Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Исследование особенностей поглощения энергии ультравысокочастотного электрического поля в биологических объектах

ВАК РФ 03.00.01, Радиобиология

Автореферат диссертации по теме "Исследование особенностей поглощения энергии ультравысокочастотного электрического поля в биологических объектах"

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ им. М.В. ЛОМОНОСОВА

На правах рукописи

Перов Сергей Юрьевич

ИССЛЕДОВАНИЕ ОСОБЕННОСТЕЙ ПОГЛОЩЕНИЯ ЭНЕРГИИ УЛЬТРАВЫСОКОЧАСТОТНОГО ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ В БИОЛОГИЧЕСКИХ

ОБЪЕКТАХ

03.00.01 - радиобиология

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Москва - 2005

Работа выполнена в лаборатории радиационной биофизики кафедры биофизики Биологического факультета Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова

Научный руководитель:

доктор биологических наук, профессор

Кудряшов Юрий Борисович

Официальные оппоненты:

доктор биологических наук профессор

Дедов Вячеслав Иванович

доктор биологических наук, профессор

Пелевина Ирина Ивановна

Ведущая организация:

ГУП Научно-исследовательский институт новых медицинских технологий Минздравсоцразвития РФ

диссертационного совета Д. 501.001.65 в Московском государственном университете им. М.В. Ломоносова по адресу: 119899, Москва, Воробьевы горы, МГУ, Биологический факультет.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Биологического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова.

Автореферат разослан «_»_2005 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

доктор биологических наук,

Защита состоится «_»

2005 г. в 15 ч 30 мин на заседании

профессор

Колье

3

Общая характеристика работы

Актуальность темы. Электрические и электромагнитные поля широко используются в различных сферах современной техногенной деятельности человека, что явилось причиной изучения их влияния на биологические объекты различных уровней организации. В результате многочисленных исследований доказано, что воздействие электрических и электромагнитных полей может рызывать как неблагоприятные, так и положительные биологические эффекты. В связи с этим в настоящее время в биологическом действии электрических и электромагнитных полей различают два аспекта -эколого-гигиенический, направленный на разработку стандартов безопасности, и клинический, заключающийся в их применении в терапии.

Биологическое действие электрических полей (ЭП) ультравысокой частоты (УВЧ) исследовано наиболее полно, в связи с чем они получили широкое распространение в медицине, преимущественно в качестве УВЧ терапии и гипертермии. Основной принцип воздействия ЭП УВЧ заключается в облучении биологического объекта на выделенных для этих целей определенных частотах. В результате облучения энергия ЭП УВЧ выделяется в биологическом объекте в виде тепла, количество которого и, следовательно, эффект воздействия зависит от величины поглощенной в объекте энергии поля или дозы (Н.Р. Schwan, 1965; В.Г. Ясногородский, 1987; D. Ruch, 1992; Г.Н. Пономаренко, М Г. Воробьев, 2005).

Вместё с накоплением большого фактического материала по биологическому действию ЭП УВЧ как в экспериментальных медико-биологических исследованиях, так и в клинической практике, до настоящего времени отсутствуют корректные количественные способы определения поглощенной энергии ЭП УВЧ, которая характеризует величину дозы. Невозможность количественной оценки дозы ЭП УВЧ значительно затрудняет исследование процессов поглощения энергии в биологическом объекте, которые определяют дальнейший характер и направленность ответных биологических реакций организма. Последнее является существенным препятствием для направленного применения ЭП УВЧ в экспериментальных биологических исследованиях и практической медицине. Установление корреляции между количеством поглощенной энергии

ЮС. НАЦИОНАЛЬНАЯ

• НАЦИОНАЛЬНАЯ

библиотека

СПетеявушО ЭЛ

ЭП УВЧ и величиной биологической реакции является сложной проблемой, которая связана с определенными особенностями этого процесса и может быть решена с привлечением комплексных подходов как теоретического, так и экспериментального характера

В последнее время наибольшее распространение получили теоретические подходы, основой которых является решение уравнений Максвелла для различных аппроксимационных физических моделей исследуемого биологического объекта и последующее вычисление величины поглощенной энергии ЭП (К.Х. Дерни, 1980; A.W. Guy, 1987; M.Л. Рудаков, 1998; O.P. Gandhi, 2002). Однако теоретические оценки, в основном, ориентированы на определение структуры распределения поглощенной энергии ЭП в статической физической модели и не позволяют непосредственно определять величину поглощенной дозы в реальном биологическом объекте и характер ее изменения в процессе облучения.

Экспериментальное определение величины поглощенной энергии ЭП УВЧ в биологическом объекте заключается в использовании измерительных (приборных) средств (G. Koenig, 1969; JI.A. Скурихина, О.В. Шерешевский, 1973; А.Р. Ливенсон 1981; О.Г. Олейник с соавт., 2003). Измерения энергетических параметров, используемых для облучения аппаратов (выходная мощность УВЧ генератора или величина тока в системе облучения), обладают большими, по сравнению с теоретическими возможностями Однако они также не позволяют получать реальные величины поглощенной энергии ЭП УВЧ в биологическом объекте. Это связано с тем, что выходная мощность генератора или величина тока в системе облучения не являются эквивалентными поглощаемой биологическим объектом энергии ЭП. Таким образом, отсутствие измерительных средств работающих в режиме реального времени не позволяет установить четкую корреляцию между величиной энергии ЭП УВЧ, поглощенной биологическим объектом, и ответной реакцией организма.

В экспериментальных медико-биологических исследованиях и клинической практике для определения величины поглощенной энергии ЭП УВЧ используется оценка по биологическим эффектам, регистрируемым в процессе воздействия. В этих же целях на уровне целого организма исследуется, например, выживаемость животных, их терморегуляторное поведение, латентный период рефлекса, реакции со стороны нейроэндокринной системы (H.H. Малов, 1936; А.И.

Москалюк, 1949; Е. Schliephake, 1980; E.R. Adair, D.R. Black, 2003). В условиях in vitro в этих целях оценивается резистентность мембран эритроцитов, скорость деления опухолевых клеток в культуре или рост микроорганизмов (А Checcucci et al., 1985: Y Hamnerius et al., 1985; S.F. Cleary et al., 1996). В лечебной практике для определения величины дозы при УВЧ терапии используются субъективные ощущения человеком чувства тепла в области воздействия ЭП (Л.А. Скурихина, 1985; W. Rentsch, 1985). Но, если даже и не принимать во внимание неизбежный субъективизм такого способа, общность в критериях оценки поглощенной энергии ЭП УВЧ отсутствует. Так, в отечественной физиотерапии различают три дозы (Л.А. Скурихина, 1985), тогда как в зарубежной практике чаше всего используется принцип 4-х доз (W. Rentsch, 1985). Подобная неоднозначность является свидетельством того, что принцип определения величины поглощенной энергии ЭП УВЧ по тепловым ощущениям человека создает значительные трудности, как при сравнении, так и в процессе воспроизведения рекомендуемых доз. Кроме того, подобный принцип совершенно неприемлем для проводимых на лабораторных животных экспериментов по исследованию биологического действия ЭП УВЧ.

Сложность в дозиметрии ЭП УВЧ связана с особенностями емкостного способа облучения, когда подлежащий воздействию биологический объект располагается между конденсаторными пластинами вторичного контура УВЧ генератора. Помещение биологического объекта между конденсаторными пластинами приводит к возрастанию напряженности ЭП на краях пластин по сравнению с центром. В результате этого, при непосредственном контакте конденсаторных пластин с объектом в нем возникают области повышенного нагрева, что может явиться причиной теплового повреждения поверхностных тканей. Во избежание этих явлений между поверхностью каждой из конденсаторных пластин вторичного контура и биологическим объектом предусматриваются воздушные зазоры (Л.А. Скурихина, 1985; W. Rentsch, 1985; Г.Н. Пономаренко, М.Г. Воробьев, 2005). Следует отметить, что влияние наличия воздушных зазоров и их размеров на характер поглощения энергии ЭП УВЧ исследовано недостаточно, и их роль рассматривается исключительно с позиций равномерности распределения энергии поля в самом биологическом объекте, а не величины поглощенной дозы (А.Р. Ливенсон 1981; В.Г. Ясногородский, 1987; D. Ruch, 1992). Вместе с тем, совершенно не принимается во внимание

комбинированное влияние электрических параметров биологического объекта и размеров воздушных зазоров на характер поглощения энергии ЭП УВЧ в облучаемом объекте.

Таким образом, поглощение энергии ЭП УВЧ в биологических объектах обладает рядом особенностей, которые связаны как со спецификой самих объектов, так и с условиями облучения, которые осложнены значительными трудностями, а иногда и невозможностью непосредственного определения необходимых параметров живого организма. Необходимо отметить, что большинство существующих в настоящее время исследований биологического действия ЭП УВЧ страдают отсутствием комплексного подхода к решаемой проблеме и не ориентированы на поиск более технологичной и объективной оценки поглощенной биологическим объектом энергии ЭП. Для решения этих задач необходимо объединение теоретических и экспериментальных подходов к установлению основных дозозависимых закономерностей развития биологических эффектов, что станет возможным благодаря исследованию особенностей поглощения в биологических объектах энергии ЭП УВЧ.

Цель и задачи исследования.

Целью исследований явилось изучение особенностей поглощения энергии ЭП УВЧ в биологических объектах.

В задачи исследований входило:

- изучить основные закономерности развития биологических эффектов в зависимости от величины поглощенной энергии ЭП УВЧ при емкостном варианте облучения;

- теоретически исследовать особенности поглощения энергии ЭП УВЧ в биологическом объекте в зависимости от электрических параметров объекта и его расположения между пластинами контура;

- разработать экспериментальную установку для определения величины поглощенной энергии ЭП УВЧ в биологическом объекте при емкостном варианте облучения;

- сопоставить характер теоретически обоснованных зависимостей поглощенной энергии ЭП УВЧ в биологическом объекте с экспериментально установленными;

- апробировать и количественно оценить выявленные зависимости поглощенной энергии ЭП УВЧ в экспериментах на биологических объектах в условиях in vitro и in vivo.

