Глава 1. Современные тенденции технических решений в лазерной терапевтической технике (литературный обзор)

За последние десятилетия лазерная техника заняла прочные позиции в медицине. Создание различных современных лазерных установок позволило использовать их при лечении многих заболеваний и патологических состояний. Современные аппараты имеют хорошие массовые, габаритные и энергетические параметры, эффективны благодаря оптимизации методов воздействия. Разработка и производство световодов позволили сделать проведение этой процедуры удобной для медицинского персонала и пациента[8].

Однако, несмотря на технические достижения в области лазерной медицинской техники, аппараты для лазерной терапии еще не до конца адаптированы к практическим условиям, и неполностью удовлетворяют потребностям здравоохранения. Ниже приведен критический анализ лазерной медицинской аппаратуры, имеющейся на отечественном и зарубежном медицинском рынке.

1. Конструктивные особенности лазерной физиотерапевтической аппаратуры

Арсенал средств, которыми располагает современная ла­зерная техника, огромен. В медицинских установках, применя­емых для лазерной физио - и рефлексотерапии, наиболее широко используются лазеры на гелий-неоне; хотя имеют распростране­ние и гелий-кадмиевые, азотистые и лазеры на парах меди. 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 мощ­ностью до десятков милливатт в непрерывном режиме и несколь­ко ватт в импульсном режиме[1].

Полупроводниковые лазеры имеют ряд преимуществ перед газовыми, как по техническому решению новых физических прин­ципов, так и по габаритам, дизайну и удобствам пользования ими. При сравнительной характеристике биологического действия лазерного излучения в видимом диапазоне (красный, зеленый, синий свет) с излучением в ближнем инфракрасном с длинами волн от 0,83 мкм до 1,3 мкм, последнее оказывается эффективнее при целом ряде патологических процессов, что подтверждается экспериментальными и клиническими исследованиями.

Ниже приводятся сведения только о некоторых типах отечествен­ных лазерных медицинских установках, прошедших клинические испытания.

Лазерная физиотерапевтическая установка УЛФ-01 “Ягода”. Этот аппарат предназначен для широкого круга тера­певтических воздействии и используется при лечении трофиче­ских язв, гнойных ран, дерматозов, ожогов, заболеваний позво­ночника, суставов и других заболеваний.

Общий вид установки на основе гелиево-неонового лазера по­казан на рис. 1.1.

Рис.1.1. Общий вид установки на основе гелиево-неонового лазера

Лазерный излучатель с оптической насадкой ус­тановлен на стойке подвижного основания. Конструкция закреп­ления излучателя допускает возможность поворота оси излучате­ля на 180° в вертикальной плоскости вокруг оси, проходящей че­рез центр кронштейна крепления лазера. Предусмотрена возмож­ность плавного изменения угла наклона оси излучателя от 10° до 40° по отношению к вертикали, проходящей через центр крепле­ния лазера. Точная ориентация луча осуществляется манипуля­тором. Излучатель может быть зафиксирован в любом положе­нии[6].

Основные технические характеристики установки: длина вол­ны - 0,63 мкм, мощность излучения - не менее 12 мВт, пределы регулирования диаметра лазерного луча на облучаемой площади - 5-300 мм, диапазон автоматической выдержки времени из­лучения - 1-6 мин, технический ресурс установки - 5000 ч.

Установка оборудована оптической насадкой, позволяющей:

1) плавно изменять мощность излучения и диаметр луча на по­верхности облучаемого объекта;

2) направлять луч в труднодо­ступные места тела больного;

3) перекрывать луч в перерывах между сеансами облучении;

4) подключать световод и проводить лечение в зонах акупунктуры. Установка оборудована индикатором плотности мощности.

Вы­ходная мощность лазерного излучения плавно регулиру­ется поляроидным элемен­ том.

Аппарат физиотерапевти­ческий лазерный АФЛ-2 сконструирован на основе гелиево-неонового лазера и предназначен для лечения ряда заболеваний в дерма­тологии, стоматологии, гаст­роэнтерологии, ортопедии, травматологии, а также для проведения медико-биологи­ческих исследований[33]. Он сконструирован таким об­разом, что лазерный излу­чатель расположен верти­кально, а подача излучения к пациенту осуществляется с помощью световода (рис. 1.2.).

Рис.1.2. Общий вид лазерного физиотерапевтического аппарата АФЛ-2

Основные технические характе­ристики установки: длина волны лазерного излучения - 0,63 мкм.; мощность лазерного излучения на выходе излучателя - не менее 20 мВт, на выходе световода - не менее 15 мВт, мощность лазер­ного излучения визирного луча - не более 2 мВт, диапазон плав­ной регулировки мощности - 0-20 мВт., диапазон автоматической выдержки времени облучения - 0-999 с., диапазон регулировки частоты излучения - 10-100 Гц; световод: длина - 2,5 м. диа­метр сердечника - 40 мкм; время установления рабочего ре­жима - 30 мин, потребляемая мощность - не более 150 Вт, га­бариты - 1340X860X860 мм, масса - 45 кг, технический ре­сурс - 5 лет.

