Способ уменьшения негативного влияния сотового телефона на человека
Владельцы патента RU 2569726:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники" (ТУСУР) (RU)
Изобретение относится к медицине. Конкретно - к способу уменьшения негативного влияния сотового телефона на человека. Сущность изобретения состоит в том, что в способе уменьшения негативного влияния сотового телефона на человека во время разговора по телефону осуществляют воздействие на соприкасающуюся с ним ушную раковину фликкер-шумовым магнитным полем, максимальную индукцию которого в области ушной раковины выбирают в пределах 2-5 мкТл, фликкер-шумовое магнитное поле формируют плоской многослойной индуктивной катушкой, расположенной в сотовом телефоне со стороны, прикладываемой к ушной раковине, и при вызове абонента или ответе на его звонок индуктивную катушку подключают к расположенному в сотовом телефоне генератору фликкер-шумового тока, рабочие частоты которого выбирают в диапазоне 0,005-100 Гц. Технический эффект состоит в уменьшении негативного влияния сотового телефона на человека по отношению к известным способам-аналогам. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.
Изобретение относится к медицине. Конкретно - к способу уменьшения негативного влияния сотового телефона на человека.
Известен «Способ защиты человека от воздействия электромагнитного поля, излучаемого сотовым телефоном» [Пат. РФ №2381042, кл. A61N 1/16, G12B 17/02. Опубл. 10.02.2010]. Способ защиты человека состоит в том, что используют металлическую маску фехтовальщика, в которой выполняют отверстия для глаз и рта, размещают ее на голове говорящего по сотовому телефону, затем присоединяют к маске гибкий электрический провод, который, в свою очередь, соединяют с системой заземления в помещениях с электроаппаратурой и электроустановками, в которых ведутся переговоры. Считается, что маска, соединенная с системой заземления, находится под нулевым электрическим потенциалом. Но это не так.
Заземляющим устройством называется совокупность металлического заземлителя, находящегося в соприкосновении с землей, и проводников, соединяющих заземляемые части различных устройств с заземлителем. На границе заземлителя с землей (водной средой) образуется двойной электрический слой (ДЭС), являющийся сверхнизкочастотным генератором электрических и акустических колебаний [Активированные жидкости, электромагнитные поля и фликкер-шум. Их применение в медицине и сельском хозяйстве: Моногр. / О.А. Пасько, А.В. Семенов, Г.В. Смирнов, Д.Г. Смирнов. - Томск: Томск, гос. ун-т систем упр. и радиоэлектроники, 2007. - С. 152-153]. Верхние частоты электрических колебаний на границе заземлителя с влажной землей не превышают нескольких десятков герц. ДЭС является нелинейным объектом и выступает в качестве детектора, смесителя и модулятора. На заземляемых частях устройств имеется шумовая разность потенциалов. Одновременно на заземляемые части устройств, в том числе на маску фехтовальщика, воздействуют и акустические колебания ДЭС. Спектральный состав шума определяется материалом заземлителя, влажностью земли, химическим составом водной среды, температурой земли и заземлителя и другими факторами. Заземленную маску также можно рассматривать как антенну, нелинейная нагрузка которой изменяется во времени стохастически (заметим, что любая антенна переизлучает часть падающей на нее мощности, в том числе и помех естественного и искусственного происхождения). Маска фехтовальщика, подсоединенная к заземляющему устройству, является концевой частью антенны и поэтому не может защищать человека от отрицательного влияния сотового телефона.