Научная новизна. В результате проведенных исследований были получены следующие новые данные:

- установлено, что при емкостном варианте облучения наличие и размеры воздушных зазоров между биологическим объектом и пластинами контура, определяют величину поглощенной в объекте энергии ЭП УВЧ;

- особенность поглощения энергии ЭП УВЧ в биологическом объекте характеризуется максимумом, величина которого определяется размерами воздушных зазоров и электрическими параметрами объекта;

- величина поглощенной энергии ЭП УВЧ в биологическом объекте без воздушных зазоров не имеет максимума и линейно зависит от электрических параметров самого объекта;

- изменение частоты ЭП при постоянстве размеров воздушных зазоров и электрических параметров биологического объекта смещает положение максимума поглощения в объекте энергии ЭП УВЧ;

- показана возможность определения величины поглощенной энергии ЭП УВЧ в биологическом объекте на основе измерения добротности контура.

Практическая значимость. Результаты исследований и разработанные подходы к определению величины поглощенной энергии ЭП УВЧ могут найти применение в области радиационной биофизики электромагнитных полей и излучений, физиотерапии, медицинской радиологии и онкологии. Полученные данные могут быть использованы как в лечебной практике, так и в целях гигиенического нормирования при разработке стандартов безопасности для человека. Теоретический анализ характера поглощения энергии ЭП УВЧ в биологических объектах и результаты экспериментальных исследований могут быть использованы при разработке более усовершенствованной аппаратуры для УВЧ физиотерапии и управляемой гипертермии при лечении в онкологии.

Положения, выносимые на защиту:

- наличие и размеры воздушных зазоров между биологическим объектом и пластинами контура, определяют характер и величину поглощенной в объекте энергии ЭП УВЧ;

- поглощение энергии ЭП УВЧ в биологическом объекте имеет максимум, величина которого зависит от размеров воздушных зазоров и электрической проводимости объекта;

- изменение частоты ЭП УВЧ при постоянстве размеров воздушных зазоров и электрической проводимости биологического объекта приводит к изменению максимальной величины поглощенной энергии ЭП;

- при неизменной частоте ЭП УВЧ и электрической проводимости биологического объекта величина поглощенной энергии ЭП зависит от размеров воздушных зазоров и изменяется от максимальных до минимальных значений;

- определения величины поглощенной энергии ЭП УВЧ в биологическом объекте на основе измерения добротности вторичного контура обладает достаточной чувствительностью и объективностью.

Апробация работы. Основные материалы диссертации докладывались и обсуждались на: IV съезде по радиационным исследованиям (Москва, 2001 г.), Третьей международной конференции «Электромагнитные поля и здоровье человека. Фундаментальные и прикладные исследования» (Москва, 2002 г.), III международном конгрессе «Слабые и сверхслабые поля и излучения в биологии и медицине» (Москва, 2003 г.), Международной конференции «Биотехнология - охране окружающей среды» (Москва, 2005 г.), научных семинарах лаборатории радиационной биофизики кафедры биофизики Биологического факультета Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова (2004, 2005 г.г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 9 работ.

Объем и структура диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, обзора литературы, результатов собственных исследований, обсуждения, заключения и выводов. Работа изложена на 125 страницах, содержит 15 рисунков и 11 таблиц в тексте. Список литературы насчитывает 132 источника.

Объекты и методы исследования

Выполнение теоретических исследований осуществлялось с помощью пакета прикладных программ Matbcad lia 1986-2002 Mathsofit Engineering&Edication, Inc. В вычислениях использовались величины электрических параметров биологических тканей, которые предоставлены сетевым ресурсом Федеральной комиссии по связи США (US Federal Communications Commission, 1996)

Измерение электрических параметров фантомных материалов на частоте 27,12 МГц проводилось с помощью высокочастотного измерителя полных проводимостей El 0-7. В измерениях использовалась коаксиальная ячейка, термостатируемая при помощи ультратермостата U-10. Калибровка ячейки осуществлялась по приготовленному из фиксанала 0,1 N раствору КС1.

В экспериментах использовалась кровь кроликов, полученная из краевой вены уха путем пункции. Обработанные гепарином пробы крови помещались в ЭП между конденсаторными пластинами контура УВЧ генератора Ultratherm 808i (Siemens, ФРГ) с частотой 27,12 МГц в непрерывном режиме генерации. Время облучения образцов составляло от 5 до 30 минут. После окончания экспозиции определялась резистентность мембран эритроцитов облученной крови по методу кислотных эритрограмм (И.А. Терсков, И.И. Гительзон; 1959). При анализе эритрограмм учитывались следующие параметры гемолитического процесса: общее время, латентный период и собственное время гемолиза.

В качестве подопытных животных для облучения использовались беспородные белые крысы-самцы массой 250-300 г. Животных в индивидуальных клетках помещали между конденсаторными пластинами ортогонально к вектору ЭП УВЧ. Клетки для облучения животных, конструкция которых обеспечивала пассивную вентиляцию во время экспозиции, были выполнены из радиопрозрачного материала. Облучение животных проводилось с использованием генератора Ultratherm 808 i (Siemens, ФРГ) с частотой 27,12 МГц в непрерывном режиме генерации. Экспозиция проводилась в фиксированное время суток, время облучения составляло от 5 до 120 мин. Температура «ядра» у животных измерялась in rectum с помощью медь-константанового термоэлектрического преобразователя в отсутствии ЭП. Забор периферической крови у животных осуществлялся через 1-2 мин после окончания экспозиции. Определение кортикостерона в плазме крови

(выполнялось в Эндокринологическом научном центре РАМН) проводилось на электрохемилюминесиентном анализаторе Elecsys 1010 (F Hoffmann-La Roche, Швейцария).

Статистическая обработка результатов экспериментальных исследований выполнялась с использованием базового математического ядра Microsoft Office Excel 2003.

Результаты и обсуждение

1 .Теоретическое исследование характера поглощения энергии ЭП УВЧ в биологических объектах

Величина выделенной энергии ЭП УВЧ в биологическом объекте определяется его электрическими свойствами и, в первую очередь, активной составляющей комплексной электрической проводимости, что позволяет рассматривать этот параметр в качестве основного при анализе процессов поглощения энергии поля (Н.Р. Schwan, 1965; C.B. Усиков, 1974; D. Ruch, 1992; В.И. Ермаков, 1995).

В связи с этим, на первом этапе исследований был проведен теоретический анализ электрических характеристик системы «конденсаторные пластины - воздушные зазоры - объект» в условиях присутствия между пластинами ЭП УВЧ. Рассматриваемая система, общий вид которой представлен на рис. 1а, образована конденсаторными пластинами, между которыми с воздушными

зазорами с сопротивлением R0 и емкостями С0 и С0 расположен

биологический объект, с сопротивлением Rj и емкостью С/. Анализируемая система в более упрощенном виде может быть представлена в виде двух конденсаторных пластин, между которыми, с общим воздушным зазором с сопротивлением R0, емкостью С0 =

С0 + С0, помещен объект, сопротивлением Я/ и емкостью С/.

Электрические параметры системы «конденсаторные пластины -воздушные зазоры - объект» в ЭП УВЧ могут быть представлены в виде эквивалентных электрических схем замещения. Эквивалентная схема системы на рис. 1 а может быть упрощена, как представлено на рис. 16, где R0 и Со - сопротивление и емкость воздушного зазора, а Ri и С; - сопротивление и емкость объекта.

Поскольку для воздушного зазора ^гж, то полная

проводимость \, эквивалентной схемы системы (рис I, б), выраженная через составляющие исходной схемы (рис.1, а), равна сумме реактивного сопротивления емкости Со и параллельного соединения сопротивления объекта и его емкости С¡, что, исходя из

электрической проводимости объекта п - — , може г быть представ' Л,

я с,

3&-

Я

.с

к

К

?

а)

б)

Рис. 1. Система «конденсаторные пластины - воздушные зазоры -объект» и ее эквивалентные электрические схемы с двумя (а) и одним (б) воздушными зазорами

лено в следующем виде

у - 1 _ С^с; | С>С0+^2С0С,(С0+Г,) (1) г, в? +со2(с„+су ' с,2 +йг(с0 +с,):

где су - круговая частота, а> = 2л/ и /- частота ЭП, у = V—Т

В выражении (1) первое слагаемое представляет активную О, составляющую полной эквивалентной проводимости, а второе -соответствует ее реактивной Вэ составляющей, т.е. К, - + /5Э, где

в =_°1<2)2с°2___ (2)

J е' + ^ссо + с,)2

В ^^Со+^СрС.ССо+С,) С.'+а^Со + С,)2

Из выражений (2) и (3) следует, что как активная С7,, так и реактивная Яэ составляющие полной эквивалентной проводимости системы «конденсаторные пластины - воздушные зазоры - объект», являются функциями электрической проводимости объекта

Характеристические кривые зависимости <7Э =/(С|), которые приведены на рис. 2, получены для трех частот 13,56; 27,12 и 40,68 МГц, исходя из электрических параметров (электрической проводимости и емкости С]) биологических тканей на этих частотах. Анализ кривых показывает, что предельные значения эквивалентной активной проводимости системы С7Э при С| —► 0 и С]—»оо стремятся к нулю, тогда как для промежуточных значений функция С, -/(йО проходит через максимум. Положение максимума

01 Макс определяется приравниванием первой производной к нулю

об,

и решением полученного таким образом уравнения (2) относительно Сь что дает:

С1макс=<и(С,+С0). (4)

Полученное выражение (4) определяет соотношение величин параметров С1 и С'0, при которых поглощение энергии ЭП УВЧ в системе «конденсаторные пластины - воздушные зазоры - объект» (при эквивалентной активной проводимости системы О,) достигает максимума.

