Устройство рентгеновского облучения патологического материала



Устройство рентгеновского облучения патологического материала
Устройство рентгеновского облучения патологического материала
Устройство рентгеновского облучения патологического материала
Устройство рентгеновского облучения патологического материала

 


Владельцы патента RU 2453348:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный университет" (RU)

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к устройствам радиационной терапии. Устройство содержит источник рентгеновского излучения с электронной пушкой, мишенью и источником электрического потенциала катода электронной пушки, резонатор, установленный по ходу электронного луча и соединенный с источником микроволнового сигнала, допускающим перестройку частоты, средство детектирования прошедшего через патологический материал излучения, средство регистрации частоты. Для соединения резонатора с мишенью введен проводник. Резонатор имеет форму тороида с зазором для пропускания электронного луча, а расстояние между зазором резонатора и мишенью выбирают из условия

1,3>Uвхπfd/ν0|Uр|>1,1, где Uвх - амплитуда микроволнового сигнала в зазоре резонатора, f - частота микроволнового сигнала, d - расстояние между зазором и мишенью, ν0 - скорость электронов, Up - потенциал катода электронной пушки относительно резонатора. Использование устройства позволяет более полно устранять патологию облучаемого биологического материала. 1 з.п. ф-лы, 4 ил., 1 табл.

 

Предлагаемое изобретение относится к области техники и может быть использовано при биологических и медицинских исследованиях. Особенно важно использование устройства при совершенствовании медицинской аппаратуры биорезонансной терапии.

В настоящее время в биофизике уделяется все большее внимание воздействию физических факторов на живой организм. В этой области науки получены существенные результаты в изучении биологических потенциалов, под которыми понимаются электрические потенциалы, возникающие в клетках, тканях и органах [1]. Эти потенциалы имеют электромагнитную природу, в большинстве случаев оцениваются величиной в сотни милливольт и могут быть зарегистрированы измерительной аппаратурой. Показано, что важны не только их регистрация для выявления патологий (диагностика), но и внешнее воздействие сигналами, аналогичными сигналам организма, для устранения патологий (терапия) [2-3]. Процесс внешнего воздействия, который проводится с учетом спектра частот сигналов организма и поэтому оказывается наиболее эффективным, носит название биорезонансной терапии.

Биорезонансная терапия применяется после предварительной диагностики, которая в основном относится к области медицины [4] и позволяет иметь представление о необходимом спектре частот, интенсивности, дозе и пространственном распределении воздействующего сигнала или излучения. Иногда проводится разделение сигнала от пациента на физиологические и патологические колебания. Первые соответствуют нормальному состоянию организма, вторые - его патологическим изменениям. Если в спектре преобладает одна частота, то говорят о необходимости достижения биорезонанса. Имеются области организма, воздействие на которые оказывается наиболее значимым с точки зрения получаемого терапевтического эффекта для лечения отдельных органов. К ним относятся биологически активные точки и биологически активные зоны.

В ряде случаев возможен съем сигналов при помощи электродов, подача их на вход специального прибора, обработка и возвращение пациенту. Электромагнитное поле последнего реагирует на эти сигналы, и скорректированные в результате такой реакции колебания снова направляются в прибор и т.д. В результате ослабляются или полностью подавляются патологические и усиливаются физиологические колебания, постепенно восстанавливается физиологическое и динамическое равновесие в организме (гомеостаз). Терапия в компьютерном аппаратно-программном комплексе осуществляется в режиме непрерывной обратной связи, под контролем специального теста.

Известен способ воздействия на биологически активные точки и устройство для его реализации [5], заключающийся в воздействии на них модулированным по частоте импульсным разнополярным электрическим током, модулированным импульсным лазерным излучением и импульсным разнополярным магнитным полем. Используют воздействие либо одного вида, либо в любом сочетании с обеспечением биорезонанса. Последнее достигается использованием линейно изменяющейся частоты в широком диапазоне и приводит к тому, что, пробегая все значения частот, сигнал обязательно пройдет резонансную частоту. При таком сканировании по частоте во время воздействия многократно проходят через резонансную частоту и обеспечивают условия полного биологического резонанса в определенные моменты времени.