Аппарат обеспечивает работу в режиме непрерывного излуче­ния в течение 8 ч, в режиме с автоматической выдержкой вре­мени излучения - от 1 до 999с.

По требованиям электробезопасности аппарат изготавливает­ся по классу зашиты I и типу Н по ГОСТ 12.2.025-76.

В блок управления встроен индикатор уровня мощности. Пос­ле установки тумблера “РЕЖИМ” на блоке управления в поло­жение “АВТОМАТИЧЕСКАЯ ВЫДЕРЖКА” и нажатия кнопки “ПУСК” срабатывает электромагнитная зас­лонка, перекрывающая основ­ной луч поляроидной пласти­кой, которая сниж ает уровень мощности лазерного луча до уровня мощности визирного луча, служащего для установ­ки заданной проекции луча. При открытии заслонки на вы­ходе аппарата появляется ос­новной луч.

По истечении вре­мени выдержки, заслонка вновь перекрывает основной луч и на выходе аппарата ос­тается лишь визирный луч.

Аппарат электролазерной пунктуры АПЛ-1 применяют при лечении различных забо­леваний методами рефлексотерапии (рис. 1.3.).

Рис. 1.3. Общий вид аппарата электролазерной пунктуры АПЛ-1

Он соответст­вует классу I ГОСТ 12.2.025- 76; выполняет следующие фун­кции: 1) поиск зон акупунктуры, характеризующихся повышенной проводимостью тока; 2) воз­действие на зоны акупунктуры лазерным излучением с длиной волны 0,63 мкм постоянной мощностью или промодулированной, свыше 50%; 3) воздействие на зоны акупунктуры электрическим током: переменным, постоянным или импульсным[36].

Дозирование воздействия на зоны акупунктуры лазерным из­лучением или электрическим током производится автоматически с заданной экспозицией.

Основные технические характеристики установки: диапазон регулирования мощности лазерного излучения на выходном тор­це световода - от 0 до 1 мВт, расхо димость лазерного излучения после выхода из све­товода - не более 50 угл. град., диапазон частот мо­дуляции мощности лазер­ного излучения - от 0.2 до 6000 Гц, глубина мо­дуляции мощности лазер­ного излучения - не ме­нее 30%, ток в цепи по­иска зон акупунктуры при нагрузке 10 кОм - не более 1 мкА, диапазон регулирования тока (амплитудное значение) в цепи рабочих электро­дов при эквивалентной нагрузке 10 кОм - от 10 до 100 мкА; диа­пазон частот модуляции тока в це­пи рабочих электродов - от 0,2 до 6000 Гц; показания индикатора в схеме поиска зон акупунктуры при минимальной чувствительности схе­мы и нагрузке 10 кОм, а также при максимальной чувствительности схемы и нагрузке 500 кОм - 95 мкЛ±5 мкА, звуковой генератор в схеме поиска зон акупунктуры должен включаться при отклонении стрелки индикатора - не менее 80 мкА, диапазон регулирований выдержки электро - и лазерной пунктуры - от 1 до 100 с, средний ресурс - не менее 5000 ч, масса - не более 10 кг.

Аппарат лазерный терапевтиче­ский “Узор” на арсениде галлия имеет полупроводниковый лазерный излучатель, генерирующий излучение в ближнем ИК-Диапазоне с длиной волны 0,89 мкм (рис.1.4.). Выходная средняя мощность излучения регулируется от 0 до 2 мВт.

Рис.1.4. Общий вид лазерного терапевтического аппарата “Узор”

Основные технические характеристики установки: режим из­лучения - импульсный, частота повторения импульсов (дискрет­ная, отклонение ±10%) - 80, 150, 300, 600, 1500, 3000 Гц, дли­тельность импульса лазерного излучения 200 250х10^-9 с, угол расхождения лазерного излучения в плоскости, параллельной р-переходу - 15-20°, в плоскости, перпендикулярной п-переходу, -25-32°, режим работы аппарата - автоматический непрерыв­ный, время экспозиции лазерного излучения в автоматическом ре­жиме - 4, 8, 16, 32, 64, 128, 256с, минимальное время готовности к работе - 1 мин, масса - не более 8 кг, питание от сети на­пряжением 220 В.

