Свет представляет собой электромагнитные колебания, обладающие свойствами частиц (квантов, фотонов) и волн. Во всех физических явлениях, связанных с распространением света, наиболее выражены его волновые свойства (интерференция, дифракция, отражение, рассеяние, преломление). В явлениях, связанных с излучением и поглощением света тканями, проявляются его квантовые свойства. Электромагнитные колебания испускаются источником отдельными квантами. Между энергией кванта и длиной волны существует обратная зависимость: чем короче длина световой волны, тем больше энергия ее квантов, и наоборот. В результате поглощения лучистой энергии веществом при переходе электрона с одного энергетического уровня на другой происходит излучение света. Если поглощенная энергия достаточно велика (УФ-излучение), то наблюдается фотоэлектрический эффект, при котором электрон может перейти с ближайшей к ядру орбиты на более удаленную — внешнюю. При этом атом, лишенный электрона, вступает в различные соединения с другими атомами.
Световой поток в пределах от 100 нм до 1 мм в современной физике принято называть оптическим. Принято деление оптического спектра на инфракрасное излучение (длина волн 780 нм — 1 мм), видимое (780—380 нм) и ультрафиолетовое (380 —100 нм). В физиотерапии используют не весь диапазон, соответствующий ультрафиолетовым лучам, а только часть его в пределах от 400 до 180 нм.
Все тела с температурой выше абсолютного нуля испускают лучи с разной длиной волн. Состав такого излучения зависит от температуры тела. Так, до 500°С происходит излучение только инфракрасных лучей. При температуре выше 500°С появляется более короткое — видимое — излучение. При температуре 3000°С наряду с инфракрасными и видимыми лучами в спектре появляется в небольшом количестве ультрафиолетовое излучение. Однако для большинства нагретых тел основное излучение приходится на долю инфракрасных лучей. Поэтому для получения большого количества ультрафиолетового излучения пользуются другими источниками — кварцевыми, люминесцентными, состав излучения которых обусловлен не температурой, а химическими процессами.
Инфракрасные лучи, имеющие в оптическом спектре наибольшую длину волн и обладающие меньшей, по сравнению с уф-лучами, энергией кванта, в соответствии с указанной закономерностью не могут вызвать отрыв электрона от атома, но ускоряют движение электронов по орбитам и в конечном итоге вызывают только тепловой эффект. Их называют тепловыми лучами. При попадании на кожу инфракрасные лучи проникают на глубину до 3—4 см, видимые — до нескольких миллиметров. Ультрафиолетовые лучи, обладая наименьшей длиной волны и наибольшей энергией кванта, проникают в кожу на глубину до 1 мм. Поэтому ультрафиолетовым лучам присуще в основном не тепловое, а фотохимическое действие.
Поглощенная организмом световая энергия переходит в другие виды. В тепловую энергию преобразуются преимущественно инфракрасное и видимое излучения. В результате поглощения тканями этой энергии происходит повышение температуры облучаемого участка тела, местное усиление потоотделения и теплорегуляции за счет расширения сосудов кожи, усиление циркуляции в них крови. Под действием этих лучей усиливаются броуновское движение молекул, электрическая диссоциация и движение ионов, изменяются поверхностное натяжение и осмос. Повышение тканевого обмена, усиление кровообращения способствуют рассасыванию воспалительного процесса, уменьшению болевого синдрома. Воздействие теплом на рефлекторные зоны кожной поверхности вызывает реакции во внутренних органах, что обусловлено метамерией иннервацией.
Под влиянием инфракрасного излучения в результате расширения поверхностной сосудистой сети, ускорения кровотока возникает покраснение кожи (тепловая эритема), которое появляется во время облучения, имеет пятнистый характер без четких границ и исчезает через 30—60 мин после прекращения облучения. Под воздействием инфракрасного облучения снижаются болевая чувствительность кожи, мышечный тонус, уменьшаются спастические явления. Терапевтическое действие инфракрасного излучения, связанное с активной гиперемией кожи, позволяет использовать этот физический фактор при негнойных воспалительных процессах, травмах суставов и мышечно-связочного аппарата, для подсушивания ран с обильным отделяемым, при открытом методе лечения ожогов. В острой стадии воспаления вследствие усиленного кровенаполнения, повышенного внутритканевого давления использование инфракрасного облучения противопоказано, так как под воздействием тепловых лучей могут усилиться застойная гиперемия и боль вследствие давления воспалительного экссудата на нервные рецепторы.
Видимое излучение имеет более короткую длину волн, чем инфракрасное, и кванты видимых световых лучей обладают несколько большей энергией. Они способны выбивать электроны в атоме со своей орбиты на соседнюю, более близкую к ядру, тем самым приводя атом в возбужденное состояние, повышая способность веществ вступать в химические реакции. Практически организм никогда не подвергается действию одних только видимых лучей, так как спектр лампы накаливания, с помощью которой получают видимое излучение, содержит свыше 85% инфракрасных лучей. Поэтому при облучении видимым излучением в организме происходят реакции, приближающиеся к инфракрасному излучению. Показания к применению видимого теплового излучения такие же, как и для инфракрасного излучения. Видимое излучение, помимо теплового действия, оказывает влияние на зрительный анализатор вследствие целой гаммы разнообразных цветов. Различное цветовое освещение глаз влияет на нервную систему, вызывая угнетение или возбуждение нервно-психических процессов. Красный цвет возбуждает корковую деятельность, голубой оказывает успокаивающее действие, розовый наиболее показан при психическом угнетении, депрессии, а желтый и зеленый уравновешивают процессы возбуждения и торможения. В последние годы выделена определенная область синего излучения (450—460 нм), которая используется для лечения желтухи у новорожденных. Существуют вещества животного и растительного происхождения, повышающие чувствительность организма к свету, преимущественно видимому. Сенсибилизирующим действием, например, обладают каменноугольная смола, некоторые мази на вазелине, а также содержащие деготь лекарственные вещества. Наиболее известным эндогенным фотосенсибилизатором является гематопорфирин, вызывающий своеобразное кожное заболевание.
Ультрафиолетовое излучение представляет участок оптического спектра с длиной волн от 380 до 100 нм. В искусственных источниках УФ-излучения, которые применяют в лечебной практике, используется диапазон волн от 180 до 400 нм. В настоящее время принято деление УФ-излучения на два отрезка: длинноволновое ультрафиолетовое (ДУФ) излучение с длиной волн от 280 до 400 нм и коротковолновое ультрафиолетовое (КУФ) излучение с длиной волн от 180 до 280 нм, что связано с особенностями их биологического действия. В спектре солнечного излучения, достигающего земной поверхности, содержится в основном длинноволновое уф-излучение, так как КУФ-излучение поглощается верхними слоями атмосферы. Длинноволновое УФ-излучение обладает наибольшей биологической активностью и обеспечивает естественное образование в организме витамина D.
Механизм действия УФ-излучения на организм многообразен и складывается из биофизического, гуморального и нервно-рефлекторного процессов. Фотоэлектрический эффект, имеющий место при воздействии УФ-излучения, является первой стадией, с которой начинаются фотохимические процессы в коже. Поглощенная кожными покровами энергия УФ-излучения вызывает возбуждение атомов и молекул вещества, переход электронов на более высокий энергетический уровень. Эти процессы приводят к перегруппировке атомов и молекул клеток, переводя их в новое физическое состояние, при котором увеличиваются запас их энергии и способность к фотохимическим реакциям.
Непосредственным результатом действия УФ-излучения на белковую субстанцию является распад крупных белковых молекул (фотолиз), потеря способности белка удерживать влагу (денатурация), а затем его коагуляция (выпадение в осадок). Коагулированный белок легко расщепляется ферментами, в результате чего образуются вещества, обладающие высокой биологической активностью (гистамин, ацетилхолин, серотонин, биогенные амины и др.). В месте поглощения УФ-энергии образуются свободные радикалы, усиливается активность ряда ферментов (гистаминазы, тирозиназы, пероксидазы и др.), оказывающих влияние на жизнедеятельность организма. Биологически активные вещества, образующиеся в месте воздействия УФ-излучения, попадая в дальнейшем в общий ток крови, разносятся по всему организму и оказывают воздействие на отдаленные органы и различные системы (нервную, эндокринную и др.).
