| |||

|
В 1964 году ученым Н. Г. Басову, П. М. Прохорову, Ч.Таунсу была присуждена Нобелевская премия за “фундаментальные исследования в области квантовой электроники, которые привели к созданию генераторов и усилителей нового типа” – лазеров.
Слово лазер является аббревиатурой слов английской фразы: “Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation”, что означает “усиление света в результате вынужденного излучения”. Лазер – это устройство, в котором происходит преобразование различных видов энергии, например, электрической, в энергию электромагнитного поля оптического диапазона, от ультрафиолетового до инфракрасного. Главный элемент лазера – активная среда, для образования которой используют: воздействие света не лазерных источников, электрический разряд в газах, химические реакции, бомбардировку электронным пучком и другие методы “накачки”. Материалами для активной среды служат монокристаллы и стёкла с активными примесями (например, ионами Cr, Nd), некоторые полупроводниовые материалы, газы и их смеси (например, Ar, N , смесь Ne c He), растворы органических красителей, пары металлов и др. Известно свыше 200 лазерных материалов. Активная среда расположена между зеркалами, образующими оптический резонатор. Лазерное (оптическое) излучение, обладает по сравнению с обычным солнечным светом и светом электрической лампы существенными особенностями, а именно, монохроматичностью, когерентностью, направленностью, поляризованностью, интенсивностью и яркостью. В силу этого лазерное излучение подчиняется всем основным законам оптики, описывающим распространение света в различных средах. Типы лазеров Классификация известных лазеров проводится по их физико-техническим параметрам (используемое рабочее тепло, длина волны, режим генерации). Существуют газовые, жидкостные и твердотельные лазеры. Разнообразие лазеров объясняется применением в них разных типов активных сред и разных способов накачки. В качестве активных сред используют газовые смеси (как гелий-неоновый лазер), полупроводниковые кристаллы (как полупроводниковые лазеры). В физиотерапевтической практике преимущественно применяются гелий – неоновые, углекислотный и инфракрасный лазеры. В последние годы все шире начинают применяться полупроводниковые лазеры – самые миниатюрные из всех существующих. Активной средой этих лазеров является кристалл арсенида галлия с добавками алюминия, в котором происходит прямое преобразование электрической энергии в лазерное излучение. Полупроводниковые лазеры имеют ряд преимуществ перед газовыми как по техническому решению новых физических принципов, так и по габаритам, дизайну и удобствам пользования ими. Одной из важнейших характеристик лазерного излучения является его спектральная характеристика, или длина волны, измеряемая в нанометрах или микрометрах (1 мкм = 1000 нм). Применение лазеров в акупунктуре Создание лазеров (источников монохроматического когерентного излучения) в начале 60-х годов XX в. открыло новые перспективы в области акупунктуры. Первые упоминания о лазеропунктуре появились в 70-х годах XX в. Лазеропунктура (ЛП) - это воздействие на точки акупунктуры (ТА) лазерным излучением через неповрежденную кожу, а лазероакупунктура – это глубинная стимуляция ТА через полую иглу, в которую вводится световод, проводящий луч лазера. Как правило, для проведения лазеропунктуры раньше применялись неприспособленные образцы промышленных гелий-неоновых лазеров. Не было выработано четкого подхода к методике лечения лазеропунктурой: сильно различались сведения о протяженности курса лечения, количестве облучаемых акупунктурных точек, опти¬мальном режиме облучения и т.д. Однако, терапевтическая эффективность лазеропунктуры, ее быстрота, безболезненность и асептичность подталкивало к совершенствованию аппаратуры и методик лечения. Дальнейшее исследование механизмов биостимуляции с помощью лазерного излучения в ряде стран (Германия, Россия, Китай), а также применение биофотометрического контроля для достижения оптимальной дозировки облучения, совершенствование методик лечения, разработ¬ка новых современных приборов для лазеропунктуры на основе полупроводниковых лазеров привели в настоящее время к широкому распространению метода лечения лазеропунктурой, к значительному повышению его эффективности. Изучение оптических характеристик кожи показало, что коэффициенты отражения и поглощения кожным покровом значительно отличаются по анатомическим областям у каждого человека и по возрастным группам. Широкое распространение в практической медицине получило воздействие лазерным излучением малой мощности на рефлексогенные зоны и точки акупунктуры. По сравнению с другими методами рефлексотерапии (особенно с иглоукалыванием) лазеропунктура имеет ряд преимуществ: стерильность, отсутствие болевых ощущений и нарушений целостности кожных покровов, минимальное время для процедуры. Эффективность применения лазерного излучения при лазеропунктуре объясняется следующими свойствами: - монохроматичностью, т.