтенсивные электромагнитные поля (ЭМП) [2].

Используемые в терапии поля по своим характеристикам (частота, мощность, поляризация, киральность и пр.) отличаются от природных ЭМП, в процессе эволюции ставших имманентными процессам жизнедеятельности. Поэтому с осознанием этого факта в последние десять лет [1, 2] внимание разработчиков соответствующих процедур и обеспечивающей их аппаратуры привлечено не только к достижению терапевтического эффекта, но во многом к минимизации патогенных воздействий:

Мах[Тег]>>тт[Ра!|

Однако неравенство (1) является лишь желательным условием, но не строгим законом. Последний - в самой общей форме - имеет вид:

Р=ор^тах[Тег];тт[Ра!|}

Тульская обл., Новомосковский институт Российского химикотехнологического университета им. Д.^Менделеева, кафедра электротехники

Статья

где opt - оператор функциональной оптимизации, а F - регулирующая функция, в данном случае - общесистемный закон распределения. Известен такой закон [3], согласно которому в любой сложной, целостной и устойчивой системе все возможные варианты оптимизации opt подчиняются гиперболическому ранговому распределению [4], то есть закон F (2) действенен в функциональном пространстве геометрии Лобачевского (гиперболической геометрии). Заметим, что такой закон в зависимости от конкретной области применения - имеет различные названия, например, в экономике - закон Парето и т.п. Геометрическая иллюстрация закона F (2) такова: площадь под гиперболой динамически изменяется при стабильности формы гиперболы.

Справедлива лемма:

Лемма 1. Процесс оптимизации биотехнической системы электромагнитной терапии подчиняется общесистемному гиперболическому ранговому распределению (2), что позволяет, в принципе, минимизировать min[Pat] патологические сопутствующие эффекты.

Выводы: из леммы 1 достоверно следует: минимизация min[Pat] пропорциональна уменьшению интенсивности воздействующего на организм ЭМП и приближению его характеристик (P, f, Омод,Х, Pol...), где P - мощность, f - частота, Омод - частота модуляции, х - киральность (см. [1]), Pol - поляризация, к характеристикам естественных ЭМП, имманентных процессам жизнедеятельности. Это самоочевидно вытекает из предыдущих рассуждений и не требует отдельного доказательства. Единственное уточнение: живой организм есть устойчивая система, но в варианте «устойчивого равновесия» - по Э.Бауэру [5], что не изменяет сущности действия гиперболического закона. Сформулированный выше принцип относится к области действия законов синергетики, то есть науки о самоорганизации, изучающей самоорганизующиеся системы, наиболее яркими (и наиболее сложными) представителями которых являются живые организмы.

Справедлива

Лемма 2. Биотехническая система электромагнитной терапии, включающая в себя контур «организм — излучающая аппаратура», замкнутый по системе обратных связей (ОС), является самоорганизующейся (синергетичной), то есть открытой, устойчиво неравновесной и нелинейной — на рабочем участке квазилинейной.

Выводы: спроектированная таким образом биотехническая система (лемма 2) является оптимальной и характеризуется тем, что в ней действует процесс самоизменения ее структуры, направленный на увеличение степени организации, векторизованной на переход от хаоса к упорядочению. Всходя из содержания лемм 1 и 2, можно сформулировать основные принципы к организации синергетических биотехнических систем электромагнитной терапии, воспользовавшись общей классификацией [3]:

1. Движение от первоначального хаоса к упорядочению, то есть автоматический поиск наиболее устойчивого режима работы биотехнического контура.

2. Структура системы задается «изнутри», то есть ее функционирование не определяется факторами, внешними по отношению к биотехнической системе; оператор же выполняет только функции контроля.

3. Функционирование биотехнической системы не определяется начальными условиями; это противоречит самому определению самоорганизующейся системы.

4. Устойчивая работа системы не требует притока (оттока) энтропии извне, только затрат невекторизованной энергии.

5. Самоорганизация биотехнической системы адекватна увеличению ее разнообразия, конфигурационной свободы; при этом система характеризуется избыточной информацией и поглощением (преобразованием) свободной энергии.