При 6'| = С] макс эквивалентная активная проводимости системы (7, принимает максимальное значение:

С ----(5)

2 (С,+С0)

В соответствии с уравнением (4) при увеличении частоты ЭП положение накс смещается в сторону больших значений Сь а абсолютная величина С?э макс согласно выражению (5) линейно возрастает при малых (71; увеличивая тем самым крутизну левой части характеристических кривых (рис. 2). В области больших значений величина О, падает, характеристические кривые для всех частот в своей правой части становятся более пологими и максимального поглощения энергии ЭП здесь не наблюдается.

Анализ результатов полученных после решения уравнений, описывающих поведение активной в,, и реактивной в, составляющих У, системы «конденсаторные пластины - воздушные зазоры - объект» в ЭП УВЧ показал, что они являются функциями электрической проводимости ви расположенного между пластинами объекта. С использованием уравнения (2) и известных величин электрических параметров биологических тканей были построены характеристические кривые зависимости эквивалентной электрической проводимости всей системы С3 от электрической проводимости биологического объекта

Анализ кривых, полученных для трех выделенных для применения УВЧ частот (13,56; 27,12 и 40,68 МГц), которые приведены на рис. 2, показал, что при увеличении частоты ЭП положение максимума для эквивалентной электрической проводимости системы С/э смещается в сторону больших значений проводимости биологического объекта В области больших

значений проводимости биологического объекта С| величина

Рис. 2. Характеристические кривые зависимостей эквивалентной электрической проводимости системы GJ «конденсаторные пластины - воздушные зазоры - объект» от электрической проводимости объекта О/ на частотах 13,56; 27,12 и 40,68 МГц

эквивалентной проводимости системы С, падает и при этом кривые для всех трех частот становятся более пологими.

Дальнейший анализ показал, что наличие максимума для эквивалентной электрической проводимости системы Сэ связано с особенностью способа воздействия, а именно - с наличием воздушных зазоров между конденсаторными пластинами и биологическим объектом. Исследование влияния размеров воздушных зазоров в системе «конденсаторные пластины - воздушные зазоры - объект», приводящее изменению емкости С0, показало, что уменьшение величины зазора сдвигает максимум на кривой эквивалентной электрической проводимости системы С, в ту же сторону, что и увели-

23456789 10 II 12 электрическая проводимость объекта С,х 10См

Рис. 3. Характеристические кривые зависимостей эквивалентной электрической проводимости системы (Х, «конденсаторные пластины - воздушные зазоры - объект» от электрической проводимости объекта <7/ при различных значениях емкости воздушного объекта на частоте 27,12 МГц

чение частоты ЭП. Эту особенность демонстрируют представленные на рис. 3 зависимости, полученные для различных значений емкости воздушного зазора - от 10 пФ до 80 пФ - для всех трех частот - 13,56; 27,12 и 40,68 МГц.

Поскольку поглощение энергии ЭП УВЧ в системе «конденсаторные пластины - воздушные зазоры - объект» определяется ее эквивалентной электрической проводимостью то полученные зависимости могут быть распространены на эту ее характеристику. Таким образом, максимумы поглощения энергии ЭП УВЧ в системе «конденсаторные пластины - воздушные зазоры -объект» связаны с особенностью способа воздействия, а именно - с

наличием самих воздушных зазоров между конденсаторными пластинами и биологическим объектом В случае отсутствия воздушных зазоров максимумы поглощения энергии ЭП УВЧ в исследуемой системе не наблюдаются.

Вместе с этим, положение максимумов поглощения энергии ЭП в системе на одной частоте зависит как от собственной проводимости биологического объекта, так и размеров воздушных зазоров между его поверхностью и конденсаторными пластинами, причем при повышении частоты поглощение возрастает (рис. 2). Увеличение величины воздушных зазоров, сопровождающееся соответственным уменьшением емкости С0, повышает поглощение энергии ЭП в системе, причем оно характеризуется аналогичной направленностью, которая наблюдается при повышении частоты поля (рис. 2 и рис. 3).

Из проведенного теоретического анализа следуют важные практические следствия, заключающиеся в том, что при неизменной частоте путем вариации величины воздушного зазора между конденсаторными пластинами и объектом, можно получить как максимум, так и минимум поглощения энергии ЭП в биологическом объекте, причем эти изменения оказываются эквивалентными изменению частоты ЭП.

2. Разработка экспериментальной установки для определения величины поглощенной энергии ЭП УВЧ в биологических объектах

С учетом полученных теоретических обоснований была разработана и создана экспериментальная установка, предназначенная для определения величины поглощенной энергии ЭП УВЧ в биологических объектах. Анализ литературных источников показал, что наиболее перспективным методом является резонансный, когда в настроенный в резонанс контур вносится исследуемый объект (A.JI. Грохольский, 1966; К.С. Полулях, 1980; A.A. Потапов, 1994). Поскольку все биологические объекты обладают электрической проводимостью, то при этом амплитуда резонансной кривой контура из-за увеличения поглощения энергии ЭП в объекте падает по сравнению с кривой, когда между конденсаторными пластинами объект отсутствует. Снижение амплитуды резонансных кривых с биологическим объектом между пластинами является затуханием

б)

Рис. 4. Схема установки для определения поглощенной энергии электрического поля УВЧ (а) и временные характеристики процесса измерений удельной поглощенной мощности (б)

контура, а величина обратная ей - интегральный показатель процессов поглощения в контуре или добротность Q.

В соответствии с этим, в основу разработанной нами экспериментальной установки для определения поглощенной энергии ЭП УВЧ, схема которой приведена на рис. 4а, был положен принцип измерения добротности () вторичного контура. Измерительная часть установки состоит из УВЧ генератора и вторичного контура. Регистрирующая часть включает предварительный усилитель, фазовый детектор, цифровой датчик угла поворота ротора двигателя и

подключенного к компьютеру двухканального цифрового осциллографа. Измерительной контур, образованный катушкой с индуктивностью ¿ и переменным конденсатором емкостью С, которые обеспечивают резонанс на частоте 27,12 МГц, подключен к УВЧ генератору. Непосредственно к самому контуру при помощи фидеров подключены конденсаторные пластины, между которыми с воздушными зазорами расположен биологический объект.

Переменный конденсатор С имеет равномерную (прямоемкостную) шкалу емкости, а его ротор жестко связан с электродвигателем, который приводит его в равномерное вращение с 6

постоянной скоростью. Напряжение с измерительного контура через предварительный усилитель с высоким входным сопротивлением через фазовый детектор поступает на один из входов подключенного к компьютеру двухканального цифрового осциллографа. На другой вход осциллографа поступает сигнал с цифрового датчика угла поворота, соединенного с ротором электродвигателя. При вращении ротора прямоемкостного переменного конденсатора С двигателем напряжение на контуре изменяется, периодически проходя через максимум, амплитудное значение которого непрерывно измеряется и его максимальное значение в момент резонанса пропорционально добротности 0 контура. Интервал времени, регистрируемый датчиком угла поворота, между положением полностью выведенного ротора конденсатора С, соответствующего его минимальной величине, и положением максимума резонансной кривой контура пропорционален емкости биологического объекта.

Принцип измерений схематично представлен на рис. 46, где показаны резонансные кривые контура без (а) биологического объекта между конденсаторными пластинами и (б) - в его присутствии. Временнбе положение ротора конденсатора С, соответствующее величине его емкости в определенные моменты вращения, определяется при помощи цифрового датчика угла поворота. Изменение емкости конденсатора С при его вращении с постоянной скоростью электродвигателем приводит к отклонению частоты к

измерительного контура от резонансной и его расстройке, причем если емкость конденсатора линейно изменяется от минимального до максимального значения, то также линейно изменяется и величина напряжения на контуре. При постоянстве частоты УВЧ генератора и выходного напряжения величина максимальной амплитуды напряжения на контуре пропорциональна его добротности которая

определяется активными потерями в системе «конденсаторные пластины - воздушные зазоры - объект», т.е величиной поглощенной в нем энергии ЭП УВЧ. Помещение между конденсаторными пластинами биологического объекта, обладающего электрической проводимостью С, и емкостью Сь вызывает расстройку измерительного контура, его добротность снижается, что приводит к уменьшению амплитуды резонансной кривой напряжения на контуре, которая пропорциональна величине активных потерь в биологическом объекте за счет его электрической проводимости. Изменение величин индуктивности катушки £ и емкости С измерительного контура до требуемых значений позволяет адаптировать разработанную установку для использования на любой частоте ЭП, где возможно использование цепей с сосредоточенными постоянными.

С помощью разработанной нами установки была проведена проверка соответствия характера теоретически обоснованных зависимостей поглощенной энергии ЭП УВЧ в биологическом объекте с экспериментально установленными. Измерения осуществлялись путем помещения между конденсаторными пластинами измерительного контура тканеэквивалентных моделей (фантомов). В этих целях нами была разработана рецептура материала для фантомов, который состоял из метилцеллюлозы, водного раствора ЫаС1, мелкодисперсного алюминиевого порошка и эмульгатора Т\уееп 20.

Электрические параметры фантомных материалов подбирались, исходя из разработанной рецептуры, путем вариации компонентов и были эквивалентны по электрической проводимости и емкости соответствующим биологическим тканям (мышечной, жировой и т.д.) на частоте 27,12 МГц и контролировались с помощью измерителя полных проводимостей Е10-7. Выполненные в форме сферы фантомы помещались с воздушными зазорами между конденсаторными пластинами измерительного контура. Электрическая проводимость фантомов находилась в переделах от 0,01 до 0,1 См. Величина воздушных зазоров между фантомом и конденсаторными пластинами определялась с помощью электродного метода по 3. ЮжагесЫк. В качестве параметра, отражающего поглощенную фантомом энергию ЭП УВЧ, использовалась величина удельной поглощенной мощности в Вт/кг.

