Національний університет “Львівська політехніка”

Крижанівський Володимир Ярославович

УДК 615.844:619:618.19-002

РОЗРОБЛЕННЯ ПРИСТРОЮ ТА ДОСЛІДЖЕННЯ

СПОСОБУ ЕЛЕКТРОПУНКТУРНОЇ ТЕРАПІЇ

МАСТИТУ КОРІВ

05.11.17 – медичні прилади та системи

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата технічних наук

Львів – 2002

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана у Національному університеті “Львівська політехніка”

Міністерства освіти і науки України.

Науковий керівник: доктор технічних наук, професор

Смердов Андрій Андрійович,

Національний університет “Львівська політехніка”,

професор кафедри електронних засобів

інформаційно – комп'ютерних технологій

Офіційні опоненти: доктор технічних наук,

старший науковий співробітник

Сігал Валерій Львович,

Інститут нейрохірургії АМН України, м. Київ,

провідний науковий співробітник

доктор фізико - математичних наук, професор

Драган Ярослав Петрович,

Тернопільський державний

технічний університет ім. Івана Пулюя,

професор кафедри біотехнічних систем

Провідна установа: Харківський національний

університет радіоелектроніки

Міністерства освіти і науки України,

кафедра біомедичних електронних пристроїв

та систем

Захист відбудеться “ 21 ” травня 2002р. о 15 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 35.052.10 у Національному університеті “Львівська політехніка” за адресою: 79013, м. Львів-13, вул. С.Бандери,12.

З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці Національного університету “Львівська політехніка” за адресою: 79013, м. Львів-13, вул. Професорська, 1.

Автореферат розісланий “ 18 ” березня 2002 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради Романишин Ю.М.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Розвиток тваринництва до певної міри стримується поширенням таких захворювань сільськогосподарських тварин, як мастити. За своїм розповсюдженням та економічним значенням мастити стоять на першому місці серед хвороб вимені у великої рогатої худоби, і тому їх віднесено до першорядної проблеми ветеринарної медицини.

Статистичні дані про рівень захворювання маститом свідчать, що незважаючи на наявність достатньо ефективних лікувальних засобів, а також сучасних систем профілактики захворювання тримається на високому рівні і досягає 30% корів у стаді. Економічні втрати лише від зниження молочної продуктивності корів в період хвороби сягають (47 – 62)%, що в середньому становить 227 кг на одну корову (4,5 кг молока за добу). Застосування хімічних препаратів, зокрема на основі антибіотиків і гормонів, часто призводить до небажаних наслідків: забруднення молока та м'яса, пригнічення функцій організму тварин, виникнення адаптації до їх дії.

Крім того, надмірне застосування тваринам різних лікарських і хімічно активних речовин, котрі акумулюючись попадають до організму людини через продукти тваринництва, призводить до зростання алергічної симптоматики до ліків, зміни патологічної структури захворювань, розвитку токсикоманії та інших ускладнень.

До ефективних немедикаментозних методів лікування різних акушерсько – гінекологічних захворювань тварин відносять методи з застосуванням лазерного випромінювання, електромагнітного впливу УВЧ, КВЧ, НВЧ, електропунктури і магнітотерапії. Ці методи передбачають вплив фізичними факторами на зони Захар'їна – Геда і більш локалізовані зони – біологічно активні точки (БАТ).

Вплив на БАТ слабким електричним струмом трансформувався в окрему різновидність рефлексотерапії – електропунктуру (без порушення цілісності шкіри) та електроакупунктуру (через попередньо введену голку). Хоча в ветеринарній практиці електропунктура почала застосовуватись більше двадцяти років тому, на сьогоднішній день в цій галузі залишається багато неясностей, пов'язаних, по-перше, з механізмом її дії, по-друге, методиками застосування і, по-третє, розвитком її технічного оснащення.

Прилади для електропунктурної рефлексотерапії поділяють за функціональним призначенням: для пошуку БАТ; для вимірювання біофізичних параметрів БАТ з діагностичною метою; для впливу на БАТ різними фізичними факторами з лікувальною метою; комплексні пристрої, що об'єднують функції пошуку, вимірювання біофізичних параметрів і терапевтичної стимуляції. Необхідно відмітити, що сьогодні в практиці ветеринарії часто використовуються прилади, які були створені для рефлексотерапії людини і не враховують особливості ветеринарної медицини.

Виходячи з цього актуальність дисертаційної роботи визначається: по-перше, подальшою потребою пошуку нових способів електропунктурної терапії; по-друге, розвитком сучасного технічного забезпечення, яке б задовольняло особливості його застосування в практичній ветеринарії; по-третє, потребою вдосконалення методик електропунктури з врахуванням специфіки технічного оснащення, яке використовується в діагностично – лікувальному процесі.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Тема дисертаційної роботи пов'язана з тематикою кафедри електронних засобів інформаційно – комп'ютерних технологій Національного університету “Львівська політехніка”, яка виконувалась згідно з координаційними планами НДР за фаховим напрямком “Радіотехніка та електроніка” державної програми “Перспективні технології, прилади комплексної автоматизації, системи зв'язку” Міністерства освіти і науки України, а також договором про науково – технічне співробітництво між Національним університетом “Львівська політехніка” та Тернопільським відділом Інституту ветеринарної медицини за програмою Української академії аграрних наук з напрямку 03.01 “Удосконалити засоби діагностики, терапії і профілактики маститу та порушення відтворювальної функції у корів”.