Под влиянием УФ-излучения происходят процессы фотооксидации — усиление окислительных реакций в тканях. Специфическим проявлением действия УФ-излучения является способность к фотоизомеризации, т. е. к образованию веществ с новыми физико-химическими и биологическими свойствами вследствие внутренней перегруппировки атомов и молекул. Примером фотоизомеризации является образование под влиянием УФ-излучения витамина D из эргостерина, находящегося в коже в малом количестве. Образовавшийся антирахитический витамин D активно участвует в фосфорно-кальциевом обмене, восстанавливает нарушенные процессы окостенения, улучшает фиксацию фосфора и кальция костной тканью. Этим свойством в большей степени обладает длинноволновое ультрафиолетовое (ДУФ) излучение. Это специфическое действие ДУФ-излучения широко используется для профилактики и лечения детей, больных рахитом, а также взрослых и детей для предотвращения кариеса зубов или при переломах костей с целью ускорения консолидации. При воздействии ультрафиолетовым излучением на кожные покровы возникает целый ряд физиологических реакций, которые зависят как от дозы облучения, так и от спектрального состава УФ-лучей, а также чувствительности организма к данному фактору. В области воздействия УФ-излучением через определенный срок (латентный период, длящийся от 3 до 24 ч) возникает ультрафиолетовая эритема, которая является асептическим воспалением. Возникшая эритема держится от 12 часов до нескольких дней. В период наиболее выраженной эритемной реакции в коже происходят изменения, характерные для воспаления: расширение капиллярной сети, переполнение ее кровью, фибриноидное набухание, повышение проницаемости капилляров. Кожа становится ярко-красной, повышается ее температура. Максимальное развитие эритемы наблюдается на вторые сутки, когда наступает некроз и некробиоз клеток эпидермиса. К третьему-четвертому дню эпидермис утолщается за счет молодых клеток базального слоя, содержащих пигмент — меланин. Базальные клетки усиленно делятся и перемещаются к верхним слоям эпидермиса, замещая разрушенные, слущивающиеся клетки. Эпидермис утолщается, и кожа становится менее чувствительна к УФ-лучам. После стихания эритемы, спустя 3—4 дня появляется пигментация. Пигмент образуется в результате превращения меланогена в меланин в базальных клетках эпидермиса. Он защищает кожу от перегревания инфракрасным излучением за счет теплоотдачи и потоотделения. Следует отметить, что сильно пигментированная кожа (например, негроиды) не предохраняет ее от УФ-лучей. Изменение чувствительности кожи к УФ-лучам и защитная функция пигмента проявляются в зависимости от предшествующих УФ-облучений.
Существуют различия в биологическом действии длинных и коротких ультрафиолетовых лучей: при длинноволновом излучении (преимущественная длина волны 297 нм) эритема ярко красного цвета, появляется через 6—8 часов после воздействия, исчезает медленно; при воздействии коротковолновым излучением (253,7 нм) эритема развивается раньше, через 2—4 часа, имеет красноватый цвет с синюшным оттенком, исчезает быстрее. КУФ-лучи вызывают кратковременный спазм капилляров, а затем расширение субкапилляров вен; ДУФ-лучи вызывают расширение артериол, а затем капилляров кожи. Следовательно, в основе КУФ- и ДУФ-эритемы лежат различные биохимические процессы.
Бактерицидное действие УФ-излучения более специфично для КУФ-лучей. Наиболее чувствительны к КУФ-излучению стрептококк, золотистый стафилококк, кишечная палочка, вирус гриппа. Наименее чувствительны — споры.
Чувствительность кожи к УФ-излучению (фоточувствительность) непостоянна. Она зависит от физиологических и патологических состояний организма. Фоточувствительность неодинакова на разных участках тела: наибольшая — на коже живота, спины, лица; наименьшая — на коже конечностей, особенно на разгибательных поверхностях. Значительное повышение чувствительности кожи к УФ-излучению наблюдается при тиреотоксикозе, экссудативном диатезе, бронхиальной астме, гематопорфириновой болезни, некоторых формах зудящих дерматозов, при менструации, беременности. Снижение фоточувствительности кожи отмечается при инфекционных заболеваниях, гипотрофии, ревматоидном артрите, алкогольном опьянении, наркозе, заболеваниях периферических нервов (на стороне поражения). У женщин эритемная реакция слабее, чем у мужчин, однако в предменструальный период она повышается. Снижение фоточувствительности наблюдается у стариков и детей.
Чувствительность кожи меньше зависит от врожденной пигментации, но больше от времени, прошедшего после предшествующего облучения, что связано с изменением реактивности организма, вызванным УФ-воздействием. Поэтому весной после длительного «солнечного голодания» (УФ-недостаточность) чувствительность повышается, а осенью — снижается. Изменение чувствительности может быть связано с приемом внутрь некоторых медикаментов, например сульфаниламидных препаратов, антибиотиков, фотосенсибилизаторов.
Реакция кожи изменяется при комбинированном действии УФ-лучей с другими физическими факторами. Усиление эритемной реакции наблюдается при воздействии перед УФ-облучением на ту же область инфракрасных, видимых лучей, гальванического тока, ЭП УВЧ, дарсонвализации, электрофореза йода. Ослабление эритемы, более раннее ее появление и быстрое исчезновение проявляются при применении в латентном периоде (после УФО) ЭП УВЧ, электрофореза сосудосуживающих веществ, СВЧ-терапии, видимого или инфракрасного излучения. Подобные изменения необходимо учитывать при комплексном лечении больных различными физическими факторами.
Формирование эритемной реакции кожи сопровождается сложными фотобиологическими процессами — изменяется ионный и белковый состав, ингибируется синтез аминокислот, образуются биологически активные вещества белковой природы, что можно рассматривать как один из видов неспецифической протеинотерапии. Изменяется газообмен, увеличивается количество продуктов окисления, отмечается сдвиг кислотно-щелочного равновесия, активная реакция среды сдвигается в кислую среду. Повышается проницаемость мембранных .структур клеток и сосудистой стенки, что способствует проникновению биологически активных веществ в ток крови и изменению просвета сосудов.
УФ-излучение не ограничивается изменениями только в месте поглощения его кожей, а оказывает действие на функциональное состояние различных органов и систем организма. Изменение сердечной деятельности проявляется улучшением сократительной функции миокарда, снижением гипоксии и перегрузки правых отделов сердца. УФ-излучение восстанавливает функцию внешнего дыхания за счет уменьшения частоты и увеличения глубины дыхания. УФ-облучения вызывают изменения морфологического состава крови. Малые дозы стимулируют эритропоэз, повышают гемоглобин крови. Важное значение имеет бактерицидное действие КУФ-лучей, обусловленное влиянием на субстанцию клетки. При облучении крови КУФ-лучами происходит повышение ее бактерицидной активности, что находит широкое применение при лечении затянувшихся воспалительных процессов, а также для профилактики обострения хронического процесса. УФ-излучение оказывает десенсибилизирующее действие вследствие увеличения фермента гистаминазы, которая инактивирует повышенный при патологических состояниях гистамин. Показано, что УФ-лучи предотвращают смертельный исход от анафилактического шока у животных, вызывают менее выраженный эффект феномена Артюса на облученной стороне, по сравнению с необлученной.
УФ-облучения оказывают стимулирующее влияние на лизоцим сыворотки крови, при этом повышаются фагоцитарная активность лейкоцитов крови и общая иммунологическая реактивность. Под влиянием ДУФ-излучения в эксперименте активизируется реакция иммунитета, увеличивается низкая величина титра комплемента, повышается выносливость к дифтерийному токсину, усиливается резистентность к столбнячному токсину. Поэтому большое значение приобретает УФ-излучение при лечении инфекционных заболеваний, реконвалесцентов, а также в целях профилактики различных заболеваний (грипп, ОРЗ и др.).
Под влиянием УФ-излучения изменяются все виды обмена веществ в организме. Нормализуется фосфорно-кальциевый обмен, улучшается фиксация кальция костной тканью. Эритемные дозы УФ-излучения стимулируют рост ангиобластов, активизируют образование соединительной ткани, ускоряют процессы эпителизации тканей. Поэтому УФ-излучение широко применяется при лечении язв, пролежней, длительно не заживающих ран.
Действие УФ-излучения на углеводный обмен проявляется в основном при гипергликемии, способствуя снижению повышенного уровня сахара и увеличению содержания гликогена в печени и мышцах. Под влиянием УФ-излучения изменяется белковый обмен, восстанавливается нарушенное соотношение белковых фракций, преимущественно за счет повышения гамма-глобулинов. В крови понижается уровень экстрактивных азотистых соединений, что может свидетельствовать о лучшем использовании их организмом для синтеза белка.
Влияние УФ-излучения на холестериновый обмен выявляется в основном у больных с начальными проявлениями -атеросклероза. Происходит снижение содержания беталипопротеидов и в меньшей степени — холестерина крови. Наиболее благоприятный эффект отмечен при использовании ДУФ-излучения.