Результаты измерений с применением тканеэквивалентных фантомов и при фиксированной величине воздушных зазоров

Рис. 5. Теоретическая (сплошная) и экспериментальная (пунктир) кривые зависимостей величины удельной поглощенной мощности объектом (Вт/кг) от его электрической проводимости

между ними и конденсаторными пластинами измерительного контура, представленные на рис.5, показали хорошее соответствие с теоретически полученными.

Тканеэквивапентные фантомы с различными электрическими параметрами использовались для калибровки разработанной установки на частоте 27,12 МГц. Фантомы с электрической проводимостью от 0,01 до 0,1 См, изготовленные в соответствии с разработанной рецептурой, помещались между конденсаторными пластинами измерительного контура с воздушными зазорами 1,0; 2,0; 3,0; 4,0 и 4,5 см. Величины удельной поглощенной мощности измерялись при помощи разработанной нами экспериментальной установки. Полученные результаты представлены на рис. 6 в виде

70 60 50 40 добротность, <3

Рис. 6. Калибровочные графики удельной поглощенной мощности объекта (Вт/кг) от добротности (С?) контура при различных значениях воздушного зазора

семейства кривых, по которым, исходя из измеренных значений добротности контура £) и величин воздушного зазора между биологическим объектом и конденсаторными пластинами, можно определить величину удельной мощности поглощенной

биологическим объектом в Вт/кг. Выполненная проверка полученных в результате измерений калибровочных кривых с численными значениями с использованием уравнения (2) показала хорошее соответствие с экспериментальными величинами.

Таким образом, разработанная нами экспериментальная установка на основе измерения добротности вторичного контура позволяет определять величину энергии ЭП УВЧ, поглощенной непосредственно биологическим объектом при наличии воздушных зазоров между ним и конденсаторными пластинами.

З.Экспериментальные исследования зависимости биологических эффектов в условиях in vitro и in vivo от величины поглощенной энергии электрического поля УВЧ частотой 27,12 МГц

В исследованиях особенностей поглощения энергии ЭП УВЧ важное месте занимает апробация полученных результатов на биологических объектах в условиях как in vitro, так и in vivo, а также сопоставление зарегистрированных биологических эффектов с величиной поглощенной энергии.

Среди различных подходов к изучению эффектов действия ЭП УВЧ на клеточном уровне наибольшее распространение получили исследования выполненные на эритроцитах, в которых оценивалось состояние их мембран (S.F. Cleary et al., 1990; L.-M. Lin, S.F. Cleary, 1995). На уровне целого организма наиболее адекватной можно считать оценку реакции нейроэндокринной системы организма животного на воздействие ЭП УВЧ (S.M. Michaelson, 1986; JI.B. Походзей,1987). Исходно предполагалось, что результаты особенностей поглощения энергии ЭП УВЧ в биологических объектах, полученные в выполненных нами исследованиях, позволят провести непосредственную оценку искомых величин в режиме реального времени. Это поможет выявить корреляцию между регистрируемым биологическим эффектом и величиной поглощенной в объекте энергии ЭП УВЧ. В связи с этим, определение величины поглощенной энергии оценивалось по удельной поглощенной мощности и выполнялось с привлечением разработанных нами теоретических и экспериментальных подходов.

Результаты первой серии экспериментов, в которых проводилось облучение крови кроликов, представленных на рис. 7,

■ обшее время гемолиза □собственное время гемолиза влатентное время гемолиза

2,5 SP 10j0

удельная поглощенная мощность, Вт/кг

15,0

Рис. 7. Изменение стойкости мембран эритроцитов (время гемолиза, мин) в зависимости от величины удельной поглощенной мощности (Вт/кг) при облучении in vitro в электрическом поле УВЧ частотой 27,12 МГц

показали, что в процессе экспозиции на протяжении от 5 до 30 мин в ЭП УВЧ с увеличением величины удельной поглощенной мощности от 1 до 15 Вт/кг резистентность мембран эритроцитов снижалась, причем изменились все зарегистрированные параметры уменьшилось общее время, латентный период и собственное время гемолиза.

Все показатели гемолитического процесса характеризовались линейной зависимостью от количества поглощенной энергии, оцениваемой по величине удельной поглощенной мощности. Полученные результаты являются свидетельством адекватной оценки

Рис. 8. Зависимости между уровнем кортикостерона в плазме крови ^

крыс (нмоль/л), температурой «ядра» (°С) и величиной удельной поглощенной мощности (Вт/кг) электрического поля УВЧ частотой 27,12 МГц L

величины поглощенной энергии ЭП УВЧ в облучаемом объекте в условиях in vitro при использованных в экспериментах интенсивностях.

Во второй серии исследований, в которой проводилось облучение крыс, установлена линейная зависимость между временем пребывания животных в ЭП УВЧ, температурой in rectum и Содержанием кортикостерона в плазме крови. Соотношение этих трех параметров, когда ректальная температура крыс изменялась от 37,5 до 40 °С, а величина удельной поглощенной мощности от 6 до 15 Вт/кг, представлено на рис. 8 Полученные результаты не находятся в противоречии с полученными данными в других исследованиях, поскольку одним из элементов в развитии реакции организма на тепловой стресс является повышение концентрации в крови кортикостерона, обусловленное активацией эндокринной системы (J.R.S. Haies et al., 1994; К.П. Иванов, 2001).

Полученные результаты могут найти применение как при разработке аппаратуры, так и при обосновании биофизических принципов УВЧ терапии и управляемой гипертермии. При этом необходимо учитывать, что величина поглощенной энергии и, следовательно, интенсивность воздействия определяются не только выходной мощностью УВЧ генератора, но и величиной воздушных зазоров между конденсаторными пластинам^ и подвергаемым воздействию биологическим объектом.

Результаты исследований особенностей поглощения энергии ЭП УВЧ в биологических объектах могут быть использованы при разработке аппаратов для УВЧ терапии, в которых предусмотрена автоматическая (следящего типа) подстройка вторичного контура в резонанс. Техническая реализация результатов проведенных исследований особенностей поглощенной энергии ЭП может быть выполнена в виде приставки к любому аппарату для УВЧ терапии с системой автоматической подстройки контура пациента в резонанс без существенных изменений в его конструкции.

Выводы

1. Наличие воздушных зазоров между конденсаторными пластинами и облучаемым биологическим объектом и изменение их величины существенным образом влияет на величину поглощенной в самом объекте энергии ЭП УВЧ;

2. Особенность поглощения энергии ЭП УВЧ в облучаемом биологическом объекте характеризуется максимальным значением,

величина которого зависит от размеров воздушных зазоров и электрических параметров самого объекта;

3. Изменение частоты ЭП УВЧ при постоянных размерах воздушных зазоров и электрической проводимости биологического объекта приводит к изменению максимальной величины поглощенной энергии;

4 При постоянных размерах воздушных зазоров величина поглощенной энергии ЭП УВЧ характеризуется максимальным значением, величина которого зависит от частоты ЭП и электрических параметров самого биологического объекта;

5. Определение величины поглощенной энергии ЭП УВЧ частотой 27,12 МГц в биологическом объекте на основе измерения добротности вторичного контура обладает достаточной чувствительностью и объективностью.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1. Кудряшов Ю.Б., Перов С.Ю. Математическое моделирование при дозиметрии электромагнитных полей УВЧ диапазона // IV съезд по радиационным исследованиям (радиобиология, радиоэкология, радиационная безопасность) / Тезисы докладов. - М., 2001 - T.III. - С.790.

2. Кудряшов Ю.Б., Перов С.Ю. Особенности дозиметрии электрических полей при УВЧ-терапии (27,12 МГц) // Электромагнитные поля и здоровье человека. Фундаментальные и прикладные исследования / Материалы Третьей Международной конференции. - М., 2002. - С. 138-139.

3. Кудряшов Ю.Б., Перов С.Ю. Дозиметрия при ультравысокочастотной терапии как способ снижения непреднамеренного облучения электромагнитными полями // III Международный конгресс «Слабые и сверхслабые поля и излучения в биологии и медицине» / Тезисы докладов. - СПб., 2003. - С.87-88.

4. Кудряшов Ю.Б., Перов С.Ю. Анализ характеристических кривых поглощения энергии электрического поля УВЧ в биологических объектах в зависимости от их электрических параметров // Медицинская физика. - 2005. - № 3. - С.69-75.

5. Перов С.Ю. Метод определения поглощенной энергии электрического поля при УВЧ терапии // Вестник новых медицинских технологий - 2005. - Т. 12, № 3-4. - С.33-35.

6. Перов С. Ю. Резонансный метод определения величины удельной поглощенной мощности при УВЧ терапии // Прикладные информационные аспекты медицины. - 2005. - Т.8., № 1-2. -С.23-28.

7. Кудряшов Ю.Б., Перов С.Ю. Кортикостерон плазмы крови как показатель величины поглощенной энергии электрического поля УВЧ 27,12 МГц // Биотехнология - охране окружающей среды / Труды Московского общества испытателей природы. - 2005. -С.11-12.

8. Кудряшов Ю.Б., Перов С.Ю. Исследование зависимости между поглощенной энергией электрического поля УВЧ 27,12 МГц и ответными биологическими реакциями в условиях in vitro и in vivo // Прикладные информационные аспекты медицины. - 2005. - Т.8., № 1-2. - С.59-64.

9. Кудряшов Ю.Б., Перов С.Ю. Селективное поглощения энергии электрического поля при УВЧ терапии: анализ и критика // Медицинская физика. - 2005. - № 4. - С.60-63.

Подписано в печать -23.11.05. Тираж - 80 экз.

Усл.-печ.-л.-1,75 Формат 60x84 1/16

Заказ - 6Ц5

127944, Москва, ул. Образцова, 15 Типография МИИТа

»20946

РНБ Русский фонд

2006-4 18891

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Перов, Сергей Юрьевич

I. Введение.

И. Обзор литературы.

1. Особенности поглощения энергии электрического поля УВЧ в биологических объектах.

