PL194547B1

PL194547B1 - Urządzenie do uaktywniania transportu jonów

Info

Publication number: PL194547B1
Application number: PL333729A
Authority: PL
Inventors: Janusz Borczyński; Jerzy Chudorliński; Waldemar Deka; Michał Ignacy Grądzki; Feliks Jaroszyk; Janusz Paluszak; Aleksander Sieroń
Original assignee: Med & Life Sp Z Oo; Med & Life Spz Oo
Priority date: 1999-06-14
Filing date: 1999-06-14
Publication date: 2007-06-29
Also published as: CA2409245C; WO2000076582A1; PL333729A1; EP1299154A1; CA2409245A1; RU2232597C2; RU2002118595A

Abstract

1. Urzadzenie do uaktywniania transportu jonów przez blony komórkowe i scianki naczyn wloskowatych organi- zmów zywych poprzez oddzialywanie sygnalów impulso- wego pola elektromagnetycznego bardzo malych czestotli- wosci od 10 Hz do 1000 Hz, zawierajace pulpit sterowni- czo-kontrolny z pilotem, polaczony z mikroprocesorowym ukladem sterowania z generatorem impulsów pradowych ipamiecia i dalej poprzez dwustopniowy wzmacniacz z przetwornikiem impulsów pradowych na sygnaly elektro- magnetyczne, znamienne tym, ze mikroprocesorowy uklad (MUS) sterowania zawiera pamiec korzystnie typu RAM do sterowania bezposredniego oraz dodatkowa pamiec nie- ulotna typu EEPROM do zewnetrznego programowania funkcji urzadzenia, przy czym pamiec typu RAM zawiera ksztalty sygnalów pradowych dwóch rodzajów i ich pola- czenia w postaci kolejno nastepujacych po sobie paczek, grup paczek, serii grup paczek, zbiorów serii grup paczek, kombinacji zbiorów serii grup paczek dla równoczesnego oddzialywania magnetomechanicznego i elektrodynamicz- nego na jony róznych pierwiastków z wywolywaniem jono- wego rezonansu cyklotronowego jonów tych pierwiastków, a oba rodzaje sygnalów wytwarzane w generatorze impul- sów maja charakterystyki zmian indukcji B w funkcji czasu B f (t) w ksztalcie dwóch róznych linii lamanych o przebie- gach narastajacych od zera do wartosci Bmax wynoszacej od 60 µT do 120 µT,.............................................................. PL PL PL

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie do uaktywniania transportu jonów, zwłaszcza przez błony komórkowe i ścianki naczyń włoskowatych organizmów żywych.

Ze zgłoszenia EP 0 407 006 patentu europejskiego znany jest sposób i urządzenie do transportu jonów przez błony komórkowe. Przedstawiony sposób polega na jednoczesnym uaktywnieniu transportu wybranych jonów dwu różnych pierwiastków, zwłaszcza jonów Ca i Mg poprzez wykorzystanie magnetycznego rezonansu cyklotronowego. Stosuje się oddziaływanie sygnałów jednorodnego pola magnetycznego bardzo małych częstotliwości wytwarzanego poprzez prądowe sinusoidalne impulsy elektryczne o wartości średniej większej od zera, przy czym linie pola są równoległe do osi, w której znajduje się obszar żywego organizmu. Sinusoidalne impulsy elektryczne powodują zmiany gęstości strumienia magnetycznego o częstotliwości rezonansu cyklotronowego określonej zależnością fc = Bq/2 π m, gdzie f_c - oznacza częstotliwość drgań pola magnetycznego w Hz q/m - stosunek ładunku do masy jonu w C/kg B - średnią wartość gęstości strumienia wzdłuż osi w Teslach

Urządzenie do stosowania sposobu według zgłoszenia patentowego zawiera generator sinusoidalnych impulsów elektrycznych połączony z układem prądu stałego o określonej wartości oraz ze wzmacniaczem, których wyjścia są sterowane przełącznikiem współpracującym z parą cewek Helmholtza, stanowiących przetwornik impulsów elektrycznych na sygnały magnetyczne.

W innym rozwiązaniu przedstawionym w patencie europejskim EP 0 594 655 jest opisane urządzenie do transportu jonów, które składa się z pulpitu sterowniczego połączonego z mikroprocesorowym układem sterowania i dalej poprzez wzmacniacz z cewką nadawczą, która przetwarza impulsy prądowe na sygnały magnetyczne. Układ sterowania zawiera mikroprocesor, generator taktujący, pamięć, generator adresów i przetwornik analogowo-cyfrowy. Generator wytwarza impulsy prądowe niskiej częstotliwości i jest połączony z anteną nadawczą. Pole elektromagnetyczne anteny obejmuje obszar ciała przeznaczony do terapii. Urządzenie powoduje transport jonów, w szczególności protonów z wewnątrzustrojowych płynów elektrolitycznych do/i przez ścianki naczyń i otaczających je błon. Transport polega na tym, że jest wysyłana określona energia na dostatecznie wysokim poziomie, takim że w płynie elektrolitycznym powstaje indukowana energia wyższa niż energia termiczna tak, że mieści się w przedziale wartości charakterystycznego komórkowego okienka amplitudowego. Impulsy prądowe są wytwarzane przez generator w cewce nadawczej, która jest zwykle zaprojektowana jako niskoindukcyjna. Podstawowy impuls prądowy składa się z fali o przebiegu prostokątnym, nałożonej na przebieg wzrastający ekspotencjalnie, po czym następuje przerwa o czasie trwania co najmniej takim, jak czas trwania impulsu. Impulsy wraz z przerwami tworzą falę o częstotliwości 100 Hz do 1000 Hz. Amplituda impulsów jest modulowana częstotliwością 0,5 Hz do 35 Hz, a obwiednia modulacji tworzy trójkąt zbliżony do równoramiennego. Modulowany ciąg impulsów podstawowych emitowany bez zmiany polaryzacji tworzy serię o czasie trwania od 0,3 sek. do 1 sek., po której następuje pauza od 0,7 sek. do 5,0 sek. Serie impulsów są przetwarzane na sygnały zmiennego pola magnetycznego, które powodują oddziaływanie elektrodynamiczne i magnetomechaniczne na jony, zwłaszcza protony, powodując ich transport przez błony komórkowe.