е. очень большой спектральной плотностью, что определяет избирательность лазерного воздействия; - когерентностью, т.е. большой согласованностью испускаемых фо¬тонов, что вызывает резонансные явления при поглощении их в био¬тканях; - направленностью, т.е. узкой диаграммой направленности, что по¬зволяет легко сконцентрировать и сфокусировать лазерное излучение в малом объеме и транспортировать по световоду; а также факторами: - широким диапазоном воздействия; - практическим отсутствием побочных эффектов лечения (аллергических реакций, неблагоприятного воздействия), свойственного влиянию фармакологических препаратов; - довольно узким кругом противопоказания; - безболезненностью; - бесконтактностью, асептичностью применения. От длины волны зависит глубина проникновения ЛИ в ткани: Тип лазера Длина волны ( в мкм ) Глубина проникно-вения в ткани (в мм) Аргоновые Гелий – неоновые ИК - лазеры 0,450 - 0,590 0,63 0,83 – 1,33 0,5 – 2,5 15 до 70 Глубина проникновения лазерного луча зависит также от поглощения света определенной длины волны на тех или иных структурах. Так, стенка кровеносных сосудов обладает значительным поглощением на длинах волн 0,193, 0,248, 0,308, что соответствует длинам волн УФ-излучения аргонкалиевых, криптонфторовых, хлорксеноновых (эксимерных лазеров), и на длинах волн 2,94 и 10,6 мкм, что соответствует длинам волн излучения ИК-лазеров на основе эрбий-аллюмоитриевого граната и СО2 - лазера. Поскольку лазерное излучение указанных длин волн интенсивно поглощается на структурах стенки сосуда, то глубина его проникновения составляет 1 – 20 мкм. Лазерное излучение может быть непрерывным и модулированным (импульсным). При непрерывном лазерном излучении обычно используют мощность до 40 мВт, а при импульсном характере излучения – до 14 Вт. В зависимости от используемых световых энергий различают высоко- и низкоэнергетическое (точнее, низко интенсивное) лазерное воздействие на биологические объекты. Высокоэнергетическое воздействие лежит в пределах плотностей мощности от 10 Вт/см2 и выше. Плотность мощности низко интенсивного лазерного излучения находится в пределах 10 ‾4 - 5•10 ¬‾ 1 Вт/см2 (или 0,1 – 500 мВт/см2). В зависимости от энергетического уровня низко интенсивного лазерного излучения его подразделяют на мягкое (от 0,1 мВт до 2 мВт), среднее (от 2 мВт до 30 мВт) и жесткое (от 30 мВт до 500 мВт). Для воздействия на ТА чаще используют мягкое низко интенсивное ЛИ, среднее используют для воздействия на рефлексогенные зоны, а жесткое – для воздействия через кожу на проекции отдельных органов. Границы между указанными пределами являются пока условными. Механизмы биостимуляции лазерным излучением В целом лазерное излучение оказывает сложное многофакторное влияние на организм человека. Выделяются факторы непосредствен¬ного лазерного воздействия: а) электромагнитное световое излучение; б) термическое; и факторы, определяемые свойствами самой биоткани: а) оптические (коэффициент отражения, пропускания, поглощения); б) электрические; в) акустические; г) механические; д) биохимические и другие физико-химические свойства. При заболеваниях различной этиологии воздействие лазерным излучением приводит к более благоприятному течению патологического процесса и ускорению сроков выздоровления. При этом констатированы снижение воспалительной реакции, выраженный жесткий аналгезирующий стимулирующий эффект и более активное восстановление поврежденной ткани. В основе лазеротерапии лежит взаимодействие света и фотосенсибилизатора – вещества, молекулы которого способны поглощать свет и передавать энергию другим, не поглощающим свет молекулам. Одним из таких веществ является каталаза. Повышается активность и других ферментативных систем, выработка митохондриями клеток АТФ. Происходит активация транспортных процессов, благодаря повышению проницаемости цитоплазматических мембран, и.т.д. Свет гелий-неонового лазера обладает фибринолитическим действием. В условиях низкоинтенсивного лазерного воздействия происходит усиление активности окислительно-восстановительного ряда, уменьшение (снижение) активности гликолитических ферментов, приводящие к ослаблению или исчезновению болей доминанты в коре головного мозга. Последнее способствует нормализации деятельности эндокринной системы и вегетативных центров, восстановлению трофических функций соматической части вегетативной НС. Таким образом, луч лазера воздействует на фоторецепторы, механорецепторы, терморецепторы. Первичная реакция любого рецептора состоит в генерализации рецепторного потенциала, возникающего между раздражителем и мембраной рецептора. При воздействии лазером происходит возбуждение световых волн, изменения проницаемости мембраны пол влиянием температуры, механическая деформация мембраны, что приводит к активности синтеза нуклеиновых кислот, ферментативных