1.1. Общие физические характеристики электрических полей УВЧ.

1.2. Механизмы поглощения энергии электрического поля УВЧ в биологических объектах.

1.2.1. Основные закономерности поглощения энергии электрического поля УВЧ в биологических объектах.

1.2.2. Молекулярные механизмы поглощения энергии электрического поля УВЧ в биологических объектах.

2. Биологические эффекты при воздействии электрического поля УВЧ.

2.1. Особенности зависимости биологических эффектов от величины поглощенной энергии.

2.2. Селективность поглощения энергии электрического поля УВЧ в тканях.

3. Основные принципы определения поглощения энергии электрического поля УВЧ в биологических объектах.

3.1. Теоретические методы определения поглощения энергии электрического поля УВЧ в биологических объектах.

3.1.1. Аналитические и численные методы.

3.2. Экспериментальные методы определения поглощения энергии электрического поля УВЧ в биологических объектах.

3.2.1. Определение с использованием измерительных средств.

3.2.1.1. Измерения во вторичном контуре.

3.2.1.2. Использование тканеэквивалентных моделей (фантомов).

3.2.2. Определение по биологическим реакциям, регистрируемым у животных и человека.

3.2.2.1. Выживаемость животных. 3.2.2.2. Интенсивность индуцированной биолюминесценции.

3.2.2.3. Физиологические реакции.

Цель и задачи исследования.

III. Объекты и методы исследований.

1. Объекты исследований и условия облучения.

2. Методы исследований и исследуемые показатели.

IV. Результаты и обсуждение.

1. Теоретический анализ поглощения энергии электрического поля УВЧ в биологических объектах.

1.1. Математическая оценка характера поглощения энергии электрического поля УВЧ в биологическом

8 объекте.

1.2. Характеристические кривые поглощения энергии электрического поля УВЧ в биологических объектах в зависимости от их электрических параметров и величины воздушного зазора.

1.3. Анализ характеристических кривых поглощения энергии электрического поля в биологических объектах в зависимости от их электрических параметров.

1.4. Анализ и оценка возможности селективного поглощения энергии электрического поля УВЧ в биологических объектах.

2. Разработка экспериментальной установки для определения поглощенной энергии электрического поля УВЧ в биологических объектах.

2.1. Резонансный метод определения поглощенной энергии электрического поля УВЧ в биологических объектах на основе измерения добротности.

2.2. Состав, конструктивное исполнение и работа устройства для определения величины поглощенной энергии электрического поля УВЧ в биологических объектах.

2.3. Апробация метода определения поглощенной энергии электрического поля УВЧ с использованием тканеэквивалентных моделей и анализ полученных результатов.

3. Экспериментальные исследования зависимости биологических эффектов в условиях in vitro и in

Ч vivo от величины поглощенной энергии электрического поля УВЧ частотой 27,12 МГц.

3.1. Изменение резистентности мембран эритроцитов в условиях in vitro в зависимости от величины поглощенной энергии электрического поля УВЧ.

3.2. Зависимость между уровнем кортикостерона плазмы крови животных и величиной поглощенной энергии ф электрического поля УВЧ.

3.3. Анализ результатов биологической апробации метода определения поглощенной энергии электрического поля УВЧ.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Исследование особенностей поглощения энергии ультравысокочастотного электрического поля в биологических объектах"

Электрические и электромагнитные поля широко используются в различных сферах современной техногенной деятельности человека, что явилось причиной изучения их влияния на биологические объекты различных уровней организации. В результате многочисленных исследований доказано, что воздействие электрических и электромагнитных полей может вызывать как неблагоприятные, так и положительные биологические эффекты. В связи с этим в настоящее время в биологическом действии электрических и электромагнитных полей различают два аспекта - эколого-гигиенический, направленный на разработку стандартов безопасности, и клинический, заключающийся в лечебном применении.

Биологическое действие электрических полей (ЭП) ультравысокой частоты (УВЧ) исследовано наиболее полно, в связи с чем они получили широкое распространение в медицине, преимущественно в качестве УВЧ терапии и гипертермии. Основной принцип воздействия ЭП УВЧ заключается в облучении биологического объекта на выделенных для этих целей определенных частотах. В результате облучения энергия ЭП УВЧ выделяется в биологическом объекте в виде тепла, количество которого и, следовательно, эффект воздействия зависит от величины поглощенной в объекте энергии поля или дозы [1-4].

Вместе с накоплением большого фактического материала по биологическому действию ЭП УВЧ как в экспериментальных медико-биологических исследованиях, так и в клинической практике, до настоящего времени отсутствуют корректные количественные способы определения поглощенной энергии ЭП УВЧ, которая характеризует величину дозы. Невозможность количественной оценки дозы ЭП УВЧ значительно затрудняет исследование процессов поглощения энергии в биологическом объекте, которые определяют дальнейший характер и направленность ответных реакций организма. Последнее является существенным препятствием для направленного применения ЭП УВЧ в экспериментальных биологических исследованиях и практической медицине. Установление корреляции между количеством поглощенной энергии ЭП УВЧ и величиной биологической реакции является сложной проблемой, которая связана с определенными особенностями этого процесса и может быть решена с привлечением комплексных подходов как теоретического, так и экспериментального характера.

В последнее время наибольшее распространение получили теоретические подходы, основой которых является решение уравнений Максвелла для различных аппроксимационных физических моделей исследуемого биологического объекта и последующее вычисление величины поглощенной энергии ЭП [5-8]. Однако теоретические оценки, в основном, ориентированы на определение структуры распределения поглощенной энергии ЭП в статической физической модели и не позволяют непосредственно определять величину поглощенной дозы в реальном биологическом объекте и характер ее изменения в процессе облучения.

Экспериментальное определение величины поглощенной энергии ЭП УВЧ в биологическом объекте заключается в использовании измерительных (приборных) средств [9-12]. Измерения энергетических параметров, используемых для облучения аппаратов (выходная мощность УВЧ генератора или величина тока в системе облучения), обладают большими, по сравнению с теоретическими, возможностями. Однако они также не позволяют получать реальные величины поглощенной энергии ЭП УВЧ в биологическом объекте.

Это связано с тем, что выходная мощность генератора или величина тока в системе облучения не являются эквивалентными поглощаемой биологическим объектом энергии ЭП. Таким образом, отсутствие измерительных средств работающих в режиме реального времени не позволяет установить четкую корреляцию между величиной энергии ЭП УВЧ, поглощенной биологическим объектом, и ответной реакцией организма.

В экспериментальных медико-биологических исследованиях и клинической практике для определения величины поглощенной энергии ЭП УВЧ используется оценка по биологическим эффектам, регистрируемым в процессе воздействия. В этих же целях на уровне целого организма исследуется, например, выживаемость животных, их терморегуляторное поведение, латентный период рефлекса, реакции со стороны нейроэндокринной системы [13-16]. В условиях in vitro в этих целях оценивается резистентность мембран эритроцитов, скорость деления опухолевых клеток в культуре или рост микроорганизмов [17-19]. В лечебной практике для определения величины дозы при УВЧ терапии используются субъективные ощущения человеком чувства тепла в области воздействия ЭП [20, 21]. Но, если даже и не принимать во внимание неизбежный субъективизм такого способа, общность в критериях оценки поглощенной энергии ЭП УВЧ отсутствует. Так, в отечественной физиотерапии различают три дозы [20], тогда как в зарубежной практике чаще всего используется принцип 4-х доз [21]. Подобная неоднозначность является свидетельством того, что принцип определения величины поглощенной энергии ЭП УВЧ по тепловым ощущениям человека создает значительные трудности, как при сравнении, так и в процессе воспроизведения рекомендуемых доз. Кроме того, подобный принцип совершенно неприемлем для проводимых на лабораторных животных экспериментов по исследованию биологического действия ЭП УВЧ.

Сложность в дозиметрии ЭП УВЧ связана с особенностями емкостного способа облучения, когда подлежащий воздействию биологический объект располагается между конденсаторными пластинами вторичного контура УВЧ генератора. Помещение биологического объекта между конденсаторными пластинами приводит к возрастанию напряженности ЭП на краях пластин по сравнению с центром. В результате этого, при непосредственном контакте конденсаторных пластин с биологическим объектом в нем возникают области повышенного нагрева, что может явиться причиной теплового повреждения поверхностных тканей. Во избежание этих явлений между поверхностью каждой из конденсаторных пластин вторичного контура и биологическим объектом предусматриваются воздушные зазоры [4, 20, 21]. Следует отметить, что влияние наличия воздушных зазоров и их размеров на характер поглощения энергии ЭП УВЧ исследовано недостаточно, и их роль рассматривается исключительно с позиций равномерности распределения энергии поля в самом биологическом объекте, а не величины поглощенной дозы [2, 3, 11]. Вместе с тем, совершенно не принимается во внимание комбинированное влияние электрических параметров биологического объекта и размеров воздушных зазоров на характер поглощения энергии ЭП УВЧ в облучаемом объекте.

Таким образом, поглощение энергии ЭП УВЧ в биологических объектах обладает рядом особенностей, которые связаны как со спецификой самих объектов, так и с условиями облучения, которые осложнены значительными трудностями, а иногда и невозможностью непосредственного определения необходимых параметров живого организма. Необходимо отметить, что большинство существующих в настоящее время исследований биологического действия ЭП УВЧ страдают отсутствием комплексного подхода к решаемой проблеме и не ориентированы на поиск более технологичной и объективной оценки поглощенной биологическим объектом энергии ЭП. Для решения этих задач необходимо объединение теоретических и экспериментальных подходов к установлению основных дозозависимых закономерностей развития биологических эффектов, что станет возможным благодаря исследованию особенностей поглощения в биологических объектах энергии ЭП УВЧ.

