Зависимость доза воздействия - эффект

Зависимостью доза воздействия - эффект называется наблюдаемое приращение вектора состояния биообъекта при заданной дозе воздействия.

Как уже было отмечено ранее, при решении задач анализа и синтеза БТС минимизируют число компонент (уменьшают размерность) вектора состояния. Затем проводят серию измерений по схеме воздействие - ответ, в ходе которых уровень внешнего воздействия на живую систему постепенно повышается; одновременно регистрируют изменения вектора состояния. По полученным данным строят зависимость (функцию доза - эффект). Допустимую при воздействии дозу и соответственно биологический эффект должен оценивать врач.

Примеры зависимости доза воздействия - эффект при действии необходимого и примесного химических агентов на биообъект приведены на рис. 11.6. Например, при исследовании влияния химических агентов на популяцию лабораторных животных зависимость доза воздействия - эффект определяют следующим образом.

Рис. 11.6. Зависимость доза воздействия - эффект при действии необходимого (а) и примесного (б) химических агентов на биообъект:

Г - выживание; II - дефицит; III - норма; IV - смерть

Берут группу, содержащую Nособей представительной статистики; воздействие повторяют к раз. Подсчитывают количество особей ATVocb для которых зарегистрировали ответ на воздействие химических агентов (табл. 11.1), затем определяют процент этих особей:

По данным табл. 11.1 строят зависимость P_0C(D_B) (рис. 11.7, а).

Таблица 11.1. Данные для построения зависимости доза воздействия - эффект

Доза, оказавшая воздействие на половину группы, называется полуэффективной дозой D_b - Аналогичные зависимости также могут быть построены при определении летальности воздействия химических агентов на популяцию лабораторных животных. В этом случае величину Д1/2 принято называть полуле- тальной дозой.

Рис. 11.7. Зависимость доза воздействия - эффект при действии на популяцию лабораторных животных (а) и зависимость, полученная с использованием экотоксикологической модели (б)

В качестве примера на рис. 11.7,6 приведена зависимость доза воздействия - эффект, полученная с использованием рассмотренной ранее экотоксикологической модели. Эффект воздействия ?_в определяется по отклонению численности популяции от стационарного значения, соответствующего нулевым концентрациям химических агентов:

где С_у С2 - концентрации химических агентов, нормированные на пороговые значения, удовлетворяющие полному подавлению роста популяции при нулевой концентрации используемой добавки; Zcj - стационарная численность популяции, нормированная на численность при отсутствии добавок (с/ = 0).

Теоретические результаты сравнивают с данными эксперимента по кинетике роста культуры Saccharamyces cerevisiae в среде с добавками цинка и меди (см. рис. 11.7, б).

Определение зависимости доза воздействия - эффект в рассмотренном выше примере ФТС сводится к расчету нагрева тканей в результате выделения теплоты:

где t/эф - эффективное напряжение действующего электрического поля; t - время воздействия.

По средней теплоемкости с_ср тканей можно рассчитать изменение температуры части тела, подвергаемой воздействию:

Если в качестве эффекта рассматривать повышение температуры части тела, подвергаемой воздействию, а в качестве дозы - выделившуюся теплоту, то данная зависимость позволяет рассчитать зависимость доза воздействия - эффект.

При частоте/= 27,12 МГц импеданс руки изменяется в пределах

5... 10 кОм, т. е. реактивная составляющая меньше активной.

Следует иметь в виду, что помимо теплового воздействия СВЧ-поле существенно влияет на нервные клетки. Однако механизм этого влияния изучен недостаточно, его адекватные модели не разработаны.