Мета і задачі дослідження. Метою роботи є розроблення і створення пристрою та дослідження нового способу електропунктурної терапії маститу корів. Для досягнення поставленої в роботі мети необхідно було вирішити наступні задачі:

· провести аналіз існуючих засобів рефлексотерапії, що використовуються у ветеринарній медицині;

· обґрунтувати та дослідити модель, що адекватно описує процес збудження біологічної структури при електростимуляції;

· провести аналіз ефективності різних стимулюючих сигналів, що використовуються в електропунктурній терапії;

· розробити та створити пристрій пошуку та електростимуляції БАТ;

· провести експериментальні дослідження запропонованого способу електропунктурної терапії маститу корів на базі тваринницьких господарств;

· розробити експериментальну методику застосування запропонованого способу електропунктурної терапії маститу корів.

Об'єктом дослідження є електропунктурний спосіб лікування маститу корів.

Предметом дослідження є пристрій пошуку та стимуляції БАТ для електропунктурної терапії маститу корів.

Методи дослідження включають апарат математичного аналізу перехідних процесів в електричних колах, методи спектрального аналізу сигналів, математичного моделювання біологічних об'єктів, статистичної обробки експериментальних даних, методи експериментальних досліджень, що використовуються у ветеринарній медицині.

Наукова новизна одержаних результатів.

·

·

·

· Розроблено новий спосіб електропунктурної терапії маститу корів на основі застосування гідрофільної мазі і створеного пристрою та експериментально виявлено, що при лікуванні маститу електростимуляцією точок “ян-мін” хворих чвертей вимені покращується якість молока і в здорових чвертях, які в процесі лікування не стимулювалися.

Практичне значення отриманих результатів.

·

· В умовах тваринницьких господарств досліджено спосіб електропунктурної терапії на основі застосування гідрофільної мазі та доведена його практична цінність, висока клінічна та експлуатаційна ефективність при лікуванні маститу корів.

·

· Розроблена експериментальна методика електропунктурного способу лікування маститу корів на основі використання гідрофільної мазі з застосуванням нового пристрою пошуку та стимуляції точок акупунктури СІНБАТ-01.

Результати роботи впроваджено:

·

· у навчальний процес кафедри електронних засобів інформаційно – комп'ютерних технологій Національного університету “Львівська політехніка” при підготовці фахівців зі спеціальності “Біотехнічні та медичні апарати і системи”.

Особистий внесок автора. Автором самостійно виконана основна частина теоретичних досліджень дисертаційної роботи, а також повністю проведена експериментальна робота. В публікаціях, що написані у співавторстві, дисертантові належить: [1] – вивід аналітичних залежностей для вихідного сигналу фільтра; [2] – порівняльний розрахунок для прямокутного і трикутного імпульсів; [3] – розрахунок ефективності пилкоподібних наростаючого і спадаючого сигналів за енергетичним критерієм і критерієм максимуму напруги; [4] – аналіз похибки мультивібраторного вимірювача; [5] – експериментальні дослідження похибки диференційного вимірювального перетворювача; [6] – експериментальні дослідження клінічної ефективності лазеропунктурного пристрою; [7] – експериментальні дослідження ефективності електро- та лазеропунктури; [8] – розробка методики електропунктурного способу терапії маститу корів; [9] – проведення експериментального дослідження методу електропунктури; [10] – проведення експериментальної перевірки способу лікування маститу; [11] – обґрунтування особливості пошуку точок акупунктури за екстремальним відношенням імпедансів.

Апробація результатів дисертації. Основні результати дисертаційної роботи доповідалися та обговорювалися на: ХIХ, ХХ і ХХI Міжнародних науково-технічних конференціях „Проблеми фізичної і біомедичної електроніки”, 1999, 2000, 2001 р., Київ; The Sixth International Conference „The Experience of Designing and Application of CAD Systems in Microelectronics”, 2001, Lviv - Slavsko, Ukraine; I і II Міжнародних симпозіумах „Актуальні проблеми біофізичної медицини”, 1998, 2000 р., Київ; I Міжнародній науково-практичній конференції „Сучасні проблеми ветеринарної медицини з питань фізіології і патології відтворення тварин”, 2000 р., Київ; II Міжнародному молодіжному форумі „Радіоелектроніка і молодь у ХХI столітті ”, 1998 р., Харків.

Публікації. За результатами проведених досліджень опубліковано 11 наукових праць, з яких 7 статей у фахових виданнях з переліку, затвердженого ВАК України, 1 опублікована в закордонному виданні, тези доповіді на міжнародному симпозіумі, 2 Держпатенти України.

Структура та обсяг роботи. Дисертація складається зі вступу, чотирьох розділів, висновків, списку використаних джерел. Загальний обсяг роботи становить 158 сторінок, із них 38 сторінок заповнюють 38 рисунків, 8 таблиць, список використаних джерел, що включає 178 найменувань, займає 16 сторінок, та три додатки.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ ДИСЕРТАЦІЙНОЇ РОБОТИ

У вступі обгрунтовано актуальність теми дисертації, визначено мету та основні задачі досліджень, сформульовано наукову новизну роботи і положення, що виносяться на захист, наведено відомості про апробацію роботи.