И. Обзор литературы

Заключение Диссертация по теме "Радиобиология", Перов, Сергей Юрьевич

VII. Выводы

1. Наличие воздушных зазоров между конденсаторными пластинами и облучаемым биологическим объектом и изменение их величины существенным образом влияет на величину поглощенной в самом объекте энергии ЭП УВЧ;

2. Особенность поглощения энергии ЭП УВЧ в облучаемом биологическом объекте характеризуется максимальным значением, величина которого зависит от размеров воздушных зазоров и электрических параметров самого объекта;

3. Изменение частоты ЭП УВЧ при постоянных размерах воздушных зазоров и электрической проводимости биологического объекта приводит к изменению максимальной величины поглощенной энергии;

4. При постоянных размерах воздушных зазоров величина поглощенной энергии ЭП УВЧ характеризуется максимальным значением, величина которого зависит от частоты ЭП и электрических параметров самого биологического объекта;

5. Определение величины поглощенной энергии ЭП УВЧ частотой 27,12 МГц в биологическом объекте на основе измерения добротности вторичного контура обладает достаточной чувствительностью и объективностью.

VI. Заключение

Изучение биологического действия ЭП УВЧ неразрывно связано с особенностями поглощении энергии, величина которой и определяют все дальнейшие ответные реакции организма. Существующая во многих исследованиях неоднозначность в оценке биологических эффектов при изучении действия ЭП УВЧ, в первую очередь, обусловлена малой изученностью процессов поглощения энергии полей в биологических объектах. В качестве основной причины можно, по-видимому, отметить недостаточную связь между теоретическими обоснованием методов исследования и экспериментально полученными результатами. В результате этого, несмотря на многолетние экспериментальные и клинические исследования по биологическому и лечебному действию ЭП УВЧ, вопрос об оптимизации воздействия, параметры которого соответствовали бы биофизическим, функциональным или структурным особенностям ткани, органа или системы, пока остается открытым. Такое положение обусловлено тем, что в экспериментальных исследованиях биологического действия ЭП УВЧ приходится иметь дело со сложным характером ответных реакций, осложненными помимо этого разнообразным сочетанием интенсивности, времени и режимов облучения.

Проведенные исследования выполнялись в трех основных направлениях: теоретический анализ поглощения энергии ЭП УВЧ в биологических объектах, разработка экспериментальной установки для определения поглощенной энергии ЭП и апробация на биологических объектах в условиях in vitro и in vivo.

В результате выполненных исследований, заключающихся в изучении особенностей поглощения энергии ЭП УВЧ в биологических объектах, были получены данные, устанавливающие новые закономерности в механизме этого процесса.

Теоретически обосновано, что при емкостном варианте облучения наличие и размеры воздушных зазоров между биологическим объектом и пластинами контура, определяют величину поглощенной в объекте энергии ЭП УВЧ. В связи с этим поглощение энергии ЭП УВЧ в биологическом объекте характеризуется максимумом, величина которого определяется размерами воздушных зазоров и электрическими параметрами самого объекта. Величина поглощенной энергии ЭП УВЧ в биологическом объекте без воздушных зазоров не имеет максимума и линейно зависит от электрических параметров самого объекта. Изменение частоты ЭП УВЧ при постоянстве размеров воздушных зазоров и электрических параметров биологического объекта смещает положение максимума поглощения в объекте энергии ЭП.

Выполненный теоретический анализ характера поглощения энергии ЭП УВЧ в биологических объектах убедительно подтвердился в экспериментальных исследованиях на тканеэквивалентных моделях (фантомах) и биологических объектах в условиях in vitro и in vivo. Полученные результаты доказали применимость метода определения поглощенной энергии ЭП УВЧ на основе измерения добротности контура, его объективность и приемлемую точность.

Полученные результаты позволяют сделать некоторые заключения, касающиеся вопросов применения энергии ЭП УВЧ как в экспериментальных исследованиях биологического действия полей, так и их практического использования в медицине. Наиболее важным из них следует считать невозможность получения максимального поглощения в биологическом объекте энергии ЭП при его неизменной частоте и определенных соотношениях величины воздушного зазора и электрической проводимости самого объекта. Таким образом, как бы не увеличивалась вводимая извне в систему «конденсаторные пластины - воздушные зазоры - объект» УВЧ мощность, это не приведет к максимальному поглощению энергии ЭП непосредственно в самом биологическом объекте. Эти положения, вероятно, необходимо учитывать при проведении медико-биологических исследований и клинического применения ЭП УВЧ, поскольку интенсивность воздействия определяется не только выходной мощностью УВЧ генератора, наличием воздушных зазоров, но и их размерами.

Можно полагать, что некоторые из существующих в настоящее время проблем применения ЭП УВЧ могут быть разрешены. В частности, с этой целью необходимо определить стандартные требования к характеристикам аппаратуры для УВЧ терапии и ее использование в медико-биологических исследованиях. Это, наряду с исследованиями биологического действия ЭП УВЧ, позволит создать более совершенное методы определения поглощенной энергии ЭП УВЧ и оборудование, отвечающее современным требования. Вероятно, что без окончательного решения проблемы корректного определения величины поглощенной энергии ЭП УВЧ попытки установить количественную базу для лечения различных заболеваний обречены на неудачу.

Результаты исследований и разработанные подходы к определению величины поглощенной энергии ЭП УВЧ могут найти применение в области радиационной биофизики электромагнитных полей и излучений, физиотерапии, медицинской радиологии и онкологии. Полученные данные могут быть использованы как в лечебной практике, так и в целях гигиенического нормирования при разработке стандартов безопасности для человека. Теоретический анализ характера поглощения энергии ЭП УВЧ в биологических объектах и результаты экспериментальных исследований могут быть использованы при разработке более совершенной аппаратуры для УВЧ физиотерапии и управляемой гипертермии при лечении в онкологии.

Результаты исследований особенностей поглощения энергии ЭП УВЧ в биологических объектах могут быть использованы в аппаратах для УВЧ терапии, в которых предусмотрена автоматическая (следящего типа) подстройка вторичного контура в резонанс. Техническая реализация может быть выполнена в виде приставки к любому аппарату для УВЧ терапии с системой автоматической подстройки контура пациента в резонанс без существенных изменений в его конструкции. В качестве таких аппаратов могут быть использованы серийно выпускаемые как в нашей стране, так и за рубежом. Например, аппараты для УВЧ терапии УВЧ-30М, УВЧ-70-01 А, УВЧ-80-04 (фирма «Стрела», Россия), Thermatur 200 (фирма «Gymna Uniphy», Бельгия), Curapuls 970 (фирма «Enraf Nonius», Нидерланды) и др.

Ill

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Перов, Сергей Юрьевич, Москва

1. Schwan Н.Р. Biophysics of diathermy // Terapeutic Heart and Could / S. Licht ed. New Hawen, Conn. 1965. - P.63-125.

2. Ясногородский В.Г. Электротерапия. M.: Медицина, 1987. - 240 с.

3. Ruch D. Elektrotherapie und Thermotherapie // Biomedizinische Technik 2. Therapie und Rehabilitation. Springer-Verlag, BerlinHeidelberg, 1992. - S.365-385.

4. Пономаренко Г.Н., Воробьев М.Г. Руководство по физиотерапии. -СПб.: ИИЦ «Балтика», 2005. 400 с.

5. Дерни К.Х. Модели человека и животных применительно к электромагнитной дозиметрии: Обзор аналитических и численных методов //ТИИЭР,- 1980,- Т.68, № 1.-С.31-39.

6. Guy A.W. Dosimetry associated with exposure to nonionizing radiation: very low frequency to microwaves// Health Phys. 1987. - Vol.53, N.6. - P.569-584.

7. Рудаков М.Л. Модели биологических объектов при исследовании взаимодействия с электромагнитными полями в диапазоне радиочастот // Зарубежная радиоэлектроника. 1998. - № 2. - С.68-75.

8. Gandhi О.Р. Electromagnetic fields: human safety issues // Annu. Rev. Biomed. Eng. 2002. Vol.4, N.4. - P.211 -234.

9. Koenig G. Vorteile und Anvendung der echten Hochfrequenzleistungsmessung in der Kurzwellentherapie // Electromedizin. 1969. - Bd.14, N.3. - S.98-103.

10. JI.A. Скурихина, Шерешевский O.B. Новое в дозиметрии процедур УВЧ-терапии // Мед. техника. 1973. - № 5. - С.10-15.

11. Малов H.H. Изучение тепловых эффектов в электрическом поле УВЧ и KB и их специфического действия // Биол. журнал. 1936. -Т.56, № 3. - С.551-560.

12. Москалюк А.И. Скрытое время рефлекса как индикатор на действие электрического поля УВЧ. Автореф. дисс. канд. мед. наук.-Л., 1949.-11 с.

13. Checcucci A., Olmi R., Vanni R. Thermal hemolytic theshold of human erythrocytes // J. Microwave Power. 1985. Vol.20, N.3. - P. 161-163.

14. Hamnerius Y., Rasmuson Ä, Rasmuson B. Biological effects of high-frequency electromagnetic fields on Salmonella typhimurium and Drosophila melanogaster И Bioelectromagnetics. 1985. - Vol.6, N.4. - P.405-414.

15. Скурихина Л.А. Ультравысокочастотная терапия // Курортология и физиотерапия (руководство): в 2-х т. Т. 1. М.: Медицина, 1985. -С.437-452.

16. Rentsch W. Kurzwellen- und Mikrowellentherapie. VEB Gustav Fischer Verl., Jena,1985. - 141 s.

17. Радиочастоты и микроволны. Всемирная организация здравоохранения, 1984. - 144 с. (Гигиенические критерии состояния окружающей среды 16).

18. Biological Effects and Exposure Criteria for Radiofrequency Electromagnetic Fields / NCRP report N.86. National Council on Radiation Protection and Mesurements. Bethesda, MD, 1986. - 382 p.

19. Electromagnetic fields (300 Hz to 300 GHz). World Health Organization. Geneva, 1993. -2 57 p. (Environmental Health Criteria 137).