Недостаток способа заключается в отсутствии аппаратурной индикации условия полного биологического резонанса, в результате чего при сканировании частоты в широком диапазоне интервал частот вблизи резонанса, который соответствует наиболее эффективному воздействию на пациента, проходится в течение малого промежутка времени по сравнению с периодом качания частоты. Это приводит к ослаблению терапевтического воздействия по сравнению с настройкой в резонанс в течение всего времени воздействия.

Известны также способ и устройство для лечения патологических состояний организма [6], включающий тестирование собственных колебаний организма пациента с последующим переносом резонансной информации на носитель этой информации. В качестве носителя в устройстве используют кристалл диода Ганна, который после записи информации размещают на биологически активные точки и зоны организма.

Согласно разработанной к настоящему времени волновой модели лекарственных средств эффективность терапевтического воздействия лекарств зависит от числа так называемых волновых компонентов препаратов, предлагаемых для лечения. Поэтому тестирование может проводится не только с использованием организма пациента, но и подобранных препаратов, оказывающих лечебное действие. Побочное химическое действие лекарств при этом исключается.

По известному способу лечения новообразований и вирусных заболеваний [7] на больного воздействуют потоком электромагнитного излучения. Частоты выбирают из диапазона 0,01-18 ГГц. Плотность потока энергии - менее 10 мкВт/см2. Облучение проводят под контролем анализа крови. Курс заканчивают при отсутствии динамики показателей крови.

Аналогично по способу лечения злокачественных опухолей [8] проводят общее воздействие на организм больного низкоинтенсивными электромагнитными колебаниями радиодиапазона частотой 0,01-18 ГГц и мощностью менее 10 мкВт/см2. С профилактической целью через 1-3-6 месяцев повторяют общее воздействие на больного низкоинтенсивными электромагнитными колебаниями в указанном режиме.

Описана также аппаратура [9], сочетающая воздействие на биологически активную точку электромагнитного излучения (ЭМИ) миллиметрового диапазона (крайне высокочастотного - КВЧ) и ЭМИ биорезонансного излучателя со спектральной характеристикой, подобной собственному излучению зоны воздействия. Последнее реализуется с помощью полупроводника, составляющего основу биорезонансного излучателя. Полупроводник имеет два устойчивых состояния с различными энергетическими уровнями. При переходе из одного состояния в другое он изменяет свои свойства. Если в момент перехода на полупроводник воздействует сигнал из биологически активной точки, происходит его запись и переизлучение на данную точку во время между импульсами КВЧ, что приводит к подавлению патологических колебаний. Клинические и лабораторные исследования выявили наиболее высокую эффективность данного метода по сравнению с использованием фиксированных частот в КВЧ диапазоне.

Описан аппарат радиотерапии [10], который имеет минимальные потери энергии при передаче микроволн к патологическому участку пациента. Аппарат снабжен излучающей головкой, клистроном и системой волноводных элементов, соединяющих головку с клистроном, за счет которых обеспечиваются минимальные потери по сравнению с коаксиальным кабелем. Вся конструкция выполнена удобной для перемещения, поворота головки и ее размещения на пациенте.

Известно устройство адаптивной биорезонансной терапии [11], которое в числе наиболее значимых функциональных элементов имеет блок электродов, подключенный к коммутатору, блок сопряжения с ЭВМ, блок управления и регулировки резонансных характеристик, блок разделения и регистрации физиологических и патологических колебаний электромагнитного поля, блок хранения характеристик колебаний с биологически активных точек и биологически активных зон. Отличительной особенностью устройства по сравнению с описанными выше является возможность раздельного использования физиологических и патологических колебаний.

Общим недостатком описанных выше устройств [6-11] является их действие снаружи пациента и использование сигналов, которые слабо проникают внутрь. По этой причине затруднено воздействие на внутренние патологические области.

Для воздействия на внутренние области пациента используется рентгеновское излучение, но частота фотонов этого излучения далека от резонансных частот патологического материала. Это противоречие в последнее время устраняется использованием модулированного рентгеновского излучения.

