ИНСТИТУТ КВАНТОВОЙ МЕДИЦИНЫ

ПРОИЗВОДСТВЕННО-КОНСТРУКТОРСКОЕ

ПРЕДПРИЯТИЕ ГУМАНИТАРНЫХ

ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

(МИЛТА-ПКП ГИТ)

Б.А. Пашков

БИОФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ

КВАНТОВОЙ МЕДИЦИНЫ

Методическое пособие к курсам

по квантовой медицине

Москва 2004 Б.А. Пашков. Биофизические основы квантовой медицины. /Методическое пособие к курсам по квантовой медицине. Изд. 2-е испр. и дополн.– М.: ЗАО «МИЛТАПКП ГИТ», 2004. – 116 с.

Кратко описана история развития квантово-волновой теории электромагнитных колебаний. Рассмотрены параметры электромагнитных волн при непрерывном и импульсном излучении. Приведены физические единицы измерения электромагнитных полей, используемых для квантовой и крайневысокочастотной (КВЧ) терапии.

Приведены техические характеристики моделей аппарата РИКТА. Рассмотрены излучаемые аппаратами физические лечебные и побочные поля.

Описаны биофизические основы взаимодействия полей с биотканью, спектральные характеристики излучений и характеристики их взаимодействия с биотканью. Приведены медицинские нормы и общие методические рекомендации по дозированию излучений при проведении курса квантовой терапии, требования техники безопасности. Кратко рассмотрены биофизические основы квантовой медицины XXI века. В приложении приведены перечни выпускаемой аппаратуры и методических пособий, сведения об Учебно-методическом и Медицинском Центрах АО «МИЛТА-ПКП ГИТ», сравнительные потребности в медика-ментах и сроки лечения при использовании квантовой терапии.

Пособие предназначено для врачей, занимающихся на Курсах по квантовой медицине, проводимых Учебнометодическим центром АО «МИЛТА-ПКП ГИТ». Пособие может быть полезно как медицинским работникам – лазеротерапевтам, так и всем пользователям аппарата РИКТА, желающим понять научные биофизические основы квантовой медицины. Илл. 14. Табл. 8. Библ. 30.

С Копирование - только с разрешения АО «МИЛТА-ПКП ГИТ»

Россия, Москва Тел./ Факс (095) 362-84-

СОДЕРЖАНИЕ

ПРЕДИСЛОВИЕ

1. ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ КВАНТОВОВОЛНОВОЙ ТЕОРИИ

ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ КОЛЕБАНИЙ

2. ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ПОЛЯ И

ФИЗИЧЕСКИЕ ЕДИНИЦЫ ИХ ИЗМЕРЕНИЯ

2.1. Электромагнитные поля 2.2. Физические единицы измерения полей

3. ХАРАКТЕРИСТИКИ АППАРАТОВ РИКТА

3.1. Назначение 3.2. Конструкция 3.3. Технические характеристики 3.4. Комплектность поставки 3.5. Излучаемые физические поля 3.6. Формы полей

4. СПЕКТРАЛЬНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ

И БИОТКАНЕЙ 4.1. Спектральные характеристики 4.2. Спектры излучений и границы диапазонов 4.3. Спектральные свойства биотканей 4.4. Энергия фотонов и молекулярные свойства биотканей

5. БИОФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ

ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ

ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ

С БИОТКАНЯМИ 5.1. Виды взаимодействия 5.2. Отражение 5.3. Преломление 5.4. Рассеяние 5.5. Поглощение 5.6. Сквозное прохождение 5.7. Ослабление излучения в биоткани 5.8. Совместное воздействие оптических излучений и постоянного магнитного поля

6. МЕДИЦИНСКИЕ НОРМЫ ДОЗИРОВАНИЯ

ИЗЛУЧЕНИЙ 6.1. Нормируемые параметры 6.2. Лазерное излучение инфракрасного диапазо- на 6.3. Светодиодное излучение инфракрасного диапазона 6.4. Светодиодное излучение красного диапазона 6.5. Постоянное магнитное поле 6.6. Крайневысокочастотное (КВЧ) излучение миллиметрового диапазона 6.7. Излучение промышленной частоты 50 Гц 6.8. Акустический шум 7. ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ 7.1. Общие требования безопасности 7.2. Расчет уровня лазерной безопасности для пациента 7.3. Расчет уровня лазерной безопасности для медработника 7.4. Выводы

8. ОБЩИЕ МЕТОДИЧЕСКИЕ

РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ВЫБОРУ

ДОЗИРОВКИ В КУРСЕ ТЕРАПИИ

8.1. Рекомендации по выбору параметров сеанса 8.2. Рекомендации по выбору параметров курса 8.3. Оперативная диагностика состояния здоровья

9. БИОФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ КВАНТОВОЙ

Приложение 1.Аппараты квантовой терапии ЗАО Приложение 2. Принадлежности к аппаратам квантовой терапии ЗАО «МИЛТА-ПКП ГИТ» Приложение 3. Диагностическая аппаратура квантовой медицины ЗАО «МИЛТА-ПКП ГИТ» Приложение 5. Курсы повышения квалификации Приложение 6. Медицинский МИЛТА-Центр Приложение 7. Потребность в медикаментах и сроки лечения заболеваний при использовании квантовой терапии по сравнению с традиционной помогает сохранить здоровье сегодня!»