20. Зуев В.Г. Электромагнитная безопасность человека в авиации // Защита и спасение человека в авиации (эколого-гигиенические и эргономические основы) / Под ред. И.Б. Ушакова, П.С. Турзина и А.С. Фаустова. М.: Истоки, 1999. - С.87-134.

21. Schliephake Е. Короткие и ультракороткие волны. Биология и терапия. M.-JL: Биомедгиз, 1936. - 222 с.

22. Schereschewsky J.W. Biological effects of very high frequency electromagnetic radiation // Radiology. 1933. - Vol.20, N.4. - P.246-253.

23. Гай (Guy A.W.), Леманн (Lechmann J.F.), Стоунбридж (Stonebridge J.B.). Применение электромагнитной энергии в терапии // ТИИЭР.- 1974. Т.62, №1. - С.66-93.

24. Guy A.W. History of biological effects and medical applications of microwave energy // IEEE Trans. Microwave Theory Tech. —1984. — Vol.32, N.9. P.1182-1200.

25. Вахид П.Ф., Хагманн М.Д., Гандхи О.П. Многодипольные аппликаторы для местной и общей гипертермии // ТИИЭР. 1982.- Т.70, №3. С.125-127.

26. Mazokhin V.N., Kolmakov D.N., Lycheyov N.A., Gelvich E.A., Troschin I.I. A HF EM installation allowing simultaneous whole body and deep local EM hyperthermia // Int. J. Hyperthermia. 1999. -Vol.15, N.4.-P.309-329.

27. Schwan H.P., Piersol G.M. The absorption of electromagnetic energy in body tissues. A review and critical analysis. Part II. Physiological and clinical aspects // Am. J. Phys. Med. 1955. - Vol.34, N.3. - P.425-448.

28. ЗЗ.Улащик B.C. Введение в теоретические основы физической терапии. Минск: Наука и техника, 1981. - 238 с.

29. Schwan Н.Р., Piersol G.M. The absorption of electromagnetic energy in body tissues. A review and critical analysis. Part I. Biophysical aspects // Am. J. Phys. Med. 1954. - Vol.33, N.4. - P.371-404.

30. Шван X.P., Фостер K.P. Воздействие высокочастотных полей на биологические системы. Электрические свойства и биофизические механизмы // ТИИЭР. 1980. - Т.68. № 1. - C.121-132.

31. Schwan H.P. Analysis of dielectric data: experience gained with biological materials // IEEE Trans. Elect. Insul. 1985. - Vol.20, N.6. -P,913-922.

32. Майстрах E.B. Тепловой баланс гомойотермного организма // Физиология терморегуляции. Л.: Наука, 1984. - С.78-112. -(Руководство по физиологии).

33. Ермакова И.И. Математическое моделирование процессов терморегуляции у человека // Итоги науки и техники. Сер.

34. Физиология человека и животных. М.: ВИНИТИ, 1987. - Т.ЗЗ. -136 с.

35. Иванов К.П. Основы энергетики организма: Теоретические и практические аспекты. Т.З. Современные проблемы, загадки и парадоксы регуляции энергетического баланса. СПб.: Наука, 2001.-278 с.

36. Bowman H.F. Heat transfer and thermal dosimetry // J. Microwave Power. 1981. - Vol.16, N.2. - P.121-133.

37. Way W.I., Kriticos H.N., Schwan H.P. Thermoregulatory physiologic responses in the human body exposed to microwave radiation // Bioelectromagnetics. 1981. - Vol.2, N.4. - P.341-356.

38. Нетушил A.B., Жуховский Б.Я., Кудин B.H., Парини Е.П. Высокочастотный нагрев диэлектриков и полупроводников. М.-JL: Госэнергоиздат, 1959. - 480 с.

39. Нетушил А.В., Жуховский Б.Я., Кудин В.Н. Высокочастотный нагрев в электрическом поле. М.: Высшая школа, 1961. - 146 с.

40. Глуханов Н.П., Федорова И.Г. Высокочастотный нагрев диэлектрических материалов в машиностроении. Изд 2-е. JL: Машиностроение, 1983. - 160 с.

41. Хиппель А.Р. Диэлектрики и волны. М.: Изд-во Иностранной литературы. - 1960. - 438 с.

42. Потапов А.А. Ориентационная поляризация: поиск оптимальных моделей. Новосибирск: Наука, 2000. - 336 с.

43. Фалькенгаген Г. Электролиты. JL: ОНТИ, 1935. - 468 с.

44. Измайлов Н.А. Электрохимия растворов. М.: Химия, 1976. - 488 с.

45. Улащик B.C. Очерки общей физиотерапии. Минск: Навука i тэхшка, 1994.-200 с.

46. Кудряшов Ю.Б. Радиационная биология (ионизирующие излучения). М.: ФИЗМАТЛИТ, 2004. - 448 с.

47. Власов В.В. Реакция организма на внешние воздействия: общие закономерности и методические проблемы исследования. -Иркутск: Изд-во Иркутского ун-та, 1994. 344 с.

48. Бурлакова Е.Б. Особенности действия сверхмалых доз биологически активных веществ и физических факторов низкой интенсивности // Российский, хим. журнал. 1999. - Т.43, №5. -С.3-11.

49. Гончаренко E.H., Кудряшов Ю.Б. Гипотеза эндогенного фона радиорезистетности. М.: Изд-во Московского ун-та, 1980. - 176 с.

50. Плеханов Г.Ф., Васильев Н.В., Коляда Т.И., Ершов А.Ф., Рябчук Ю.А., Хорева С.А. Зависимость реакции биосистемы на раздражитель от ее исходного состояния // Бюл. СО АМН СССР. -1985. № 4. - С.76-83.

51. Pätzold J. Die Erwärmung der Elektrolyte im hochfrequenten Kondensatorfeld und ihre Bedeutung fur die Medizin // Z. Hochfrequenztechnik. 1930. -Bd.36, N.3. - S.85-98.

52. Pätzold J. Zur Physik der Ultra-Rurzwellen-Therapie. Das Wellenband der selektiven Erwärmung // Strahlentherapie. 1932. - Bd.45, H.4. -S.645-652.

53. Bachem A. Selective heart production by ultrashort waves (herzian) // Arch. Phys. Therapy. 1935. - Vol.16, N.l 1. - P.645-650.

54. Esau A., Busse E. Uber die Erwärmung von festen und flüssigen Isolatoren in Wechselfeldern sehr hoher Frequenz // Hochfrequenztechnik und Electroakustilc. 1930. - Bd.35, H. l. - S.9-11.

55. Малов H.H. К вопросу о селективном нагревании тканей ультракороткими волнами // Курортология и физиотерапия. 1934.- № 1. С.114-118.

56. McLennan J.C. Heating effect of short radio waves // Arch. Phys. Ther.- 1931. Vol.12, N.3. -P.143-149 .

57. Жердин И.В. Нагревание биоколлоидов в поле коротких и ультракоротких волн // Тр. Гос. ин-та физиотерапии и физкультуры (ГИФФ). 1937. - Вып.1. - С. 19-47.

58. Глезер Д.Я. О механизме действия УВЧ на биологический объект // Материалы Ленинграде, конфер. по УВЧ (ультракороткие волны).-JL: Изд-во Военно-мед. акад. РКК им. С.М. Кирова и Всесоюзн. инта экспериментальной медицины, 1937. С.5-18.

59. Дмитриев В.А. О тепловом действии электрического поля УВЧ // Труды Первого Всесоюзного совещания врачей, биологов и физиков по вопросам применения коротких и ультракоротких волн (ВЧ и УВЧ) в медицине. М.: Медгиз, 1940. - С.22-27.

60. Пасынков Е.И. Общая физиотерапия. Медгиз, 1962. - 352 с.

61. Карпов В.Н., Галкин A.A., Давыдов Б.И. Некоторые аспекты дозиметрии при изучении биологического действиянеионизирующего электромагнитного излучения // Космич. биол. и авиакосмич. медицина. 1984. - Т. 18, № 2. - С.7-22.t

62. Dumey С.Н. Calculation of electromagnetic power deposition // Physics and Technology of Hyperthermia / S.B. Field, C. Franconi eds. -Martinus Nijhoff Publ. Dordrecht, 1987. -P.152-158.

63. Johnson C.C., Durney C.H., Massoudi H. Long-wavelength analysis electromagnetic power absorption in prolate spheroidal models of man and animals // IEEE Trans. Microwave Theory Tech. -1975. Vol.23, N.9. - P.739-747.

64. Durney C.H., Iscander M.E., Massoudi H., Johnson C.C. An empirical formula for broadband SAR calculation of prolate spheroidal models of man and animals // Ibid. -1979. Vol.27, N.6. - P.758-763.

65. De Ford J.F., Gandhi O.P., Hagmann M.J. Moment-method solutions and SAR calculations for inhomogeneous models of man with large number of cells // Ibid. -1983. Vol.31, N.10. - P.848-851.

66. Massoudi H., Durney C.H., Iscander M.E. Limitation of the cubical block model of man in calculating SAR distributions // Ibid. -1984. -Vol.32, N.8. P.746-752.

67. Hessary M.K., Chen K.-M. EM local heating with HF electric fields // Ibid-1984. Vol.32, N.6. - P.569-576.

68. Matsuda J., Kato K., Saito Y. Numeral simulation of RF capacitive heating of biological tissue // Hyperthermia in Cancer Therapy / Proc. of the First Annual Meeting of the Japanese Society of Hyperthermic Oncology. 1984. - P. 118-119.

69. Hagmann M.J., Levin R.L. Procedures for noninvasive electromagnetic property and dosimetry measurements // IEEE Trans. Antennas Propagt. 1990,- Vol.38, N.l. -P.99-106.

70. Sullivan D.M., Borup D.T., Gandhi O.P. Finite-difference time-domein method in calculating EM absorption in human tissues // IEEE Trans. Biomed. Eng. 1987. - Vol.34, N.2. - P.148-157.