Известна аппаратура лучевой терапии [12], включающая устройство ускорения для получения пучка заряженных частиц, отклоняющие и фокусирующие магниты для сканирования луча в плоскости, коллиматоры, электрод-мишень для генерации рентгеновских лучей. Получают пучки заряженных частиц либо рентгеновские лучи, которые модулируют по интенсивности при сканировании, чтобы управлять пространственным распределением дозы облучения. Объект облучения перемещают перпендикулярно плоскости сканирования для 3-мерной обработки,

Недостатком аппаратуры является отсутствие возможности точно реализовать биорезонансный режим.

Известно также устройство для фокусировки рентгеновского излучения [13], которое может быть использовано в медицине. Устройство содержит магнитоакустический модулятор в виде кварцевой трубки конической формы с внешней обмоткой, подключенной к высокочастотному генератору. Для фокусировки используется явление дифракции излучения. Возможно избирательное воздействие на патологические зоны и снижение дозовой нагрузки на пациента.

Недостатком устройства является отсутствие в настоящее время сведений о возможности его использования применительно к модулированному рентгеновскому излучению.

Известен способ получения мягкого рентгеновского излучения [14], с помощью которого повышенная интенсивность (повышенное количество фотонов в секунду) при заданном токе электронного луча рентгеновской трубки достигается за счет дополнительного облучения анода-мишени трубки лазерным излучением. Такое комбинированное воздействие на мишень способствует более эффективному удалению электронов с рабочей электронной оболочки атомов мишени и повышению интенсивности рентгеновского излучения. Применительно к модулированному рентгеновскому излучению данный способ не изучен, что является его недостатком.

Известно устройство радиационной терапии для облучения субъекта [15], наиболее близкое к заявленному и взятое за прототип, содержащее источник рентгеновского излучения с электронной пушкой и мишенью, резонатор, установленный по ходу электронного луча и соединенный с источником микроволнового сигнала, допускающем перестройку частоты, средство пространственного сканирования луча в плоскости, средство детектирования прошедшего через субъект излучения, средство регистрации частоты.

Применение этого устройства радиационной терапии включает облучение патологического материала промодулированным по интенсивности рентгеновским лучом, детектирование прошедшего излучения, предварительное сканирование по частоте микроволнового модулирующего сигнала, определение резонаннсной частоты этого сигнала по уменьшению интенсивности прошедшего излучения, регистрацию этой частоты и выбор ее в качестве модулирующей частоты при последующей основной обработке патологического материала.

Патологический материал может состоять из злокачественных клеток или их частей, из вирусов или их частей, из макромолекул.

Возможность регистрации резонансной частоты и настройки режима облучения на биорезонанс в прототипе объясняется нелинейным взаимодействием модулированного рентгеновского излучения с патологическим участком, в результате которого выделяется сигнал с резонансной частотой, равной разностной частоте соседних спектральных составляющих.

Недостатком прототипа является невозможность достижения режима, обеспечивающего более эффективное взаимодействие излучения с патологическим участком при настройке на биорезонанс. Объясняется это тем, что устройство прототипа работает в режиме, при котором обусловленный выбранным видом модуляции спектр частот похож на спектр при модуляции меандром или прямоугольными импульсами, который, как будет показано ниже, не является оптимальным с точки зрения эффективности резонансного взаимодействия.

Техническим результатом заявленного устройства является более полное устранение патологии в облучаемом материале за счет повышения эффективности резонансного воздействия рентгеновского облучения на патологический материал. Последнее определяет основной полезный терапевтический эффект при использовании биорезонансной терапии в медицине.

Технический результат достигается тем, что в заявленном устройстве, содержащим источник рентгеновского излучения с электронной пушкой, мишенью и источником электрического потенциала катода электронной пушки, резонатор, установленный по ходу электронного луча и соединенный с источником микроволнового сигнала, допускающем перестройку частоты, средство детектирования прошедшего через патологический материал излучения, средство регистрации частоты, согласно изобретению введен проводник, соединяющий резонатор с мишенью, резонатор имеет форму тороида с зазором для пропускания электронного луча, а расстояние между зазором резонатора и мишенью выбирают из условия

1,3>Uвхπfd/ν0|Uр|>1,1,

в котором Uвх - амплитуда микроволнового сигнала в зазоре резонатора,

f - частота микроволнового сигнала,

d - расстояние между зазором и мишенью,

ν0 - скорость электронов,

Up - потенциал катода относительно резонатора.