У першому розділі “Медико – технічний стан проблеми лікування маститу корів” на основі аналізу літературних даних показано, що сьогодні мастит залишається однією із основних причин економічних втрат в молочному тваринництві. Економічні втрати лише від зниження молочної продуктивності корів в період хвороби сягають (47 – 62)%, що в середньому становить 227 кг на одну корову (4,5 кг молока за добу). Збитки від маститу у розвинених країнах складають: США – 177 доларів на одну корову, а із врахуванням профілактичних та лікувальних заходів досягають 350 доларів; Франція – (200 – 700) франків на одну корову; Нідерланди – 125 гульденів на корову. В Україні середньостатистичні економічні втрати від недоотримання надоїв молока оцінюються в 109 у.о за рік на одну корову.

Методи рефлексотерапії (електро-, лазеропунктура та інші), що є фізичними екологічно безпечними методами лікування різних захворювань, почали широко застосовуватись у ветеринарній медицині. Практика застосування електропунктурної терапії (ЕПТ) маститу корів, яка нараховує більше двох десятків років, показала, що клінічна ефективність цього методу лікування становить (57 – 70)%. Вона визначається через відношення корів (чвертей вимені), які одужали в процесі терапії, до початкового числа хворих корів (чвертей вимені).

Сьогодні в медицині для проведення ЕПТ використовують прилади ЕЛАП-1, ЕЛІТА-4, ПЕП, ТЕСТ, КАРАТ, ЕЛІТЕРІС та інші. В практиці ж ветеринарної медицини - спеціально створені прилади ПЕРТ-4М і ПЕРТ-5, поряд з якими застосовують деякі з вище перерахованих приладів. Проведений аналіз показав, що електричні (великі струми при пошуку, діагностиці стану та стимуляції біологічно активних точок) і конструктивні (неможливість забезпечення тривалого і надійного контакту рознесених електродів, значні габарити, велика кількість органів управління) параметри існуючих приладів не забезпечують просту і надійну їх експлуатацію. Так, експлуатаційна ефективність приладів типу ПЕРТ, яка визначається загальною тривалістю проведення лікувальної процедури, становить (10 – 15) хвилин однієї БАТ вимені корови. Тому подальше впровадження ЕПТ вимагає в першу чергу вдосконалення старих і створення нових технічних засобів, які б враховували біотехнічні особливості їх застосування у ветеринарній практиці.

Описаний запропонований новий спосіб лікування маститу корів, який відрізняється тим, що введення лікувального препарату здійснюють електрофоретично в БАТ хворих чвертей вимені. В якості лікувальних препаратів використовують гомеопатичні засоби, які за своєю дією на організм подібні до методів китайської медицини, що лежать в основі рефлексотерапії. Спосіб здійснюють наступним чином: визначають місцеположення БАТ хворих чвертей вимені корови; на знайдені точки наносять лікувальний препарат, підключають електроди і проводять локальне електрофоретичне введення препарату в БАТ “ян-мін”. Запропонований спосіб ЕПТ маститу корів вимагає, по-перше, розроблення і створення ефективних технічних засобів його реалізації і, по-друге, перевірки клінічної ефективності в умовах тваринницьких господарств на основі відповідної методики його застосування.

На цій базі сформульовано основні завдання дослідження, визначено їх послідовність та шляхи розв'язання.

У другому розділі “Математичне моделювання процесу електричного збудження біологічної структури” розглянуті питання математичного моделювання: обгрунтовано доцільність застосування частотно – вибірної моделі для дослідження БАТ; доведена адекватність вибраної моделі; на основі використання моделі проведений аналіз ефективності різних електричних стимулів. Дослідження процесу збудження БАТ при електропунктурі проведено методом математичного моделювання, що дозволило отримати результати, які неможливо здійснити в фізіологічних експериментах на біооб'єкті.

В роботі розвинена частотно – вибірна модель збудження біологічної структури для випадку гіперболічно – експоненціальної фізіологічної залежності сила – тривалість

, (1)

де - порогова сила струму тривалістю ; - величина реобази; - коефіцієнт, який характеризує часовий масштаб залежності сила – тривалість.

Для залежності (1) інтегральне рівняння

, (2)

з якого визначається частотний коефіцієнт передачі напруги фільтра , зводиться до косинус – перетворення Фур'є функції і дає можливість в аналітичному вигляді отримати значення

, (3)

яке описує смуговий фільтр другого порядку, частотний коефіцієнт передачі якого є добутком частотних коефіцієнтів передачі фільтрів верхніх та нижніх частот першого порядку.

Проведений аналіз запропонованої моделі показав, що заміна фізіологічної залежності сила – тривалість (гіперболічної на гіперболічно – експоненціальну) не впливає на структуру моделі, а змінює тільки параметри амплітудно – частотної характеристики (АЧХ) фільтра. Нормована АЧХ описується виразом

, (4)

і являє собою низькодобротний смуговий фільтр, резонансна частота якого визначається параметром фізіологічної кривої сила – тривалість.

Для обох залежностей сила – тривалість (гіперболічно – експоненціальної і гіперболічної) добротність фільтрів є величиною постійною і рівною 0,27-0,29, що відповідає висновкам Е. Скотта відносно аксона кальмара, як низькодобротного смугового фільтра, настроєного приблизно на частоту 100 Гц. Ці висновки є однією із складових обгрунтування адекватності, що було проведено в роботі, вибраної частотно - вибірної моделі процесу збудження біологічної структури.