УФ-излучение оказывает влияние на функцию системы гипоталамус — гипофиз — кора надпочечников. Содержание катехоламинов в крови и клетках надпочечников зависит от длины волны УФ-лучей и величины дозы. Воздействие малыми дозами почти не изменяет гистологической структуры клеток коры надпочечников; средние дозы способствуют гипертрофии клеток пучковой и сетчатой зон коркового слоя. Интенсивное и продолжительное облучение может привести к деструктивным изменениям в надпочечниках, уменьшению их массы. УФ-облучение, преимущественно в длинноволновой области, оказывает нормализующее влияние на функцию симпатико-адреналовой системы и глюкокортикоидную активность коры надпочечников, значительно сниженную при длительном и тяжелом течении заболевания. Функции других желез внутренней секреции изменяются различно: функция щитовидной железы повышается, а околощитовидных желез — снижается.
Выявлено различное действие ДУФ- и КУФ-излучений на функцию пищеварительной системы: ДУФ-излучения в основном повышают секреторную, а КУФ-излучения — ферментативную способность желудочного сока. Малые и средние дозы ДУФ-излучения в большей степени усиливают саливацию, а КУФ-излучения стимулируют активность фермента амилазы. Большие дозы тормозят деятельность слюнных желез.
УФ-излучение оказывает определенное влияние на разные отделы нервной системы — от нервных окончаний кожи до коры большого мозга. УФ-излучение непосредственно воздействует на нервные рецепторы кожи. Понижение болевой чувствительности при возникновении УФ-эритемы,свидетельствует об изменении функционального состояния нервных рецепторов кожи. Выявлено фазное действие УФ-излучения на нервно-мышечный аппарат: стадия повышенной возбудимости вскоре после облучения сменяется понижением возбудимости с дальнейшим переходом в парадоксальную и парабиотическую фазы. Парабиоз, возникший в месте облучения, постепенно распространяется на весь нерв. В действии УФ-излучения на корковые процессы эффект зависит от дозы. ДУФ-облучения людей малыми- дозами улучшают состояние процессов высшей нервной деятельности, активизируют мозговое кровообращение и тонус мозговых сосудов.
Влияние УФ-излучения на тонус вегетативной нервной системы также зависит от дозы облучения. Однократное воздействие малыми дозами стимулирует активность симпатического отдела, большими — угнетает его. Повторные облучения малыми дозами постепенно уменьшают, а большими — повышают функциональные изменения симпатического и парасимпатического отделов нервной системы.
Таким образом, ответные реакции организма на воздействие УФ-излучения зависят от местного и общего действия данного физического фактора. Образование в результате облучения биологически активных веществ в коже и их влияние гуморальным путем на многие физиологические процессы, а также воздействие на рецепторный аппарат кожи с последующим возбуждением различных отделов нервной системы вызывают рефлекторную реакцию и оказывают генерализованное воздействие на различные органы и системы организма. Поэтому УФ-излучение широко используется как в лечебных, так и в профилактических целях.
Источники света условно разделяют на калорические и люминесцирующие. У калорических источников излучения количество и состав излучаемой энергии зависят от степени нагревания (температуры) излучающего тела. К ним относятся инфракрасные и видимые облучатели. У люминесцирующих источников излучение связано с электрическими, химическими и другими процессами, не зависящими от нагрева источника. К ним относятся ртутно-кварцевые, люминесцентные эритемные и дуговые бактерицидные лампы.
Облучатели инфракрасного излучения. Источником излучения служит металлическая нить из никеля или нихрома, намотанная на керамическое основание, помещенное в металлический рефлектор. При прохождении тока спираль нагревается до температуры 500—700°С. Максимальное излучение приходится на инфракрасную область. Расстояние от рефлектора до облучаемой поверхности должно составлять 50—100 см. Во время процедуры должно ощущаться приятное тепло. Облучения проводят ежедневно или дважды в день с интервалом в 3 часа в течение 20—40 мин. На курс назначают до 15—20 процедур. Процедуры проводят от облучателя
ЛИК-5.
Облучатели видимого излучения. Лампа соллюкс. Представляет собой лампу накаливания большой мощности, помещенную в металлический рефлектор. Для локальных воздействий имеются конусообразные тубусы. К рефлектору крепится металлическая сетка для предупреждения возможного падения лампы на больного. Лампа соллюкс имеет мощность 300 Вт, а лампа соллюкс настольная — 40—60 Вт.
Рефлектор устанавливают несколько сбоку от больного, на расстоянии 20—100 см от облучаемой поверхности, в зависимости от мощности источника и ощущения больным приятного тепла. Облучение проводят ежедневно или 2 раза в день с интервалом в 3 часа по 15—60 мин. На курс назначают до 20—25 процедур.
Лампа Минина. Представляет собой ручной рефлектор с синей лампой мощностью 40 Вт. По данным некоторых ученых, применение синего стекла нецелесообразно из-за ограниченности излучения только в синей области спектра. Целесообразным представляется использование лампы накаливания из бесцветного стекла той же мощности, включающей всю видимую область спектра. Расстояние от лампы (5—15 см) регулируют ощущением больным приятного тепла. Облучение проводят 1—2 раза в день продолжительностью 15—30 мин.
Ванны светотепловые для туловища (ВТ-13) и конечностей (ВК-44) состоят из металлического или деревянного каркаса, на внутренней поверхности которого укреплены отражатель и лампочки накаливания (40 Вт каждая). Больной подвергается воздействию инфракрасного и видимого излучений одновременно, поскольку в лампах видимого света до 85% инфракрасных лучей. Температура нагретого воздуха в каркасе, в зависимости от количества включенных ламп, может достигать 70°С и выше. Процедуры продолжительностью 20—40 мин проводятся ежедневно или через день; на курс назначается до 10—12 процедур.
Для облучения новорожденных с гипербилирубинемией выпускают облучатели видимой области спектра «ВОД-11». Они содержат 4 голубые и 2 белые лампы.
Искусственные источники УФ-излучения делятся на интегральные — с излучением всего УФ-спектра и селективные — с излучением одной области: коротко- или длинноволновые ультрафиолетовые. К интегральным источникам УФ-излучений относятся ртутно-кварцевые лампы высокого давления типа ДРТ мощностью 220, 375 и 1000 Вт. Рабочий режим этих ламп устанавливается только через 5—7 мин после включения их в сеть; сила тока составляет 3,5—4 А, напряжение — 220 В. Лампы ДРТ-220 используют в настольных ртутно-кварцевых облучателях (ОКН-11) и облучателях УГН-2 и УГН-3 для группового облучения носоглотки; лампы ДРТ-375 — в ртутно-кварцевых облучателях на штативе (ОРК-21), а также в групповых облучателях «маячного типа» для детей (УГД-2); лампы большой мощности ДРТ-1000 находятся в облучателях для групповых облучений взрослых (УГД-3). Серийно выпускаются также кварцевые ксеноновые дуговые и импульсные лампы, однако их недостатком является значительное тепловое действие, создаваемое мощным инфракрасным излучением.
К селективным источникам УФ-излучения относятся дуговые бактерицидные и люминесцентные эритемные лампы. Дуговые бактерицидные лампы представляют собой цилиндрические трубки из увиолевого стекла, по обоим концам которых впаяны электроды из вольфрамовой проволоки. Коротковолновое излучение (максимальная длина волны 253,7 нм) возникает за счет тлеющего электрического разряда в парах ртути. Медицинская промышленность выпускает бактерицидные лампы ДБ 15, 30 и 60 Вт. Размеры ламп и их тектрические параметры такие же, как у осветительных ламп, о они отличаются от последних спектральной характеристикой излучения и составом стекла. Лампы типа ДБ применяют в бактерицидных настенных (ОБН-150), потолочных ЮБН-300), передвижных (ОБП-450) облучателях. Для целей лезинфекции использование бактерицидных ламп, по сравнению с лампами типа ДРТ, целесообразнее, так как они обладают большим бактерицидным действием за счет мощного коротковолнового УФ-излучения. Лампы типа ДРБ-8 с коротковолновым излучением используют в стационарных облучателях БОД-9 для лечения больных радикулитом, ревматоидным артритом, для облучения раневых поверхностей. В облучателях для носоглотки БОП-4 вмонтирована лампа типа ДРТ-220, работающая в тлеющем режиме. Такой режим горения создает возможность коротковолнового УФ-излучения (253,7 нм).
Люминесцентные эритемные (ЛЭ) лампы представляют собой трубки из увиолевого стекла. В отличие от бактерицидных ламп, их внутренняя поверхность покрыта люминофором, что обеспечивает излучение в длинноволновой области УФ-спектра (максимум 310—320 нм). Лампы ЛЭ выпускают двух мощностей (15 и 30 Вт). Лампы типа ЛЭ-30 используют в передвижных УФ-облучателях для групповых длинноволновых облучений. Для индивидуальных общих ДУФ-облучений применяют облучатель с 6 лампами ЛЭ-30. Преимуществом этих облучателей перед ртутно-кварцевыми является отсутствие необходимости в специальных помещениях, в то время как для облучателей «маячного типа» с лампами ДРТ нужна комната площадью 42 м2 для общих облучений взрослых и 16 м2 — для общих УФ-облучений детей. Лампы ЛЭ, в отличие от ртутно-кварцевых (ДРТ), почти не образуют окислов азота и озона, которые в большом количестве оказывают вредное воздействие на организм. При их горении не требуется пятикратной приточно-вытяжной вентиляции. Лампы ЛЭ можно помещать в арматуру вместе с люминесцентными лампами «дневного света», при условии, если светильник не перекрыт снизу стеклом или плексигласом. В связи с возможным различным временем горения эритемных и осветительных ламп необходимо предусматривать раздельное их включение и выключение.