Кроме того, указанный технический результат достигается тем, что источник электрического потенциала катода электронной пушки имеет регулятор этого потенциала.

По сравнению с прототипом в предложенном устройстве взаимодействие электронного потока с полем резонатора происходит только в зазоре тороидального резонатора, как в обычном пролетном клистроне. После такого взаимодействия при дальнейшем движении электронов по инерции происходит их группировка, которая хорошо изучена теоретически и экспериментально применительно к пролетному клистрону. В настоящем техническом решении использовано то свойство сгруппированного потока, что его ток может быть представлен в поперечном сечении в виде суммы большого количества временных гармоник (гармоник в зависимости от времени) по отношению к частоте источника микроволнового сигнала. При таком представлении тока оказывается возможным выбрать режим работы устройства и внести конструктивные изменения в устройство прототипа, при которых при заданной общей мощности электронного потока создаются оптимальные условия для получения наиболее интенсивного поля резонансной частоты в облучаемой зоне, от которого зависит результирующий полезный эффект резонансного воздействия.

Функциональная схема предлагаемого устройства показана на фиг.1. В целом устройство представляет собой комбинацию конструктивных элементов рентгеновской трубки и пролетного клистрона в едином корпусе 1. Катод 2 и ускоряющий электрод 3 являются основными элементами электронной пушки, создающей постоянный по плотности электронный поток 4. На пути этого потока расположен клистронный резонатор 5, имеющий зазор 6 для пропускания электронного потока и его модуляции по скорости. Модуляция создается за счет напряжения микроволновой частоты Uвх, возникающего в зазоре 6 под влиянием сигнала, подаваемого на входной разъем 7 резонатора. Электромагнитное поле в резонаторе возбуждается через кабель петлей 8, а его резонансная частота может изменяться как в клистроне элементом механической или электронной перестройки, не показанном на чертеже. Через трубку дрейфа 9 модулированный электронный поток 10 попадает на конусную мишень 11, приводимую во вращение мотором 12. Через окно 13 поступает модулированное рентгеновское излучение 14, ограниченное коллиматором 15. После зазора 6 электронный поток движется по инерции в отсутствии ускоряющего поля, что обеспечивается проводниками 16, 17 и 18. Последние могут быть выполнены в виде элементов механической конструкции. Потенциал катода относительно резонатора задается источником 19 с регулятором 20. Средство детектирования 22 прошедшего через патологический материал 21 излучения располагается за этим материалом по ходу рентгеновского луча 14, а средство регистрации частоты 23 функционально связано с источником микроволнового сигнала 24.

Основными элементами рентгеновской трубки являются мишень 11, мотор 12, окно выхода излучения 13 и коллиматор 15. Основные элементы клистрона - резонатор 5 с зазором 6 и трубка дрейфа 9. Электронная пушка общая для всех элементов.

Для объяснения работы предложенного устройства необходимо привести некоторые количественные оценки эффекта взаимодействия модулированного рентгеновского излучения с нелинейной средой, которые к настоящему времени отсутствуют в литературе, а также воспользоваться некоторыми известными результатами теории пролетного клистрона.

Нелинейные свойства живой ткани по отношению к воздействию электромагнитного излучения мало изучены, можно указать только на модели в виде системы нелинейных уравнений, которые не имеют прямого отношения к рассматриваемой задаче [16]. Особенностью терапевтического воздействия на живой организм является щадящий характер этого воздействия, не более 10 мкВт/см2, об этом говорилось при описании аналога [7]. Последнее означает, что возникающие нелинейные процессы достаточно слабые и имеет место небольшое отличие от линейной зависимости плотности тока J через участки организма от напряженности электрического поля Е. Иначе говоря, имеет место небольшое отличие от закона Ома для проводящей среды. На фиг.2. показаны выбранные для приведенной ниже теоретической оценки нелинейных эффектов зависимости, которые хорошо аппроксимируются гиперболическими синусом и тангенсом. Синус относится к случаю более резкой зависимости тока от напряженности поля по сравнения с линейной, тангенс - более слабой зависимости. Для линейной зависимости J=σE проводимость σ взята равной 1 в системе СИ, что по порядку величины близко к реальности, но не имеет принципиального значения для полученных выводов.