Zgodnie z wynalazkiem urządzenie do uaktywniania transportu jonów przez błony komórkowe i ścianki naczyń włoskowatych organizmów żywych poprzez oddziaływanie sygnałów impulsowego pola elektromagnetycznego bardzo małych częstotliwości od 10 Hz do 1000 Hz, zawiera pulpit sterowniczo-kontrolny z pilotem, połączony z mikroprocesorowym układem sterowania z generatorem impulsów prądowych i pamięcią. Mikroprocesorowy układ sterowania poprzez dwustopniowy wzmacniacz napięciowy sterowany binarnie jest połączony z symetrycznym źródłem prądowym i dalej z przełączającym układem wykonawczym. Układ wykonawczy sterowany bezpośrednio z układu sterowania jest połączony z przetwornikiem impulsów prądowych na sygnały elektromagnetyczne i obciążeniem zastępczym. Przetwornik impulsów prądowych na sygnały elektromagnetyczne w postaci aplikatora magnetycznego, zawiera co najmniej jedną cewkę elektromagnetyczną wytwarzającą niejednorodne pole magnetyczne. Pulpit sterowniczo-kontrolny jest połączony z odbiornikiem promieniowania podczerwonego sterowanym pilotem. Mikroprocesorowy układ sterowania zawiera pamięć, korzystnie

PL 194 547 B1 typu RAM do sterowania bezpośredniego oraz dodatkową pamięć nieulotną typu EEPROM do zewnętrznego programowania funkcji urządzenia, przy czym pamięć typu RAM zawiera kształty sygnałów prądowych dwóch rodzajów i ich połączenia w postaci kolejno następujących po sobie paczek, grup paczek, serii grup paczek, zbiorów serii grup paczek, kombinacji zbiorów serii grup paczek. Pamięć nieulotna typu EEPROM zawiera gotowe programy zestawów kombinacji połączeń sygnałów w paczki, grupy paczek, serie grup paczek, zbiory serii grup paczek z uwzględnieniem zależności czasowych i zmian amplitudy.

Z kolei wzmacniacz napięciowy sterowany binarnie zawiera układ dwóch wzmacniaczy operacyjnych. Wejście wzmacniacza napięciowego jest połączone bezpośrednio do nieodwracającego wejścia pierwszego wzmacniacza operacyjnego i przez rezystor do odwracającego wejścia drugiego wzmacniacza operacyjnego. Wzmacniacz ten wraz z czterema rezystorami stanowi wzmacniacz różnicowy z nieodwracąjącym wejściem połączonym z wyjściem pierwszego wzmacniacza operacyjnego. Z kolei pomiędzy masą, a odwracającym wejściem pierwszego wzmacniacza operacyjnego są włączone równolegle gałęzie szeregowych połączeń kluczy z rezystorami. Gałęzie te znajdują się w obwodzie ujemnego sprzężenia zwrotnego pierwszego wzmacniacza operacyjnego. Wyjście wzmacniacza napięciowego stanowi jednocześnie wyjście drugiego wzmacniacza operacyjnego. Napięcie wyjściowe wzmacniacza napięciowego zmienia się w zależności od załączonych kluczy według wzoru:

n

Uwy = Uwe · Σ^2n_1 dla n > 1 oraz Uwy = 0 dla n = 0, gdzie Uwy oznacza napięcie wyjściowe wzmacniacza,

Uwe - napięcie wejściowe wzmacniacza

Wytwarzane w generatorze impulsów dwa rodzaje sygnałów mają charakterystyki zmian indukcji B w funkcji czasu B = f(t) w kształcie dwóch różnych linii łamanych o przebiegach narastających od zera do wartości Bmax.

Charakterystyka sygnału pierwszego rodzaju ma kształt łamanej, utworzonej przez siedem odcinków o łącznym czasie trwania od 3,0 msek. do 9,4 msek. Na pierwszym odcinku indukcja rośnie liniowo od zera do wartości 1/3 Bmax w czasie od 0,5 msek. do 1,6 msek. Na drugim odcinku równoległym do osi t indukcja utrzymuje się na wartości 1/3 Bmax w czasie od 0,5 msek. do 1,2 msek. Następnie na trzecim odcinku wzrasta liniowo od wartości 1/3 Bmax do 2/3 Bmax w czasie od 0,4 msek. do 1,5 msek. i w czwartym odcinku równoległym do osi t indukcja utrzymuje się na wartości 2/3 Bmax w czasie 0,1 msek. do 0,5 msek. Na koniec na piątym odcinku indukcja wzrasta liniowo do wartości Bmax w czasie 0,5 msek. do 1,5 msek., po czym na szóstym odcinku prawie prostopadłym do osi t indukcja spada gwałtownie do zera w czasie co najwyżej 0,1 msek. i pozostaje na wartości zerowej przez czas od 0,5 msek. do 1,5 msek. na siódmym odcinku.

Z kolei charakterystyka sygnału drugiego rodzaju ma kształt łamanej utworzonej przez pięć odcinków o łącznym czasie trwania od 5,0 msek. do 9,4 msek. i przebiegu, w którym na pierwszym odcinku indukcja rośnie liniowo do wartości 1/2 Bmax w czasie od 0,7 msek. do 1,3 msek. Na drugim odcinku równoległym do osi t indukcja utrzymuje się na poprzednio osiągniętej wartości 1/2 Bmax w czasie od 1,8 msek. do 2,8 msek., następnie na trzecim odcinku indukcja wzrasta liniowo do wartości 1/2 Bmax w czasie od 0,5 msek. do 1,2 msek., po czym na czwartym odcinku prawie prostopadłym do osi t indukcja gwałtownie spada do zera, w czasie co najwyżej 0,1 msek. i pozostaje na wartości zerowej przez czas 1 msek. do 2 msek. na piątym odcinku.

Wartości indukcji B sygnałów obu rodzajów nie przekraczają wartości skutecznej Bsk = 100 μΤ, a liniowy jej wzrost przedstawiony na charakterystykach B = f(t) odcinkami nachylonymi do osi t wywołuje głównie oddziaływanie elektrodynamiczne i magnetomechaniczne. Natomiast indukcja utrzymywana na poziomie 1/3 Bmax, 2/3 Bmax oraz 1/2 Bmax przedstawiona na charakterystykach B = f(t) odcinkami równoległymi do osi t wywołuje głównie jonowy rezonans cyklotronowy, którego częstotliwości f_c dla jonów różnych pierwiastków stanowią częstotliwości zmiennego pola magnetycznego. Stosunek tych częstotliwości do indukcji B zmiennego pola magnetycznego jest równy stosunkowi ładunku elektrycznego jonu danego pierwiastka do jego masy.