Друга складова перевірки адекватності моделі відносилась до співставлення теоретичних даних, отриманих на основі дослідження моделі, з відомою із літератури експериментальною фізіологічною залежністю, яка зв'язує силу подразнення і величину латентного періоду. Відомо, що при збудженні нервового волокна тривалим прямокутним імпульсом, час від початку подразнення і до появи нервового імпульсу , або латентний період, зменшується із зростанням амплітуди імпульсу .

Аналіз теоретично розрахованої залежності

(5)

( - значення напруги реобази; - відносний латентний період) і екпериментальних фізіологічних даних показав, що максимальне розходження між теоретичними та експериментальними даними не перевищує 30%.

Проведене співставлення теоретичних результатів аналізу моделі з даними фізіологічних досліджень, отриманих при збудженні нервового стовбуру прямокутним і трикутним імпульсами, показало, що у випадку прямокутних стимулів розходження теоретичних та експериментальних даних не перевищувало 6%, а у випадку трикутних стимулів становило (1,2 – 1,3) рази.

Аналіз модернізованої частотно – вибірної моделі, яка характеризуються двома параметрами, показав, що:

- зміна характеру фізіологічної залежності сила – тривалість не впливає на структуру моделі, а змінює тільки параметри АЧХ фільтра;

- частотно – вибірна модель є низькодобротним смуговим фільтром, резонансна частота якого визначається параметром залежності сила –тривалість, що характеризує хронаксію, а добротність є величиною постійною;

- енергетичний критерій є досить грубим (інтегральним) і не дозволяє оцінити тонкі процеси, що спостерігаються при збудженні біологічної структури, але можуть бути оцінені за критерієм максимальної напруги на виході низькодобротного смугового фільтру.

Проведений порівняльний аналіз ефективності різних збуджуючих імпульсів (прямокутного, пилкоподібних наростаючого і спадаючого, трикутного) показав, що найбільш ефективним за енергетичним критерієм і критерієм максимуму вихідної напруги є прямокутний імпульс, до якого наближається пилкоподібний спадаючий імпульс і при значеннях нормованого параметру практично не відрізняється від нього. Подальші дослідження моделі можуть забезпечити знаходження оптимального за формою збуджуючого імпульсу, енергія якого може бути меншою порівняно із прямокутним імпульсом.

У третьому розділі “Розроблення та аналіз роботи пристрою для терапії маститів” представлений матеріал, що висвітлює спосіб побудови індикатора БАТ, який забезпечує пошук точок акупунктури незалежно від стану шкіри та сили притискання. Проведений теоретичний аналіз імпульсного методу вимірювання біоімпедансу, що покладений в основу пошуку БАТ. Представлені теоретичні та експериментальні дослідження особливостей побудови пристрою пошуку і стимуляції точок акупунктури, а також його технічні характеристики.

Пошук точок акупунктури є першою і основною операцією при використанні методів рефлексотерапії. Для пошуку біологічно активних точок застосовуються різноманітні способи їх виявлення, котрі базуються на особливостях цих точок. Основним є електричний спосіб визначення БАТ, що враховує зменшення опору порівняно із опором шкіри, котра їх оточує.

В роботі запропоновано новий спосіб визначення місцеположення БАТ, котрий забезпечує високу точність та ефективність їх визначення незалежно від стану шкіри та сили притискання електродів до неї. Спосіб полягає в тому, що трьохелектродний перетворювач фізичного параметра встановлюють на поверхні шкіри, переміщують його в зоні знаходження БАТ і за максимальною амплітудою вимірюваного фізичного параметра визначають наявність точки акупунктури на місці його розміщення. При цьому формують функціональне відношення імпедансів

, (6)

де і - імпеданси між рівновіддаленими першою та другою точками відносно точки 0 на поверхні шкіри.

Переміщенням перетворювача досягають суміщення першого або другого його електрода із точкою акупунктури, що забезпечує максимум відношення (6), знак якого, плюс чи мінус, визначає місцезнаходження БАТ, розміщеної під відповідним електродом. Використання в якості фізичного параметра функціонального співвідношення імпедансів і двох локальних суміжних ділянок шкіри, одна з яких включає БАТ, забезпечує високу точність та ефективність визначення місцеположення точок акупунктури завдяки використанню локального диференційного методу вимірювання, що обумовлює незалежність вимірювань від стану шкіри та сили притискання електродів.

На рис.1 представлена блок – схема пристрою пошуку та електростимуляції БАТ. Розроблений пристрій електропунктурної терапії забезпечує дві функціональні можливості: пошук та електростимуляцію точок акупунктури. Особливості пристрою полягають у наступному: по-перше, застосування диференціального способу пошуку БАТ в локальній зоні їх місцеположення; по-друге, забезпечення стабільної роботи приладу незалежно від стану поверхні шкіри і сили притискання електродів в процесі пошуку БАТ; по-третє, стимуляція БАТ здійснюється чітко дозованою і постійною величиною енергії незалежно від значення параметрів точок.

В розробленому пристрої застосований імпульсний метод вимірювання імпедансу шкіри і точок акупунктури, який забезпечує мінімальний електричний вплив на тканину біооб'єкту в процесі вимірювання. Імпульсний метод вимірювання біоімпедансу здійснюється шляхом перетворення розрядно – накопичувальною ємністю величини напруги , яка залежить від параметрів опору та ємності біооб'єкту, в змінну тривалість часу.