Модуляция электронного потока по скорости в зазоре резонатора приводит к тому, что плотность электронного тока, поступающего на мишень, представляет собой периодическую в зависимости от времени t функцию с периодом, равным периоду Т гармонического сигнала, подаваемого на входной разъем 7 резонатора. Периодической по интенсивности получается и напряженность поля E(t) рентгеновского излучения. Как периодическая функция E(t) представляет собой набор временных гармоник с одинаковым расстоянием между соседними гармониками в шкале частот, именно эта функция подвергается нелинейному преобразованию в ток при воздействии излучения на патологический материал.

Приведенный ниже расчет базируется на учете волновых свойств фотонов рентгеновского излучения, имеющих массу покоя, равную нулю. Полученные результаты на языке квантовой механики относятся к статистике распределения фотонов во времени и пространстве, что соответствует признанному дуализму свойств фотонов.

Ниже приведен пример вычисления амплитуды резонансной гармоники тока для случая, когда нелинейному преобразованию, представленному на фиг.2, подвергается сигнал (напряженность поля), состоящий из 5 гармоник с варьируемыми амплитудами Cn, где n - номер гармоники с 10-го по 14-ый.

E(t)=(C10sin(2π10t)+C11sin(2π11t)+C12sin(2π12t)+C13sin(2π-13t)+C14sin(2π14t)/5

В этом выражении для простоты частота на входе резонатора t взята равной 1, что не принципиально. Можно, например, считать эту частоту равной 1 Ггц при времени t в наносекундах. Деление на 5 - общее число гармоник - введено для учета области задания аргумента нелинейной функции.

Для выделения сигнала резонансной частоты полученный после нелинейного преобразования ток следует представить в виде ряда Фурье по косинусам и синусам гармоник, вещественные амплитуды которых Rk и Sk могут быть положительными или отрицательными и определяются по известным формулам

где k - номер гармоники тока, возникающего в облучаемом патологическом материале a f=1/T=1. Для нашего случая при расчете интенсивности только резонансной гармоники надо полагать k=1. Функция F(t) имеет различный вид в зависимости от вида нелинейности

F(t)=sh[E(t)], либо F(t)=ch[E(t)].

В представленной таблице приведена амплитуда S1 резонансной частоты (столбец 8) для пяти гармоник поля, амплитуды которых последовательно показаны в столбцах 3-7 для гармоник с 10-ю по 14-ю. Косинусоидальная амплитуда R1 для сигнала, представляемого суммой синусоид, равна нулю. В каждой строчке амплитуды Cn выбраны так, чтобы суммарная относительная мощность поля (сумма квадратов амплитуд) была равна 5. Строчки 1 и 2 соответствуют равным амплитудам, строчки 3-6 - равным только по модулю. В строчках 7-12 имеются две выделяющиеся по интенсивности амплитуды при различных значениях остальных. Случай одной большой амплитуды приведен в строчках 13 и 14. Наконец, строчки 15 и 16 показывают очевидное отсутствие тока резонансной частоты, если имеется только одна гармоника.

Строки 17 и 18 относятся к модуляции меандром, которая в качестве примера приводится в прототипе [15].

Таблица.
Расчет относительной интенсивности сигнала разностной частоты соседних спектральных линий для пяти гармоник
Вид нелинейности Амплитуды гармоник Амплитуда разностной частоты
2 3 4 5 6 7 8
1 sh 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1,90Е-03
2 th 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 4,66Е-04
3 sh 1.000 1.000 -1.000 1.000 1.000 -1,08Е-04
4 th 1.000 1.000 -1.000 1.000 1.000 5,89Е-04
5 sh 1.000 1.000 -1.000 -1.000 1.000 -2,16Е-04
6 th 1.000 1.000 -1.000 -1.000 1.000 1,41Е-04
7 sh 1.224 1.224 1.000 0,707 0.707 1,53Е-03
8 th 1.224 1.224 1.000 0,707 0.707 3,58Е-04
9 sh 1.414 1.414 0.548 0.548 0.632 1,16Е-03
10 th 1.414 1.414 0.548 0.548 0.632 -2,56Е-04
11 sh 1.414 1.414 0.548 0.548 -0.632 2,38Е-04
12 th 1.414 1.414 0.548 0.548 -0.632 -1,03Е-03
13 sh 2.145 0.316 0.316 0.316 0.316 1,42Е-04
14 th 2.145 0.316 0.316 0.316 0.316 -3,04Е-04
15 sh 0 0 2.24 0 0 0
16 th 0 0 2.24 0 0 0
17 sh 0.400 0.660 1.950 0.660 0.400 2.40Е-5
18 th 0.400 0.660 1.9502 0.660 0.400 3.59Е-6