PL 194 547 B1

Pamięć typu RAM mikroprocesorowego układu sterowania zawiera paczki sygnałów obu rodzajów. Każda paczka składa się z szeregu następujących po sobie pojedynczych sygnałów danego rodzaju i przerwy, z tym, że czas przerwy pomiędzy kolejnymi paczkami sygnałów pierwszego rodzaju jest większy od czasu przerwy pomiędzy paczkami sygnałów drugiego rodzaju. Najczęściej paczki zawierają po cztery sygnały pierwszego rodzaju i po pięć sygnałów drugiego rodzaju. Czas trwania paczki sygnałów pierwszego rodzaju wynosi od 10 msek. do 50 msek., a czas przerwy 40 msek. do 60 msek.

Z kolei czas trwania paczki sygnałów drugiego rodzaju wynosi od 20 msek. do 30 msek., a czas przerwy między paczkami wynosi od 20 msek. do 50 msek.

Pamięć typu RAM mikroprocesorowego układu sterowania zawiera grupy paczek sygnałów obu rodzajów. Każda grupa składa się z szeregu paczek sygnałów danego rodzaju i przerwy. Czas trwania grupy paczek sygnałów pierwszego rodzaju wynosi od 250 msek. do 400 msek., a czas przerwy wynosi od 40 msek. do 60 msek.

Czas trwania grupy paczek sygnałów drugiego rodzaju wynosi od 140 msek. do 300 msek., a czas przerwy między paczkami wynosi od 80 msek. do 200 msek. Korzystne jest, jeśli grupy paczek sygnałów pierwszego rodzaju zawierają co najmniej po pięć paczek oraz grupy paczek sygnałów drugiego rodzaju zawierają co najmniej cztery paczki.

Pamięć typu RAM zawiera także połączenia grup paczek w serie, serii w zbiory i dalej zbiorów w kombinacje.

Przetwornik impulsów prądowych stanowi aplikator magnetyczny sygnałów obu rodzajów, paczek sygnałów, grup paczek sygnałów, serii grup paczek sygnałów, zbiorów serii grup paczek sygnałów, kombinacji zbiorów serii grup paczek sygnałów i/lub gotowych programów zestawów kombinacji zbiorów serii grup paczek sygnałów przekazywanych z pamięci mikroprocesorowego układu sterowania. Każda seria grup paczek sygnałów obu rodzajów składa się z szeregu grup paczek sygnałów danego rodzaju i przerwy. Czas trwania serii grup paczek sygnałów pierwszego rodzaju wynosi od 7 sek. do 10 sek., a czas przerwy wynosi od 3 sek. do 4 sek. Czas trwania serii grup paczek sygnałów drugiego rodzaju wynosi od 5 sek. do 9 sek., a czas przerwy między seriami wynosi od 2 sek. do 4 sek.

Zazwyczaj seria grup paczek sygnałów pierwszego rodzaju zawiera od dwudziestu do dwudziestu sześciu grup, korzystnie dwadzieścia cztery grupy, a seria grup paczek sygnałów drugiego rodzaju zawiera od dwudziestu do dwudziestu czterech grup, korzystnie dwadzieścia dwie grupy. Każdy zbiór serii grup paczek sygnałów obu rodzajów składa się z szeregu serii grup paczek sygnałów danego rodzaju. Czas trwania zbioru serii grup paczek sygnałów pierwszego i drugiego rodzaju zawiera się w przedziale od 90 sek. do 240 sek. Zbiór serii grup paczek sygnałów danego rodzaju ma polaryzację dodatnią i ujemną, zwykle na przemian. Korzystne jest, jeśli zbiór serii grup paczek sygnałów pierwszego rodzaju składa się z co najmniej dziesięciu serii, a zbiór serii grup paczek sygnałów drugiego rodzaju składa się z co najmniej dwunastu serii.

W zbiorach serii grup paczek sygnałów obu rodzajów amplituda sygnałów jest na określonym poziomie nie przekraczającym wartości skutecznej Bsk = 100 μΓ i/lub zmienia się skokowo w kierunku narastającym w następujących po sobie seriach.

Najczęściej kombinacje zbiorów serii grup paczek sygnałów pierwszego i drugiego rodzaju zawierają co najmniej dwa zbiory serii grup paczek sygnałów pierwszego rodzaju, po których następują co najmniej dwa zbiory serii grup paczek drugiego rodzaju.

Sąsiednie zbiory mają polaryzację o przeciwnych znakach. Sygnały wytwarzane przez urządzenie według wynalazku powodują równoczesne oddziaływanie magnetomechaniczne i elektrodynamiczne na jony różnych pierwiastków z wywołaniem jonowego rezonansu cyklotronowego jonów tych pierwiastków w komórkach żywych organizmów.

W wyniku elektrodynamicznego oddziaływania pola magnetycznego na układ biologiczny w kształcie zbliżonym do walca indukowane jest pole elektryczne o natężeniu E zależnym od szybkości zmian indukcji dB/dt i wyraża się w postaci r dB 2 dt gdzie r jest promieniem walca.

PL 194 547 B1

Powstałe, zmienne w czasie pole E wytwarza prądy jonowe indukcyjne o gęstości natężenia j zgodnie z równaniem j = δο · E gdzie do jest przewodnictwem właściwym układu biologicznego.

Przy gęstościach prądów większych od 10 mA/m² występują zmiany metabolizmu węglowodanów oraz białek, a także zmienia się przepuszczalność lipidowych błon komórkowych, ułatwiając tym samym transport jonów przez błony komórkowe.

Ze zjawiskiem jonowych prądów wirowych wiąże się efekt jonowego rezonansu cyklotronowego. Czstotliwość jonowego rezonansu cyklotronowego zarówno kołowa c, jak również liniowa f_c = ω₀/2π jest zależna od indukcji B pola magnetycznego w danym miejscu organizmu żywego oraz stosunku ładunku q do jego masy m, zgodnie ze wzorem:

w = 2π f_c = B

Oddziaływanie magnetomechaniczne na układ biologiczny polega na wytworzeniu siły F magnetomechanicznej powodującej ruch cząstek i atomów o nieskompensowanych spinach.

