Физкультура

Лазерное излучение

Лазерное излучение представляет собой электромагнитные колебания, источником которых являются оптические квантовые генераторы — 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. Любой лазер содержит активную среду (кристалл, смесь газов, жидкие диэлектрики), способную при определенных условиях генерировать электромагнитные волны, например, при возбуждении ее электрической энергией. Активная среда помещается в оптический резонатор (два параллельных зеркала), где пучок света, многократно пробегая и усиливаясь, достигает большой интенсивности и упорядоченности. Благодаря прозрачности одного из зеркал лазерный свет выходит из оптического резонатора и распространяется в воздухе.
Мощность излучения лазеров колеблется от нескольких милливатт до киловатт, чем и определяется их подразделение на низко- и высокоэнергетические. Высоко-энергетические оптические квантовые генераторы применяют в хирургических целях для рассечения, прижигания, выжигания тканей, а низкоэнергетические (до 75 мВт) — в физиотерапии.
Основными свойствами лазера являются:
- монохроматичность — спектр имеет только одну длину волны и обладает как бы одним чистым цветом: голубым, зеленым, красным или невидимым для нашего глаза — ультрафиолетовым или инфракрасным;
- когерентность — однофазность электромагнитных волн, т.е. 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 к световому лучу;
- направленность — малая расходимость лазерного луча;
- интенсивность — высокие значения величин, отражающих энергетические характеристики лазерного излучения. Благодаря этим свойствам лазера возможно локальное использование лазерного пучка, в том числе при патологических процессах внутри различных полостей (мочевой пузырь, желудок, прямая кишка и т.п.), куда лазер подводится с помощью гибкого волоконно-оптического инструмента. Они позволяют также более точно дозировать воздействие по сравнению с другими источниками света, используемыми в физиотерапии.
Объективным количественным параметром облучения является плотность потока мощности (интенсивность лазерного излучения), которая определяется ее отношением к площади засвечиваемого пятна (Вт/м2 или мВт/см2). При проведении процедуры учитывают еще один важный суммарный параметр — энергетическую экспозицию лазерного излучения (плотность энергии), которая и является дозой лазерного облучения (Дж/м2 и Дж/см2). В тех случаях, когда применяется расфокусирующая насадка, эта доза равна произведению потока мощности на время воздействия. При отсутствии таковой доза лазерного облу чения оценивается как произведение выходной мощности (Вт) и времени воздействия (с) и выражается в джоулях (Дж).
Лечение лазерным излучением заключается в воздействии на больного электромагнитными волнами оптического диапазона при малой мощности. Для этого используют относительно глубоко проникающие в биологические ткани излучения гелий-неоновых (красное) и полупроводниковых (инфракрасное) лазеров. Последние являются более популярными и излучают электромагнитные волны в ближнем инфракрасном диапазоне электромагнитного спектра (0,87-0,91 мкм). Их преимущества заключаются в том, что излучение проникает в биологические ткани на большую глубину (до 6—7 см). Это дает возможность уменьшить дозу воздействия, сократить сроки и повысить эффективность лечения. Большая расходимость луча позволяет охватывать значительные площади тканей (ран, язв, ожогов) без применения дополнительной специальной расфокусирующей оптики, меняющей свойства лазерного излучения.
Помимо этого, полупроводниковые лазеры существенно меньше потребляют энергии и дают возможность работать с низким электрическим напряжением, что обеспечивает высокую степень безопасности для пациента и персонала. Компактность прибора и простота обслуживания его позволяют проводить лечение не только в стационаре или поликлинике, но и в домашних условиях.
Эффективность и разносторонность практического применения лазерного облучения в медицине обусловили большое количество и разнообразие выпускаемых лазерных установок и аппаратов:
- гелий-неоновые (X = 0,63 мкм, режим излучения непрерывный, прерывистый):
- установка лазерная физиотера-певтическая 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 физиотера-певтический малогабаритный ФАЛМ-1;
- аппарат лазерный терапевтический многофункциональный АЛТМ-01 «Лучик-2» (для лечения стоматологических и ЛОР-заболеваний, внутрисосудистых воздействий) и др.;
- полупроводниковые, генерирующие импульсный режим излучения:
- аппарат лазерный терапевтический — АЛТ «Узор» (X = = 0,89 мкм);
- лазерный импульсный терапевтический аппарат ЛИТА-1 (X = 0,8-0,9 мкм);
- лазерный терапевтический аппарат ЭЛАТ (X = 0,85 мкм);
- лазерная терапевтическая система «Прометей» (X = 0,9 мкм);
- аппарат лазерный терапевтический «Эффект» (X = 0,84 и 0,89 мкм);
- аппарат лазерный импульсный терапевтический «Гелиос-01 М» (X = 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 (X = 0,63 мкм и 0,8-0,9 мкм);
- аппарат лечебно-диагностический лазерный АЛДЛ-0,1 (X = = 0,63 мкм и 0,8-0,9 мкм);
- многофункциональный портативный лазерный аппарат «Адепт» (А, = 0,63; 0,85 и 1,3 мкм);
- аппараты, позволяющие осуществлять сочетанные (одновременные) воздействия:
- аппарат магнитолазерной терапии АМЛТ-0,1 (X = 0,8- 0,9 мкм, режим непрерывный, съемная магнитная насадка с индукцией постоянного магнитного поля 10-40 мТл);
- магнитолазерный физиотера-певтический аппарат «Млада» (X = 0,85 мкм, режим непрерывный, съемная магнитная насадка с индукцией постоянного магнитного поля 50 мТл);
- магнито-инфракрасно-лазерный терапевтический аппарат МИЛТА (X = 0,89, 0,95 мкм, лазерное излучение в импульсном режиме, некогерентное инфракрасное излучение светодиодов в непрерывном режиме, магнитная насадка с индукцией постоянного магнитного поля порядка 40-60 мТл) И др.
При воздействии лазерным излучением на биологические ткани часть его поглощается, а часть отражается. Оно преломляется при прохождении границы двух оптически разнородных сред и рассеивается частицами ткани, подвергаемой воздействию. Коэффициент отражения лазерного излучения от кожи достигает 43-55% и зависит от степени пигментации облучаемых участков, а также от пола и возраста пациента. Поглощение низкоэнергетического лазерного излучения в диапазоне 0,6-1,4 мкм для кожи составляет 25-40%, для мышц и костей — 30-80%, для паренхиматозных органов (печень, почки, селезенка и др.) — до 100%. Глубина проникновения в биологические ткани во многом зависит от длины волны.
Влияние лазерного излучения на биологические ткани осуществляется на разных уровнях, начиная с молекулярного, внутриклеточного, вплоть до организма в целом. Включаются как первичные физико-химические процессы, происходящие в облучаемых тканях, так и нейрогуморальные механизмы адаптации, компенсации и восстановления. Биологические эффекты в живых тканях при воздействии низкоинтенсивного лазерного излучения проявляются в активизации периферического кровообращения, внутри-тканевого обмена, стимуляции клеточного роста и восстановительных процессов в клетках, увеличении синтеза белков и нуклеиновых кислот, в восстановлении кислородного баланса и активности биоэнергетических процессов.
Терапевтическое действие лазера проявляется противовоспалительным, противоотечным, тромболитическим, биостимулирующим, обезболивающим, регенеративным и, что очень важно, иммунокоррегирующим эффектами.
Преимущества лазеролечения перед традиционными методами физиотерапии следующие: обширный диапазон терапевтического действия, высокая лечебная эффективность, узкий круг противопоказаний для применения, отсутствие аллергических реакций, безболезненность и непродолжительность процедур, простота и безопасность, позволяющие использовать этот метод у постели больного на дому, в различных экстремальных ситуациях, отсутствие возрастных ограничений.
Если лечение проводится по рефлекторно-сегментарным методикам или на биологически активные точки, то развивается общая реакция организма с участием центральной нервной, гормональной, сердечно-сосудистой и других систем.
При излучениях, направленных непосредственно на раны, язвы, кожные высыпания и т.п., происходит активация пролиферативных процессов и более быстрое восстановление соответствующих тканевых дефектов, т.е. преобладают местные реакции организма.
В последнее время широкое применение получили импульсные лазерные воздействия. По сравнению с непрерывными при них в значительно меньшей степени возникает адаптация тканей к фактору, уменьшается его тепловое действие, в большей степени проявляется его специфическое влияние, происходит воздействие на глубоко расположенные органы и ткани без повреждения кожных покровов. При необходимости можно сконцентрировать энергию этого физического фактора в дозировках, существенно превышающих аналогичные при непрерывном режиме проведения процедуры. Импульсные воздействия лазером являются более физиологичными, так как все процессы в организме протекают ритмично. При правильном подборе ритма и параметров возможно резонансное влияние, позволяющее при малой интенсивности усилить лечебный эффект. Импульсные процедуры лучше переносятся пациентами, что особенно важно при работе с детьми.
В некоторых случаях целесообразно сочетать лазерное облучение с другими физиотерапевтическими методами лечения, чередуя процедуры по дням. Учитывая способность лазерного излучения повышать ионную проницаемость кожи, показано его назначение непосредственно перед лекарственным электрои фонофорезом.
Эффект лазеролечения значительно усиливается в сочетании с постоянным магнитным полем с дозировкой 20-40 мТ. Последнее придает определенную ориентацию молекулярным диполям, выстраивая их вдоль своих силовых линий, и способствует глубине проникновения лазера в ткани. Магнитолазерное воздействие позволяет сократить дозу облучения и число сеансов, осуществлять лечение глубоко расположенных патологических очагов, обеспечивая высокую терапевтическую эффективность.
Одним из наиболее часто применяемых в настоящее время аппаратов, дающих возможность проводить сочетанное действие несколькими факторами, является магнито-инфракрасно-лазерный терапевтический аппарат МИЛТА (рис. 6.23). В нем используются два вида излучения ближнего инфракрасного диапазона: импульсное квазикогерентное — лазер и некогерентное непрерывное в широком спектре, которое генерируется светодиодами ближнего инфракрасного диапазона. Лазерное и светодиодное излучения действуют одновременно с постоянным магнитным полем. Лечение этими тремя факторами получило название МИЛ-терапии.