и других систем. Их изменения передаются нейрогенным, гуморальным и гормональным путями, способствуя нормализации ЦНС. При использовании лазерного излучения необходимо изучить его основные параметры. В медицинской практике следует учитывать поверхностную плотность энергии Нэ (синонимы - доза, экспозиция, количество облучения), обычно выражаемую в Дж/см2 или Мдж/см2 . Для оценки воздействия излучения за определенный промежуток времени используется величина, называемая поверхностной плотностью облучения Еэ (синонимы – энергетическая освещенность, облученность, плотность мощности излучения), измеряемая в Вт/см2 или мВт/ см2 . Для определения указанных параметров нужно знать энергию (Дж) или мощность Фэ (синоним – поток излучения, Вт). Доза облучения обычно связана с площадью облучаемой поверхности (Q), измеряемой в см2. Многократное воздействие светом гелий-неонового лазера небольшими дозами более эффективно, чем однократное облучение дозой, равной сумме дробных доз. По мнению многих авторов, на первый план выступают резонансные явления. Лазерное “организованное” излучение как бы включа¬ется в общую “биоэнергетическую структуру” организма, так как имеет сходные энергетические параметры с биологической энергией. При метаболизме генерируются кванты электромагнитной энергии, близкие по своему значению энергии красной (0,63 мкм) и инфрак¬расной (0,8 -0,9 мкм) части спектра. Так как большое количество фотосенсибилизаторов типа порфиринов - в красной части спектра, биолюминесценция мембран и энергия активации белково-липидных структур (1,2 - 1,9 эВ) - также в красной части спектра, то счи¬тается, что красное излучение должно иметь наиболее биологически резонансные спектральные линии, быть наиболее биологически акти¬вным. Инфракрасное излучение (0,8 ÷ 0,9мкм) также совпадает с би¬ологически активным спектральным интервалом. При воздействии это¬го вида излучения на биологическую ткань наряду с известными про¬цессами (в липидном слое мембраны клеток происходит переориента¬ция полярных головок липидов, что вызывает высвобождение допол¬нительной энергии, которая оказывает общее стимулирующее влияние на клетку), в ней возникает синхронный колебательный резонанс, вызывающий вторичные эффекты в виде солитонов - синхронных коле¬баний клеточных элементов, в первую очередь, мембран, что и опре¬деляет значительное усиление биологической активности. Распреде¬ление луча в тканях происходит путем последовательного послойного проникновения энергии вглубь, вызывая изменение термодинамических метаболических процессов с последующей катализацией фотохими¬ческих реакций в зоне облучения. Наибольшая глубина составляет 4 ÷ 6 см (при мощности излучения в импульсе 4,5 ÷ 9 Вт). Установлено, что для молекул ДНК характерен максимум спектральной чувствительности в диапазоне 0,62 и 0,82 мкм. Этим объясняется наибольшая эффективность терапевтического лечебного излучения такого диапазона. Экспериментальные и клинические данные о механизмах лазер¬ного воздействия свидетельствуют об изменении энергетической активности клеточных мембран, активации ядерного аппарата, сис¬темы ДНК РНК - белок, биосинтетических процессов и основных фер¬ментных систем, об увеличении поглощения тканями кислорода, активации окислительно-восстановительных процессов, увеличении образования макроэргов (АТФ), биоэнергетического потенциала клетки. На фоне стимуляции функций ядерного аппарата повышается митотическая активность клетки, активируются процессы размноже¬ния, а также внутри- и внеклеточной физиологической репаративной регенерации. Кроме того, непосредственно лазерное излучение и продукты, возникшие в результате описанных выше эффектов, оказывают воз¬действие на нервные окончания и опосредствованно на нервную систему в целом. Поэтому специалисту необходимо учитывать, что в организме возникают ответные нервно-рефлекторные и нервно-гуморальные реакции, активизируется симпато-адреналиновая и иммунная системы, увеличивается концентрация адаптивных гормо¬нов, что способствует восстановлению гомеостаза в организме. Таким образом, под действием лазерного излучения происходят изменения, которые реализуются на всех уровнях организации жи¬вой материи: -на субклеточном уровне: возникновение возбужденных состо¬яний молекулы, образование свободных радикалов, стереохимическая перестройка молекул, увеличение скорости синтеза белка, РНК, ДНК, ускорение синтеза коллагена и его предшественников, изменение кислородного баланса и активности окислительно-восстановительных процессов; - на клеточном уровне: изменение заряда элект¬рического поля клетки, изменение мембранного потенциала клетки, повышение пролиферативной активности и т.