Siła F magnetomechaniczna jest wywołana gradientem indukcji B pola magnetycznego i wyraża się równaniem:

_F (μ -1) V . dB . _B μ₀ ^dx

Gdzie V oznacza objętość nieskompensowanych spinów μ - względną przenikalność magnetyczną układu biologicznego mo - przenikalność magnetyczną próżni

Urządzenie do uaktywniania transportu jonów wyposażone w mikroprocesorowy układ sterowania połączony ze wzmacniaczem i przetwornikiem poprzez symetryczne źródło prądowe umożliwia wytwarzanie, wzmacnianie i przesyłanie dwóch sygnałów o charakterystycznych przebiegach powodujących jednoczesne występowanie trzech typów oddziaływania elektrodynamicznego, magnetomechanicznego i jonowego rezonansu cyklotronowego. Urządzenie zapewnia zwiększenie ilości transportowanych jonów danego pierwiastka, jak również rozszerzenie zakresu rodzajów pierwiastków, których jony są transportowane. Możliwość tworzenia kombinacji połączeń sygnałów w paczki, grupy paczek, serie grup paczek, zbiory serii grup paczek z możliwością zmian czasu trwania oraz amplitudy pozwala na ilościową i jakościową regulację w szerokim zakresie transportowanych jonów poprzez zmianę udziału poszczególnych typów oddziaływania pola magnetycznego. Wyposażenie mikroprocesorowego układu sterowania w pamięć typu RAM pozwala na bezpośrednie wybieranie z pulpitu sterowniczego kombinacji połączeń sygnałów obu rodzajów w paczki, grupy paczek, serie grup paczek, zbiory serii grup paczek z dostosowaniem czasu trwania i zmian amplitudy. Wprowadzenie dodatkowej pamięci typu EEPROM do mikroprocesorowego układu sterowania daje możliwość wybierania i włączania już gotowych zestawów kombinacji połączeń sygnałów z uwzględnieniem czasu trwania i zmian amplitudy.

Istotną zaletą tego rozwiązania jest możliwość zdalnego włączania urządzenia bez narażania osób obsługujących na długotrwałe wpływy pola magnetycznego.

Ponadto dzięki wyposażeniu urządzenia w układ wykonawczy z obciążeniem zastępczym istnieje możliwość wywołania efektu symulacji pracy urządzenia.

Wynalazek jest bliżej wyjaśniony w przykładzie wykonania urządzenia na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia urządzenie do uaktywniania transportu jonów w schemacie blokowym, fig. 2 wzmacniacz napięciowy w schemacie ideowym, fig. 3 - charakterystykę zmian indukcji B w funkcji czasu sygnału pierwszego rodzaju, fig. 4 - charakterystykę zmian indukcji B w funkcji czasu sygnału drugiego rodzaju, fig. 5 - charakterystykę zmian indukcji B w funkcji czasu dla paczki czterech sygnałów pierwszego rodzaju, fig. 6 - charakterystykę zmian indukcji B w funkcji czasu dla paczki pięciu sygnałów drugiego rodzaju, fig. 7 - charakterystykę zmian indukcji B w funkcji czasu dla grupy pięciu paczek sygnałów pierwszego rodzaju, fig. 8 - charakterystykę zmian indukcji B w funkcji czasu dla

PL 194 547 B1 grupy czterech paczek sygnałów drugiego rodzaju, fig. 9 - charakterystykę zmian indukcji B w funkcji czasu dla serii dwudziestu czterech grup paczek sygnałów pierwszego rodzaju, fig. 10 - charakterystykę zmian indukcji B w funkcji czasu dla serii dwudziestu dwóch grup paczek sygnałów drugiego rodzaju, fig. 11 - charakterystykę zmian indukcji B w funkcji czasu dla dwóch zbiorów, każdy po piętnaście serii grup paczek sygnałów pierwszego rodzaju, fig. 12 - charakterystykę zmian indukcji B w funkcji czasu dla dwóch zbiorów każdy po dwanaście serii grup paczek sygnałów drugiego rodzaju, fig. 13 charakterystykę zmian indukcji B w funkcji czasu dla dwóch zbiorów, każdy po dziesięć serii grup paczek sygnałów pierwszego rodzaju, fig. 14 - charakterystykę zmian indukcji B w funkcji czasu dla dwóch zbiorów, każdy po osiemnaście serii grup paczek sygnałów drugiego rodzaju, fig. 15 - charakterystykę zmian indukcji B w funkcji czasu dla programu I, stanowiącego kombinację dwóch zbiorów serii grup paczek sygnałów pierwszego rodzaju z dwoma zbiorami serii grup paczek sygnałów drugiego rodzaju, fig. 16 - charakterystykę zmian indukcji B w funkcji czasu dla programu II, stanowiącego kombinację dwóch zbiorów serii grup paczek sygnałów drugiego rodzaju z dwoma zbiorami serii grup paczek sygnałów pierwszego rodzaju, fig. 17 - charakterystykę zmian indukcji B w funkcji czasu dla programu III, stanowiącego kombinację dwóch zbiorów serii grup paczek sygnałów drugiego rodzaju i dwóch zbiorów serii grup paczek sygnałów pierwszego rodzaju o amplitudzie narastającej skokowo w każdym zbiorze, fig. 18 - charakterystykę zmian indukcji B w funkcji czasu dla programu IV, stanowiącego kombinację dwóch zbiorów serii grup paczek sygnałów pierwszego rodzaju i dwóch serii grup paczek sygnałów drugiego rodzaju o amplitudzie narastającej skokowo w pierwszym zbiorze i malejącej skokowo w ostatnim zbiorze.

