Анотація до роботи:

Шафіг С. І. Аль-Сінджлаві. Фізіотерапевтичні пристрої на основі випромінювачів стохастичних електромагнітних хвиль радіочастотного діапазону. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.11.17 – медичні прилади і системи. Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут». Київ, 2004.

Дисертація присвячена дослідженню та розробці фізіотерапевтичних пристроїв на основі випромінювачів стохастичних електромагнітних хвиль радіочастотного діапазону. Особливістю розробки приладів цього діапазону є те, що біологічні об'єкти, що вміщують значну кількість води, є нелінійними системами, тому взємозв'язок між характеристиками сигналу, що ефективно впливає на біооб'єкти, досить складний. Тому для одержання ефективного впливу на такі об'єкти необхідно установити закономірності, що зв’язують характеристики зовнішнього впливу та отримуваний ефект. У роботі проведене дослідження частотних, дозових, амплітудних та інших характеристик електромагнітних хвиль, що спричинюють найсильніший вплив на біологічні об'єкти. Визначені сполучення параметрів рекомендовані для реалізації у розроблюваних фізіотерапевтичних пристроях. Виявлено, що модуляція регулярного несівного сигналу шумовим зменшує розкид реакцій біологічних об'єктів. Розглянуто дві принципово різні схеми, які відрізняються способом генерації випадкового сигналу, що модулює несівний сигнал. У першому способі використовується генератор псевдовипадкової двійкової послідовності, у другому – генератор детермінованого хаосу. Особливу увагу приділено розробці генератора детермінованого хаосу, що являє собою просту детерміновану систему, яка має настільки складне динамічне поводження, що воно практично не відрізняється від шуму. У роботі проведені моделювання і розрахунок такого генератора. Розроблений автономний терапевтичний прилад пройшов клінічні випробування у опіковому центрі обласної кліничної лікарні №1 м. Києва.

Основні результати роботи такі.

1. Визначено основні електричні характеристики біологічних систем, що входять до складу організму людини, при цьому встановлено, що під впливом електромагнітного випромінювання радіочастотного діапазону відбувається конформаційна перебудова просторової конфігурації макромолекул білка, яка залежить від структури білка та від його взаємодії з молекулами води, що призводить до зміни його фізико-хімічних властивостей; встановлено також, що електричні характеристики розчинів білків залежать як від вагової частки води (концентрації) у розчині, так само і від властивостей білків утворювати міцели у водних розчинах.

2. Проведеними дослідженнями впливу низькочастотних та радіочастотних електромагнітних випромінювань на модельні системи живого организму встановлено:

швидкість фізіологічних процесів та їхня ефективність при дії електромагнітних полів не перевищує контроль (неопромінені зразки) більш ніж у 2,7 разів, і не може бути меншою від нього у 8 разів;

залежність інтенсивності опромінення від тривалості опромінення для отримання екстремальної біологічної активності організму має гіперболічний характер (UT=const), що притаманно іншим зовнішнім впливам;

збільшення частоти зовнішнього електромагнітного поля призводить до лінійного збільшення тривалості опромінення, за якої досягаються екстремальні результати;

при багатократній дії електромагнітного поля нетеплової інтенсивності існує оптимальний інтервал часу між послідовними опромінюваннями (2,5 години).

3. Проведені експериментальні дослідження сумісного впливу кількох фізичних факторів на модельні системи живого организму і показано, що сумісна одночасна дія на біологічний об’єкт електромагнітного поля радіочастотного діапазону та акустичного впромінювання або сталого поля електрета призводить до синергетичного еффекту лише за деяких визначених параметрів цих дій: частота електромагнітного поля 90-100 кГц, амплітуда не більше 10 В, інтенсивність ультразвукового впливу (f=840 кГц) не більше 1,2 Вт/см². При інших значеннях параметрів спостерігається придушення біологичної активності опромінюваних об’єктів.

4. Розроблені фізіотерапевтичні пристрої на основі випромінювачів стохастичних електромагнітних хвиль, які забезпечують отримання заданих характеристик факторів впливу, що ефективно діють на модельні системи живого організму за двома способами створення стохастичного сигналу: за допомогою псевдовипадкової двійкової послідовності та методом детермінованого хаосу, рекомендовані для застосування у фізіотерапевтичній апаратурі. Проведені дослідження, моделювання та розробка ГС для модуляції несівного сигналу.

Визначено умови, що забезпечують стохастичність для схем:
а) з тепловою інерційністю лавинно-пролітного діода;
б) релаксаційного генератора з інерційним нелінійним активним елементом (газорозрядний прилад, напівпровідниковий прилад), час спрацювання якого співпадає зі сталою часу схеми;
в) релаксаційного генератора, з додатковим нелінійним елементом у схемі включення активного елемента;

Створено мініатюрний автономний прилад з малим енергоспоживанням, який можна застосовувати як у медичних закладах стаціонарного типу, так і самим пацієнтом у домашніх умовах, а також у польових умовах.

5. Реалізовані фізіотерапевтичні пристрої пройшли клінічні випробування і використовуються у технологічному процесі лікування опіків та післяопікових рубців. (Опіковий центр обласної кліничної лікарні №1 м. Києва).

6. На основі приладу для медичних потреб розроблено пристрій для обробки великих об’ємів культуральної рідини – активатор мікроорганізмів, який апробовано у спиртовій та пивоварній промисловостях.

Публікації автора:

1. Лошицкий П.П., Николов Н.А., Аль Синджлави Ш. Электрические характеристики некоторых водных растворов белков // Электроника и связь. – 1998. – №4 – часть І. – С.134-138. – запропоновано ідею роботи, проведені експериментальні роботи по вимірюванню параметрів розчинів, проведено статистичну обробку результатів;

2. Лошицкий П.П., Аль Синджлави Ш. Автогенератор шумовых колебаний// Электроника и связь. – 1999. – т. 2. – №6. – С.18-20. – проведені відповідні розрахунки, зібрано схему, досліджені вихідні характеристики пристрою, проведена статистична обробка результатів;

3. Лошицкий П.П., Николов Н.А., Аль Синджлави Ш. Устройства для регулирования активности биологических объектов// Электроника и связь. – 2000. – т.1. – №8. – С.48-51. - проведено експериментальні дослідження, виготовлено експериментальні зразки пристроїв для регулювання активності біологічних об’єктів;

4. Аль Синджлави Ш., Николов Н.А. Выбор параметров аппаратуры, использующей низкочастотные электромагнитные поля нетепловой интенсивности// Электроника и связь. - 2000. – т.1. – №8. – С.131-133. - запропоновано ідею роботи, розроблено методику досліджень, проведено експериментальні дослідження ;

5. Лошицкий П.П., Николов Н.А., Аль Синжлави Ш. Сложные колебания простых систем с S-образной вольтамперной характеристикой// Радиоэлектроника и информатика.-2004.- №3.-С.33-37- розроблено методику досліджень, проведено експериментальні дослідження.