Средний срок службы люминесцентных источников излучения составляет от 1500 до 2000 часов. К концу этого срока световой поток ослабевает и может составить половину первоначальной мощности.
В последние годы при некоторых заболеваниях кожи (тяжелое, непрерывно рецидивирующее течение псориаза некоторые формы экземы) широко используют метод фотохимиотерапии — сочетанное применение лекарственных веществ (фотосенсибилизаторов), в частности пувалена псоралена, бероксана и других фурокумариновых препаратов, и длинноволнового УФ-излучения области А (400— 320 нм). Этот метод получил название ПУВА (PUVA)-терапии. Дозировка фотосенсибилизирующих препаратов для перорального применения определяется массой тела больного: бероксан, псоберан, псорален назначают из расчета 0,8 мг/кг, пувален — 0,6 мг/кг. Препараты принимают только в день проведения процедуры один раз, за 2—3 часа до облучения, после еды, запивая молоком. Для проведения фотохимиотерапии используют установки ультрафиолетовые длинноволновые УУД-1, а также установку с автоматическим отключением после окончания заданной дозы УУД-1-А; облучатель ультрафиолетовый длинноволновый для головы ОУГ-1; облучатель ультрафиолетовый длинноволновый для конечностей ОУК-1 для одновременного или раздельного облучения кистей и стоп. Для выявления индивидуальной фоточувствительности до начала лечения каждому больному определяют биодозу, которая выражается в Дж/см2 или мин (продолжительность облучения). В день проведения ПУВА-терапии больной обязательно должен носить в течение 6—8 часов после приема фотосенсибилизаторов солнцезащитные очки. При применении ПУВА-терапии нередко наблюдается ухудшение иммунного статуса, а также возникновение рака кожи (почти всегда у лиц с белым цветом кожи).
Методика ультрафиолетового облучения. С лечебной и профилактической целью УФ-излучение используют для местного и общего воздействия. Эти методики существенно отличаются друг от друга как по биологическому действию, так и по технике проведения.
Применение в лечебных и профилактических целях УФ-излучения требует правильного его дозирования. Большое распространение в физиотерапии имеет метод определения индивидуальной биологической реакции кожи. Он заключается в определении минимальной дозы излучения от данного облучателя, необходимой для получения самой слабой (пороговой) эритемной реакции кожи с четкими границами. При этом методе, по существу, определяется минимальная продолжительность времени облучения для получения пороговой эритемной реакции.
Биодозу определяют с помощью биодозиметра, представляющего металлическую пластинку с 6 отверстиями, которые закрываются задвижкой. Биодозиметр располагают на наиболее чувствительном участке поверхности тела, обычно на коже живота. Определение биодозы проводится с расстояния 50 см от ртутно-кварцевого облучателя и с расстояния 30 см от стационарного коротковолнового облучателя. Сначала открывают первое отверстие пластинки биодозиметра и облучают участок кожи под ним 30 с. Затем, передвигая задвижку, последовательно облучают по 30 с участки кожи в остальных 5 отверстиях. В результате получают 6 полосок, облученных в течение 30 с, 1 мин, 1,5 мин, 2 мин, 2,5 мин, 3 мин. Через 6—8 часов (в амбулаторных условиях — через 18-24 часа) проводят оценку биодозы по самой слабой, но отчетливой полоске покраснения кожи. При выборе дозы для групповых облучений можно ориентироваться на средние результаты определения биодозы от данной лампы, полученные не менее чем у 10 человек. Средняя биодоза должна быть в пределах 30 с — 1 мин. При биодозе более 2 мин следует заменить лампу в облучателе.
Важным энергетическим параметром электромагнитного излучения оптического диапазона (в том числе УФ-излучения) является плотность энергии, равная произведению плотности мощности УФ-излучения (Вт/см2) на время воздействия. Часто эту величину называют дозой УФ-облучения и выражают в Дж/см2. При этом, плотность потока мощности обычно измеряют с помощью УФ-дозиметров (индикаторов), выпускаемых серийно отечественной промышленностью. 1 биодоза приблизительно равна 84 Дж/см2.
При назначении общих индивидуальных или групповых облучений, которые обычно проводят с расстояния 70 см или 1 м, следует провести пересчет биодозы. Для удобства пользуются формулой:
Х=АВ2
С2
где: X — искомая биодоза;
А — фактически определенная биодоза;
В — расстояние в см для искомой биодозы,
С — расстояние в см, при котором была определена биодоза;
т- е. в данном случае при биодозе 1 мин, определенной с 50 см, для расстояния 100 см она будет равна: Х=1*1002
502 =4 мин.
Местные облучения. Целью местных облучений является воздействие УФ-излучения на кожу или слизистые при ограниченном их поражении или воздействие на определенную рефлексогенную зону. Чаще всего при этом применяют эритемные дозы УФ-облучения. В один день эритемными дозами можно облучать участок кожи площадью не более 600 см2. Повторные облучения на один и тот же участок кожи проводят через 1—2 дня, увеличивая при этом дозу на 1—2 биодозы, в зависимости от реакции кожи на предыдущее облучение. Один и тот же участок кожи следует облучать не более 4—5 раз. Однако облучение слизистых поверхностей, ран и язв может проводиться многократно (до 10—15 раз и более).
Существует ряд методик для местных эритемных Уф-облучений. При облучении места поражения непосредственному облучению подвергается очаг поражения (раны, фурункулы, абсцессы, зона рожистого воспаления и др.).
При облучении полями методика заключается в том, что подлежащая облучению область делится на несколько участков — полей. За одну процедуру облучают 1—2 поля. Применяется при пневмонии, бронхите, межреберной невралгии, пояснично-крестцовом радикулите с корешковым синдромом и др.
Облучением рефлексогенных зон, например «воротниковой», «трусиковой», осуществляется воздействие рефлекторным путем с кожи на внутренние органы.
Существует методика «фракционированного облучения». При этом используется перфорированный локализатор, представляющий собой клеенку размером 30×30 см, на которой выбиваются 100—150 отверстий размером 1 см2. Локализатор накладывается на участок кожи, который подвергается облучению. Этот метод применяют при некоторых заболеваниях легких (бронхиальная астма, хронический бронхит, пневмония), чаще у ослабленных больных и у детей.
Облучения слизистых оболочек носа, зева, миндалин проводят через тубус от групповых облучателей для носоглотки (УГН) или от облучателя БОП-4.
Общие групповые облучения проводятся от облучателей УГД-3 или от облучателя ЭГД-5 с расстояния 70 см или 1 м. Индивидуальные общие облучения можно проводить от облучателя ОРК-21 или ЭОД-10. Общие УФ-облучения проводятся по трем схемам, в зависимости от соответствующих показаний. Замедленная схема назначается ослабленным лицам с пониженным питанием, выраженными изменениями нервной и сердечно-сосудистой систем. Облучения начинают с 1/8 биодозы, увеличивая на последующих облучениях на 1/8 биодозы до 2—2,5 биодоз; на курс назначают 20—25 процедур.
Основная схема применяется лицам с достаточно хорошим состоянием нервной и сердечно-сосудистой систем. Облучения начинают с 1/4 биодозы, прибавляя через два облучения 1/4 биодозы, доводя до 3 биодоз; на курс назначают 16—20 процедур.
Ускоренная схема применяется практически здоровым людям. Начинают облучения с 1/2 биодозы, увеличивая на последующих процедурах на 1/2 биодозы, доводя до 4 биодоз, через день; на курс назначают 15—16 процедур. Ультрафиолетовые облучения, назначенные с профилактической целью, рекомендуют сочетать с приемом аскорбиновой кислоты. Профилактические облучения проводят в осенне-зимний период (октябрь — март) по одной из двух следующих схем. По первой схеме проводят ежедневные облучения в течение 1 мес., затем перерыв на 2 мес. После этого цикл облучений повторяют. По второй схеме облучения проводят через день в течение 2 мес., затем делают перерыв той же продолжительности и повторяют цикл.
