1.Инфракрасное излучение. Физические характеристики. Классификация. Область применения, в том числе в медицине.

Инфракрасные (ИК) лучи являются потоком материальных частиц, обладающих волновыми и квантовыми свойствами. Они представляют собой периодические электромагнитные колебания и в то же время являются потоком квантовых фотонов. Инфракрасные лучи охватывают область спектра с длиной волны, лежащей в пределах от 0,76 до 1000 мкм.

Источник излучения – любое нагретое тело, которое при температуре более 100 ⁰С излучает коротковолновые ИК-лучи, а при более низких температурах (50 – 100 ⁰С)– длинноволновые ИК-лучи. Таким источником в промышленности может быть печь, нагретый двигатель или заготовки, расплавленный металл и др.

По физической классификации инфракрасные лучи в зависимости от длины волны подразделяют на:

• короткие (0,76 – 15 мкм),

• средние (15 – 100 мкм),

• длинные (100 – 1000 мкм).

Для применения инфракрасных лучей было разработано различное медицинское оборудование для создания испарины, солнечных ванн, загара, а также простые излучатели, в которых использованы нагревательные элементы при высокой температуре: солнечные концентраторы, инфракрасные лампы.

• Применение ИК-лучей у обожженных больных создает условия для удаления некроза и проведения ранней аутопластики, снижает сроки лихорадки, выраженность анемии и гипопротеинемии, частоту осложнений, предупреждает развитие внутрибольничной инфекции.

• ИК-излучение также позволяет ослабить действие ядохимикатов, -излучения, способствуя повышению неспецифического иммунитета.

• Инфракрасные лучи улучшают циркуляцию крови, а вызванная инфракрасными лучами гиперемия оказывает болеутоляющее действие.

• Теплограммы, проводимые с помощью ИК, позволяют найти заболевания органов и сосудов.

2. Влияние инфракрасного излучения на организм с учетом различных длин волн. Патогенез воздействия. Профилактика воздействия.

Инфракрасные лучи глубоко проникают в организм, мышцы и ткани. Вследствие этого достигаются три основных эффекта - это повышение температуры тела, ускорение сердцебиения и выведение вредных веществ из организма.

Первый эффект - повышение внутренней температуры тела. В течение 15-30 минутного внешнего воздействия температура кожи возрастает до 40°C и внутренняя температура тела возрастает до порядка 38°C. Это повышение температуры создает состояние искусственного жара, которое стимулирует иммунную систему, вследствие чего вырабатываются лейкоциты, антитела и интерферон (антивирусный белок). 

Второй эффект состоит в том, что сердечно-сосудистая система начинает работать более активно - кровь быстрее распространяется по организму, доставляя необходимые питательные вещества и кислород в органы, выводя токсины и отходы.

Третий эффект от инфракрасного излучения состоит в процессе детоксикации организма. Помимо эффектов потения и ускорения кровообращения, которые описаны выше, с помощью которых выводятся токсины, считается, что инфракрасное излучение способно нейтрализовывать токсины в жировых клетках и тканях. Инфракрасная технология - это одна из лучших форм выведения токсинов из нашего организма, которая при постоянном использовании очищает жировые клетки и заставляет организм работать на оптимальном уровне.

Коротковолновое и средневолновое излучение характеризуется высокой интенсивностью теплового потока, большой агрессивностью. Коротковолновое инфракрасное излучение, в отличие от длинноволнового инфракрасного излучения, может вызвать покраснение кожи в месте облучения. Причина этого в том, что капиллярные сосуды расширяются, кровообращение усиливается, вскоре на месте облучения может появиться ожог. Так же, при попадании коротковолновых инфракрасных лучей на органы зрения, может возникнуть катаракта. Важные моменты, которых необходимо придерживаться при использовании коротковолновых излучателей - это расстояние от обогревателя до человека и время нахождение человека под обогревателем. Для применения в жилых и общественных зданиях предпочтительнее применение длинноволновых генераторов тепла с длиной волны λ = от 50 до 2000 мкм. 

Длинные волны наиболее глубоко проникают в организм, вызывая его максимальный прогрев

Меры профилактики неблагоприятного воздействия инфракрасного излучения включают: 

• Повсеместное внедрение новых технологических процессов и оборудования, автоматизация производства могут исключить неблагоприятное воз­действие инфракрасного излучения на человеческий организм. Например, автомати­зация и дистанционное управление процессом непрерывной разливки и прокатки стали позволило практически полностью ликвидировать целый ряд «горячих» профессий металлур­гического производства. На рабочих местах операторов теперь обеспечивается комфортный микроклимат.

• Снижение температурной нагрузки дос­тигается также соответствующей планировкой и размещением обору­дования в производственных помещениях, уменьшением времени пре­бывания работающих в нагревающей среде. Для локализации тепловыделений от открытых проемов, нагретых поверхностей обо­рудования используются специальные отражающие, поглощающие и отводящие экраны. В результате применения таких экранов достигается десятикратное снижение интенсивности теплового излучения на рабочих местах.

• Теплоизоляция нагретого оборудо­вания (минеральная стекловата, стекловолокно, пенопласт и др.) мо­жет снизить температуру оборудования, а также интенсивность теп­лового излучения.

• Эффективно применение особых экранов с охлаждающей поверхностью, а также устройств для увеличения подвижности воздуха.