71. Уил K.M., Кинн Дж.В. Современные методы экспериментальных исследований биологического действия ВЧ-излучений // ТИИЭР. -1983. Т.71, № 2. - С.37-48.

72. Chou С.-К., Bassen H., Osepchuk J., Balzano Q., Petersen R., Meltz M., Cleveland R., Lin J.C., Heyniclc L. Radio frequency electromagnetic exposure; tutoral review on experimental dosimetry // Bioelectromagnetics. 1996. - Vol.17, N.3. - P.195-208.

73. Schwan H.P. Research on biological effects of nonionizing radiations: contributions on biological properties, field interactions and dosimetry // Ibid. 1986. - Vol.7, N.2. - P.l 11-128.

74. Френкель Г.Jl., Белицкая Ф.С. Руководство по дозиметрии и измерению поля ультравысокой частоты (УВЧ). JL: Изд-во Ленингр. физиотерапевтического ин-та, 1940. - 56 с.

75. Mittelmann Е. Dosimetry in short wave therapy an instrument for dosage determination in patients circuit // Arch. Phys. Ther. - 1937. -Vol.18, N.10.-P.613-618.

76. Mittelmann E., Kobak D. Dosage measurement in short wave diathermy // Ibid. 1938. - Vol.19, N.12. - P.725-736.

77. Wenk P. Leistungsmessung an Kurzwellentherapie und Dosimetrie // Strahlentherapie.- 1938.-Bd.61,H.l.- S.153-160.

78. Wenk P. Exakte Dosimetrie in der Kurzwellentherapie // Ibid. 1938. -Bd.62, H.4. - S.752-730.

79. Wenk P., В achem A. Exact dosimetry in short w ave therapy // Arch. Phys. Ther. 1938. - Vol.19, N.6. - P.350-359.

80. Wenlc P. Die Dosimetrie in der Kurzwellentherapie // Strahlentherapie. 1939. - Bd.64, H.2. - S.328-334.

81. Takagisi E. Über eine Dosismeßmethode für Ultrakurzwellentherapie // Ibid. 1940. - Bd.67, H.l. - S.153-158.

82. Фридман JI.В. Ваттметр для измерения поглощенной мощности на УВЧ // Тр. ГИФ. 1940. - Вып. 2. - С.435-444.

83. Koenig G. Objektiv Dosierung in der Kurzwellentherapie durch echten Hochfrequenzleistungsmesser in Kurzwellentherapie-Gerät KW-4 // Dtsch. Gesundh.-Wesen. 1965. - Jr.20, N.6. - S.263-269.

84. Колосов A.A., Шерешевский O.B., Гаврилин B.A., Андреев B.H. Аппарат для УВЧ-терапии «Экран-2» // Нов. мед. приборостр. -1971. -Вып.З. С.23-27.

85. Скурихина JI.A., Шерешевский О.В., Сум-Шик Р.Г. Опыт ф использования измерителя мощности в практике УВЧ-терапии //

86. Вопр. курортол. 1973. - № 3. - С.239-243.

87. Enders U., Callies R. Die Problematik reproduzierbarer Dosisstufen in der Kurzwellentherapie // Z. Physiother. 1981. - Jr.33, H.6. - S.451-455.

88. Hagmann M.J., Levin R.L., Calloway L., Osborn A.J., Foster K.R. Muscle-equivalent phantom materials for 10-100 MHz // Ibid. 1992. -Vol.40, N.4.-P.760-762.

89. Chou C.-K., Chen G.-W., Guy A.W., Luk K.H. Formulars for preparing phantom muscle tissue at various radiofrequencies //• Bioelectromagnetics. 1984. - Vol.5, N.4. - P.435-441.

90. Albrecht W. Entwicklung und Gestalt von Kurzwellen-Wärmebändern in einem Agar-Modellkörper // Z. exper. Med. 1934. - Bd.93, H.6. -S. 816-821.

91. Späla M.5 Riedl O., Jiler M., Нота O. Dozimetrie termogenetickeho ucinu vysokofrekvencniho pole a jeho tolerancni dävlca u krälika // Sbornik lekarsky. 1961. - Vol.63, N.12. - P.349-370.

92. Ipser J. Möfeni vykonnosti diatermickych pristroju na electro lytickych fantomech // Fysiatricky vestnilc. 1960. - Vol. 38, N.l. -P.l-13.

93. Lehmann J.F., McDougall J .A., Guy A.W., Chou C.-K., Esselman P.C., Warren C.G. Electrical discontinuity of tissue substitute at 27.12 MHz // Bioelectromagnetics. 1983. - Vol.4, N.3. - P.257-265.

94. Lehmann J.F., McDougall J.A., Guy A.W., Warren C.G., Esselman P.C. Heating patterns produced by shortwave diathermy applicators in tissue substitute models //Arch. Phys. Med. Rehabil. 1983. Vol.64, N.12. P.575-577.

95. Moon C.Y., Kantor G., Athey T.W., Ho H.S. Comparative study of shortwave hearting patterns in phantoms with polyethylene and silk partitions // Bioelectromagnetics. 1988. - Vol.9, N.l. - P.79-85.

96. Малов H.H. О влиянии волны на время гибели животных в электрическом поле ультравысокой частоты // Курортология и физиотерапия. 1934. - № 5. -С.28-31.

97. Шапиро Ц.М., Хазан И.М., Лившиц М.Н., Брудно Л.И. О дозировании ультракоротких волн // Курортология и физиотерапия. 1936. - № 3. - С.20-26.

98. Haase W., Schlephake E. Versuche über den Einflus kurzer elektrischer Wellen auf das Wachstum von Bakterien // Strahlentherapie. 1931. - Bd.40, H.l. - S. 133-158.

99. Сойников B.B. К вопросу о биологической дозе для ультракоротких волн (УКВ) // Казанск. мед. журн. 1936. - № 8. -С.946-950.

100. Бочкова Г.Б., Ермолин C.B., Родичев Б.С. Влияние облучения ЭМП СВЧ на биолюминесценцию V. Harveyi // Радиобиология. -1985. Т.25, вып.З. - С.362-366.

101. Kiel J.L. Microwave effects on immobilized peroxidase chemiluminescence // Bioelectromagnetics. 1983. - Vol.4, N.3. -P. 193-204.

102. Kobalt D., Mittelmann E. Newer aspects of dosage and technic in short wave diathermy // Arch. Phys. Ther. 1940. - Vol.21, N.2. -P.87-95.

103. Descoeudres P. De l'action des ondes courtes à doses faibles sur le système circulatoire (test oscillomètrique) // Schweiz, med. Wochenschr. 1937. - Jr.67, N.28. - S.600-603.

104. Pages I .H. U ntersuchungen z ur D urchblutungsänderung b ei lokaler und segmentaler Anwendung der Kurzwelle // Wien Klin. Wochenschr. 1993. - Bd. 105, N.8. - S.216-219.

105. Schliephake E., Fabril K. Funktionsprüfung endokriner Drüsen mit dosierten Kurzwellenreitzen // Dtsch. Arch. klin. Med. 1950. -Bd. 197, H.4. - S.449-467.

106. Schliephake E. Kurzwelletherapie Die medizinische Anwendung elektrischer Hochstfrequenzen. Verl. Gustav Fischer, Jena, 1949. -214 s.

107. Conradi E., Vogt G., Wohlfarth D. Untersuchung zur objektiven Bestimmung der Dosierung bei Kurzwellenbehandlung // Z. Physiother. 1976. - Jr.28, H.4. -S.307-309.

108. Lampert H., Schliephake E. Kurzgefasstes Lehrbuch der Physikalischen Therapie. 4 Aufl. - Heidelberg, Fischer, 1972. -317 s.

109. Терехов И.А., Гительзон И.И. Метод химических (кислотных) эритрограмм // Биофизика. 1957. - Т. 11, № 2. - С.259-266.

110. Брандт A.A. Исследование диэлектриков на сверхвысоких частотах. М.: Физматлит, 1963. - 404 с.121. http: // www. fee. gov.

111. Эпштейн С.Л. Измерение характеристик конденсаторов. М.-Л.: Энергия, 1965.-236 с.

112. Нетушил A.B. О применении схемы куметра для измерения малых добротностей // Электричество. 1955. - № 11. - С.65-68.

113. Потапов A.A. Молекулярная диэлькометрия. Новосибирск: Наука, 1994.-285 с.

114. Раштон, Перри. Измерение диэлектрической проницаемости и тангенса угла диэлектрических потерь обычных твердых и жидких диэлектриков // Точные электрические измерения. М.: Изд-во Иностранной литературы, 1959. - С. 22-36.

115. Liu L.M., Nickless F.G., Cleary S.F. Effects on microwave radiation on erythrocyte membranes // Radio Sei. 1979. - Vol.14, N.6S. -P.109-115.

116. Cleary S.F., Lin L.-M., Garber F. Erythrocyte hemolysis by radiofrequency fields // Bioelectromagnetics. 1985. - Vol.6, N.3. -P.313-322.

117. Lu S.-T., Lötz W.G., Michaelson S.M. Advances in microwave-indused neuroendocrine effcts: The concept of stress // Proc IEEE. -1980,-Vol.68, N.1.-P.73-77.

118. Hales J.R.S., Hubard R.W., Gaffm S.L. Limitation of heart tolerance I I Handbook of Physiology. Environmental Physiology / N. Fregly, C.M. Blatteis eds. - Amer. Physiol. Soc. Oxford Univ. Press. New York, 1996,-Vol .1.-P.285-355.

119. Schliephake E., Fabril K. Funktionsprüfung endokriner Drüsen mit dosierten Kurzwellenreitzen // Dtsch. Arch, lclin. Med. 1950. -Bd. 197, H.4. - S.449-467

120. Лопатин В.Ф., Деденков A.H., Ключ B.E. Электродное устройство для локальной УВЧ-гипертермии и методические вопросы терморадиотерапии // Мед. радиология. 1986. - № 9. -С.55-58.fe