Urządzenie do uaktywniania transportu jonów przedstawione na fig. 1 składa się z pulpitu PS sterowniczo-kontrolnego zawierającego przyciski sterujące i lampki kontrolne, połączonego z mikroprocesorowym układem MUS sterowania z generatorem i pamięcią RAM, EEPROM, a dalej ze wzmacniaczem W. Z kolei wzmacniacz W jest połączony poprzez symetryczne źródło IS prądowe i układ UW wykonawczy z przetwornikiem PA oraz obciążeniem PL zastępczym. Układ UW wykonawczy jest połączony bezpośrednio z mikroprocesorowym układem MUS sterowania. Pulpit PS sterowniczo-kontrolny jest połączony z odbiornikiem IR promieniowania podczerwonego sterowanym pilotem P. Mikroprocesorowy układ MUS sterowania zawiera pamięć typu RAM do sterowania bezpośredniego oraz dodatkową pamięć nieulotną typu EEPROM do zewnętrznego programowania funkcji urządzenia. Pamięć typu RAM zawiera kształty sygnałów prądowych dwóch rodzajów, kolejność ich występowania, kombinacje połączeń w paczki, grupy paczek, serie grup paczek, zbiory serii grup paczek z uwzględnieniem zależności czasowych oraz zmian amplitudy. Pamięć nieulotna typu EEPROM zawiera gotowe programy zestawów kombinacji zbiorów serii grup paczek z uwzględnieniem zależności czasowych i zmian amplitudy.

Z kolei wzmacniacz W napięciowy przedstawiony na fig. 2 zawiera układ dwóch wzmacniaczy W1 i W2 operacyjnych. Wejście WE wzmacniacza napięciowego jest połączone bezpośrednio do nieodwracającego wejścia (+) pierwszego wzmacniacza W1 operacyjnego i przez rezystor R1 do odwracającego wejścia (-) drugiego wzmacniacza W2 operacyjnego. Wzmacniacz W2 operacyjny wraz z czterema rezystorami R1 stanowi wzmacniacz różnicowy z nieodwracającym wejściem (+) połączonym z wyjściem pierwszego wzmacniacza W1 operacyjnego. Z kolei pomiędzy masą, a odwracającym wejściem (-) pierwszego wzmacniacza W1 operacyjnego są włączone równolegle gałęzie szeregowych połączeń kluczy K1, K2, K3...Kn z rezystorami R, R/2, R/4...R/2ⁿ ¹. Gałęzie te znajdują się w obwodzie ujemnego sprzężenia zwrotnego pierwszego wzmacniacza W1 operacyjnego. Wyjście WY wzmacniacza W napięciowego stanowi jednocześnie wyjście drugiego wzmacniacza W2 operacyjnego. Napięcie Uwy, wzmacniacza W napięciowego zmienia się w zależności od załączonych kluczy K1, K2, K3 ...Kn według wzoru:

n

Uwy = Uwe ·£ 2n-1 dla n £ 1 oraz Uwy = 0 dla n = 0 gdzie Uwy oznacza napięcie wyjściowe wzmacniacza W, Uwe - napięcie wejściowe wzmacniacza W

PL 194 547 B1

Uruchomienie urządzenia następuje po wybraniu programu i włączeniu przycisków w pulpicie

PS sterowniczym lub w pilocie P. Urządzenie wytwarza dwa rodzaje sygnałów, które mają charakterystyki zmian indukcji B w funkcji czasu t w kształcie dwóch różnych linii łamanych.

Dla sygnału pierwszego rodzaju łamana przedstawiona na fig. 3 jest utworzona przez siedem odcinków a, b, c, d, e, f, g o czasie trwania T₁ = 5,33 msek.

Na odcinku a o czasie trwania t1 = 1,2 msek. indukcja rośnie liniowo od zera do wartości 1/3 Bmax = 30 mT i utrzymuje się na tej wartości przez czas t2 = 0,8 msek. na odcinku b. Następnie na odcinku c wzrasta liniowo do wartości 2/3 Bmax = 60 mT w czasie t3 = 1,0 msek. i na tej wartości utrzymuje się przez czas t₄ = 0,3 msek. na odcinku d.

Z kolei na odcinku e indukcja wzrasta liniowo do wartości Bmax = 90 mT w czasie t₅ = 0,95 msek., po czym na odcinku f gwałtownie spada do zera w czasie te = 0,08 msek. i na odcinku g pozostaje na wartości zerowej przez czas ty = 1 msek.

Dla sygnału drugiego rodzaju łamana przedstawiona na fig. 4 jest utworzona przez pięć odcinków k, l, m, n, r o czasie trwania T2 = 5,53 msek.

Na odcinku k o czasie trwania L = 0,9 msek. indukcja rośnie liniowo od zera do wartości 1/2 Bmax = 40 mT, na której utrzymuje się przez czas t2 = 2,3 msek. na odcinku l.

Następnie wzrasta liniowo do wartości Bmax = 80 mT w czasie t3 = 0,75 msek. na odcinku m, po czym gwałtownie spada do zera w czasie tą = 0,08 msek. na odcinku n i pozostaje na wartości zerowej na odcinku r przez czas t₅ = 1,5 msek.

Liniowy wzrost indukcji przedstawiony na charakterystykach odcinkami a, c, e dla sygnałów pierwszego rodzaju i odcinkami k, m dla sygnałów drugiego rodzaju wywołuje głównie oddziaływanie elektrodynamiczne i magnetomechaniczne. Natomiast indukcja utrzymywana na odcinkach b, d na wartości B = 30 mT i B= 60 mT dla sygnału pierwszego rodzaju oraz na odcinku l na wartości B = 40 mT dla sygnału drugiego rodzaju wywołuje głównie jonowy rezonans cyklotronowy, którego częstotliwości f_c dla jonów różnych pierwiastków są równe częstotliwościom zmiennego pola magnetycznego. Stosunek tych częstotliwości fc do indukcji B zmiennego pola magnetycznego jest równy stosunkowi ładunku q elektrycznego jonu danego pierwiastka do jego masy m

-^p. _ q_

B m f_c =— B ·

2p m

Częstotliwości fc jonowego rezonansu cyklotronowego dla wybranych jonów płynów ustrojowych żywych organizmów w zależności od indukcji zmiennego pola magnetycznego przedstawia tabela 1.

T ab ela 1

	lon B[^mT]	H+	Li+	N^a+	Mg+	Cl'	K+	C^a++
	10	152	2,2	6,6	12,6	4,3	3,9	7,7
	20	304	4,4	13,2	25,2	8,7	7,8	11,3
	30	456	6,6	19,8	37,8	12,9	11,7	23,1
fc (Hz)	40	680	8,8	26,4	50,4	17,2	15,6	30,8
	50	760	11,0	33,0	63,0	21,5	19,5	38,5
	60	912	13,2	39,6	75,6	25,8	23,4	46,2

Z kolei tabela 2 przedstawia stosunek ładunku q elektrycznego do masy m jonu dla pierwiastków z tabeli 1.