ПРЕДИСЛОВИЕ

Уважаемые коллеги! Институт квантовой медицины - и АО «Производственно-конструкторское предприятие гуманитарных информационных технологий – «МИЛТА-ПКП ГИТ»»

предлагают Вашему вниманию методическое пособие к курсам по физическим и биофизическим основам квантовой медицины, проводимым Учебно-методическим центром АО «МИЛТА-ПКП ГИТ». Настоящее методическое пособие к этим курсам написано кандидатом технических наук, академиком Академии проблем качества, ведущим научным сотрудником ОКБ МЭИ Б.А. Пашковым.

Квантовая медицина - это новое, перспективное, бурно развивающееся, высокоэффективное направление современной медицины. Квантовая медицина возникла на основе достижений квантовой физики, тысячелетнего опыта восточной медицины и высоких современных технологий. Она основана на признании квантовой, то есть электромагнитной природы живого. Квантовая медицина основана на взаимодействии процессов живого и электромагнитных излучений. В случае целенаправленного внешнего воздействия определенных видов электромагнитных полей на живой организм мы имеем дело с квантовой терапией, профилактикой и реабилитацией. А при анализе и измерении внутренних электромагнитных излучений, создаваемых живым организмом мы можем говорить о квантовой диагностике. Таким образом, квантовая медицина охватывает все стадии обеспечения здоровья человека: профилактику, диагностику, лечение и реабилитацию.

Термин «квантовая медицина», во-первых подчеркивает приоритет квантовой физики в постулате квантовой природы живого и тем самым в поисках ответа на вопрос обеспечения устойчивого состояния здоровья живого организма и, вовторых, говорит о крайне малых, полностью безопасных уровнях энергетического воздействия электромагнитных излучений на человека. Ведь квант - это самая малая, элементарная порция электромагнитного излучения. Квантовая медицина имеет дело с очень низкими уровнями энергий, характерными для процессов обмена информацией. Многие эффекты, вызываемые квантовой терапией, можно объяснить не энергетическим, а информационным действием, оказывающим благотворное влияние на внутриклеточные процессы и межклеточное взаимодействие.

В процессе эволюции человек постоянно погружен в природную систему электромагнитных полей и сам является частью этой системы. При отсутствии воздействия естественных электромагнитных полей Земли, к которому всё живое адаптировалось в ходе эволюционного развития, жизнь невозможна. Электромагнитные колебания существуют всюду как во внешнем окружающем пространстве, так и внутри живого организма.

В настоящее время в научных кругах естествоиспытателей, физиков, биологов и врачей утвердилось понимание того, что электромагнитные излучения занимают в процессах живого первостепенное место. Трудность осознания этого в более ранние периоды развития научной мысли объясняется тем обстоятельством, что электромагнитные колебания не могут ощущаться человеком непосредственно. Кроме того, уровни энергии электромагнитного взаимодействия как внутри живых систем, так и между ними, настолько малы, что измерительные приборы не всегда могут его определить с достаточной степенью достоверности. Тем не менее, многочисленные феномены живой природы невозможно объяснить иначе, как с помощью электромагнитного взаимодействия как на микроуровне (уровень атомов, молекул и клеток), так и на макроуровне (уровень органа, системы, целого организма, сообщества организмов).

Электромагнитные поля существуют при любом химикофизическом процессе. Даже когда мы принимаем внутрь прописанные врачом лекарства, в конечном итоге имеем дело с действием электромагнитных излучений. В результате воздействия ферментов желудочно-кишечного тракта и других лекарственный препарат подвергается биохимическим реакциям, которые вызывают перенос электрических зарядов - электронов, а также изменение энергетических состояний атомов и молекул. Эти биохимические превращения неизбежно вызывают электромагнитные излучения тех либо иных видов.

Сегодня очевидно, что живые клетки взаимодействуют друг с другом, обмениваясь энергией и, что крайне важно, обмениваются информацией с помощью колебаний инфракрасного, микроволнового, акустического и др. диапазонов. Особенно интересно, что большую роль в межклеточном взаимодействии играет оптическое когерентное, монохроматическое и поляризованное излучение, близкое по параметрам к инфракрасному лазерному излучению, используемому в аппаратах серии РИКТА. Источником такого излучения могут являться, в частности, молекулы ДНК, отвечающие за наследственность.