В роботі проведено теоретичний аналіз особливостей вимірювання біоімпедансу імпульсним методом. Значення струму , що протікає через БАТ, і величина напруги на розрядно – накопичувальній ємності С змінюються відповідно представленим залежностям:

, (7)

, (8)

де ; ; ; і - відповідно величини опору та ємності БАТ, що з'єднані паралельно; - значення опору, що характеризує опір шкіри.

Теоретичні залежності (7) і (8) були співставлені з експериментальними даними при дослідженні точки “хе-гу” і показали їх практичне співпадіння.

Величина імпедансів БАТ та шкіри перетворюється автоколивальним мультивібраторним вимірювачем в послідовність двох нормованих за амплітудою різнополярних імпульсних сигналів. Кожна послідовність подібна широтно – імпульсному модульованому (ШІМ) сигналу, однак відрізняється від традиційної ШІМ змінним тактом слідування імпульсів. Ці послідовності поступають на диференційний широтно – імпульсний демодулятор, який реалізує алгоритм функціонального перетворення (6). Кожне плече демодулятора утворюється інтегруючою ланками, ємності яких шунтовані загальним опором навантаження .

Проведений в роботі аналіз показав, що вихідна напруга диференційного широтно – імпульсного демодулятора дорівнює

, (9)

де - амплітуда вхідної імпульсної послідовності; - число періодів усереднення, яке визначає швидкодію пристрою; - відносна величина, що визначає діапазон вимірюваних часових інтервалів в одиницях еталонної сталої часу ; - відносна часова величина, яка виражає зв'язок між і сталою часу широтно – імпульсного демодулятора .

Для граничного випадку, коли , залежність (9) набере вигляду

, (10)

а при умові, коли і , перетвориться в повний аналог відношення імпедансів (6)

. (11)

Створений пристрій пошуку та електростимуляції БАТ забезпечує:

- високу достовірність і завадостійкість пошуку БАТ незалежно від стану шкіри та сили притискання електродів до неї;

- адаптивний режим стимуляції БАТ біполярними імпульсами, частота яких змінюється в залежності від електричних параметрів БАТ;

- строго дозовану енергію кожного стимулюючого імпульсу величиною 0,2 мкДж незалежно від стану поверхні шкіри і параметрів БАТ;

- ефективний пошук місцеположення БАТ за час не більший 10 сек.

Технічні характеристики пристрою СІНБАТ-01

Режим роботи……………………………....…………………....……......… адаптивний

Форма стимулюючого сигналу:

- біполярні експоненційні імпульси змінної частоти слідування;

- максимальна частота слідування імпульсів, Гц…………………..…....….....… 4100

- мінімальна частота слідування імпульсів, Гц……………………..…...….....…. 48

- амплітуда імпульсів, В……………………………………………..……….....…. ±3,8

- пікова амплітуда імпульсів при =8 Ом, мкА, не більше............................… 500

- енергія імпульсів, мкДж………………………………………………..….....…. 0,2

Діапазон цифрових показів індикатора………………………………….........….. ±700

Час індикації при пошуку БАТ, с………………………………………........……. 0,5

Час неперервної роботи без заміни джерела живлення, год………...............…. 1000

Напруга джерела живлення, В…………………………………..........………….. 9

Маса, г, не більше………………………………………………………….........…. 200

Габаритні розміри, мм…………………………………………......……...... 155ґ35ґ25

Четвертий розділ “Експериментальні дослідження електропунктурного способу лікування маститу корів” присвячений перевірці ефективності запропонованого способу електропунктурної терапії маститу корів із застосуванням гідрофільної мазі Traumeel S. Висвітлені результати порівняльних випробувань запропонованого способу із відомими способами електро- та лазеропунктурної терапії. Описана розроблена експериментальна методика запропонованого способу електропунктурного лікування маститу корів.

Дослідження ефективності запропонованого способу проводились на базі двох сільськогосподарських підприємств Тернопільської області – “Загір'янського” і "Україна”. Всього на мастит було обстежено 520 корів і відібрано для проведення випробувань 10 корів у віці від 4 до 6 років, котрі знаходились на 2 – 4 місяці лактації. Кожна із цих корів хворіла субклінічним маститом, що було встановлено за допомогою стійлової мастидинової проби, клінічного огляду і зібраними анамнестичними даними.

В табл. 1 представлені узагальнені результати лікування маститу корів двома способами: електропунктурною терапією (ЕПТ) і запропонованим способом електропунктурної терапії із застосуванням мазі Traumeel S (ЕПТ МТ). Тривалість обох способів склала 7 днів. Крім того, наведені дані про виявлені рецидиви захворювання окремих чвертей вимені через 9 днів після закінчення лікування.

В реальних умовах тваринницьких господарств доведено, що запропонований спосіб електропунктурної терапії маститу корів на основі застосування гідрофільної мазі Traumeel S забезпечує: - клінічну ефективність лікування субклінічного маститу на рівні 80%; - тривалість лікування субклінічного маститу протягом 7 днів при щоденній ранковій електростимуляції точок “ян-мін” кожної хворої чверті вимені впродовж 45 – 60 секунд; - найбільш інформативними і стійкими показниками при терапії субклінічних маститів є показник вмісту білка в молоці і фагоцитарний індекс активності лейкоцитів молока, які змінюються до і після лікування в середньому відповідно в 1,13 і 1,6 рази.