д.; на тканевом уровне: изме¬нение РН межклеточной жидкости, морфофункциональной активности, микроциркуляции; - на органном уровне: нормализация функции какого-либо органа; - на системном и организменном уровне: возникновение ответных комплексных адаптационных и нервно-рефлекторных и нервно-гуморальных реакций с активацией симпатоадреналовой и иммунной систем. Установлено, что воздействие лазерного излучения на организм проявляется различно и может выражаться в активации его функций (при адекватной величине воздействия) или их угнетении (при неадекватной, чаще большой величине воздействия), а также в отсутствии сколько-нибудь существенных изменений (при неадек¬ватной малой величине воздействия) специфических ответных реак¬ций биологического объекта. Считается, что в основе первичных физико-химических сдви¬гов в акупунктурной точке при воздействии лучом лазера лежат фотоэлектрические явления, которые меняют степень насыщения энергией биоплазмы, являясь инициаторами ускорения или замед¬ления физиологических и биохимических процессов. Этот процесс зависит от интенсивности и длительности воздействия лазерным излучением. Таким образом, при лазеропунктуре в соответствую¬щем сегменте произойдут определенные биоэнергетические изменения, связанные, прежде всего с возникновением фототоков по каналам проводимости и перезарядки мембранных структур. Возможен и эффект переизлучения в биоплазменных каналах. Общая реакция организма развивается вследствие энергетических изменений биоплазменных ансамблей корко-подкорковой области мозга и ретикулярной формации. Лазеропунктура способствует: а) нормализации проводимости в зоне ТА, причем нормализующее влияние распространяется не только на облученный меридиан, но и на аналогичный меридиан, расположенный симметрично; б) положительному изменению в содержании натрия, калия, фосфатов, 17 - кетостероидов; в) повышению перекисного окисления липидов, концентрации гистамина в норме и снижению его в крови при сенсибилизации. Высокая терапевтическая эффективность лазеропунктуры при помощи излучения полупроводниковых лазеров обеспечивается: - глубиной проникновения в биоткань (до б см); - совпадением спектра излучения (0,8 - 0,9 мкм) с биологически активным спектральным интервалом биоткани; - совпадением максимумов спектра излучения китайских полынных сигарет, широко используемых в акупунктуре, лежащих в области 0,8; 1,2 и 1,3 мкм, с основными длинами волн излучения полупроводниковых лазеров (0,85 мкм и 1,3 мкм). Методика лазеропунктуры Зоны для лазеропунктуры определяют обычными методами, как при иглоукалывании и электропунктуре. Методика лазеротерапии зависит от многих факторов: характера и стадии заболевания, чувствительности ткани, локализации патологического очага, окраски кожи, индивидуальных особенностей больного, а также особенностей самого излучателя. Поэтому невозможны однозначные дозировки параметров лазерного воздействия при лечении. Основным параметром является плотность мощности излучения (мВт/см2) и стимулирующие уровни лазерного излучения (в пределах 10 - 100 мВт/см2). Существуют временные правила предельно допустимых лечебных режимов работы: а) плотность мощности - не более 5 мВт/см2 на одну корпоральную точку и не более 2 мВт/см2 на аурикулярную точку. При отдельных нозологических формах, в частности, при заболеваниях опорно - двигательного аппарата и кожных заболеваниях плотность не должна превышать 20 мВт/см2 на корпоральную точку; б) время воздействия 7 - 10 с, но не более 20 с на одну корпоральную точку; 3 - 5 с, но не более 10 с на одну аурикулярную точку. Суммарное время воздействия - не более 2 мин на корпоральные точки и 20 с на аури-кулярные. Указанный режим работы соответствует суммарной плотности энергии воздействия от 0,5 до 1 Дж/см² при воздействии на корпоральные точки. Известно, что ТА неодинаково расположены по глубине: от 0,1 см - аурикулярные ТА до 3 и более см - корпоральные ТА. На глубину более 6 мм проникает менее 1 % излучения. Например, на глубину биоткани 8 мм про¬ходит примерно одна тысячная часть лазерного излучения. Тем не менее, известен факт, что глубокие ТА адекватно реагируют на лазерное воздействие, как и неглубокие. По-видимому, под воздействием лазерного излучения возбуждение приповерхностных слоев кожи проецируется на более глубокие слои, возбуждая пос¬ледние. Происходит перенос энергии и информационного поля. Экспозицию (дозу облучения) ТА можно регулировать, выбирая время воздействия и мощность излучения. Общее время воздействия не должно превышать 10 мин. на корпоральные и 1 мин на аурикулярные ТА, а поглощенная доза не должна превышать следующие пределы: 0,2•10‾² ÷ 5•10‾² Дж /т для корпоральных точек и 0,2•10‾² ÷ 2•10‾² Дж/т для аурикулярных точек. При облучении аурикулярных точек мощность лазере не должна превышать более 1 мВт. Рекомендуется за один сеанс облучать не более 5 ÷ 6 точек, в том числе аурикулярные. В приборах "Тянь-Шань" размеры светящегося пятна излучателя совпадает со средними размерами ТА, поэтому для поверхностных ТА практически вся лазерная мощность попадает на проекцию ТА на поверхности биоткани. |