Известен «Способ формирования стимулирующего воздействия» [Пат. РФ №2053803, кл. A61N 1/00, 2/00, 5/00. Опубл. 10.02.1996]. Способ используют для лечения и реабилитации больных с помощью различных физических факторов, в частности переменного магнитного поля (МП), содержащего фликкер-шумовую составляющую. Фликкер-шум (ФШ) также называют 1/f-шумом, где f - частота. Устройство, формирующее переменное МП, содержит источник низкочастотного ФШ сигнала, усилитель этих сигналов и переносной аппарат «Полюс 101», используемый для низкочастотной терапии. Аппарат «Полюс 101» включает маломощные генераторы синусоидальных колебаний с рабочими частотами 700 и 1000 Гц, мультиплексор, электронное реле, усилитель мощности, две индуктивные катушки, два светодиодных индикатора и два конденсатора, соединенных последовательно с индуктивными катушками и образующих два последовательных резонансных контура, настроенных на частоты 700 и 1000 Гц. Светодиодные индикаторы, подключенные к катушкам, начинают светиться при заданной величине магнитной индукции, превышающей 25 мТл. В спектрах токов, протекающих по катушкам, ФШ составляющая составляет незначительную часть. МП, излучаемое этим устройством, можно использовать для уменьшения негативного влияния сотового телефона на человека. Однако эффективность влияния на человека этого МП будет несущественной, поскольку спектр частот МП не оптимален для этих целей. Величина магнитной индукции этого устройства является необоснованно завышенной. Заметим, что величина индукции самой мощной магнитной бури не превышает 0,5 мкТл.
Известно «Устройство для уменьшения влияния негативного воздействия от сотового телефона на человека» [Пат. РФ №2186585, кл. A61N 1/16. Опубл. 10.08.2002]. Устройство содержит прямоугольную подложку, выполненную из пористой намагниченной резины, наверху которой размещен первый прямоугольный аппликатор, выполненный из ленты пермаллоя. На нижней стороне подложки размещен второй прямоугольный аппликатор, выполненный из листа меди. Все три элемента объединяют в единую конструкцию в виде усеченной прямоугольной пирамиды, большим основанием которой служит первый аппликатор, при этом подложка размещена в общей конструкции таким образом, что N-полюс ее магнита направлен в сторону первого аппликатора. В середине собранной конструкции вырезана правильная многолучевая звезда, число лучей которой выбирают не менее пяти и не более девяти. Общая толщина устройства не превышает 4 мм. Устройство одним аппликатором прижимается к ушной раковине, другим - к сотовому телефону (аппликатор, от лат. applico - прикладываю, прижимаю). Недостатком такого устройства является неудобство его использования. В повседневной жизни это устройство не применяется.
Известно «Устройство для защиты головы человека от воздействия физических полей» [Пат. РФ №2012963, кл. H01Q 17/00. Опубл. 15.05.1994]. Устройство выполнено в виде надеваемого на голову человека обруча, выполненного из электропроводящей ленты, перфорированной по всей длине, толщина которой равна 0,1-0,6 мм, ширина 10-30 мм. Элемент фиксации ленты на голове человек выполнен с возможностью сцепления концов ленты при наложении их внахлест. Каждое перфорационное отверстие выполнено Е-образным и расположено поперек ленты. Элемент фиксации представляет собой ребра с язычковыми выступами, обрамляющие перфорационные отверстия. Недостатком устройства является то, что оно защищает голову от СВЧ электромагнитных полей только под обручем и частично от антропогенных низкочастотных МП, составляющие магнитных векторов которых направлены вдоль оси обруча. Использовать такой обруч для уменьшения негативного влияния сотового телефона на человека нецелесообразно.
Известно «Средство для защиты от электромагнитного излучения» [Пат. РФ №2214841, кл. A61N 1/16, H01Q 17/00. Опубл. 27.10.2001]. Средство (устройство) выполнено в виде кольца, надеваемого на голову или другую часть тела человека. Средство образовано вязаным полотном, выполненным из гибкого многожильного провода с изоляционным покрытием, и свернуто в кольцо, при этом начало и конец провода гальванически соединены между собой. Величина просвета между рядами петель полотна не превышает 6 мм. Ширина полотна находится в пределах 6-10 см. Средство предназначено для защиты частей тела от электромагнитных низкочастотных излучений. Для защиты головы человека от излучения сотового телефона не используется.
На наклейках типа «Антирадиант на сотовые телефоны» (www.kzb.ru/antiradiant.html), которые якобы нейтрализуют их вредные излучения, останавливаться не будем. Это - непрофессиональный обман покупателей.