Существенное повышение терапевтической эффективности обусловлено сочетанным воздействием на один и тот же участок тела пациента светодиодного и низкоэнергетического импульсного лазерного излучения ближнего инфракрасного диапазона совместно с постоянным магнитным полем (рис. 6.24). Это обеспечивается за счет синергизма и потенцирования физико-химических процессов и биологических реакций. При сочетанном воздействии возникают качественно новые физические процессы в биообъекте, вследствие чего происходит усиление метаболизма в тканях организма, а также скорости протекания многих биохимических реакций.
Длина волны лазерного излучения — 0,89 мкм, светодиодного излучения — 0,8-0,9 мкм. В излучаемых диапазонах волн проницаемость биоткани близка к максимальной, кроме того, и коэффициент отражения меньше, чем видимой области спектра, что обеспечивает большую глубину и эффективность терапевтического воздействия на организм.
Спектры инфракрасных излучений светодиодов и лазерного диода невидимы для человеческого глаза и могут быть обнаружены только с помощью специального индикатора, который расположен на лицевой панели аппарата МИЛТА. Сигналом того, что аппарат включен, является также освещение облучаемой области красными светодиодами.
Технические характеристики аппарата МИЛТА: импульсная мощность лазерного излучения —

4-7 Вт, средняя мощность лазерного излучения при частоте 5000 Гц — 2 мВт, при частоте 5 Гц — 2 мкВт. Регулируемая мощность непрерывного инфракрасного излучения — 0-60 мВт. Индукция постоянного магнитного поля в рабочей плоскости излучающего отверстия терминала (излучателя) — 40-60 мТл. Частоты повторения импульсов лазера — 5, 50, 1000 и 5000 Гц.
Помимо основного излучателя с рабочей поверхностью излучающего отверстия 4 см2, имеется комплект оптических насадок, а именно: для внутриполостного облучения в гинекологии, проктологии, при полостных операциях; для использования в стоматологии и отоларингологии; для точечной рефлексотерапии.
Лечение осуществляют бесконтактным и контактным методами. В первом случае излучатель (терминатор) устанавливают с зазором в 0,5-1,0 см от облучаемой поверхности. При этом методе имеет место боковое излучение за счет частичного отражения излучения от кожи пациента и попадания части этого излучения (порядка 1% от мощности лазера) в зазор между излучателем и облучаемой поверхностью. Так как наиболее чувствительным органом к лазерному инфракрасному облучению в терапевтической дозировке являются глаза, то для их защиты медработнику и пациенту необходимо надеть специальные очки.
При использовании контактного метода рабочую плоскость излучающего отверстия терминатора устанавливают неподвижно или медленно перемещают на участке кожи, подвергаемом воздействию. В связи с весьма малой мощностью бокового излучения при использовании этого метода можно работать без защитных очков.
Следует знать, что мощность излучения с конца оптической насадки составляет около 50% мощности лазера, а остальная мощность отражается и поглощается материалом световодов. Стоматологическая и отоларингологическая насадки, а также насадка для точечного воздействия являются открытыми, а при неполном введения полостной насадки происходит излучение через боковые стенки. Поэтому работа с оптическими насадками требует защиты глаз.
Излучения светодиодов и постоянного магнитного поля аппарата МИЛТА безопасны при всех режимах и не требуют дополнительной защиты.