На основании подобных расчетов был сделан вывод, что оптимальным полем, дающим максимальную интенсивность резонансной гармоники при заданной мощности облучения, независимо от вида нелинейности является такое поле, которое представляется возможно большим числом гармоник с одинаковыми амплитудами. Разница в интенсивности гармоник или их несинфазность приводит к снижению интенсивности тока резонансной частоты по сравнению со случаем одинаковых по интенсивности и синфазных амплитуд.

Для создания одинаковых по амплитуде гармоник облучающего поля надо иметь электронный ток, воздействующий на мишень, в виде суммы синфазных гармоник одинаковой интенсивности. Для получения такого тока почти идеально подходит резонатор пролетного клистрона, установленный на пути электронного луча в предложенном устройстве. Основанием для такого вывода служит известное в теории пролетного клистрона выражение для тока сгруппированного потока электронов в виде суммы гармоник, каждая из которых имеет вид [17]

In=2I0Jn(nX).

где - In - амплитуда гармоники тока с номером n, I0 - сила тока немодулированного потока, Jn - функция Бесселя n-го порядка, Х - так называемый параметр группировки:

в котором (см. фиг.1) Uвх - напряжение в зазоре резонатора, Up - постоянное напряжение (или потенциал), подаваемые на катод электронной пушки относительно резонатора, d - расстояние между зазором резонатора и мишенью. f - частота сигнала в зазоре резонатора, ν0 - скорость электронов в немодулированном потоке.

На фиг.3 представлены расчеты по приведенным формулам амплитуд гармоник тока In в зависимости от параметра группировки X. Видна область значений параметра группировки, в которой амплитуды гармоник тока наиболее близки по интенсивности и синфазны. В терминах приведенных выше обозначений эта область приблизительно описывается соотношением

1,3>Uвхπfd/ν0|Uр|>1,1.

Чтобы в рентгеновской трубке создать режим для электронного потока, который соответствует режиму приведенного соотношения для клистрона, нужно дополнительно ввести проводник, соединяющий резонатор с мишенью. Тогда создаются условия движения электронов, промодулированных в зазоре по скорости, по инерции, как в пролетном клистроне. На фиг.1 это проводник 16.

Из приведенного соотношения и фиг.3 видно также, что амплитуды гармоник можно изменять и этим самым подбирать наиболее оптимальный режим, если варьировать либо интенсивность микроволнового сигнала в зазоре Uвх, либо потенциал катода относительно резонатора Up.Наиболее удобно делать последнее с помощью регулятора этого потенциала 20 на фиг.1.

На фиг.4 показан пример расчета зависимости расстояния d между зазором резонатора и мишенью от потенциала катода при заданных значениях величин, определяющих режим модуляции электронного потока. Видно, что изготовление предложенного устройства возможно при вполне разумных значениях геометрических размеров, мощности подаваемого на коаксиальный вход резонатора микроволнового сигнала и потенциала катода. Эти значения соответствуют реализуемым режимам как рентгеновской трубки, так и пролетного клистрона.

Применение предложенного устройства реализуют в следующей последовательности. Сначала, как и для устройства прототипа, проводят предварительное облучение патологического материала промодулированным по интенсивности рентгеновским лучом и детектирование прошедшего излучения при сканировании по частоте микроволнового модулирующего сигнала. Регистрируют резонансную частоту этого сигнала по уменьшению интенсивности прошедшего излучения. Эту частоту выбирают в качестве модулирующей частоты для последующей основной обработки патологического материала. В отличие от прототипа при основной обработке производится дополнительная настройка на минимум прошедшего излучения изменением потенциала, подаваемого на катод электронной пушки относительно резонатора, с помощью регулятора. Воздействие промодулированного рентгеновского излучения оказывается по сравнению с прототипом более эффективным за счет резонатора иного типа, обеспечивающего близкую к оптимальной модуляцию, создания в предложенном устройстве электрического поля и выбора конструктивных размеров, которые способствуют такой модуляции, Дополнительная подстройка реализуется регулятором.