Имеются способы уменьшения негативного влияния сотового телефона, находящегося в кармане одежды или в футляре, при помощи защитного экрана, располагаемого между телефоном и телом человека, например, при помощи «Защитного экрана для снижения уровня микроволнового излучения сотовых телефонов» [Пат. РФ №128790 U1, кл. H1Q 17/00. Опубл. 27.05.2013]. Защитный экран состоит из параллельных слоев материалов, включая поглотитель (согласующий слой), выполненный из материала на основе связующего и содержащий поглотитель электромагнитных волн, отражатель электромагнитных волн и защитно-декоративное покрытие. Поглотитель выполнен из материала на основе связующего, содержащего смесь порошка микроволновых ферритов и углеродных наноструктур с массовым соотношением приблизительно 9:1 в суммарном количестве 48-52 мас.%, а отражатель - из неметаллического материала на основе связующего, содержащего углеродные наноструктуры в количестве 10-15 мас.%. Защитный экран располагается между телефоном и телом человека. При этом отражатель располагается ближе к телу человека, а более толстый согласующий слой - ближе к сотовому телефону. Защитный экран позволяет снизить уровень излучения сотового телефона не более чем в два раза. Его целесообразно использовать только в режиме ожидания вызова абонента.
Проведенные патентные исследования показали, что в настоящее время отсутствуют эффективные способы уменьшения отрицательного влияния сотового телефона на человека.
Задача, на решение которой направлен предлагаемый способ, - уменьшение негативного влияния сотового телефона на человека.
В результате проведенных экспериментальных исследований, которые описаны ниже, выяснилось, что решение поставленной задачи достигается тем, что во время разговора по телефону осуществляют воздействие на соприкасающуюся с ним ушную раковину ФШ МП, максимальную индукцию которого в области ушной раковины выбирают в пределах 2-5 мкТл, ФШ МП формируют плоской многослойной индуктивной катушкой, расположенной в сотовом телефоне со стороны, прикладываемой к ушной раковине, и при вызове абонента или ответе на звонок абонента катушку подключают к размещенному в сотовом телефоне генератору ФШ тока. Рабочие частоты генератора ФШ тока выбирают в диапазоне 0,005-100 Гц. В частном случае в исходном ФШ спектре сотового телефона исключают частоты, которыми может быть промодулирована несущая частота базовой станции, например для телефонов стандарта GSM - 2 и 8,35 Гц, и исключают первую и вторую гармоники МП промышленной частоты, в частности 50 и 100 Гц. В частном случае в режиме ожидания вызова абонента рядом с сотовым телефоном, находящимся в кармане одежды, или рядом с сотовым телефоном, находящимся в чехле и подвешенным при помощи отрезка ленты с петлей на ремешок или другую часть одежды, помещают плоский защитный экран, содержащий прилегающие друг к другу слои поглотителя и отражателя электромагнитного излучения и два внешних защитно-декоративных слоя, при этом слой отражателя располагают ближе к телу человека, чем слой поглотителя.
Нами исследовалось влияние МП, образованного на основе ФШ сигнала, на электроэнцефалограмму человека во время ожидания звонка от абонента и в период вызова этого человека абонентом при отключенном звонке. Также исследовалось влияние на электроэнцефалограмму человека во время ожидания звонка от абонента и в период вызова человека абонентом (без звонка) в отсутствии ФШ МП. ФШ сигнал формировался на компьютере при помощи определенной программы. Для исследования использовался ФШ, составляющие спектра которого были обратно пропорциональны частоте. В исследованиях участвовали 10 добровольцев в возрасте от 19 до 25 лет (семь мужчин и три женщины).
