Лазерная терапия. Лечебное применение волн оптического диапазона

БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  УНИВЕРСИТЕТ ИНФОРМАТИКИ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ 
 

 кафедра ЭТТ 
 

 РЕФЕРАТ на  тему: 

 «Лазерная  терапия. Лечебное применение  волн оптического диапазона» 
 

 МИНСК, 2008 

Лазерная терапия. 
 

 ЛТ может  применяться как самостоятельный  метод наряду с медикаментозным, а также в сочетании с различными методами терапии. При не эффективности медикаментозных методов лазерное излучение позволяет снизить медикаментозную нагрузку на организм. 

 ЛТ присущи  черты патогенетически обоснованного  метода. При её применении важно учитывать не только общее состояние организма, специфику патологического процесса, его клинические проявления, стадии и формы заболевания, но и сопутствующие заболевания, возрастные, а также профессиональные особенности пациента. Наиболее эффективно применение ЛТ при функционально обратимых фазах болезни. 

 Допускается  применение совместно с различными  физиотерапевтическими процедурами.  Суммарная эффективность ЛТ до 80%, а в отдельных случаях до 95%. 

 Абсолютные  противопоказания: заболевания крови (пониженная свёртываемость крови (гемофилия)). 

 Существует  четыре способа доставки НИЛИ  пациенту: 

1. Наружное или  чрезкожное воздействие. Орган,  сосуд, нервы и др. физиологические  ткани облучаются через кожу  в соответствующих местах. Чрезкожное воздействие основано на том, что излучение в ближайшей ИК области хорошо проникает в ткани тела до 5-10 см и достигает поражённого органа. Доставка излучения осуществляется либо непосредственно световой насадкой. 

2. Воздействие  НИЛИ на точку аккупунтуры хорошо тем, что безболезненно и неинвазивно. 

 Доказано, что  лазерная аккупунтура влияет, на  рефлекторные и нейрогуморальные  реакции организма стимулируется  синтез гормонов, улучшается микроциркуляция,  увеличивается синтез эндорфина  (гормон радости). Эффект достигается после 5-10 процедуры и более устойчив, чем при рефлексоиглотерапии.  

3. Внутриполостной  путь (эндоскопический). Используется  излучение красной и ИК облости. 

4. Внутривенное  лазерное облучение (ВЛОК) проводится  путём пункции в локтевую или подключичную вену, при интенсивной терапии. Используется излучение красной и ИК области. 
 

Физико-химические основы взаимодействия НИЛИ на биообъекты. 
 

 Во всех  фотобиологических процессах для  преодоления активационных процессов  химических превращений необходима световая энергия. Эти процессы включают в себя следующие стадии: 

- поглощение  света тканевым фотосенсобилизатором (чувствительный рецептор – гемоглобин, меланин, беллирубин); 

- образование  электронно-возбуждённых состояний; 

- первичный фотофизический акт: появление первичных фотопродуктов промежуточной стадии, которая включает в себя перенос заряда, образование первичных стабильных химических продуктов; 

- физиолого-биохимические  процессы; 

- фотобиологический  эффект. 

 При воздействии на биообъект лазерным лучом часть излучения в соответствии с знаками отражения рассеивается, а часть поглощается. Коэффициент отражения кожей электромагнитных волн оптического диапазона достигает в среднем 50-55% и зависит от некоторых причин: охлаждение участка поверхности приводит к снижению отражения на 10-15%, а у женщин коэффициент отражения выше на 5-7%, у лиц старше 60 лет ведёт к увеличению коэффициента отражения в десятки раз. Чем кожа темнее, тем меньше коэффициент отражения. 

 Глубина проникновения НИЛИ в БО определяется длинной электромагнитной волны. Экспериментально установлено, что проникающая способность лазерного излучения от ультрафиолетового до оранжевого диапазона постепенно увеличивается от 1 до 25 мкм до 2,5 мм, а далее резко увеличивается в ИК до 20-30 мм с пиком проникновения в ближнем ИК до 70 мм λ=960 нм. 

 Максимум  пропускания кожей электромагнитного  излучения находится в диапазоне  длинных волн от 800 до 1200 нм. 

 Поглощение  низкоэнергетического лазерного  излучения также зависит от свойств биоткани. В диапазоне от 600 до 1400 нм кожа поглощает до 40% падающего излучения, а мышцы и кости до 80%, печень, сердце, почки до 100%. 

 В механизме  лечебного действия физических  факторов имеется несколько фаз: 

 Поглощение  энергии действующего фактора организмом. При поглощении световой энергии возникают внешний и внутренний фотоэффект и электролитическая диссоциация молекул. При поглощении веществом кванта света один из электронов, находящийся на нижнем энергетическом уровне переходит на верхний энергетический уровень и переводит атом или молекулу в возбуждённое состояние. 

 При внешнем  фотоэффекте электрон, поглотив  фотон покидает вещество, но при  взаимодействии света с БО  это явление выражено слабо,  т.к. в полупроводниках и диэлектриках  электрон, захватив фотон остаётся в веществе, но переходит на более высокий энергетический уровень. Это и есть внутренний фотоэффект, основу которого составляет изменение электропроводности полупроводника под действием света (фотопроводимость) и возникновение разности потенциалов между различными участками освещённого БО, т.е. к появлению фото ЭДС. 