Общие УФ-облучения являются эффективным средством физиопрофилактики острых респираторных заболеваний, рахита у детей и подростков, компенсации УФ-недостаточности у людей, работающих длительное время в отсутствие солнечного света (на севере, в шахтах). Широкое распространение получили общие облучения детей, беременных и кормящих матерей с целью профилактики рахита. В результате профилактических УФ-облучений повышается активность симпато-адреналовой системы, что обеспечивает устойчивость организма к влиянию неблагоприятных факторов внешней среды.
Противопоказаниями для местных и общих УФ-облучений являются: злокачественные новообразования; активная форма туберкулеза легких; недостаточность кровообращения II—III стадий; гипертоническая болезнь II—III стадий; выраженный атеросклероз; повышенная функция щитовидной железы; заболевания почек с недостаточностью функции; заболевания нервной системы с резким истощением; красная волчанка; фотодерматозы.
Следует отметить, что при общем солнечном облучении организма может наблюдаться ухудшение иммунологической Реактивности, что, в частности, было отмечено у здоровых лиц.
Дезинфекция УФ-излучением воздуха помещений и предметов применяется в детских и лечебных учреждениях, а также на производстве во время вспышки респираторных заболеваний. Целесообразным является использование коротковолновых УФ-облучателей или ламп ДБ (дуговых бактерицидных), поскольку коротковолновые УФ-лучи оказывают выраженное бактерицидное действие, обусловленное влиянием их на ядерную субстанцию клетки микроорганизма.
Более целесообразным является дезинфекция помещений в присутствии людей (непрямое УФ-облучение), которые сами являются источником бактериальной загрязненности. Облучают верхнюю зону помещения. Нижняя зона, где находятся люди, подвергается воздействию рассеянных и отраженных УФ-лучей от стен и потолка. При обеззараживании воздуха в присутствии людей используют экранированные бактерицидные облучатели: потолочные или настенные. Их монтируют на высоте 2—2,2 м от пола из расчета 0,8—1 Вт потребляемой мощности из сети на 1 м3 объема помещения (1 лампа ДБ-15 при объеме помещения 15м3). Максимальное снижение бактериальной обсемененности воздуха и предметов (на 60—85%) наступает через 20—60 мин облучения. Для получения стойкого бактерицидного эффекта рекомендуется повторное длительное облучение в течение 5—6 часов в день.
Дезинфекция в отсутствие людей (прямое УФ-облучение) проводится для обеззараживания воздуха помещений и инфицированных поверхностей с помощью неэкранированных потолочных, настенных или передвижных облучателей. Лампы монтируются на расстоянии 2 м от пола. Расчетная доза составляет 2—3 Вт потребляемой из сети мощности на 1 м3 объема помещения (4—6 ламп ДБ-15 при объеме помещения 30 м3). Бактерицидный эффект наступает через 40—60 мин. При использовании передвижного бактерицидного облучателя в помещении объемом 100 м3 бактерицидный эффект наступает через 30 мин. Бактерицидные лампы типа ДБ можно монтировать при входе в палату, перевязочную, операционную для воздействия на поток воздуха, двигающегося в обоих направлениях.
Облучатель «маячного типа» УТД-3 (лампа ДРТ 1000) применяют с целью дезинфекции воздуха только в отсутствие людей. В помещении площадью 30—35 м2 бактерицидный эффект достигается в течение 30—40 мин горения лампы. В случае использования для дезинфекции воздуха ртутно-кварцевого облучателя ОРК-21 его устанавливают на расстоянии 1,7—1,8 м от пола с рефлектором, обращенным вверх к потолку в помещении не более 10—12 м2 на 30—40 мин. Использование ламп ДРТ для обеззараживания воздуха возможно при условии соблюдения соответствующих мер защиты.
В помещении должна быть приточно-вытяжная вентиляция четырех-пятикратным обменом воздуха. Обслуживающий персонал должен соблюдать определенные меры защиты: пользоваться темными очками, защищающими глаза от отраженных УФ-лучей в зоне облучения. Следует отметить, что применение ртутно-кварцевых облучателей для санации воздуха помещений ограничено ввиду невысокого бактерицидного эффекта, по сравнению с лампами ДБ, и выраженного озонирующего действия. Допускается использование для этих целей ртутно-кварцевых облучателей только при невозможности приобретения бактерицидных ламп ДБ-15, ДБ-30.
Лазерное излучение
Лазерное излучение представляет собой электромагнитные колебания (электромагнитные волны) оптического диапазона, источником которых являются оптические квантовые генераторы (ОКГ) — лазеры.
Термин «лазер» является аббревиатурой английского словосочетания Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation и в переводе на русский язык означает: усиление света посредством вынужденного испускания.
Первоначально принцип усиления излучения был реализован в СВЧ-диапазоне, и первый квантовый генератор (усилитель) — мазер — был сконструирован в 1955 г. независимо Н. Г. Басовым, А. М. Прохоровым и Ч. Таунсом. В 1960 г. был создан первый квантовый генератор видимого диапазона излучения — лазер с рубином в качестве рабочего вещества. Этот оптический квантовый генератор (ОКГ) создает импульсное излучение с длиной волны 0,69 мкм и мощностью в импульсе 1 МВт. Возбуждение, или, по терминологии квантовой электроники, накачка, осуществляется с помощью специальной лампы-вспышки высокой мощности. В том же году был создан первый газовый гелий-неоновый лазер, возбуждение в котором возникает при электрическом разряде. Излучающими являются атомы неона; атомы гелия играют вспомогательную роль.
Начиная с 1961 г., лазеры разных типов (твердотельные и газовые) занимают прочное место в оптических лабораториях. Осваиваются новые активные среды, разрабатывается и совершенствуется технология изготовления лазеров. В 1962— 1963 гг. в СССР и США одновременно создаются первые полупроводниковые лазеры.
Типы лазеров. Классификацию лазеров принято производить с учетом как типа активной среды, так и способа ее возбуждения (способа накачки). По типам активной среды лазеры подразделяют на твердотельные (диэлектрические кристаллы и стекла), жидкостные (органические красители и др.), газоразрядные (газовые смеси, содержащие атомы и молекулы), полупроводниковые (два полупроводника разного типа).
По способам создания возбуждения активной среды выделяют лазеры с оптической накачкой и накачкой с использованием самостоятельного электрического разряда. Оптическая накачка имеет универсальное значение. Она применяется для возбуждения различных активных сред (жидкостей диэлектрических кристаллов, полупроводников). Накачка с использованием самостоятельного электрического разряда применяется в разреженных газообразных активных средах. Накачка имеет две разновидности: импульсную и непрерывную, которые позволяют реализовать, соответственно, непрерывный и импульсный режимы генерации лазерного излучения.
С принципом генерации излучения ОКГ связаны его основные свойства: строгая монохроматичность (дА,= 0,01 нм); когерентность (упорядоченность распределения фазы лазерного излучения как во времени, так и в пространстве); поляризация (упорядоченность в ориентации векторов напряженности электрических и магнитных полей световой волны в плоскости, перпендикулярной световому лучу); направленность (малая расходимость лазерного луча); интенсивность (высокие значения величин, отражающих энергетические параметры лазерного излучения). Совокупность этих свойств обеспечивает такие технические преимущества лазерного излучения, используемого в медицине, как возможность локального равномерного облучения в широком диапазоне интенсивности светового потока, более высокая точность дозирования, по сравнению с традиционно применяемыми в физиотерапии источниками света, использование гибкого волоконно-оптического инструмента для подведения энергии лазерного излучения непосредственно к очагу поражения при внутриполостной его локализации.
Среди физических параметров лазерного излучения большое значение имеет выходная мощность Р (Вт, МВт), которая определяется измерителем, входящим в комплект к лазерным физиотерапевтическим установкам и аппаратам, а также указана в паспорте к ним. Объективным количественным параметром облучения является плотность потока мощности — ППМ (интенсивность), определяемая как отношение мощности (Р) к площади засвечиваемого пятна (S):
ППМ = P/S (Вт/м2, МВт/см2),
где S = пd2/4.
Важным энергетическим параметром является энергетическая экспозиция лазерного излучения — Н (плотность энергии), равная произведению плотности потока мощности Вт/м2 МВт/см2) на время воздействия:
Н=ППМ t(Дж/м2, Дж/см2),
где t — время в с.
Часто эту величину называют дозой облучения. Так как установлено, что биологические эффекты лазерного излучения зависят не только от абсолютной дозы облучения, но и от ее слагаемых компонентов (плотности потока мощности, времени воздействия и др.), то для достижения наиболее выраженного терапевтического эффекта значения этих величин следует подбирать, основываясь на общих принципах лазерной терапии, приведенных в соответствующем разделе этой главы.
В тех случаях, когда расфокусирующая насадка не применяется, доза лазерного излучения оценивается как произведение величины выходной мощности Р (Вт) и времени воздействия t (с) и выражается в джоулях (Дж), т. е. Доза = Р•t(Дж).