PL 194 547 B1

T ab ela 2

lon	H+	Li+	N^a+	Mg+	Cl'	K+	C^a++
m kg	95,6	1,39	4,19	7,92	2,7	2,46	4,81

Paczka sygnałów pierwszego rodzaju przedstawiona na fig. 5 składa się z następujących po sobie czterech sygnałów o łącznym czasie trwania Tp₁ = 21,32 msek. i przerwie tp₁ = 50 msek.

Paczka sygnałów drugiego rodzaju przedstawiona na fig. 6 składa się z pięciu sygnałów o łącznym czasie trwania Tp2 = 27,65 msek., i przerwie tp2 = 35 msek.

Grupa paczek sygnałów pierwszego rodzaju przedstawiona na fig. 7 zawiera pięć paczek, każda po cztery sygnały. Czas trwania grupy paczek wynosi Tg1 = 306,6 msek., a przerwa między grupami paczek wynosi t_S1 = 50 msek.

Grupa paczek sygnałów drugiego rodzaju przedstawiona na fig. 8 zawiera cztery paczki, każda po pięć sygnałów. Czas trwania tej grupy paczek wynosi T_S2 = 215,6 msek., a przerwa wynosi t_S2 = 130 msek.

Seria grup paczek sygnałów pierwszego rodzaju przedstawiona na fig. 9 zawiera dwadzieścia cztery grupy po pięć paczek. Czas trwania serii wynosi Ts1 = 8,5 sek., a przerwa między seriami wynosi ts1 = 3,5 sek.

Seria grup paczek sygnałów drugiego rodzaju przedstawiona na fig. 10 zawiera dwadzieścia dwie grupy po cztery paczki o łącznym czasie trwania Ts2 = 7,5 sek., a przerwa wynosi ts2 = 2,5 sek.

Zbiór serii grup paczek sygnałów pierwszego rodzaju przedstawiony na fig. 11 zawiera piętnaście serii po dwadzieścia cztery grupy. Czas trwania zbioru wynosi T_Z1 = 3 min. Kolejne zbiory mają polaryzację na przemian dodatnią i ujemną.

Zbiór serii grup paczek sygnałów drugiego rodzaju przedstawiony na fig. 12 zawiera dwanaście serii po dwadzieścia dwie grupy. Czas trwania zbioru wynosi Tz2 = 2 min. W kolejnych zbiorach występuje na przemian polaryzacja dodatnia i ujemna.

Zbiór serii grup paczek sygnałów pierwszego rodzaju przedstawiony na fig. 13 zawiera dziesięć serii po dwadzieścia cztery grupy. Czas trwania zbioru wynosi Tz1 = 2 min. W kolejnych zbiorach występuje polaryzacja na przemian dodatnia i ujemna.

Zbiór serii grup paczek sygnałów drugiego rodzaju przedstawiony na fig. 14 zawiera osiemnaście serii po dwadzieścia dwie grupy. Czas trwania zbioru wynosi Tz2 = 3 min. W kolejnych zbiorach występuje na przemian polaryzacja dodatnia i ujemna.

Program I przedstawiony na fig. 14 o czasie trwania 10 min., stanowiący kombinację dwu zbiorów serii grup paczek sygnałów pierwszego rodzaju o czasie trwania dwa razy po trzy minuty i dwu zbiorów serii grup paczek sygnałów drugiego rodzaju o czasie trwania dwa razy po dwie minuty. Sąsiednie zbiory mają polaryzację o przeciwnych znakach.

Program II przedstawiony na fig. 16 o czasie trwania 10 min. stanowi kombinację dwu zbiorów serii grup paczek sygnałów drugiego rodzaju o czasie trwania dwa razy po trzy minuty i dwu zbiorów serii grup paczek sygnałów pierwszego rodzaju o czasie trwania dwa razy po dwie minuty. Sąsiednie zbiory mają polaryzację o przeciwnych znakach.

Program III przedstawiony na fig. 17 o czasie trwania 12 minut, stanowi kombinację dwu zbiorów serii grup paczek sygnałów drugiego rodzaju i dwu zbiorów serii grup paczek sygnałów pierwszego rodzaju.

Czas trwania zbiorów sygnałów drugiego rodzaju wynosi sześć minut, w tym jeden zbiór zawiera dwanaście serii i trwa dwie minuty, a następny zawiera dwadzieścia cztery serie i trwa cztery minuty.

Czas trwania zbiorów sygnałów pierwszego rodzaju wynosi sześć minut, w tym jeden zbiór zawiera dwadzieścia serii i trwa cztery minuty, a następny zawiera dziesięć serii i trwa dwie minuty.

W omawianym programie amplitudę każdej serii zmienia się skokowo w cyklu od minimalnej wartości indukcji do zadanej wartości Bsk, po czym cykl powtarza się we wszystkich zbiorach.

PL 194 547 B1

Program IV przedstawiony na fig. 18 o czasie trwania dwanaście minut, stanowi kombinację dwu zbiorów serii grup paczek sygnałów pierwszego rodzaju i dwóch serii grup paczek sygnałów drugiego rodzaju.

Czas trwania zbiorów sygnałów pierwszego rodzaju wynosi sześć minut, w tym jeden zbiór zawiera dziesięć serii i trwa dwie minuty, a następny zawiera dwadzieścia serii i trwa cztery minuty.

Czas trwania zbiorów sygnałów drugiego rodzaju wynosi sześć minut, w tym jeden zbiór zawiera dwadzieścia cztery serie i trwa cztery minuty, a następny zawiera dwadzieścia serii i trwa dwie minuty.

W omawianym programie w pierwszym zbiorze amplituda serii zmienia się skokowo od minimalnej wartości indukcji do 0,8 Bsk. W środkowych zbiorach amplituda serii jest stała i wynosi Bsk. Natomiast w ostatnim zbiorze amplituda serii zmienia się od 0,8 Bsk do wartości minimalnej indukcji.