 Фотопроводимость  бывает: 

- концентрационной, которая возникает при изменении  концентрации носителей зарядов; 

- подвижной,  которая возникает в результате  поглощения фотонов с относительно низкой энергией, и связанна с переходами электронов в пределах зоны проводимости. При таких переходах число носителей не изменяется, а изменяется их проводимость. 

 Внутренний  фотоэффект, который возникает при  возникновении фото ЭДС, следующих видов: 

- вентильная (барьерная)  фото ЭДС; 

- диффузная  фото ЭДС (эффект Дембера); 

- возникновение  фото ЭДС – фотомагнитоэлектрический  эффект, который возникает при  освещении полупроводника, помещённого  в магнитное поле. Эта ЭДС является наибольшей несколько десятков вольт, а также увеличивает терапевтический эффект в несколько раз. 

 НЭЛИ нарушает  слабое взаимодействие атомов  и молекул облучаемого вещества (ионные, водородные связи) при  этом появляются свободные ионы  и происходит электролитическая диссоциация. 

 Пути реализации  энергии атома или молекулы  в синглентном состоянии: 

- превращение  в тепло; 

- испускание  квантов флюароресценции; 

- фотохимическая  реакция; 

- передача энергии  другой молекуле. 

 Энергия в  синглентном состоянии расходуется на: 

- безизлучательный  переход в основное состояние; 

- испускание  кванта фосфоресценции; 

- фотохимическая  реакция; 

- передача энергии  возбуждения другой молекуле. 
 

 Рис. 1.  

1- увеличение  синтеза АТФ 

2- перестройка  биополя 

3- увеличение  ферментов 

4- синтез ДНК 

5- стимуляция  ферментов клеток 

6- Б.О. 

7- изменение  структуры мембран 

8- активационно-имунная  система 

9- увеличивается  регенерация клетки 

10- изменение  ДНК 

11- антимутогенный  эффект 

12- терапевтический эффект. 

 Кроме того  ЛИ приводит к усилению кислородного  обмена, увеличению поглощения кислорода  тканями организма с помощью  методов полярографии было показано  увеличение напряжения кислорода  в тканях под действием ЛИ. Различными методами исследования  было определенно повышение скорости кровотока, в том числе реографом. В процессе облучения патологической ткани увеличивается число функционирующих капилляров. Воздействие ЛИ на повреждённую ткань приводит к уменьшению внутриклеточного оттёка, что связанно с повышением кровотока в тканях, активации транспорта вещества через сосудистую стенку, и интенсивности формирования сосудов и капилляров. Кроме того происходит значительное укорочение фазы воспалительного процесса, увеличивается скорость роста и регенерации тканей, кроветворения, повышается активность иммунной системы и др. общеорганизменные процессы. 

 В красной  области спектра под фотоакцепторами  принято считать молекулярный  кислород с образованием синглетного  кислорода. 

 Восприимчивость  биоструктур к НИЛИ всего оптического диапазона обусловлена наличием совокупности специфических и неспецифических фотоакцепторов, которые поглощают энергию излучения и обеспечивают её трансформацию в биофизических, и в биохимических процессах. НИЛИ при облучении БО вызывает различные эффекты, которые связанны с непосредственным и апосредственным действием излучения оптического диапазона. Непосредственное действие происходит в объёме, где происходит облучение, при этом ЛИ непосредственно взаимодействует с фотоакцепторами и происходит весь комплекс фотофизических и фотохимических реакций. Кроме фотоакцепторов на прямое действие электромагнитных волн реагируют также молекулярные образования, в которых происходит нарушение слабых атомно-молекулярных связей, что усиливает эффект непосредственного влияния ЛИ. 

 Опосредованное  действие связанно либо с трансформацией  энергии излучения, её дальнейшим  переносом либо передачей этой  энергии или эффекта от её  воздействия различными путями. 

 Проявления  этого действия: 

- переизлучение  клетками электромагнитных волн; 

- передача энергии  этого излучения по каналам  и меридианам рефлексотерапии. 

 Установлено,  что при ЛИ инвитро клеточного  монослоя происходит переизлучение  клетками электромагнитных волн  длинной волны равной длине  волны первичного излучения на расстоянии до 5 см. 

 При оптимальных  дозах воздействия на организм  НИЛИ происходят процессы активации  и саморегуляции, мобилизируются  собственные ресурсы организма. 

 Конечный  фотобиологический эффект ЛИ  проявляется ответной реакцией  организма и комплексного реагирования. Это находит отражение в клинических эффектах лазерной терапии. 

 В результате  снижения рецепторной чувствительности, отёка и напряжения тканей, длительности фаз воспаления и отёка даёт обезболивающий, противовоспалительный и отёчный эффект т.е. увеличение скорости кровотока, появление новых капилляров приводит к усилению регионального кровотока, ускорению метаболических реакций, способствует процессам регенерации, проявляется бактерицидный и бактериостатический эффект. 

 При воздействии  ЛИ на организменном уровне  последовательно или одновременно  происходят реакции на атомно-молекулярном  уровне: 

 поглощение  света тканевым фотоакцептором; 

 внешний фотоэффект; 

 внутренний  фотоэффект и его проявления; 

 возникновение  фото ЭДС; 

 электролитическая  диссоциация ионов (разрыв слабых  связей); 

 электронное  возбуждение; 

 миграция  энергии электронного возбуждения; 

 первичный  фотофизический акт; 

 появление  первичных фотопродуктов. 

на клеточном  уровне: 

 изменение  энергетической активации клеточных  мембран;