В процесі лікування субклінічного маститу у корів експериментально було виявлено, що електростимуляція точок “ян-мін” хворих чверток вимені покращувала якість молока і в здорових чвертках, які в процесі лікування не стимулювались, що підтвердилось зростанням вмісту білка і ростом індексу фагоцитарної активності лейкоцитів молока.

Для порівняння запропонованого способу ЕПТ МТ із відомими способами електро- та лазеропунктурної терапії були проведені на базі тих же господарств окремі дослідження із застосуванням спеціально створеного лазерного апарату РУТА на основі напівпровідникового лазера. При цьому досліджували різні форми захворювання молочної залози – від її подразнення до хронічного маститу.

В табл. 2 представлені усереднені результати лазеропунктурної терапії та дані про виявлені рецидиви. Найкращий ефект було отримано при подразненні молочнозалози – 88,9%. Гострі та хронічні форми маститу (чотири хрести мастидинової проби) повністю не вилікували. Хронічна форма маститу лікуванню не піддавалась, а часткове покращення у 50% випадків закінчувалось рецидивом запалення.В табл. 3 представлені результати лікування маститу при застосуванні електро- та лазеропунктури. Результати досліджень показали, що обидва методи позитивно впливали на функціонування молочної залози. Це відображалось в значному зменшенні кількості соматичних клітин в молоці, підвищенні вмісту білка та лактози. Порівняльний аналіз запропонованого електропунктурного способу лікування маститу корів із застосуванням мазі Traumeel S і електро- та лазеропунктури показав, що його клінічна ефективність в 1,13 – 1,3 рази перевищує ефективність електропунктури, яка становить (57 – 70)%, а клінічна ефективність лазеропунктури, в середньому, незначно відрізняється від електропунктури і становить (56 – 57)%; експлуатаційна ефективність способу ЕПТ МТ на порядок перевищує ефективність електропунктурного способу, при якому тривалість одного сеансу стимуляції БАТ становить (10 – 15) хвилин.

Розроблена експериментальна методика ЕП способу лікування маститу на основі використання гідрофільної мазі Traumeel S з застосуванням пристрою пошуку та стимуляції точок акупунктури СІНБАТ-01. Методика базується на рекомендаціях із використання електропунктури в молочному тваринництві, згідно яких діагностика маститів проводиться на основі клінічних методів обстеження та застосування відомої мастидинової проби. Лікування включає наступні етапи:

·

· нанесення на БАТ тонкого (1-2 мм) шару гомеопатичної мазі Traumeel S;

· електричну стимуляцію приладом СІНБАТ-01 кожної БАТ тривалістю до однієї хвилини;

· проведення лікування раз на день після ранкового або вечірнього доїння обов'язково на порожнє вим'я;

· тривалість лікувальних процедур становить 7 днів.

Контроль результатів лікування проводиться з застосуванням мастидинової проби через 8 – 10 днів після останньої електростимуляційної процедури. Облік процедури застосування ЕПТ та її результатів заноситься в спеціальну облікову картку.

Застосування в реальних умовах тваринницьких господарств розробленого пристрою пошуку і стимуляції точок акупунктури СІНБАТ-01, який працює в безпідстроювальному режимі та здійснює адаптивну стимуляцію БАТ, забезпечує повну атравматичність і простоту проведення сеансів електропунктурної терапії, що відображається спокійною поведінкою тварини в процесі лікування.

В додатках наведені акти впровадження результатів дисертації, розрахунок спектру пилконаростаючого і пилкоспадаючого сигналів, та зразок облікової картки на тварину при проведенні електропунктури.

ОСНОВНІ РЕЗУЛЬТАТИ РОБОТИ

1. Розвинута частотно – вибірна модель процесу збудження біологічної структури для фізіологічної гіперболічно – експоненціальної залежності сила – тривалість, яка дозволила отримати точне рішення для амплітудно – частотної характеристики фільтра і спростити її аналіз при дослідженні процесу збудження різними стимулюючими імпульсами.

2. Проведено порівняльний аналіз ефективності різних збуджуючих імпульсів (прямокутного, пилкоподібних наростаючого і спадаючого, трикутного) і показано, що найбільш ефективним за енергетичним критерієм і критерієм максимуму вихідної напруги є прямокутний імпульс, до якого наближається пилкоподібний спадаючий імпульс і при значеннях нормованого параметру практично не відрізняється від нього.

3. Запропоновано новий спосіб визначення місцеположення біологічно активних точок, який базується на формуванні трьохелектродним перетворювачем функціонального співвідношення імпедансів двох локальних суміжних ділянок, що забезпечує високу точність та ефективність їх визначення незалежно від стану шкіри та сили притискання електродів до неї. Розроблена та досліджена структура побудови пристрою, який реалізовує запропонований спосіб пошуку БАТ і використовує імпульсний метод вимірювання імпедансу.

4. Показано, що застосування імпульсного методу, по-перше, забезпечує суміщення процедури вимірювання імпедансу при пошуку БАТ з процедурою їх стимуляції і, по-друге, спрощує технічну реалізацію методу. Теоретично та експериментально досліджена форма подразнюючих напруг і струмів в залежності від параметрів БАТ, що дає можливість обґрунтовано вибирати параметри режиму стимуляції з метою забезпечення атравматичності біооб'єкту в процесі проведення лікувальної процедури.