Działanie urządzenia polega na tym, że mikroprocesorowy układ MUS sterowania wytwarza dwa rodzaje impulsów i ich połączeń w paczki, grupy paczek, serie grup paczek, zbiory serii grup paczek, kombinacje zbiorów serii grup paczek i gotowe programy zapisane w postaci cyfrowej w pamięciach typu RAM i EEPROM. Amplituda przebiegów jest regulowana za pomocą wzmacniacza W napięciowego sterowanego binarnie. Wzmacniacz W napięciowy steruje symetrycznym źródłem IS prądowym umożliwiającym bezstykowe przełączanie polaryzacji impulsów przekazywanych do przetwornika PA za pośrednictwem układu UW wykonawczego pracującego w położeniu podstawowym. W przetworniku PA impulsy prądowe są przetwarzane na sygnały zmiennego pola magnetycznego działającego na żywy organizm.

W warunkach symulacji pracy urządzenia układ UW wykonawczy w drugim położeniu jest połączony z obciążeniem PL zastępczym. Uruchomienie urządzenia następuje po wybraniu programu i włączeniu przycisków w pulpicie PS sterowniczym lub w pilocie P.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Urządzenie do uaktywniania transportu jonów przez błony komórkowe i ścianki naczyń włoskowatych organizmów żywych poprzez oddziaływanie sygnałów impulsowego pola elektromagnetycznego bardzo małych częstotliwości od 10 Hz do 1000 Hz, zawierające pulpit sterowniczo-kontrolny z pilotem, połączony z mikroprocesorowym układem sterowania z generatorem impulsów prądowych i pamięcią i dalej poprzez dwustopniowy wzmacniacz z przetwornikiem impulsów prądowych na sygnały elektromagnetyczne, znamienne tym, że mikroprocesorowy układ (MUS) sterowania zawiera pamięć korzystnie typu RAM do sterowania bezpośredniego oraz dodatkową pamięć nieulotną typu EEPROM do zewnętrznego programowania funkcji urządzenia, przy czym pamięć typu RAM zawiera kształty sygnałów prądowych dwóch rodzajów i ich połączenia w postaci kolejno następujących po sobie paczek, grup paczek, serii grup paczek, zbiorów serii grup paczek, kombinacji zbiorów serii grup paczek dla równoczesnego oddziaływania magnetomechanicznego i elektrodynamicznego na jony różnych pierwiastków z wywoływaniem jonowego rezonansu cyklotronowego jonów tych pierwiastków, a oba rodzaje sygnałów wytwarzane w generatorze impulsów mają charakterystyki zmian indukcji B w funkcji czasu B f (t) w kształcie dwóch różnych linii łamanych o przebiegach narastających od zera do wartości Bmax wynoszącej od 60 μΓ do 120 μΤ, z tym, że charakterystyka sygnału pierwszego rodzaju ma kształt łamanej, utworzonej przez siedem odcinków (a, b, c, d, e, f, g) o łącznym czasie (T1) trwania od 3,0 msek. do 9,4 msek., w której na pierwszym odcinku (a) indukcja rośnie liniowo od zera do wartości 1/3 Bmax i na tej wartości utrzymuje się na drugim odcinku (b) równoległym do osi (t), a następnie na trzecim odcinku (c) wzrasta liniowo od wartości 1/3 Bmax do 2/3 Bmax i utrzymuje się na tej wartości na czwartym odcinku (d) równoległym do osi (t), na koniec wzrasta liniowo na piątym odcinku (e) do wartości Bmax, po czym gwałtownie spada do zera na szóstym odcinku (f) prawie prostopadłym do osi (t) i pozostaje na wartości zerowej na siódmym odcinku (g), korzystnie czas (tO trwania na pierwszym odcinku (a) wynosi od 0,5 msek. do 1,6 msek., czas ¢2) trwania sygnału na drugim odcinku (b) wynosi od 0,5 msek. do 1,2 msek., czas ¢3) trwania sygnału na trzecim odcinku (c) wynosi od 0,4 msek. do 1,5 msek., czas ¢4) trwania sygnału na czwartym odcinku (d) wynosi od 0,1 msek. do 0,5 msek., czas ¢5) trwania sygnału na piątym odcinku (e) wynosi od 0,5 msek. do 1,5 msek., czas (t.-,) trwania sygnału na szóstym odcinku (f) wynosi co najwyżej 0,1 msek., a czas (ty) trwania sygnału na siódmym odcinku (g) wynosi od 0,5 msek. do 1,5 msek., z kolei charakterystyka sygnału drugiego rodzaju ma kształt łamanej utworzonej przez pięć odcinków (k, l, m, n, r) o łącznym czasie (T2) trwania od 5,0 msek. do 9,4 msek. i przebiegu, w którym na pierwszym odcinku (k) induk10

PL 194 547 B1 cja rośnie liniowo do wartości 1/2 Bmax, na niej utrzymuje się na drugim odcinku (l) równoległym do osi (t) i następnie wzrasta liniowo od wartości 1/2 Bmax do Bmax na trzecim odcinku (m), po czym gwałtownie spada do zera na czwartym odcinku (n), prawie prostopadłym do osi (t) i pozostaje na wartości zerowej na piątym odcinku (r), korzystnie czas (tO trwania na pierwszym odcinku (k) wynosi od 0,7 msek. do 1,3 msek., a czas (t₂) trwania sygnału na drugim odcinku (l) wynosi od 1,8 msek. do 2,8 msek., czas (ty) trwania sygnału na trzecim odcinku (m) wynosi od 0,5 msek. do 1,2 msek., czas (t₄) trwania sygnału na czwartym odcinku (n) wynosi co najwyżej 0,1 msek., a czas (t_;i) trwania sygnału na piątym odcinku (r) wynosi od 1 msek. do 2 msek., a wartości indukcji B sygnałów obu rodzajów nie przekraczają wartości skutecznej Bsk 100 μΓ, przy czym liniowy wzrost indukcji B przedstawiony odcinkami (a, c, e) i (k, m) nachylonymi do osi (t) charakterystyk sygnałów obu rodzajów wywołuje głównie oddziaływanie elektrodynamiczne i magnetomechaniczne, natomiast indukcja B utrzymywana na poziomie 1/3 Bmax oraz 1/2 Bmax przedstawiona odcinkami (b, d) i (l) równoległymi do osi (t) wywołuje głównie jonowy rezonans cyklotronowy, a pamięć nieulotna typu EEPROM zawiera gotowe programy zestawów kombinacji zbiorów serii grup paczek utworzonych z połączeń sygnałów w paczki, grupy paczek, serie grup paczek, zbiory serii grup paczek, z uwzględnieniem zależności czasowych i zmian amplitudy, z kolei wzmacniacz (W) napięciowy sterowany binarnie jest połączony z symetrycznym źródłem (IS) prądowym i dalej z przełączającym układem (UW) wykonawczym sterowanym bezpośrednio z układu (MUS) sterowania i połączonym z przetwornikiem (PA) i obciążeniem (PL) zastępczym, przy czym wzmacniacz (W) napięciowy zawiera układ dwóch wzmacniaczy (W1), (W2) operacyjnych, a wejście (WE) wzmacniacza (W) napięciowego jest połączone bezpośrednio do nieodwracającego wejścia (+) pierwszego wzmacniacza (W1) operacyjnego i przez rezystor (R1) do odwracającego wejścia (-) drugiego wzmacniacza (W2) operacyjnego, który wraz z czterema rezystorami (R1) stanowi wzmacniacz różnicowy z nieodwracającym wejściem (+) połączonym z wyjściem pierwszego wzmacniacza (W1) operacyjnego, z kolei pomiędzy masą a odwracającym wejściem (-) pierwszego wzmacniacza (W1) operacyjnego są włączone równolegle gałęzie szeregowych połączeń kluczy (K1, K2, K3...Kn ) z rezystorami (R, R/2, R/4...R/2ⁿ ¹) znajdujące się w obwodzie ujemnego sprzężenia zwrotnego pierwszego wzmacniacza (W1) operacyjnego, a wyjście (WY) wzmacniacza (W) napięciowego stanowi jednocześnie wyjście drugiego wzmacniacza (W2) operacyjnego.
2. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że wzmacniacz (W) napięciowy ma napięcie (Uwy) zmieniające się w zależności od załączonych kluczy (K1, K2, K3... Kn ) według wzoru n

