生物信息闭环反馈疗法理论基础及研发背景

时间:2018-4-29 分享到:

1.1 医学基础——生物电理论

恩格斯在100多年前总结当时的自然科学成就时就指出:“地球上几乎没有一种变化发生而不同时显示出电的现象”。在地球上,各种生物体的生命过程中,无时无刻不伴随着电的现象,这种随生命过程而产生的各种电现象的总称,即我们熟知的“生物电”的概念。

生物信息闭环反馈疗法理论基础及研发背景

生物电现象是以细胞为单位产生的,是以细胞膜两侧带电离子的不均匀分布和选择性离子跨膜转运为基础的。就目前所知,细胞水平的生物电现象主要有两种形式,这就是它们安静时具有的静息电位和受到刺激时产生的动作电位。体内各种器官和多细胞结构所表现出的多种形式的生物电现象,是其构成细胞电变化代数叠加的综合体现,这种体内各种器官和多细胞结构所表现出生物电会沿相应途径向体表传导,借助仪器就可以在体表测量体内生物电,例如:心电、脑电的测量。同时,体外电信号也可以经体表向体内传导,对体内组织和器官产生有效刺激,使其构成细胞产生动作电位,例如:体外电除颤、体外起搏以及体外反博技术等。

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1.2 生理学基础——稳态

高等动物特别是哺乳动物为了保证机体细胞的各种酶反应和生理功能得以正常进行,需要内环境的相对恒定。维持内环境的理化性质相对恒定的状态,即生理学上所谓的“稳态”,稳态乃是一种复杂的、由机体各调节机制所维持的动态平衡。整个机体的生命活动正是在稳态不断受到破坏而又得到恢复中得以维持和进行的。

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目前,稳态的概念已经扩展开来,它不仅用于内环境理化性质的动态平衡,也可以用于某一细胞、某一生化反应、某一器官、系统的活动乃至整个机体的相对稳定状态的维持和调节。人体维持稳态主要由三种调节机制来完成,即神经调节、体液调节以及器官、组织细胞的自身调节,其中神经调节是人体内最重要的调节机制。多数的人体调节过程特别是神经调节过程,都会以生物电的形式(如:神经冲动)在体表的特定部位有所表现,同时,也可以在体表施以一定形式的电刺激,对机体的调节过程产生正向或负向影响(此方法为电生理研究中的重要手段)。这种调控信息的可采集性和施加性,是研制电脑仿生治疗仪的重要医学基础。

1.3 生理学基础——“采集穴”与“治疗穴”

在致病因子存在情况下,病变局部或全身的生理稳态平衡被破坏,人体表现出疾病症状。此时,患者局部会表现出异常生物电变化,或者在静息时生物电无变化,但受到刺激后的生物电变化异常。这些生物电变化与局部病变的性状密切相关,当致病因子被机体清除,病变组织或器官恢复正常生理机能后(即恢复局部生理稳态平衡),异常生物电将随之转为正常。病变局部的异常生物电变化,会向体表传导,并在体表低阻抗部位明显表现出来。

生物信息闭环反馈疗法理论基础及研发背景

这种生物电变化正如同一张反映疾病好转与恶化的晴雨表。对它的采集与分析将使我们获得反映疾病进程的定量化资料。我们对电脑仿生治疗仪的研制是从中国传统医学之经络学说中获得灵感与启示,发现体内不同组织和器官的生物电变化会在一些特定穴位敏感表现,这些穴位即“生物电信息采集穴位”(简称,采集穴),并且发现,当在人体体表的特定穴位施以一定频谱特性的电刺激,会对体内一定器官或局部组织的生物电产生敏感的调节作用,这些穴位即为“治疗穴”。

体内器官或局部组织的“采集穴”与“治疗穴”的发现,为电脑仿生治疗仪的发明奠定了生理学基础。

1.4 研发背景

在相关理论基础支撑下,结合控制论、电子学、计算机科学、生物工程学、电生理学等学科的先进理论和技术,设计制造出专用的生物电信息采集、输出硬件,并设计了配套电脑软件。将大样本的健康人体的生物电信息,经“采集穴”采集出来,经频谱分析和统计处理,将其特性因子存入电脑磁盘,并开发出专用的系统软件。

当患者治疗时将患者病变器官或局部组织的生物电信息经“采集穴”采集到电脑,由系统软件优选出最佳治疗信息(具有设定频谱特性的电刺激序列),经“治疗穴”输入患者体内,对病变部位的异常生物电进行调整,调整后的生物电信息经采集电路反馈电脑系统程序,经程序智能分析后,输出调整后的新一轮治疗信息,即建立了电脑仿生治疗仪与人体的闭路反馈系统,纠正病变部位的异常生物电向正常方向发展,最终使病变部位被破坏的生理稳态逐步得到恢复,即从病理生理状态回归正常生理状态,从而达到治疗疾病的目的。

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