6. Синергетическая система характеризуется повышением функциональности при кооперативности процессов. Для биотехнических систем электромагнитной терапии это проявляется в части повышения терапевтической эффективности при расширении диапазона варьирования характеристик воздействующего ЭМП.

7. Синергетическая биотехническая система требует постоянного совершенствования, иначе неизбежна ее деградация, понимаемая как отставание ее возможностей от уровня развития научного знания, в частности, в физиологии, биофизике, биохимии, медицинском приборостроении.

8. Из утверждения предыдущего пункта следует выполнение для синергетических систем известного в философии закона Спенсера: сложность системы уравновешивает сложность среды.

Кроме названных принципов действуют и другие, сравнительно просто раскрываемые для конкретики биотехнических систем электромагнитной терапии: самоорганизация исполняется скачкообразно; для синергетических систем выполняется закон постоянства суммы энтропии (5) и информации (I): S+T=Const; в самоорганизующихся системах информационное (I) действие превышает энергетическое (Е): I >> Е; соотношение степени порядка и хаоса в синергетической системе подчиняется гармоническому закону; малые флуктуации в самоорганизующейся системе могут в определенных ситуациях усиливаться и «руководить» системой (принцип И.Пригожина); самоорганизация возникает только при нарушении симметрии процесса и/или среды.

Заключение. Современный этап использования ЭМП в терапевтических целях характеризуется реализацией синергетического принципа при организации соответствующих биотехнических систем. Последний имеет многоступенчатую иерархическую организацию, а соблюдение его при проектировании биотехнического контура позволяет одновременно повысить эффективность терапевтического действия и минимизировать побочные патогенные эффекты.

Литература

1. Архипов М.Е. и др. Киральная асимметрия биоорганиче-ского мира: Теория, эксперимент. - Тула: Тульский полиграфист, 2002.- 242 с.

2. Нефедов Е.И. и др. Взаимодействие физических полей с биологическими объектами / Под ред. Е.И.Нефедова и А.А.Хадарцева.- Тула: Изд-во ТулГУ, 2005.- 344 с.

3. Селезнев Г.Д. // Экология. Экологическое образование. Нелинейное мышление: Сб. тр. III Межд. конф.- Воронеж, 1997.-С. 217-223.

4. Мацуо Комацу. Многообразие геометрии / Пер. с япон.-М.: Знание, 1981.- 208 с.

5. Бауэр Э.С. Теоретическая биология.- Ижевск: НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика», 2001.- 280 с.

УДК 614.89+314.18

СХЕМНО-КОНСТРУКТОРСКИЕ РЕШЕНИЯ БАЗОВЫХ ГЕНЕРАТОРНЫХ МОДУЛЕЙ ДЛЯ СИНЕРГЕТИЧЕСКИХ БИОТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ КВЧ-ТЕРАПИИ

Ю. А. ЛУЦЕНКО*

При проектировании биотехнических систем КВЧ-терапии, работающих на основе синергетических принципов, то есть принципов самоорганизации, возникает ряд специфических требований [1-3], связанных с многофункциональностью таких систем. Особенно это относится к базовым генераторным модулям (БГМ), т.к. именно они задают исходные параметры электромагнитного излучения (ЭМИ) КВЧ-диапазона, воздействующие на организм пациента. В первую очередь это относится к мере когерентности ЭМИ КВЧ, генерируемого БГМ. По базовым концепциям взаимодействия низкоинтенсивного ЭМИ с организмом, воздействующие поля должны обладать очень высокой когерентностью [1, 3]. А собственно мера когерентности оценивается, как правило, по уровню амплитудно- и частотномодули-рованных (АМ и ЧМ) шумов, но к настоящему времени количественно не определена. Поэтому при разработке синергетических биотехнических контуров следует исходить из соображений компромисса между терапевтической эффективностью и стоимостными показателями проектирования и серийного изготовления соответствующей аппаратуры.

Вторым требованием к БГМ является его стабильность. А когерентность и стабильность в полупроводниковых БГМ обеспечиваются высокой собственной добротностью колебательной системы генератора КВЧ [2]. Наиболее эффективное решение

Тульская обл., Новомосковский институт Российского химикотехнологического ун-та им. Д.И.Менделеева, кафедра электротехники