Прибор применяют при лечении заболеваний кожи, слизис­тых оболочек, внутренних органов. Различные насадки позволяют проводить лечение заболеваний с локализацией процесса в труд­нодоступных областях, реализовать эффективную комбинацию сочетанного действия с магнитным полем - магнито - лазерное воздействие[11].

Аппараты лазерные терапевтические серии “Матрикс”. На передней панели базового блока АЛТ “Матрикс” расположены: кнопки для набора и изменения частоты следования импульсов лазерного излучения, индикация установленной частоты, кнопки изменения мощности излучения, кнопка включения канала и разъем для подключения голо­вок (по каждому из независимых каналов); кнопки для набора и изменения времени экспозиции, индикация установленного времени сеанса, окно фо­топриемника, индикатор мощности излучения (импульсной или тональной), выключатель питания, кнопка “Пуск”.

Обеспечиваются световая индикация включения в сеть, звуковая и све­товая индикация начала и окончания сеанса. Изменение мощности излуче­ния, частоты следования импульсов и времени проведения процедур осу­ществляется электронным способом, нажатием соответствующих кнопок - “увеличение” или - “уменьшение”. При достижении максимального или минимального значения раздается характерный звуковой сигнал.

На задней панели базового блока расположены разъемы для подклю­чения сетевого шнура и блока “Матрикс БИО” (или другого устройства для внешней модуляции излучения).

После оконч ания звукового сигнала, свидетельствующего о включении режима излучения, на табло отображения времени начинается его отсчет. Если задано неограниченное время сеанса, то на табло высвечивается вре­мя, прошедшее с начала сеанса (прямой отсчет). Если задано конкретное значение времени, то на табло высвечивается время, оставшееся до конца сеанса (обратный отсчет).

К одному блоку могут быть подключены одна, две и более излучающих головок. Например, АЛТ “Матрикс” выпускается в 2-канальном исполнении и в 4-канальном исполнении (рис.1.5.).

Рис.1.5. Внешний вид базового блока АЛТ “Матрикс”:

в 2-канальном исполнении и в 4-канальном исполнении

Появление 4-канального варианта связано с тем, что в арсенале специалиста в среднем имеется 3-4 излуча­ющие головки, которые более эффективны для реализации того или иного метода воздействия.

В последние годы нередко можно встретить по семь и более излучающих головок к одному базовому блоку! В таком случае можно либо механически подключать необходимые головки к разъему - для 2-канального варианта, либо выбирать нужный канал нажатием соответствую­щей кнопки на базовом блоке, как в 4-канальном варианте, при этом голо­вки остаются постоянно подключенными к своим разъемам[35].

Основные преимущества АЛТ “Матрикс”:

1. АЛТ “Матрикс” использует наиболее широкие спектральные и динами­ческие диапазоны излучающих головок; например, можно проводить, внутривенное облучение крови (ВЛОК) в различных спектральных диа­пазонах, от УФ до ИК;

2. АЛТ “Матрикс” работает с головками не только оптического (лазер­ные), но и КВЧ - диапазона.

3. В АЛТ “Матрикс” заложено в конструкции возможность совмещения с другими физиотерапевтическими аппаратами.

4. АЛТ ‘Матрикс” можно легко крепить на стене, что не только удобно, но и позволяет обеспечить проведение сочетанного (комбинированного) воздействия с другими методами физиотерапии.

5. При изготовлении АЛТ “Матрикс” используются самые современные технологии и конструкторские решения, что позволяет быть существен­но дешевле и надежнее аналогов.

Технические характеристики АЛТ “Матрикс”:

- число одновременно работающих каналов: 2 или 4;

- длина волны излучения определяется типом сменного выносного излучателя;

- осуществляется измерение и цифровая индикация импульсной и средней мощности излучения лазерных головок для АЛТ “Матрикс” с длиной волны, мкм - от 0,532 до 0,96;

- частоты от 0,5 до 3000 Гц по каждому из каналов, аппарат обеспечивает импульсный, модулированный или непрерывный режим излучения головок;

- на таймере базового блока устанавливается любое время процедуры - от 1 с до 90 мин, режим автоматический:

- масса, кг - 1,5;

- габариты, мм - 275x196x105;

- класс электробезопасности II, тип В (заземления не требуется);

- электропитание: напряжение, В - 220 ± 22;

частота, Гц - 50 ± 0,5.

Аппарат лазерный терапевтический CTL - 1106M, производство фирмы Laser instruments (Варшава, Польша)

Аппарат (базовый блок) без какого-либо дополнительного сканирующего устройства (Рис. 1.6.)

Рис.1.6. Аппарат лазерный терапевтически CTL - 1106M

Выше перечисленные аппараты работают в традиционном режиме с неподвижным лучом[38].

Более эффективными по данным литературы являются сканирующие лазерные стимуляторы. Их характеристика представлена в следующем разделе.