Заявленное изобретение позволяет более полно устранять патологию в облучаемом материале по сравнению с прототипом, что подтверждается количественной оценкой. Сравнение строк 1-2 со строками 17-18 приведенной выше таблицы показывает возрастание эффективности воздействия за счет введенных конструктивных элементов. По сравнению с упоминаемой в прототипе модуляцией меандром поле резонансной частоты в патологическом материале при одинаковом потоке излучения возрастает в десятки раз, а мощность этого поля, определяющая энергетический эффект воздействия на патологический материал и полезный терапевтический эффект, - в сотни раз. В прототипе речь идет не только о меандре, а о модуляции импульсами, близкими к прямоугольным. Приведенную оценку поэтому следует считать предельно достижимой, но полезность введенных конструктивных элементов следует считать доказанной, а получаемый эффект резонансного воздействия существенным.

На языке временных зависимостей полученный эффект можно объяснить тем, что форма импульсов электронного тока в пролетном клистроне резко отличается от прямоугольной и более богата гармониками [18].

Для наглядного представления о введенных конструктивных элементах в предлагаемом устройстве по сравнению с прототипом в приложении 1 показана часть устройства прототипа, дающая модулированное рентгеновское излучение, с перечнем конструктивных элементов. Номера позиций, использованные в прототипе, относится только к этому приложению.

Работоспособность предложенного устройства следует считать доказанной по следующим причинам.

- Возможность полезного воздействия модулированного на резонансной частоте рентгеновского излучения на внутренние патологические участки пациента показана в прототипе, в том числе практически (экспериментально).

- Возможность создания рентгеновской трубки общеизвестна.

- Оптимальное соотношение амплитуд гармоник тока электронов показано теоретически на основе известных математических соотношений (адекватной математической модели).

- Возможность создания пролетного клистрона с параметрами электронного потока, являющимися оптимальными для эффективного использования в предложенном устройстве, показана в литературе теоретически, подтверждена экспериментально многими вариантами серийно выпускаемых клистронов и подтверждена примером расчета (Фиг.4). Синфазные амплитуды гармоник с близкими интенсивностями создаются в клистроне в режиме умножения частоты.

На основе изложенного можно заключить, что есть много доводов для эффективного использования предложенного устройство в качестве прибора биорезонансной терапии. Планируется изготовление заявленного устройства на производственной базе известной фирмы (ОАО «Светлана», г.Санкт-Петербург). Применение его в медицине в качестве устройства биорезонансной терапии возможно после испытаний экспериментального образца биологами и медиками по соответствующим методикам.

Использованные источники информации

1. Физический энциклопедический словарь, том 1, Гос. научное издательство «Советская энциклопедия». М., стр.192-193.

2. Биофизика. Учебное пособие для мед. вузов. /Ю.А.Владимиров, А.И.Деев, Д.И.Рощупкин и др./ - М.: Медицина, 1983 г.

3. С.П.Коноплев Методические рекомендации по электромагнитной терапии. - М.: НПП «ЭЛИС» 1998 г.

4. А.В.Самохин, Ю.В.Готовский. Электропунктурная диагностика и терапия по методу Р.Фолля. - М.: "ИМЕДИС" 1995.

5. Патент РФ №2185138, кл. А61Н 39/00, 2000.07.06.

6. Патент РФ №2141304, кл. А61Н 39/00, 1996.09.25.

7. Патент РФ №2134598, кл. A61N 5/00, 1997.09.29.

8. Патент РФ №2163823. кл. A61N 5/02,. 1999.12.14.

9. Патент РФ №2172189, кл. A61N 5/02,. 1998.04.15.

10. Патент Японии №2008200091, кл. A61N 5/10,. 2007.02.16.

11. Патент РФ №2070406, кл. А61Н 39/00, 1995.04.17.

12. Патент США №4726046, кл. A61N 5/10, 1985.11.05.

13. Патент РФ №2201631, кл. G21K 1/06, 2000.09,01.

14. Патент РФ №2282318, кл. H05G 2/00, 2005.04.01.

