способ оценки безболезненности воздействия электрических импульсов при профилактике и лечении мастита

Формула изобретения

Способ оценки безболезненности воздействия электрических импульсов при электротерапии заболеваний животных, включающий контроль изменения физиологических параметров животного после электрического воздействия, отличающийся тем, что в качестве физиологического параметра используют омега-потенциал животного, при этом предварительно устанавливают его исходный уровень и после электрического воздействия по изменению уровня колебаний омега-потенциала судят о безболезненности электрического воздействия: при снижении уровня омега-потенциала воздействие электрических импульсов безболезненно, а при повышении уровня омега-потенциала болезненно.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к животноводству, в частности к методам оценки безболезненности воздействия физических факторов при профилактике и лечении мастита.

Известно использование зависимости уровня медленных колебаний биопотенциалов животного, или, как их иначе называют, омега-потенциал от различных воздействий на нервную систему различного типа (см. Засухина О.А. Адаптивные способности животных и их отражение в биоэлектрической активности организма // Тр. Куб ГАУ Вып.367. Краснодар, 1989, с.97-101), где представлены данные, подтверждающие, что при болевом шоке возбуждается симпатическая нервная система (СНС), в результате надпочечники выделяют адреналин, который сокращает мышечные образования стенок цистерн и протоков вымени, что ведет к блокированию рефлекса молокоотдачи, что приводит к увеличению омега-потенциала, пик которого можно регистрировать через определенный промежуток времени. Возбуждение парасимпатической нервной системы (ПНС) наоборот к уменьшению уровня омега-потенциала. В данном случае происходит выделение ацетилхолина, который блокирует симпатическую нервную систему.

Известен способ оценки степени болезненности электровоздействия на организм по данным расшифровки электроэнцефалограммы животного [Голиков А.Н. Физиология сельскохозяйственных животных. М.: Агропромиздат, 1991, - 430 с.]. Дискомфорт при воздействии электрофизических факторов определяют по электрической активности головного мозга животных (медленные и быстрые колебания потенциалов действия нервных клеток). При быстрых колебаниях их отростков (синапсов) активность представляет собой среднее электрическое состояние многих миллионов нейронов. Результат интерференции электрических колебаний, возникающих в различных клетках зоны отведения, регистрируется на электроэнцефалограмме.

Изменение активности электроэнцефалограммы связано с изменением возбуждения, которое может быть вызвано воздействием внешних факторов, а также других раздражителей. Электроэнцефалографические исследования дают характеристику степени возбуждения и уровня обмена веществ, происходящего в головном мозге под влиянием различных факторов. Данный метод не может дать точной информации о безболезненности электровоздействия, поскольку он может определить повышенное возбуждение симпатической нервной системы, которое возникает и от электростимуляции, но может быть и следствием токсических, а также нейрогенных факторов.

Техническим решением задачи является получение достоверной информации для определения порогового значения амплитуды напряжения входных электрических импульсов.

Поставленная задача достигается тем, что способ оценки безболезненности воздействия электрических импульсов при профилактике и лечении мастита, включающий контроль изменения физиологических параметров животного после электрического воздействия, отличается тем, что в качестве физиологического параметра используют омега-потенциал животного, при этом предварительно устанавливают его исходный уровень и после электрического воздействия по изменению уровня колебаний омега-потенциала судят об отрицательном или положительном электрическом воздействии.

Новизна заявляемого предложения обусловлена тем, что в качестве физиологического параметра выбран уровень омега-потенциала животного, посредством которого можно определить граничные параметры входного низкочастотного импульса, при котором у животного начинает проявляться дискомфорт за счет болезненного воздействия импульса.

Заявленный способ обладает изобретательским уровнем, поскольку из данных научно-технической и патентной литературы не известна аналогичная заявляемой совокупность признаков, обеспечивающих достижение поставленной задачи.

Изобретение промышленно применимо, поскольку возможно его использование в ветеринарной медицине при определении оптимальных параметров установки и режимов ее работы, обеспечивающее повышение эффективности физиотерапии при профилактике и лечении мастита.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен график зависимости уровня омега-потенциала от различных воздействий на нервную систему различного типа, на фиг.2 - график изменения омега-потенциала в зависимости от формы единичного импульса и от амплитуды входного напряжения; на фиг.3 - структурная схема лабораторного комплекса для профилактики и лечения мастита у коров; на фиг.4 - зависимость уровня омега-потенциала от времени при различной амплитуде входного напряжения колоколообразного импульса.

Для реализации способа оценки безболезненности воздействия электрических импульсов при профилактике и лечении мастита использовался лабораторный комплекс, состоящий из электростимулятора 1, формирующий импульс с амплитудой напряжения U; формой k и частотой f, подаваемый к объекту 2 - подопытному животному, у которого измеряют уровень омега-потенциала (УОП) посредством электродов 3, подключенных на вход усилителя 4 с коэффициентом усиления k, подключенного к измерительному прибору 5, а источник питания 6 включен на входы электростимулятора 1 и усилителя 4.

Пример конкретного осуществления способа оценки безболезненности воздействия электрических импульсов при профилактике и лечении мастита.