5. Запропоновано та досліджено новий спосіб електропунктурної терапії маститу корів на основі застосування гідрофільної мазі; експериментально доведено, що при лікуванні маститу електростимуляцією точок акупунктури “ян-мін” хворих чвертей вимені покращується якість молока і в здорових чвертях, які в процесі лікування не стимулювались.

6. В умовах тваринницьких господарств проведено порівняльний аналіз способу ЕПТ МТ маститу корів з електро- та лазеропунктурою і показано, що його клінічна ефективність в 1,13 – 1,3 рази більша ніж ефективність електро- та лазеропунктури, а тривалість сеансу стимуляції однієї БАТ не перевищує однієї хвилини, що на порядок менше тривалості сеансу при електро- та лазеропунктурі.

7. Створено новий пристрій пошуку та стимуляції біологічно активних точок, який забезпечує адаптивний режим їх стимуляції біполярними експоненціальними імпульсами, частота яких змінюється в залежності від параметрів БАТ, а енергія імпульсів не залежить від стану БАТ.

8. Розроблена експериментальна методика електропунктурного способу лікування маститу корів на основі використання гідрофільної мазі з застосуванням пристрою пошуку та стимуляції точок акупунктури СІНБАТ-01.

СПИСОК ПУБЛІКАЦІЙ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Смердов А.А., Романишин Ю.М., Крыжановский В.Я. Моделирование электрической возбудимости биологических структур // Электроника и связь. 1999. - №6. - Т1.- С. 231-234.

2. Смердов А.А., Романишин Ю.М., Крыжановский В.Я. Моделирование возбудимости при различной форме импульсов // Электроника и связь. 2000.- №8. - Т1. - С. 91-92.

3. Смердов А.А., Романишин Ю.М., Крижанівський В.Я. Оцінка ефективності різних стимулів при електрозбудженні БАТ // Электроника и связь. 2001. - №11. - С. 59 – 61.

4. Смердов А., Грицюк О., Крижанівський В. Диференційний вимірювальний перетворювач R і C // Вісн. ДУ “Львівська політехніка”. Радіоелектроніка та телекомунікації. 2000. - №399. - С.93-97.

5. Смердов А., Крижанівський В., Бобкова О. Аналіз мультивібраторного вимірювача R і C // Вісн. ДУ “Львівська політехніка”. Радіоелектроніка та телекомунікації. 1999. - №367. - С.75-78.

6. Крижанівський Я., Смердов А., Крижанівський В. Застосування лазеропунктури при лікуванні корів, хворих на мастит // Ветеринарна медицина України. 2000. - №2. - С. 38-39.

7. Крижанівський Я.Й, Смердов А.А., Крижанівський В.Я. Ефективність застосування електро- та лазеропунктури при лікуванні маститу корів // Науковий вісник Національного Аграрного Університету. 2000.- Вип.22.- С. 248-251.

8. Smerdov A., Procyk W., Kryzanowski W., Kryzanowski J. Zastosowanie masci Traumeel S w leczeniu zapalenia wymienia u krow za pomoca elektroakupunktury // Biologiczna Medycyna Weterynaryjna. 1999.- .- №3-4.- S. 35-42.

9. Смердов А.А., Крыжановский В.Я. Применение метода электропунктуры для лечения маститов у коров // Оротерапия. Доклады Академии проблем гипоксии. 1998.- Т2.- С. 129-130.

10. Спосіб лікування маститу у корів: Деклараційний патент 98126391. Україна, МКП А 61 К 35/66 / А.А. Смердов, Я.Й. Крижанівський, В.Я. Крижанівський. – №33121 А; Заявл. 03.12.98; Опубл. 15.02.01, Бюл. №1. – 3 с.

11. Спосіб визначення місцеположення точок акупунктури: Деклараційний патент 2000031329. Україна, МПК А 61 Н 39/02 / Т.А. Смердова, О.В. Грицюк, В.Я. Крижанівський. - №37001А; Заявл. 07.03.00; Опубл. 16.04.01, Бюл. №3.–5 с.

АНОТАЦІЯ

Крижанівський В.Я. Розроблення пристрою та дослідження способу електропунктурної терапії маститу корів. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.11.17 – медичні прилади та системи. – Національний університет “Львівська політехніка”, Львів, 2002.

Дисертаційна робота присвячена вирішення актуальної задачі ветеринарної медицини – розробленню пристрою та дослідженню нового способу електропунктурної терапії маститу корів. На основі нового способу визначення місцеположення біологічно активних точок, що базується на формуванні трьохелектродним перетворювачем функціонального співвідношення імпедансів двох локальних суміжних ділянок шкіри біооб'єкту, створено пристрій їх пошуку та стимуляції. Пристрій забезпечує пошук та адаптивний режим стимуляції в залежності від змінних параметрів точок акупунктури при постійній енергії кожного стимулюючого імпульсу. Запропоновано та досліджено в умовах тваринницьких господарств новий спосіб електропунктурної терапії маститу корів на основі використання гідрофільної мазі з застосуванням розробленого пристрою пошуку та стимуляції точок акупунктури; експериментально доведено, що при лікуванні маститу електростимуляцією точок акупунктури “ян-мін” хворих чвертей вимені покращується якість молока і в здорових чвертях, які в процесі лікування не стимулювались.