В результате многолетних исследований ученым и медикам удалось подобрать такую совокупность электромагнитных полей, которые наиболее благотворно влияют на основополагающие процессы живого. При этом достигается эффект синергизма, т.е. эффект взаимоусиления, при котором одновременное совместное действие нескольких видов излучения приводят к гораздо большей эффективности терапии нежели при последовательном раздельном действии каждого из лечебных факторов. Основные физические факторы аппаратов полифакторной квантовой терапии РИКТА - это инфракрасное лазерное узкополосное, инфракрасное широкополосное и красное широкополосное излучения оптического диапазона, постоянное магнитное поле, а также крайневысокочастотное (КВЧ) излучение радиодиапазона.

Иногда квантовую терапию относят к физиотерапии. Однако это неверно, поскольку, в отличие от традиционной физиотерапии, квантовая терапия затрагивает глубинные процессы жизнедеятельности как на атомном, молекулярном, клеточном, так и на органном и системном уровнях организма в целом. Доказано, что квантовая терапия способна обеспечить восстановление повреждений и нарушений клеточных мембран и, таким образом, восстанавливать разрушенные информационно-энергетические связи между клетками, органами и системами.

Благотворно влияя на молекулы ДНК и РНК, квантовая терапия обеспечивает устойчивость генетической информации и, следовательно, препятствует процессам, которые генетически несвойственны живому организму.

Перечислим основные эффекты, которые вызывает в организме квантовая терапия.

- На клеточном уровне: повышение энергетического обмена в клетках и тканях, активизация синтеза белка - РНК и ДНК, снижение возбудимости рецепторов клеточных мембран, улучшение индолового и серотинного обмена в клетках головного мозга, нормализация уровня нейротрансмиттеров, кальций-блокирующий эффект.

- На уровне органов: увеличение скорости кровотока, реологический и микроциркуляторный эффекты, регуляция аденогипофиза, нормализация работы щитовидной железы, стимуляция половых желёз, короноактивный, спазмолитический, метаболирующий эффекты.

- На уровне систем и организма в целом: стимуляция факторов специфического и неспецифического иммунитета, улучшение кровообращения, обезболивание, снижение возбудимости вегетативных центров, улучшение проводимости нервных волокон, снижение глюкокортикоидной активности надпочечников, снижение уровня перекисного окисления липидов, регулирование обратных связей, усиление нейрогуморальных факторов, усиление выработки ферментов и АТФ, снижение уровня холестерина, усиление синтеза коллагена, улучшение трофики тканей, усиление регенерации эпителия и кожи, профилактика и лечение целлюлита, нормализация и рост синтеза простогландинов, противовоспалительный, протвоотечный рассасывающий, саногенный, адаптирующий, стрессолимитирующий, гиполипидемический и антиоксидантный эффекты и многое другое.

Ведущим направлением деятельности АО «МИЛТАПКП ГИТ» и является разработка аппаратуры квантовой терапии, использующей для лечения слабые и сверхслабые электромагнитные поля различных диапазонов волн. В аппаратах РИКТА используются несколько лечебных факторов: импульсное узкополосное инфракрасное лазерное и широкополосные излучения инфракрасного и красного диапазонов, постоянное магнитное поле и крайневысокочастотное (КВЧ) радиоизлучение миллиметрового диапазона.

По инициативе АО «МИЛТА-ПКП ГИТ» в 1999 г. созданы две некоммерческие общественные организации: Институт квантовой медицины и Ассоциация квантовой медицины.

Основной задачей Института квантовой медицины является объединение и координация деятельности организации и научной общественности в развитии исследований, обучении и пропаганде высокоэффективных технологий квантовой медицины. Основой деятельности Ассоциации квантовой медицины является объединение производителей, разработчиков и практикующих врачей с целью широкого внедрения методов квантовой медицины в практическое здравоохранение.

АО «МИЛТА-ПКП ГИТ» серийно выпускает аппараты квантовой терапии с 1991 г. Они нашли широкое применение в тысячах медицинских учреждений России и 23 стран дальнего и ближнего зарубежья, в том числе Аргентины, Болгарии, Германии, Греции, Египта, Израиля, Иордании, Канады, Китая, Португалии, США, Франции, Швеции, Эфиопии и др.

Высокая эффективность квантовой терапии подтверждается богатым опытом клинического применения аппаратов РИКТА в большом числе ведущих клиник этих стран. Использование для лечения квантовой терапии предполагает существенное уменьшение дозировки лекарственных препаратов.

При этом производится прямое непосредственное целенаправленное воздействие на область патологии или функционально связанные с ним системы организма. При квантовой терапии воздействие всегда неинвазивно, без нарушения кожных покровов, кроме того, возможно и дистанционное воздействие - без прикосновения к телу.