15. Патент РФ №2091093, кл. A61N 5/10, 1991.04.26 (прототип).

16. Рощупкин Д.И., Артюхов В.Г. Основы фотобиофизики. Воронеж, издание Воронежского госуниверситета, 1997.

17. Ворона В.А. Радиопередающие устройства. Основы теории и расчета. Учебное пособие для вузов. - М.: Горячая линия - Телеком, 2007, стр.174.

18. Лебедев И.В. Техника и приборы сверхвысоких частот. Том 2, «Энергия», М. - Л., 1964, с.237.

1. Устройство рентгеновского облучения патологического материала, содержащее источник рентгеновского излучения с электронной пушкой, мишенью и источником электрического потенциала катода электронной пушки, резонатор, установленный по ходу электронного луча и соединенный с источником микроволнового сигнала, допускающим перестройку частоты, средство детектирования прошедшего через патологический материал излучения, средство регистрации частоты, отличающееся тем, что введен проводник, соединяющий резонатор с мишенью, резонатор имеет форму тороида с зазором для пропускания электронного луча, а расстояние между зазором резонатора и мишенью выбирают из условия
1,3>Uвхπfd/ν0|Uр|>1,1,
где Uвх - амплитуда микроволнового сигнала в зазоре резонатора;
f - частота микроволнового сигнала;
d - расстояние между зазором и мишенью;
ν0 - скорость электронов;
Up - потенциал катода электронной пушки относительно резонатора.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что источник электрического потенциала катода электронной пушки имеет регулятор этого потенциала.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к компьютерной томографии. .

Изобретение относится к рентгеновской оптике, а именно к технике управления рентгеновским излучением с использованием рентгеновских монохроматоров, и может найти применение в рентгеновском структурном анализе при исследовании кристаллических структур, в том числе в технике рентгеновской спектрометрии, рентгеновской дифрактометрии, рентгеновской топографии и др.
Изобретение относится к медицине, точнее к радиологии, и может найти применение в лучевой терапии онкологических больных. .

Изобретение относится к области преобразования энергии. .

Изобретение относится к области ядерной физики, в частности к устройствам доставки низкоэнергетических нейтронов от источников нейтронов до объектов исследований или экспериментальных установок.

Изобретение относится к отражательной рентгеновской оптике, а более конкретно, к технологии изготовления рентгенооптических осесимметричных фокусирующих элементов.

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к устройствам для получения терапевтических и диагностических пучков тепловых и промежуточных нейтронов различной геометрической конфигурации, спектрального состава и интенсивности, применяемых при нейтронной терапии злокачественных опухолей человека и животных на одном источнике нейтронов без его реконструкции.

Изобретение относится к области физики пучков заряженных частиц и ускорительной технике и может быть использовано для создания полого квазитрубчатого пучка тяжелых ионов высокой энергии, вращающегося вокруг продольной оси с высокой частотой.

Изобретение относится к области рентгенографии. .

Изобретение относится к циклотронной технике и может быть использовано для инжекции заряженных частиц в циклотрон. .
Изобретение относится к медицине, а именно к онкологии, и может быть использовано для лечения рака прямой кишки с синхронными отдаленными метастазами. .
Изобретение относится к медицине, онкологии, в частности к способам органосохраняющего лечения больных ранними стадиями рака молочной железы. .
Изобретение относится к медицине, а именно к онкологии, и предназначено для комбинированного лечения местнораспространенного рака прямой кишки. .
Изобретение относится к медицине, а именно к онкологии, и может быть использовано для лечения местнораспространенного рака молочной железы с опухолевыми изъязвлениями кожи.
Изобретение относится к медицине, онкологии, и может быть использовано для комбинированного лечения больных со злокачественными опухолями кожи век. .
Изобретение относится к области медицины, в частности к онкологии, и может быть использовано при лучевой терапии местнораспространенных форм рака молочной железы T2-4N1-3M 0-1 с неблагоприятными прогностическими признаками.

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к устройствам для лучевой терапии злокачественных опухолей быстрыми нейтронами. .

Изобретение относится к медицине и может быть использовано при лечении пациентов с глиомой головного мозга. .
Изобретение относится к медицине, а именно к онкологии, и может быть использовано для лечения рецидивов рака яичников. .
Наверх