Методика проведения процедур лазеротерапии

Технические возможности современных лазерных физиотерапевтических установок и аппаратов позволяют осуществлять наружное облучение различных по площади участков тела пациента с помощью различных по своему функциональному назначению оптических насадок. Для облучения патологических очагов при внутренней их локализации отечественной промышленностью разработаны специализированные наборы инструментов.
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.
В лазерной терапии допустимы различные методические приемы, предусматривающие контактные и дистанционные воздействия. Существуют стабильная и лабильная методики.
Для лечебных целей применяют лазерное излучение 0,63 мкм (при использовании расфокусирующих насадок), а также излучение 0,8- 0,9 мкм (при непрерывном режиме генерации) интенсивностью 1— р 0-30 мВт/см. Точечные воздействия нерасфокусированным или сфокусированным лучом предусматривают более высокие плотности потока мощности излучения. В отличие от расфокусированных они более целесообразны, например, на область максимально выраженных болевых точек и область биологически активных точек (БАТ).
Рекомендуемые 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 (0,8-0,9 мкм) диапазона 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) рекомендуются следующие параметры воздействия: мощность излучения на торце световода— 1-5 мВт, время облучения — не более 30 мин.
При использовании импульсного инфракрасного лазерного излучения 0,8—1,3 мкм (импульсная мощность до 10 Вт) обычно принято считать рациональными такие параметры: при облучении области паренхиматозных органов частота следования импульсов составляет 100-1000 Гц при экспозиции воздействия на одно поле 1-2 мин; при облучении полей вне зон проекций паренхиматозных органов (суставы, позвоночник и др.) допускается частота 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 назначать два укороченных курса лазерной терапии по 7-10 процедур с перерывом между ними в 12-14 дней. При показаниях курс лечения лазерным излучением можно повторить через 4-6 месяцев.
Назначая лазерные физиотера-певтические процедуры врач в обязательном порядке должен указать:
- длину волны и режим генерации лазерного излучения (непрерывный, импульсный);
- при непрерывном режиме — выходную мощность и плотность потока мощности лазерного излучения;
- при импульсном режиме — среднюю импульсную мощность, частоту следования импульсов, а в отдельных случаях — частоту модуляции;
- локализацию воздействия и количество полей (или БАТ);
- особенности методического приема (методика дистанционная или контактная, лабильная или стабильная);
- время воздействия на одно поле (точку), в отдельных методиках — суммарное время облучения за одну процедуру;
- число процедур на курс лечения.
Показания к применению лазерои магнитолазеротерапии. Все формы ДЦП при условии отсутствия эпиактивности на энцефолограмме и эписиндрома.
При церебральных параличах воздействия лазером осуществляются на рефлексогенные зоны (ладони, стопы, ушные раковины, слизистая носа), кончик носа (имеет связь с сосудодвигательным центром, расположенным на дне четвертого желудочка продолговатого мозга), рефлекторно-сегментарные зоны, область паретичных мышц, суставы. Облучению подвергают лобную, затылочную, теменную и височные области головы для стимуляции соответствующих центров головного мозга, улучшения мозгового кровообращения, повышения активности нефункционирующих клеток мозга, снижения отека мозговой ткани. Для стимуляции иммунной и гормональной активности лазер назначают на область вилочковой железы. Обильное слюноотделение является показанием для применения лазерного излучения на область проекции слюнных желез (подчелюстные и заушные области). При расстройствах речи процедуры проводят на лицевую мускулатуру, предпочтение отдают лазеропунктуре.
Время воздействия на одну зону и общее время сеанса зависят от возраста пациента (табл. 6.2).

Требования безопасности при работе с лазерной медицинской аппаратурой

В физиотерапевтических кабинетах используются лазерные установки и аппараты, которые по степени опасности генерируемого ими излучения относятся к I—II, реже — к III классу лазерной опасности. Выходное излучение лазеров I класса не представляет опасности для глаз и кожи, II класса — опасно при облучении глаз прямым или зеркально отраженным излучением, III класса — опасно при облучении глаз прямым, зеркально отраженным, а также диффузно отраженным излучением на расстоянии 10 см от диффузно отражающей поверхности и (или) при облучении кожи прямым и зеркально отраженным излучением.
Лазеры III класса целесообразно размещать в отдельных кабинах, на дверях которых имеются табло «Посторонним вход воспрещен» и знак лазерной опасности. Внутренняя отделка стен и потолка помещений, где эксплуатируются лазеры, должна иметь матовую поверхность, пол — деревянный или покрыт специальным линолеумом, не образующим статическое электричество. К самостоятельной работе на лазерной медицинской аппаратуре допускаются только лица, прошедшие специальное обучение.
Согласно требованиям безопасности необходимо принять меры, исключающие попадание лазерного излучения в глаза и на кожные покровы обслуживающего персонала, на зеркальные, металлические и стеклянные поверхности, кафельные стены и легко воспламеняющиеся материалы. Персонал 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.