Эксперименты проводили в двух соседних комнатах трехкомнатного помещения. В этих двух комнатах находились два электроэнцефалографа Мицар-ЭЭГ 03/35-201, установленные на напольные штативы, два персональных компьютера (ПК) и два специальных напольных штатива Т-образной формы, позволяющие менять высоту верхней горизонтальной части, выполненной из металлической трубки, и передвигать эту трубку вдоль ее продольной оси. На одном конце трубки находился захватывающий узел, охватывающий соединенные вместе сотовый телефон и индуктивную катушку. Напольные штативы позволяли оптимально подводить сотовые телефоны с индуктивными катушками к правым ушным раковинам испытуемых, которые сидели в удобных креслах. Базы данных двух ПК были объединены при помощи двухпроводного кабеля, проходящего из одной комнаты в другую. Электроэнцефолографы были соединены со своими ПК отрезками двухпроводных кабелей, оканчивающихся соответствующими кабельными частями разъемов. Информационные каналы электроэнцефалографов были соединены с сигнальными входами ПК. Напряжения питания на ПБС поступали с системных блоков ПК (с портов USB).
Перед исследованием добровольцев во всех комнатах помещения отключались приборы, питаемые от сети переменного напряжения 220 В, кроме участвующих в эксперименте. Измеряли значение магнитной индукции на частоте 50 Гц. Во всех случаях перед началом эксперимента оно не превышала 0,2 мкТл.
Добровольцы использовали шапочки с электродами, в которых электроды размещались по системе «10-20». С электродами шапочек были гальванически соединены начала 19 изолированных проводов, концы которых оканчивались штырями, вставляемые в соответствующие гнезда, размещенные на лицевой стороне электроэнцефалографа.
Электроэнцефалографы имели следующие основные технические характеристики:
| Число каналов. | 19 ЭЭГ |
| Полоса пропускания | 0,53-35 Гц |
| Входное сопротивление | Более 200 МОм |
| Уровень внутренних шумов | Менее 0,25 мкВ |
| Входной диапазон | 5000 мкВ |
| АЦП | 16 бит |
| Частота дискретизации | 500 Гц |
| Интерфейс | USB |
| Питание | От порта USB |
Функциональная схема устройства для создания ФШ МП в области сотового телефона изображена на фиг. 1, на которой обозначено:
1 - генератор ФШ тока;
2 - источник питания генератора тока;
3 - гнездовая часть разъема генератора ФШ тока;
4 - первый отрезок двухпроводного кабеля;
5 - кабельная часть разъема первого отрезка двухпроводного кабеля;
6 - двухполюсный переключатель;
7 и 8 - первая и вторая индуктивные катушки;
9 и 10 - второй и третий отрезки двухпроводного кабеля.
Устройства и узлы 1-6 и частично 9 и 10 находились в третьей комнате, индуктивные катушки 7 и 8 и части второго и третьего отрезков двухпроводного кабеля 9 и 10 - в первой и второй комнатах.
Индуктивные катушки были изготовлены из тонкого изолированного провода, который пропускали в полиэтиленовую трубку, свернутую в кольцо. К концам катушек припаивали первые концы отрезков двухпроводных кабелей 9 и 10, идущих в третью комнату к двухполюсному переключателю 6. Концы полиэтиленовых трубок и первые концы второго и третьего отрезков двухпроводных кабелей 9 и 10 располагались в защитных устройствах, состоящих из двух жестко соединяемых деталей, в которых имелись канавки для зажимаемых концов полиэтиленовой трубки и первых концов отрезков двухпроводных кабелей 9 и 10. В исходном состоянии катушки были гибкими и имели форму петли. Катушки надевали на более длинные торцевые части сотовых телефонов и приматывали к этим частям липкой лентой. В экспериментах использовали сотовые телефоны стандарта GSM-900.
В качестве индикатора воздействия излучения сотового телефона использовали функциональное состояние мозга человека по флуктуационным характеристикам его электрической активности, отражаемой в показателях электроэнцефалограммы (ЭЭГ).
Эксперимент для каждой пары добровольцев продолжался 27 мин. В течение полугода каждая пара провела три исследования (серию испытаний). Периодически на четвертой, восьмой, двенадцатой, шестнадцатой, двадцатой и двадцать четвертой минутах обоим испытуемым в течение одной минуты посылались телефонные вызовы без включения звонка. Первому испытуемому с четырнадцатой по двадцать седьмую минуту на индуктивную катушку подавали ФШ ток (для создания ФШ МП). У второго испытуемого ФШ ток на индуктивную катушку подавали с первой по четырнадцатую минуты. На двадцать седьмой минуте эксперимент завершали. Переключение тока в катушках осуществляли двухполюсным (двухканальным) переключателем 6 (фиг. 1).