В условиях курсового лазерного облучения для оценки суммарной дозы величина последней за одну процедуру умножается на общее число процедур.
Лазерная физиотерапевтическая аппаратура. В настоящее время отечественной промышленностью выпускаются следующие серийные лазерные физиотерапевтические установки и аппараты:
—- гелий-неоновые (X = 0,63 мкм, режим излучения непрерывный, прерывистый): установка лазерная физиотерапевтическая УЛФ-01; аппараты физиотерапевтические лазерные АФЛ-1, 2, АФДЛ-1; лазерная физиотерапевтическая установка Люзар-ЛТУ-1, 2, 3; аппарат для лазерной терапии «Биола-002»; лазерная офтальмологическая установка ЛОУ-1; стоматологическая лазерная установка ЛТМ-01; аппарат лазерный физиотерапевтический малогабаритный ФАЛМ-1; аппарат лазерный терапевтический многофункциональный АЛТМ-01 «Лучик-2» (для лечения стоматологических и ЛОР-заболеваний, для внутрисосудистых воздействий) и др.;
— полупроводниковые, генерирующие импульсный режим излучения: аппарат лазерный терапевтический — АЛТ «Узор» (л- — 0,89 мкм); лазерный импульсный терапевтический аппарат ЛИТА-1 (Я, = 0,8-0,9 мкм); лазерный терапевтический аппарат ЭЛАТ (Я = 0,85 мкм); лазерная терапевтическая система «Прометей» (Я, = 0,9 мкм); аппарат лазерный терапевтический «Эффект» (Я = 0,84 и 0,89 мкм); аппарат лазерный импульсный терапевтический «Гелиос-01 М» (Я = 0,8—0,95 мкм, возможность модуляции излучения с частотой 1—100 Гц);
— аппараты с комбинацией лазерного излучения разных длин волн: аппарат физиотерапевтический диагностический лазерный АФДЛ-2 (Я, = 0,63 мкм и 0,8—0,9 мкм); аппарат лечебно-диагностический лазерный АЛДЛ-01 (Я = 0,63 мкм и 0,8—0,9 мкм); многофункциональный портативный лазерный аппарат «Адепт» (Я = 0,63, 0,85 и 1,3 мкм);
— аппараты, позволяющие осуществлять сочетанные (одновременные) воздействия: аппарат магнитолазерной терапии АМЛТ-01 (Я = 0,8—0,9 мкм, режим непрерывный, съемная магнитная насадка с индукцией постоянного магнитного поля 10—40 мТл); магнитолазерный физиотерапевтический аппарат «Млада» (Я = 0,85 мкм, режим непрерывный, съемная магнитная насадка с индукцией постоянного магнитного поля 50 мТл); магнито-инфракрасный лазерный терапевтический аппарат МИЛТА (А, = 0,95, 0,89 мкм, лазерное излучение в импульсном режиме, некогерентное инфракрасное излучение светодиодов в непрерывном режиме, съемная магнитная насадка с индукцией постоянного магнитного поля порядка 35 мТл) и др.
Биологическое действие низкоэнергетического лазерного излучения. При воздействии лазерным излучением на биообъект часть его поглощается, а другая — отражается. При этом коэффициент его отражения, в частности от кожи человека, достигает 43—55% и зависит от пола, возраста, степени пигментации облучаемых участков и др. Поглощение низкоэнергетического лазерного излучения также различно и в диапазоне длин волн 0,6—1,4 мкм: для кожи составляет 25—40%, для мышцы и кости — 30—80%, для паренхиматозных органов (печень, почки, селезенка и др.) — до 100%.
Глубина проникновения лазерного излучения в биообъект во многом зависит от длины волны. Установлено, что проникающая способность излучения увеличивается от ультрафиолетового (УФ) до инфракрасного (ИК) диапазона с 1— 20 мкм до 70 мм (при Я = 0,95 мкм). В результате поглощения света молекулой-акцептором происходит ее фотовозбуждение, т. е. переход в электронно-возбужденное (синглетное) состояние с временем жизни 10~9—10~8 с. Из этого состояния фотовозбужденная молекула может перейти в основное (невозбужденное) состояние с испусканием кванта (флуоресценция) или в более долгоживущее метастабильное электронно-возбужденное (триплетное) состояние с временем жизни 10—4-10-6 с, но которое отличается от синглетного реакционной способностью. Переход из триплетного в основное состояние сопровождается испусканием кванта фосфоресценции или происходит безизлучательный переход. Не всегда молекулы акцепторов квантов света сами вступают в фотохимическую реакцию; возможна миграция энергии на реагирующий центр, что широко распространено в фотосинтезирующих системах.
Способность вещества поглощать световое излучение зависит от его атомной структуры и, в первую очередь, от расположения окружающих ядро электронов, а спектр поглощения каждого вещества является характеристикой его поглощающей способности. Установлено, что возможными первичными акцепторами лазерного излучения могут являться пептидные группы (для Я = 0,19 мкм), карбонильные группы (для Я = 0,23 мкм), триптофан (для Я = 0,22 и 0,28 мкм), тирозин (для Я = 0,28 и 0,22 мкм), фенилаланин (для Я = 0,26 мкм), каталаза (для Я = 0,63 мкм) и др.
При рассмотрении механизма действия лазерного излучения на уровне целостного организма следует иметь в виду, что любой фотобиологический эффект начинается с взаимодействия кванта света со специфическим акцептором для данного излучения. Такой фотоакцептор, как правило, связан с мембраной клеток или внутриклеточных органелл. Поэтому резонансное поглощение света данными фотоакцепторами (например, окислительно-восстановительными ферментами и т. п.) приводит не только к изменению скорости катализируемой ими реакции, но и к изменению конформации локальных участков мембраны, а в дальнейшем — и мембраны в целом. В результате создается физико-химическая основа для последовательного возникновения неспецифических реакций клеток облучаемой ткани: изменение ионной проницаемости, в частности для ионов кальция, активности аденилатциклазной и АТФ-азной систем и др., что, в свою очередь, приводит к усилению биосинтетических и биоэнергетических процессов.
Если воздействие осуществляется непосредственно на раны, язвенные дефекты и т. п., т. е. когда основное значение отводится местным реакциям организма, то происходит активация пролиферативных процессов и более быстрое восполнение соответствующих тканевых дефектов. Если воздействию подвергаются рецепторные поля кожи или биологически активные точки, то весь комплекс перечисленных неспецифических изменений может привести к изменению возбудимости определенных рецепторов (элементов нервной системы), тем самым повлиять на характер их импульсации в центральные структуры мозга и способствовать изменению характера регуляторных влияний со стороны центральной нервной, вегетативной и гормональной систем на сердечно-сосудистую, иммунную и другие системы организма.
Биомеханизмы сочетанных с лазерным излучением физиотерапевтических воздействий сложны и обладают своими особенностями. Так, например, при сочетанном воздействии на биообъект лазерного излучения ближнего ИК-диапазона длин волн и постоянного магнитного поля (наряду с суммацией однонаправленных эффектов этих факторов) возникают качественно новые проявления их совместного действия. К ним относится, в первую очередь, фотомагнитоэлектрический эффект, при котором возникает электродвижущая сила (ЭДС), существенно превышающая наведенную ЭДС, имеющую место при взаимодействии движущихся жидких сред организма с постоянным магнитным полем. Энергия квантов низкоэнергетического лазерного излучения нарушает связи между ионами, между молекулами воды и ионами. Постоянное магнитное поле способствует этой диссоциации и одновременно препятствует рекомбинации ионов в процессе сочетанного воздействия. Постоянное магнитное поле придает определенную ориентацию молекулярным диполям, выстраивает их вдоль своих силовых линий. Так как последние направлены в глубь облучаемых тканей, то и основная масса диполей располагается вдоль светового потока, что увеличивает глубину его проникновения в биообъект. Сочетанное магнитолазерное воздействие является более энергоемким, чем лазерное, а расщепление спектральных линий вещества под влиянием постоянного магнитного поля расширяет диапазон восприятия этим веществом светового излучения различных длин волн.
В результате сочетанного магнитолазерного облучения тканей их атомно-молекулярные образования приходят в возбужденное состояние, что усиливает метаболические процессы. Это способствует появлению свободных форм вещества, биологически активных продуктов фотолиза, изменению рН среды. За счет магнитолазерного воздействия изменяется энергетическая активность клеточных мембран в количественно большем отношении, происходят конформационные изменения жидкокристаллических структур, в первую очередь внутриклеточной воды. Усиление турбулентного процесса в протекающей крови и лимфе обеспечивает более полное реагирование питательных энергетических веществ в точках контакта со стенками капилляров. Увеличение энергоемкости сочетанных магнитолазерных процедур позволяет уменьшить дозу облучения при осуществлении лечебных воздействий, не снижая при этом терапевтическую эффективность.
