В настоящее время разрабатываются физиотерапевтические приборы с прямыми и обратными связями, образующие совместно с организмом пациента биокибернетическую систему. При этом используются разные варианты обратных связей. Как правило, они выбираются эвристически на базе накопленного эмпирического опыта применения более ранних разработок подобных приборов и поэтому не обеспечивают существенного прироста эффективности терапии. Необходим новый, более научный подход, позволяющий создать биокибернетическую систему с оптимальной структурой мониторинга и терапии и оптимальным видом терапевтических сигналов, обеспечивающий максимально возможный лечебный эффект. Автором разработаны теоретические основы построения такой системы.

В процессе жизнедеятельности живые организмы создают внутри и вне организма электрические и магнитные поля, акустические и электромагнитные излучения, которые несут информацию о физиологических и патологических процессах, происходящих в организме. Они могут быть приняты с помощью технических средств контактным или бесконтактным способом и использованы для формирования терапевтических сигналов. Синтез оптимальной системы мониторинга проведен в следующих предположениях.

В состоянии "норма" живой организм создает только ему присущие генетически запрограммированные физиологические сигналы. Эти сигналы содержат две компоненты: случайную, обусловленную хаотическим (тепловым) перемещением зарядов, и регулярную, обусловленную синхронным перемещениям зарядов, создающих когерентные, частично когерентные и некогерентные сигналы в резонансных "окнах" организма. Случайная компонента физиологических сигналов описана белым полосовым гауссовским шумом с равномерной спектральной плотностью. Регулярная компонента представлена в виде разложения по некоторой системе ортогональных функций, описывающих отдельные сигналы физиологических (по П. К. Анохину) систем организма. В состоянии "патология" в частотно-энергетическом "портрете" организма появляется патологическая компонента, не характерная для состояния "норма". Она также представлена в виде разложения по некоторой другой системе ортогональных функций, описывающих отдельные сигналы патологических (по Г. Н. Крыжановскому) систем организма. Обе системы функций являются взаимно ортогональными, иначе состояние "норма" не отличалось бы от состояния "патология". В состоянии "норма" суммарная энергия всех физиологических сигналов полагается ограниченной некоторой величиной, характерной для конкретного организма. В состоянии "патология" согласно закону сохранения энергии суммарная энергия всех сигналов организма остается неизменной, но она перераспределяется в определенном соотношении между физиологическими и патологическими сигналами. Физиологические сигналы полагаются полностью известными, так как они отражают генетически запрограммированное устойчивое состояние гомеостаза и в течение жизни конкретного пациента практически не меняются. Они должны сниматься с пациента еще во младенческом возрасте, пока организм не претерпел существенных патологических изменений, и храниться как эталонные в его индивидуальной базе данных.

Патологические сигналы - это все сигналы в полосе обрабатываемых частот, отличные от физиологических сигналов.

Оптимальная система мониторинга, принимая излучения организма в выбранных по предварительному диагнозу зонах или точках организма, оптимальным образом выделяет из них в реальном масштабе времени физиологические и патологические сигналы. Оптимальный разделитель сигналов содержит фильтр с амплитудно-частотной характеристикой (АЧХ), согласованной со спектром физиологических сигналов конкретного пациента, хранящимся в его индивидуальной базе данных. При отсутствии записи спектра в базе данных пациента АЧХ этого фильтра выбирается согласованной со среднестатистическим спектром физиологических сигналов. Выходной сигнал фильтра вычитается из принятой реализации. Остаток представляет собой патологический сигнал пациента.

На основе выделенных физиологических и патологических сигналов оптимальная система терапии формирует оптимальный терапевтический (корректирующий) сигнал.

Вид оптимального терапевтического сигнала найден в следующих предположениях.

Так как физиологические и патологические сигналы ортогональны, искомый оптимальный корректирующий сигнал представлен в виде двух ортогональных компонент, каждая из которых взаимодействует только с сигналами соответствующих систем организма. Сформулирована задача различения двух статистических гипотез, по одной из которых реализация, описывающая суперпозицию сигналов в информационных каналах организма, содержит сумму физиологических сигналов и белый шум (состояние "норма"), а по второй - сумму физиологических, патологических, две компоненты терапевтического сигнала и белый шум (состояние "патология + корректирующее воздействие"). Получено оптимальное правило различения гипотез. Определен показатель его эффективности, зависящий от вида физиологических, патологических и терапевтических сигналов и их энергий. Он служит целевой функцией при поиске оптимального вида компонент терапевтического сигнала и значений их энергий. В результате решения экстремальной задачи установлена связь между компонентами оптимального терапевтического сигнала и эндогенными сигналами организма и значениями их энергий, которая обеспечивает максимально возможный лечебный эффект.

Установлены следующие свойства компонент оптимального лечебного сигнала. Они повторяют соответствующие физиологические и патологические сигналы конкретного организма в любой момент времени; сигналы одной компоненты противофазны соответствующим патологическим сигналам, сигналы другой - синфазны соответствующим физиологическим сигналам; дозированы по энергии: энергии сигналов одной компоненты равны энергиям соответствующих патологических сигналов, энергии другой - разности энергий соответствующих физиологических сигналов в "норме" и "патологии".

Достоинства оптимальных сигналов: они идентичны эндогенным сигналам конкретного организма в любой момент времени и поэтому воспринимаются организмом как свои собственные сигналы и беспрепятственно пропускаются в соответствующие каналы обработки без отторжения; автоматически обеспечивают "прицельность" по всем параметрам терапии в количествах не более и не менее, чем это необходимо для коррекции эндогенных сигналов; они физиологичны, не содержат ненужных организму составляющих, а, следовательно, не способны создавать обострения и побочные явления; сбалансированы по энергетике с эндогенными сигналами организма - компенсируют избыток энергии патологических сигналов и восполняют недостаток энергии физиологических сигналов.

Итак, наилучшими сигналами для терапии являются сигналы самого организма, разделенные на физиологические и патологические и соответственно обработанные. Оптимальная система работает совместно с организмом пациента как единое целое в ритмах организма и обеспечивает коррекцию физиологических и патологических процессов в реальном масштабе времени, постепенно обучая организм пациента правильному функционированию в соответствии со своей генетической программой. Она не содержит в явном виде этап диагностики заболевания, что исключает ошибки в постановке диагноза и назначении терапевтических Процедур. Она является самодостаточной при решении всего комплекса терапевтических задач, связанных с мониторингом, терапией, контролем и оценкой результатов терапии. Функции врача в такой системе сводятся к наблюдению за процессом коррекции текущего состояния организма, уточнению диагноза заболевания в терминах официальной медицины и контролю работоспособности системы.

Оптимальная система - это идеальное средство терапии!