Ключові слова: біологічно активна точка (БАТ), електропунктура, пошук БАТ, стимуляція БАТ, мастит корів.

АННОТАЦИЯ

Крыжановский В.Я. Разработка устройства и исследование способа электропунктурной терапии мастита коров. – Рукопись.

Диссертация на соискание учёной степени кандидата технических наук по специальности 05.11.17 – медицинские приборы и системы. – Национальный университет “Львівська політехніка”, Львов, 2002.

Развитие животноводства в определённой мере сдерживается распространением таких заболеваний сельскохозяйственных животных как маститы. По своей распространённости и экономическому значению маститы занимают первое место среди заболеваний вымени крупного рогатого скота, и поэтому они относятся к первоочередной проблеме ветеринарной медицины.

Диссертационная работа посвящена решению актуальной задачи ветеринарной медицины – разработке устройства и исследованию нового способа электропунктурной терапии мастита коров. Достижение поставленой в работе цели потребовало решения следующих основных задач: обоснование и исследование модели, которая адекватно описывает процесс возбуждения биологически активных точек (БАТ) при их стимуляции; анализа эффективности различных стимулирующих сигналов, используемых в электропунктурной терапии; разработки и создания устройства поиска и стиммуляции БАТ; проведения экспериментальных исследований предложенного способа электропунктурной терапии мастита коров в условиях животноводческих хозяйств.

Модернизированная частотно – избирательная модель процесса возбуждения БАТ на основе гиперболической экспоненциальной зависимости сила – длительность позволила провести сравнительный анализ эффективности различных возбуждающих импульсов и показать, что наиболее эффективным согласно энергетическому критерию является прямоугольный импульс, к которому приближается пилообразно – спадающий импульс и при значениях параметра практически не отличающийся от него.

Поиск БАТ является первой и основной операцией при использовании метода рефлексотерапии. В работе предложен новый способ определения местонахождения БАТ, который обеспечивает высокую точность и эффективность их определения независимо от состояния кожи и силы прижима электродов к ней. Разработанное согласно предложенного способа устройство обеспечивает две функциональные возможности: поиск и стимуляцию точек акупунктуры. Особенности устройства состоят в следующем: во-первых, применён дифференциальный способ поиска БАТ в локальной зоне их местонахождения; во-вторых, обеспечивается стабильная робота прибора независимо от состояния кожи и силы прижима электродов в процессе поиска БАТ; в-третьих, стимуляция БАТ осуществляется чётко дозированной и постоянной величиной энергии независимо от величины параметров точек. В разработанном устройстве применён импульсный метод измерения ипмеданса кожи и точек акупунктуры, который обеспечивает минимальное влияние электрического тока на ткани биообъекта в процессе измерения. Применение импедансного метода позволило совместить процедуру измерения импеданса при поиске БАТ с процедурой их стимуляции и упростило техническую реализацию метода.

Созданное устройство поиска и стимуляции БАТ было использовано для проверки эффективности нового способа электропунктурной терапии мастита коров на основе применения гидрофильной мази, которая электрофоретически вводится в БАТ больных долей вымени. В реальных условиях животноводческих хозяйств было показано, что предложенный способ электротерапии мастита коров на основе использования гидрофильной мази Traumeel S обеспечивает: - клиническую эффективность лечения субклинического мастита на уровне 80%; - длительность лечения субклинического мастита составляет 7 дней при ежедневной утренней стимуляции точек “ян-минь” кажной больной доли вымени в течении 45 – 60 секунд; - наиболее информативными и стабильными показателями при терапии субклинических маститов являются показатель содержания белка в молоке и фагоцитарный индекс активности лейкоцитов молока, которые изменяются до и после лечения в среднем соответсвенно в 1,13 и 1,6 раза.

В процессе лечения субклинического мастита у коров экспериментально было выявлено, что электростимуляция точек “ян-минь” больных долей вымени улучшала качество молока и в здоровых долях, которые в процессе лечения не стимулировались, что подтвердилось увеличением содержания белка и ростом индекса фагоцитарной активности лейкоцитов молока.

В условиях животноводческих хозяйств проведен сравнительный анализ эффективности предложенного способа электропунктурной терапии мастита коров на основе применения гидрофильной мази Traumeel S и показано, что его клиническая эффективность в 1,13 – 1,3 раза больше чем эффективность электро- и лазеропунктуры при длительности сеанса стимуляции одной БАТ до минуты, что на порядок меньше длительности стимуляции при электро- и лазеропунктуре.

В работе представлена разработанная экспериментальная методика электропунктурного способа лечения мастита коров на основе применения гидрофильной мази с использованием созданного устройства поиска и стимуляции точек акупунктуры СИНБАТ-01.

Ключевые слова: биологически активная точка (БАТ), электропунктура, поиск БАТ, стимуляция БАТ, мастит коров.

ABSTRACT

Kryzhanivs'kyi V.Ya. Device Elaboration and Research of a Method for Cow Mastitis Electropuncture Therapy. – Manuscript.

Thesis for Ph.D. in technical sciences, the speciality field - 05.11.17 - Medical Devices and Systems. - National University "Lviv Polytechnics", Lviv, 2002.

The present Ph.D. thesis deals with solving a topical task for the veterinary medicine – Device Elaboration and