Для подачи электрофизиотерапевтических импульсов на биологически активные точки вымени коровы были использованы свинцовые электроды. Для профилактики мастита во время экспериментальных исследований один из электродов закреплялся у основания сосков вымени, где находится наибольшее количество рецепторов основных парных нервов, участвующих в иннервации молочной железы, а другой - на основании вымени. При лечении электроды закрепляли таким образом, чтобы вымя располагалось между ними. Для контроля изменения уровня омега-потенциала у коровы использованы хлорсеребряные неполяризующиеся электроды, один из которых фиксируют на лобной части головы животного, а другой - на коже в районе 4-5 грудного позвонка. Поскольку непосредственное измерение биопотенциала представляет собой сложную задачу, так как его величина обычно незначительна, необходимо использовать усилитель сигналов. Поэтому далее сигнал с электродов поступает на вход усилителя постоянного тока и на измерительный прибор. Для регистрации изменения омега-потенциала был использован прибор со стандартными навесными элементами с диапазоном измеряемых напряжений 27-75 мВ; класс точности 0,5; входное сопротивление 20 мОм; чувствительность 1 мВ.

Для безопасности работы и исключения "блуждающих" токов корпуса приборов заземлены индивидуальными проводниками на общий контур в соответствии паспортными эксплутационными требованиями. Сопротивление контура заземления равно 2,1 Ом. В качестве источника питания для устройств измерительных каналов использован многопредельный регулируемый стабилизированный источник питания.

Эксперименты проводились в ЗАО "Госплемзавод Гулькевичский". Были сформированы две группы (контрольная и опытная) животных-аналогов по возрасту, полу, живой массе и исходному уровню омега-потенциала. Каждая группа состояла из 5 первотелок красной степной породы. В контрольной группе определяли динамику развития молочной железы и молочной продуктивности, не связанную с электровоздействием, а зависящую от хозяйственного уровня содержания животных на ферме. Перед экспериментом у коров обеих групп были сделаны замеры параметров молочной железы (длина, ширина, обхват вымени и расстояние от вымени до земли), определен суточный удой, проведены исследования на мастит.

Коров опытной группы доили двукратно с одновременным воздействием импульсного тока. В первые несколько дней электростимуляцию осуществляли прибором "Стимул-3", который вырабатывал высокочастотные импульсы с переменной частотой 10 Гц -200 кГц, амплитудой 10-100 В, модулированные низкочастотной колоколообразной огибающей с частотой следования 0,01-2 Гц. Причем каждый день электростимуляцию осуществляли при повышенной амплитуде напряжения, например, в первый день - от 0 до 10 В, на второй день - от 10 до 20 В; на третий - 20-30 В; на четвертый 30-40 В; на пятый - 40-50 В; и т.д., до тех пор, пока не повысится уровень омега-потенциала (ОП), который каждый раз измеряли через 2-6 мин после электровоздействия.

В следующие несколько дней воздействовали прибором "Стимул-2", который формирует высокочастотные импульсы, модулированные по частоте и амплитуде трапецеидальной огибающей, с таким же ежедневным изменением амплитуды напряжения и измерением уровня омега-потенциала.

В последующие дни воздействовали импульсами прямоугольной, а затем треугольной формы и с такими же режимами изменения напряжения и измерения уровня омега-потенциала. Результаты исследований изменения уровня омега-потенциала (ОП) в зависимости от амплитуды напряжения и формы импульса представлены (на фиг.2). Анализ проведенных исследований подтвердил, что низкочастотный колоколообразный импульс является наиболее эффективным инструментом при осуществлении безболезненного электрического воздействия, причем с достаточно широким оптимальным диапазоном амплитуды напряжения от 10 до 60 В, при котором животное не испытывает дискомфорта.

Кроме того, дополнительные измерения уровня ОП через определенные промежутки времени и суточный удой коров после воздействия колоколообразного импульса при фиксированных значениях амплитуды напряжения показали следующие зависимости (см. фиг.4.).

Из анализа полученных экспериментальных данных следует, что при изменении амплитуды входного напряжения в диапазоне от 10 до 60 В происходит снижение уровня ОП, что свидетельствует о возбуждении парасимпатической нервной системы (см. фиг.4), минимальное значение которого фиксируется через 2-4 мин, через час после воздействия уровень ОП восстанавливается, через два часа он снова снижается и через три часа - восстанавливается до первоначального значения. Что касается воздействия импульсами, имеющими амплитуду входного напряжения (Uвх) больше 60 В и далее, то в этом случае возбуждается другой отдел вегетативной нервной системы - симпатическая нервная система (СНС). При активации СНС уровень ОП повышается. В данном случае минимальное значение ОП фиксируется также через 2-4 мин, далее через час его уровень восстанавливается, затем через два часа после воздействия ОП опять повышается и через три часа принимает первоначальное значение. Следует отметить, что процессы активации ПНС и СНС носят колебательный характер в течение длительного периода. Стоит обратить внимание также на то, что изменения уровня ОП при Uвх=10-20 В и 50-60 В почти совпадают. Однако в первом случае изменение уровня ОП незначительно из-за недостаточно сильного сигнала, а во втором случае - наоборот, из-за усиления сигнала происходит ослабление реактивной способности ПНС, а активность СНС, наоборот, усиливается за счет накопления адреналина в крови. Таким образом, повышение уровня ОП при увеличении амплитуды более 60 В не случайно - это указывает на активацию СНС, которая происходит при болезненном электровоздействии.