Использование электромагнитных колебаний оптического диапазона

К электромагнитным колебаниям оптического диапазона отно­сят колебания с частотой 3*1011 - 3*1017 Гц с длиной волн соответственно от десятых долей миллиметра до единиц нано­метра. К этому диапазону относят, кроме воспринимаемого чело­веческим глазом видимого излучения, инфракрасное и ультра­фиолетовое излучения. Физические свойства этих излучений характеризуются значительной степенью общности. Именно в этом диапазоне начинают отчетливо проявляться и волновые, и кор­пускулярные свойства электромагнитных колебаний. При этом су­ществует обратная зависимость между длиной волны и энергией кванта излучения: чем короче длина волны, тем больше энергия кванта излучения, а следовательно, и биологический эффект.

Падающий на поверхность какого-либо тела поток оптических излучений частично отражается, частично поглощается, преобра­зуясь главным образом в тепло. Для проявления действия лучис­той энергии большое значение имеет степень облученности участ­ка, т. е. количество лучистой энергии, которое падает на еди­ницу поверхности. Освещенность в первую очередь зависит от мощности источника излучения. При одном и том же источнике света степень освещенности обратно пропорциональна квадрату расстояния от источника света до облучаемой поверхности. Сте­пень освещенности зависит также и от угла падения лучей: чем отвеснее они падают, тем меньше они отражаются, тем большее количество их поглощается. Немалое значение имеет и среда, через которую проходят лучи. Ультрафиолетовые лучи полностью поглощаются стеклом, инфракрасные - сильно поглощаются парами воды.

Реакция организма на облучение зависит от спектрального состава излучения.

Лечебное применение инфракрасных лучей заключается в облу­чении определенных участков тела лучами преимущественно с дли­ной волны 3000-4000 нм. Кванты такого излучения обладают срав­нительно небольшой энергией. Они ускоряют движение электронов по орбитам и в конечном итоге вызывают только тепловой эффект. Их называют тепловыми лучами. Проникают они на 2-3 см в глуби­ну тканей. Под влиянием образующегося тепла усиливается ткане­вый обмен, повышается фагоцитарная активность лейкоцитов, про­является транквилизирующее и болеутоляющее действие, что вме­сте с усилением кровотока способствует обратному развитию во­спалительных процессов. Дозируется воздействие инфракрасными лучами по ощущению тепла и продолжительности облучения.

Лечебное применение видимых лучей осуществляется путем облучения отдельных участков тела видимым светом (длина волны от 760 до 400 нм) в сочетании с инфракрасным излучением, так как спектр лампы накаливания, с помощью которой получают види­мые лучи, содержит свыше 85% инфракрасных лучей. При облучении видимыми лучами, проникающими на такую же глубину, что и инфракрасные лучи, в организме происходят реакции, близкие к тем, которые имеют место при облучении инфракрасными лучами. Вместе с тем кванты видимых лучей обладают несколько большей энергией. Они способны выбивать электроны в атоме со своей орбиты на соседнюю, более близкую к ядру, и тем самым приво­дить атом в возбужденное состояние, повышая способность ве­щества к биохимическим реакциям.

Показания к применению и дозирование в основном те же, что и для инфракрасных лучей.

Лечебное применение ультрафиолетовых лучей осуществляется путем облучения отдельных участков тела строго дозированным количеством невидимых ультрафиолетовых лучей в диапазоне длин волн от 400 до 180 нм. При этом все источники наряду с ультра­фиолетовыми создают небольшое количество и видимых лучей. На­ряду с использованием для лечебных целей всего приведенного выше спектра ультрафиолетового излучения в последнее время при определенных условиях отдают предпочтение применению и отдель­ных его участков, которые обозначают тремя первыми буквами латинского алфавита. Отрезок А охватывает наиболее длинновол­новое ультрафиолетовое (ДУФ) излучение - от 400 до 320 нм. Лучи этого участка спектра обладают выраженным пигментообразующим действием. Их применяют в сочетании с фотосенсибилизирющими препаратами для лечения больных псориазом и другими за­болеваниями (ПУВА-терагшя). Участок В - средневолновое ультрафиолетовое (СУФ) излучение - 320-280 нм. Лучи этого участка наиболее активны в лечебном отношении. Они обладают выраженным эритемообразующим и антирахитическим действием. Лучи участка спектра С - коротковолновое ультрафиолетовое (КУФ) излуче­ние - короче 280 нм, квант которых имеет наибольшую энергию, обладают отчетливым бактерицидным действием, используемым для дезинфекционных целей, хотя их применяют и для лечения. Ранее было принято деление только на две области: ДУФ (400-280 нм) и КУФ (280 нм и короче).