Uwy = Uwe · Σ 2^M dla n = 1 oraz Uwy = 0, gdzie Uwy oznacza napięcie wyjściowe wzmacniacza, Uwe - napięcie wejściowe wzmacniacza, n - liczba całkowita.
3. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że pamięć typu RAM mikroprocesorowego układu (MUS) sterowania zawiera paczki sygnałów obu rodzajów, z których każda składa się z szeregu następujących po sobie pojedynczych sygnałów danego rodzaju i przerwy, przy czym każda paczka sygnałów pierwszego rodzaju składa się z co najmniej czterech sygnałów o czasie (Tp1) trwania od 10 msek. do 50 msek. i czasie (tp1) przerwy od 40 msek. do 60 msek., z kolei paczka sygnałów drugiego rodzaju składa się z co najmniej pięciu sygnałów o czasie (T_g2) trwania od 20 msek. do 30 msek. i czasie (t_g2) przerwy od 20 msek. do 50 msek., z tym że czas (tp1) przerwy w paczkach sygnałów pierwszego rodzaju jest większy od czasu (t_g2) przerwy w paczkach sygnałów drugiego rodzaju.
4. Urządzenie według zastrz. 3, znamienne tym, że pamięć typu RAM mikroprocesorowego układu (MUS) sterowania zawiera grupy paczek sygnałów obu rodzajów, z których każda składa się z szeregu paczek sygnałów danego rodzaju i przerwy, przy czym grupa paczek sygnałów pierwszego rodzaju składa się z co najmniej pięciu paczek o czasie (T_g0 trwania od 250 msek. do 400 msek. i czasie (t_g0 przerwy od 40 msek. do 60 msek., z kolei grupa paczek sygnałów drugiego rodzaju składa się co najmniej z czterech paczek o czasie (T_g2) trwania od 140 msek. do 300 msek. i czasie (t_g2) przerwy od 80 msek. do 200 msek.
5. Urządzenie według zastrz. 4, znamienne tym, że pamięć typu RAM mikroprocesorowego układu (MUS) sterowania zawiera serie grup paczek sygnałów obu rodzajów, z których każda składa się z szeregu grup paczek sygnałów danego rodzaju i przerwy, przy czym każda seria grup paczek sygnału pierwszego rodzaju zawiera od dwudziestu do dwudziestu sześciu grup, korzystnie dwadzieścia cztery grupy o czasie (Ts1) trwania od 7 sek. do 10 sek. i czasie (ts1) przerwy od 3 sek. do 4 sek., z kolei seria grup paczek sygnałów drugiego rodzaju zawiera od dwudziestu do dwudziestu czterech grup, korzystnie dwadzieścia dwie grupy o czasie (Ts₂) trwania od 5 sek. do 9 sek. i czasie (ts₂) przerwy od 2 sek. do 4 sek.

PL 194 547 B1
6. Urządzenie według zastrz. 5, znamienne tym, że pamięć typu RAM mikroprocesorowego układu (MUS) sterowania zawiera zbiory serii grup paczek sygnałów obu rodzajów, z których każdy składa się z szeregu serii grup paczek sygnałów danego rodzaju, o czasie (Tz1, Tz2) trwania od 90 sek. do 240 sek., przy czym zbiór serii grup paczek sygnałów pierwszego rodzaju składa się z co najmniej dziesięciu serii, zbiór serii grup paczek drugiego rodzaju składa się z co najmniej dwunastu serii, a kolejne zbiory mają polaryzację na przemian dodatnią i ujemną.
7. Urządzenie według zastrz. 6, znamienne tym, że pamięć typu RAM mikroprocesorowego układu (MUS) sterowania zawiera kombinacje zbiorów serii grup paczek sygnałów pierwszego i drugiego rodzaju składające się z co najmniej dwu zbiorów serii grup paczek sygnałów pierwszego rodzaju, po których następują co najmniej dwa zbiory serii grup paczek sygnałów drugiego rodzaju, przy czym amplituda sygnałów w zbiorach serii grup paczek sygnałów obu rodzajów jest na stałym poziomie i/lub zmienia się skokowo w następujących po sobie seriach.
8. Urządzenie według zastrz. 7, znamienne tym, że przetwornik (PA) ir^|^i^l^c^\wpir^(^c^\^^c^lh stanowi aplikator magnetyczny sygnałów obu rodzajów, paczek sygnałów, grup paczek sygnałów, serii grup paczek sygnałów, zbiorów serii grup paczek sygnałów, kombinacji zbiorów serii grup paczek sygnałów i/lub gotowych programów zestawów kombinacji zbiorów serii grup paczek sygnałów przekazywanych z pamięci mikroprocesorowego układu (MUS) sterowania.