Результаты всех испытаний фиксировались в общей базе данных обоих ПК в виде временных рядов амплитудных потенциалов ЭГГ. В процессе анализа экспериментальных данных на основе Фурье-преобразования рассчитывали максимальные значения напряжений флуктуации сигналов в минутные интервалы в диапазонах частот: 2-4 Гц, 4-8 Гц и 8-3 Гц по всем 19 каналам ЭГГ для каждого испытуемого. По этим данным были составлены таблицы и построены гистограммы. Заметим, что анализ сигналов в диапазоне частот 2-13 Гц важен в информационном плане по влиянию различных физических факторов на мозг человека.
На фиг. 2 (а, б), 3 (а, б) и 4 (а, б) приведены распределения в относительных единицах (А, отн. ед.) максимальных значений флуктуации в параметрах ЭГГ двух испытуемых (мужчины и женщины) для диапазонов частот 2-4 Гц, 4-8 Гц и 8-13 Гц - усредненные данные для серии экспериментов.
Анализ пяти серий экспериментов выявил следующие закономерности. При воздействии сотового телефона на человека в первые 13,5 минут на первых минутах после минутного вызова испытуемого без воздействия ФШ МП наблюдалось значительное увеличение максимального уровня флуктуации. Приблизительно через минуту эти изменения начинали возвращаться к исходному уровню. Этот эффект проявлялся во всех экспериментальных сериях в трех выбранных для исследования диапазонах частот (фиг. 2, 3 и 4). После включения ФШ МП в большинстве случаев наблюдалось уменьшение максимального уровня флуктуации в первые минуты после вызова испытуемого без звонка. Средние данные по результатам пяти серий экспериментов дали такие результаты. Без использования ФШ МП увеличение максимального уровня флуктуации после минутного вызова испытуемого составило в диапазоне 2-4 Гц - 21%, в диапазоне 4-8 Гц - 17% и в диапазоне 8-13 Гц - 7,5%. При подаче ФШ тока в индуктивную катушку уменьшение максимального уровня флуктуации после вызова испытуемого достигало 66,5% в диапазоне 2-4 Гц, 55,5% - в диапазоне 4-8 Гц и 55% - в диапазоне 8-13 Гц.
На основании проведенных исследований можно утверждать, что ФШ МП блокирует увеличение уровня излучаемой мощности сотовых телефонов стандарта GSM-900 у абонента при его вызове и его разговоре по телефону.
Таким образом, технический эффект предлагаемого способа - уменьшение негативного влияния сотового телефона на человека - не вызывает сомнения.
1. Способ уменьшения негативного влияния сотового телефона на человека, заключающийся в том, что во время разговора по телефону осуществляют воздействие на соприкасающуюся с ним ушную раковину фликкер-шумовым магнитным полем, которое формируют плоской многослойной катушкой, размещенной в сотовом телефоне со стороны, прикладываемой к ушной раковине, и при вызове абонента или ответе на его звонок катушку подключают к расположенному в сотовом телефоне генератору фликкер-шумового тока, рабочие частоты которого выбирают в диапазоне 0,005-100 Гц.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в исходном спектре генератора фликкер-шумового тока исключают частоты, которыми может быть промодулирована несущая частота базовой станции, например для телефонов стандарта GSM - 2 и 8,35 Гц, и исключают первую и вторую гармоники напряжения электрических сетей промышленной частоты.
3. Способ по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что в режиме ожидания вызова абонента рядом с сотовым телефоном, находящимся в кармане одежды, или рядом с сотовым телефоном, находящимся в чехле и подвешенным при помощи отрезка ленточки с петлей на ремешок или другую часть одежды, помещают плоский защитный экран, содержащий прилегающие друг к другу слои поглотителя и отражателя электромагнитного излучения и два внешних защитно-декоративных слоя, при этом слой отражателя располагают ближе к телу человека, чем слой поглотителя.