Следовательно, биомеханизмы действия лазерного излучения являются сложными и многообразными. Влияние этого фактора осуществляется на разных уровнях, начиная с молекулярного, внутриклеточного до реакции органа, системы, всего организма. В основе реакций организма на действие лазерного излучения лежат как первичные физико-химические процессы, происходящие в результате взаимодействия энергии лазерного излучения с биологическими структурами, так и нейрогуморальный механизм, обусловленный функциональным состоянием систем организма, осуществляющих нервную и гуморальную регуляцию реакций адаптации, компенсации и восстановления.
Принципы физиотерапевтического использования лазерного излучения. Установлено, что низкоэнергетическое лазерное излучение (в частности, применительно к практике физиотерапии, красного и ближнего инфракрасного диапазона длин волн) вызывает стимуляцию обмена в тканях и процессов регенерации, повышение уровня потребления кислорода и величины окислительно-восстановительного потенциала, изменение проницаемости сосудов, гемодинамики и микроциркуляции, стимуляцию иммунной системы. Указанные изменения способствуют достижению противовоспалительного, анальгезирующего и др. эффектов, которые в конечном итоге реализуются в терапевтическое действие этого светолечебного фактора.
Одним из ключевых моментов при осуществлении лазеротерапии является определение рациональных параметров лазерных процедур. При дозировке лазерного излучения следует тщательно учитывать исходное состояние организма, в том числе характер и особенности патологического процесса, реактивность организма.
В практике лазерной терапии в большинстве своем преобладает принцип применения относительно невысоких интенсивностей лазерных лечебных процедур, что проявляется обычно улучшением местных и общих трофических процесcoв, адаптивных, защитных и компенсаторных реакций. На основе учета ответных реакций организма возможна коррекция дозировки лазерного излучения, а иногда и показанности этого метода для какого-либо конкретного больного.
В лазерной терапии (как и в светолечении вообще) разработаны различные методические приемы проведения процедур: местные воздействия на очаг поражения, воздействия на рефлекторно-сегментарные зоны, с учетом метамерной иннервации, на зоны Захарьина — Геда, на биологически активные точки.
В курсе лечения с использованием лазерного излучения проявляется (как уже отмечалось выше) широкий спектр терапевтически важных реакций — анальгезирующее, спазмолитическое, противовоспалительное и другое влияние на фоне активации или нормализации кроволимфообращения, проницаемости биологических мембран, обмена веществ, функций нервной, эндокринной, иммунной систем. Все это выражено при различных параметрах лазерных воздействий в неодинаковой степени и проявляется то более, то менее быстро, с преобладанием одних или других реакций.
Принято считать, что лазерной терапии присущи черты патогенетически обоснованного метода. При его назначении важен учет не только общего состояния организма, специфики патологического процесса, его клинических проявлений, стадий и фазы заболевания, тенденций его развития, но и сопутствующих заболеваний, половых, возрастных, профессиональных особенностей пациента, его нервно-психического статуса. Наиболее результативно применение лазерной терапии в функционально обратимых фазах болезни, хотя в последнее время новые методики находят свое обоснование и при более тяжелых проявлениях патологического процесса, в том числе при значительной выраженности морфологических изменений.
В связи с многообразием лечебных факторов, применяющихся в комплексной терапии, актуальными являются вопросы совместимости и последовательности применения лазерных лечебных процедур с другими физиотерапевтическими методами. В этом плане допускается применение в один день не более двух физиотерапевтических процедур, включая и бальнеолечение, причем одна из процедур (преимущественно светолечебная) должна носить характер выраженного «местного» воздействия.
В курсе лечения при заболеваниях без склонности к обострению возможно комбинирование лазерной терапии с массажем и лечебной физкультурой у больных без повышенной нейровегетативной лабильности и резко выраженных болевых синдромов.
Нередко целесообразно проводить лазерное облучение с другими физическими методами по принципу чередования процедур в разные дни. Вместе с тем, эффект повышения ионной
проницаемости кожи под влиянием лазерного излучения дает основание полагать о возможности его использования для оптимизации лекарственного электро- и фонофореза. В этом случае процедуры проводят в один день, последовательно (близко к сочетанным, т. е. без временного интервала). При этом воздействие лазерным излучением предшествует электро- и фонофорезу (на ту же область). Не рекомендуется осуществлять лазеротерапию в дни проведения оентгенологических и радиоизотопных исследований.
Одним из путей дальнейшего совершенствования метода лазерной терапии является использование импульсных лазерных физиотерапевтических воздействий. Перспективность применения импульсного режима определяется рядом причин. Во-первых, к импульсным лазерным процедурам, по сравнению с таковыми при непрерывном режиме излучения, в значительно меньшей степени развивается адаптация, что является важным залогом успеха курсовой лазеротерапии. Во-вторых, варьированием параметрами импульсных лазерных воздействий при необходимости можно сконцентрировать энергию этого физического фактора в дозировках, существенно превышающих аналогичные при непрерывном режиме проведения процедуры. В импульсе проявляется специфическое влияние излучения, уменьшается тепловое действие (в том числе за счет малой длительности импульса), а также обеспечивается непосредственное воздействие на глубоко расположенные структуры без повреждения поверхностных тканей. В-третьих, как известно, все физиологические процессы в организме протекают ритмично. Поэтому импульсные лазерные воздействия больше приближаются к естественным условиям и легче усваиваются теми или иными системами, чем непрерывные раздражители. При правильном выборе ритма и параметров возможно резонансное влияние, позволяющее при малой интенсивности воздействия значительно изменить функцию органа или системы. Для достижения наилучшего терапевтического результата важно, чтобы параметры лазерной процедуры соответствовали ритмической деятельности объекта, характеризуемой хронаксией, лабильностью, аккомодацией и другими показателями. В-четвертых, импульсные лазерные воздействия гораздо разнообразнее непрерывных по своим физическим характеристикам, что облегчает индивидуализацию и адекватность лазерной терапии. Кроме того, импульсный характер воздействия лазерным излучением дает более реальные шансы для разработки систем с автоматической регуляцией параметров лечебной процедуры, основанной на принципе обратной связи.
В целом, можно считать, что дополнение непрерывных и сочетанных (с другими физическими факторами) лазерных процедур импульсными воздействиями значительно расширяет терапевтические возможности этого светолечебного метода.
При проведении лазерной терапии необходимо иметь в виду, что, как и любая физиотерапевтическая, лазерная светолечебная процедура предъявляет требования к адаптационным механизмам организма, вызывая затрату его энергетических ресурсов. Поэтому применение метода лазеротерапии (в комплексе с несколькими процедурами), в совокупности превышающее реактивные возможности организма,— недопустимо.
В процессе осуществления лазерных физиотерапевтических воздействий, в связи с меняющимся состоянием барьерных функций организма, может изменяться чувствительность к фармакологическим препаратам, что дает возможность уменьшить назначение лекарственных средств. Лазерная терапия на медикаментозном фоне повышает эффективность комплексной терапии, особенно в более острых и сложных вариантах заболеваний.
Технические возможности современных лазерных физиотерапевтических установок и аппаратов позволяют осуществлять наружное облучение различных по площади участков тела пациента с помощью специальных оптических насадок, позволяющих плавно изменять угол расходимости луча, различных по своему функциональному назначению насадок для контактных лазерных воздействий, сканирующих устройств.
Для облучения патологических очагов при внутренней их локализации отечественной промышленностью разработаны специализированные наборы инструментов для внутриполостной лазерной терапии.
При сравнительно большой поверхности зоны воздействия ее делят на участки (поля) до 80 см2 при общей площади облучения не более 400 см2 за одну процедуру. Лечение в таких случаях проводят путем последовательного чередования облучаемых полей. При первых процедурах целесообразно облучать 1—2 поля. В последующем, в зависимости от переносимости процедур, область воздействия можно расширить до 4—5 полей.
При осуществлении лазерной терапии допустимы различные методические приемы, предусматривающие контактные и дистанционные воздействия с применением стабильной и лабильной методик.
Для лечебных целей лазерное излучение 0,63 мкм при использовании расфокусирующих насадок, а также излучение 0,8—0,9 мкм (при непрерывном режиме генерации) применяют интенсивностью 1—10—30 мВт/см2. Точечные воздействия лазерным излучением нерасфокусированным или сфокусированным лучом предусматривают более высокие плотности потока мощности излучения. Такие воздействия, в отличие от расфокусированных, более целесообразны, например, на область максимально выраженных болевых точек. При облучении биологически активных точек (БАТ) рекомендуется применять плотности потока мощности лазерного излучения порядка 1—3 мВт/см2. Длительность облучения одного поля обычно составляет от 1 до 5 мин, а одной БАТ: до 20 с — по возбуждающей методике и до 60 с — по тормозной методике. Суммарное время воздействия лазерным излучением красного (0,63 мкм) и ближнего инфракрасного диапазона (0,8—0,9 мкм) длин волн в непрерывном режиме генерации, как правило, не должно превышать 30 мин. При внутрисосудистом облучении крови с использованием лазерного излучения 0,63 мкм (режим непрерывный) рекомендуется применять следующие параметры воздействия: мощность излучения на торце световода — 1—5 мВт, время облучения — не более 30 мин.