Облучение ультрафиолетовыми лучами даже при небольших до­зах не сопровождается какими-либо ощущениями. Однако в коже сразу же после облучения происходят фотохимические процессы, приводящие к изменению белковых структур клеток с выделением гистамина и других биологически активных веществ, оказывающих сильное влияние на кровообращение и питание тканей. Количество таких веществ, постепенно увеличиваясь, через 2-8 ч достигает концентрации, вызывающей видимые реакции: расширение капилля­ров, усиление кровотока, повышение проницаемости капилляров и клеточных мембран, изменение водного обмена, гидрофильности коллоидов клетки, соотношения между катионами и анионами, меж­ду ионами калия и кальция. Перечисленные и другие реакции внешне проявляются четко ограниченным покраснением облученного участка и небольшой отечностью кожи, т. е. эритемой. Появив­шись, эритема в течение 6-8 ч усиливается и держится от 12 ч до нескольких суток.

Наряду с изменениями в облученном участке кожи аналогич­ные, но менее выраженные процессы происходят в ряде внутренних органов: в легких, желудке, печени, мочевом пузыре, а также в эпителии необлученных симметричных участков кожи.

К облучению УФ-лучами весьма чувствительна вегетативная нервная система, что проявляется снижением повышенного арте­риального давления, расширением кровеносных сосудов, уменьше­нием содержания сахара в крови, повышением функции щитовидной железы. Небольшие дозы УФ-облучений оказывают стимулирующее влияние на кроветворение после тяжелых инфекционных болезней и при других вторичных анемиях. При эритемных дозах УФ-облучений проявляется заметное аналгезирующее действие, наступающее пос­ле максимума эритемы. Большое значение для лечебной практики имеет выраженное десенсибилизирующее действие при дозировках, вызывающих эритему. Весьма ценным является D-витаминобразующее действие УФ-лучей, что широко используется в профилактических целях.

За основу дозирования УФ-облучений взята индивидуальная или средняя биодоза - время облучения, необходимое для получе­ния минимальной (пороговой) эритемы при определенном рассто­янии от источника.

Лечебное применение лазерного излучения заключается в об­лучении с лечебной целью определенных участков тела когерент­ным монохроматическим излучением, получаемым с помощью кванто­вых генераторов, называемых лазерами. Термин «лазер» составлен из начальных букв английских слов: Light Amplification by Sti­mulated Emission of Radiation - усиление света вынужденным излучением. Лазерное излучение может иметь различную, но толь­ко одну длину волны (монохроматичность) и характеризуется высокой упорядоченностью и направленностью колебаний. Это позволяет получать нерасходящийся пучок света. Такие пучки могут фокусироваться и концентрироваться в очень мощные потоки света, которые используются в технике и хирургии. Для физиотерапевтических воздействий нет необходимости ни в когерент­ности, поскольку она теряется при первом же контакте луча с поверхностью тела, ни в узости нерасходящегося пучка света, так как для получения определенной площади облучения лазерный луч приходится рассеивать. Большой энергии для нехирургическо­го применения лазерного излучения не требуется. Об интенсив­ности лазерного излучения судят по плотности потока мощности в ваттах на 1 см2 (Вт/см2), а с учетом времени излучения - по плотности потока энергии в джоулях на 1 см2 (Дж/см2). В физио­терапии применяют низкоэнергетическое излучение порядка 1-6 мВт/см2 (переход от нетеплового к тепловому действию 500 мВт/см2 - 1 Вт/см2).

Поскольку глубина проникновения лазерного излучения в тка­ни такая же, как и обычного света, и зависит от длины волны, то лечебное действие его основывается на местных реакциях по­верхностных тканей и в меньшей степени на рефлекторных процес­сах, которые могут иметь место при этом. Главной областью при­менения лазерного излучения в физиотерапии, судя по всему, должны быть патологические процессы в поверхностных тканях и в полостях организма, если возможно и целесообразно облучение через световоды.

Приведенные данные вызывают сомнение в целесообразности широкого применения дорогостоящей лазерной аппаратуры для достижения целей, которые могут быть получены простыми сред­ствами. Не увеличивает эффективность лечения и прибавление к лазерным устройствам постоянных магнитов. Метод требует даль­нейшей оценки практической медицины.