При использовании импульсного ИК лазерного излучения 0,8—1,3 мкм (импульсная мощность до 10 Вт) обычно принято считать рациональными такие параметры: при облучении области проекции паренхиматозных органов частота следования импульсов составляет 100—1000 Гц при экспозиции воздействия на одно поле 1—2 мин; при облучении полей вне зон проекции перенхиматозных органов (суставы, позвоночник и др.) допускается частота следования импульсов менее 100 Гц при экспозиции воздействия на одно поле до 4 мин. Суммарное время облучения за процедуру, как правило, не превышает 20 мин.
Лазерную терапию обычно проводят ежедневно, реже — через день. Среднее количество процедур на курс лечения составляет 12—14, но при необходимости их число можно доводить до 20 (например, при длительно не заживающих ранах, трофических язвах и т. п.). В последнем случае целесообразно осуществлять два укороченных курса лазерной терапии по 7—10 процедур с перерывом между ними в 12—14 дней. При показаниях повторный курс лечения лазерным излучением можно проводить через 4—6 месяцев.
При назначении лазерных физиотерапевтических процедур в обязательном порядке должны быть отражены: длина волны и режим генерации лазерного излучения (непрерывный, импульсный); при непрерывном режиме — выходная мощность и плотность потока мощности лазерного излучения; при импульсном режиме — средняя импульсная мощность, частота следования импульсов, а в отдельных случаях и частота модуляции; локализация воздействия и количество полей (или БАТ); особенности методического приема (методика дистанционная или контактная, лабильная или стабильная); время воздействия на одно поле (точку), а в отдельных методиках — суммарное время облучения за .одну процедуру; чередование (ежедневно, через день); число процедур на курс лечения.
Лазерная терапия осуществляется на основе официальных методических рекомендаций по физиотерапевтическому использованию лазерного излучения, в соответствии с которыми для применения этого метода определены следующие показания:
1.Заболевания кожных и слизистых покровов: зудящие дерматозы, липоидный некробиоз кожи, язвенные формы аллергического васкулита кожи, витилиго, алопеция, артропатический псориаз, очаговая склеродермия, баланопоститы, крауроз вульвы.
2. Хирургические болезни: послеоперационные и длительно не заживающие раны, травмы (механические, термические), остеомиелит, сосудистые заболевания нижних конечностей, трофические язвы различного генеза, фурункулы, карбункулы, воспалительные инфильтраты, геморрой, трещины заднего прохода.
3.Внутренние болезни: ишемическая болезнь сердца, гипертоническая болезнь, острые пневмонии, язвенная болезнь желудка и двенадцатиперстной кишки, механическая желтуха, дискинезии желчевыводящих путей, колиты, ревматоидный артрит, остеоартроз.
4. Заболевания нервной системы: остеохондроз позвоночника с неврологическими проявлениями, невралгия тройничного нерва, невриты лицевого нерва, травматические повреждения периферических нервов.
5. Мочеполовые заболевания: хронический сальпингоофорит, функциональное трубное бесплодие, бартолиниты, кольпиты, хронический неспецифический простатит, острый эпидидимит, эпидидимоорхит, хронический пиелонефрит.
6.Заболевания ЛОР-органов: острые и хронические параназальные синуиты, воспалительные заболевания среднего уха (острые катаральные и гнойные средние отиты, хронические гнойные мезотимпаниты, хронические гнойные эпитимпаниты), воспалительные заболевания слуховой трубы (трубоотиты, экссудативные отиты), острые и хронические ларингиты, хронический фарингит, хронический тонзиллит, послеоперационный период у больных, перенесших двустороннюю тонзиллэктомию.
7. Стоматологические заболевания: пародонтоз, герпес губ, острый афтозный и рецидивирующий герпетический стоматит, синдром Мелькерсона — Розенталя, хронический рецидивирующий афтозный стоматит, десквамативный глоссит, гингивиты, альвеолиты, пульпиты, одонтогенные воспалительные процессы челюстно-лицевой области, травма слизистой оболочки полости рта (механическая, физическая, химическая).
Общие противопоказания: злокачественные новообразования; доброкачественные новообразования со склонностью к прогрессированию; заболевания крови; активный туберкулез легких; тяжелые формы заболеваний сердечно-сосудистой системы (кризовое течение гипертонической болезни, сердечно-сосудистая недостаточность II—III степеней); острые нарушения мозгового кровообращения; заболевания легких с явлениями легочной недостаточности III степени; печеночная и почечная недостаточность в стадии декомпенсации; сахарный диабет в стадии декомпенсации; тиреотоксикоз; инфекционные заболевания.
Требования безопасности при работе с лазерной медицинской аппаратурой. Эксплуатация лазерной медицинской аппаратуры в учреждениях здравоохранения осуществляется в соответствии с «Санитарными нормами и правилами устройства и эксплуатации лазеров» и «Типовой инструкцией по охране труда при проведении работ с лазерными аппаратами».
«Санитарные нормы и правила устройства и эксплуатации лазеров» устанавливают: предельно допустимые уровни облучения лазерным излучением; классификацию лазеров по степени опасности генерируемого ими излучения; требования к устройству и эксплуатации лазеров; требования к производственным помещениям, размещению оборудования и организации рабочих мест; требования к персоналу; контроль за производственной средой; требования к применению средств индивидуальной защиты. Согласно этим правилам, лазеры по степени опасности генерируемого ими излучения подразделяются на четыре класса.
К лазерам I класса относятся такие лазеры, выходное излучение которых не представляет опасности для глаз и кожи.
К лазерам II класса относятся такие лазеры, выходное излучение которых представляет опасность при облучении глаз прямым или зеркально отраженным излучением. К лазерам III класса относятся такие лазеры, выходное излучение которых представляет опасность при облучении глаз прямым, зеркально отраженным, а также диффузно отраженным излучением на расстоянии 10 см от диффузно отражающей поверхности, и (или) при обличении кожи прямым и зеркально отраженным излучением. К лазерам IV класса относятся такие лазеры, выходное излучение которых представляет опасность при облучении кожи диффузно отраженным излучением на расстоянии 10 см от диффузно отражающей поверхности.
Класс лазерной опасности указывается в паспорте на лазерный медицинский аппарат. Здесь же предусмотрен раздел с подробным описанием мероприятий по технике безопасности и гигиене труда, которые необходимо обеспечить при работе с данным аппаратом.
Физиотерапевтические лазерные установки и аппараты чаще относятся к I—II классам, реже — к III классу, при этом последние целесообразно размещать в отдельных кабинетах, на дверях которых должны быть оборудованы табло «Посторонним вход воспрещен» и знак лазерной опасности. Внутренняя отделка стен и потолка помещений, где эксплуатируются лазеры, должна иметь матовую поверхность; пол должен быть деревянным или покрыт специальным линолеумом, не образующим статическое электричество; освещенность (естественная и искусственная) должна соответствовать оптимальным величинам, предусмотренным «Строительными нормами и правилами».
Согласно «Типовой инструкции по охране труда при проведении работ с лазерными аппаратами» к самостоятельной работе на лазерных медицинских аппаратах допускаются лица не моложе 18 лет, с законченным высшим и средним медицинским образованием, имеющие удостоверение о прохождении курса специального обучения, а также обученные безопасности труда. Персонал, работающий с лазерной медицинской аппаратурой, должен проходить обязательный предварительный (при поступлении на работу) и периодические медицинские осмотры.
Требованиями безопасности предусмотрено принятие необходимых мер по исключению попадания лазерного излучения в глаза, на кожные покровы обслуживающего персонала, на зеркальные, металлические и стеклянные поверхности, кафельные стены и легковоспламеняющиеся материалы.
Персонал, работающий с лазерными медицинскими аппаратами, обязан пользоваться необходимыми средствами индивидуальной защиты в соответствии с требованиями, определяемыми классом лазерной опасности. Для защиты глаз в комплект к лазерной физиотерапевтической аппаратуре входят специальные защитные очки со светофильтрами.
Персоналу запрещается: проводить визуальную юстировку лазеров (II—IV классов) без необходимых средств защиты (глаз, кожи); направлять излучение лазера на металлические и стеклянные поверхности, а также на предметы, имеющие зеркально отражающие поверхности (если это не связано с производственной необходимостью); в момент генерации излучения осуществлять визуальный контроль попадания луча на объект (лазеры II—IV классов) без средств индивидуальной защиты глаз.