В АО «МИЛТА-ПКП ГИТ» постоянно работает медицинский и консультационный центры. Ежемесячно проводятся курсы повышения квалификации врачей по квантовой терапии, слушатели получают Сертификаты, дающие врачам право работы с лазерными терапевтическими аппаратами по специальности «врач - лазеротерапевт».

На базе АО «МИЛТА-ПКП ГИТ» ежегодно проводятся Всероссийские и Международные научно-практические конференции по квантовой медицине и другим областям нетрадиционной медицины, в которых принимают участие ведущие специалисты головных клиник и научно-исследовательских учреждений России, стран ближнего и дальнего зарубежья.

АО «МИЛТА-ПКП ГИТ» выпускает широкую номенклатуру медицинских аппаратов квантовой терапии; постоянно имеется в продаже большое число методических пособий по квантовой терапии различных заболеваний. Сведения о деятельности АО «МИЛТА-ПКП ГИТ» приведены в разд. «Приложение» настоящего пособия.

Президент Ассоциации квантовой медицины генеральный директор АО «МИЛТА-ПКП ГИТ»

1. ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ КВАНТОВО-ВОЛНОВОЙ

ТЕОРИИ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ КОЛЕБАНИЙ

Электромагнитные колебания и поля и, в первую очередь, оптические излучения, широко используются в различных областях науки и техники, в том числе – и в медицине.

Ниже в хронологическом порядке приведены основные этапы истории фундаментальной науки о свете и вклады учёных различных стран в её развитие.

• В Ш веке до н.э. древнегреческий ученый Гераклит сформулировал законы геометрической оптики - прямолинейность распространения света, закон отражения, фокусировку вогнутым зеркалом.

• В Сиракузах Архимед по преданию сжег неприятельский флот с помощью системы зеркал.

• В 1666 г. английский физик Исаак Ньютон в книге "Оптика" изложил основы корпускулярной теории света, он полагал, что спектр зависит от размера частиц, малые - фиолетовая область, большие - красная область. Он открыл "кольца Ньютона" - радужные кольца на тонких мыльных пленках, но не смог объяснить их на основе корпускулярной теории (волновая теория была еще неизвестна).

• В 1667 г. голландский физик Христиан Гюйгенс изложил волновую теорию света. Он изучал волновые свойства, отражение и преломление, открыл явление поляризации света, предложил теорию сверхплотной материи -«эфира».

• В 1802 г. английский физик Томас Юнг обосновал явление дифракции света, т.е. огибания светом препятствия на основе волновых свойств.

• В 1812 г. французский физик Огюст Френель обосновал явление интерференции света - суммирования волн в пространстве на основе волновых свойств (основа голограмм), объяснил законы отражения и преломления на основе волновых свойств света.

• В 1817 г. немецкий оптик Йозеф Фраунгофер открыл линейчатый спектр, темные полосы в спектре были названы «фраунгоферовыми линиями».

• В 1849 г. французские физики Ипполит Физо и Леон Фуко независимо измерили скорость света в воздухе, что подтвердило волновую теорию света.

• В 1856 г. английский физик-теоретик Джеймс Максвелл разработал математическую теорию электромагнитного поля и на ее основе доказал, что скорость распространения света в вакууме должна равняться 300000 км/с и что свет также является электромагнитной волной. Он обосновал возможность давления света.

• В конце Х1Х века немец Генрих Герц открыл, а русский ученый Столетов изучил явление внешнего фотоэффекта - выбивания светом поверхностных электронов вещества.

• В 1900 г. русский физик П. Лебедев экспериментально измерил величину давления света, чем подтвердил теорию Максвелла. Это доказало, что фотон обладает массой движения - импульсом энергии.

• В 1900 г. немецкий физик Макс Планк предположил, что атомы могут испускать электромагнитную энергия дискретно - квантами (фотонами) с знергией е = h, и определил величину h - постоянную Планка, что явилось основой для создания квантовой механики - движения элементарных частиц.

• В 1905 г. немецкий физик-теоретик Альберт Эйнштейн критически рассмотрел теорию "эфира", по его просьбе в г. американский физик Альберт Майкельсон экспериментально измерил скорость света вдоль и поперек экватора.

Отсутствие смещения скорости доказало отсутствие сверхплотной материи "эфира" и теория эфира была отвергнута, как ложная.

• В 1911 г. английский физик Эрнест Резерфорд при изучении радиоактивного распада альфа-частиц открыл атомное ядро и раскрыл его строение.

• В 1913 г. датский физик Нильс Бор разработал модель атома водорода - положительное ядро с вращающимся вокруг него на орбите отрицательным электроном. Он сформулировал два постулата Бора, послужившие основой квантовой механики.

• В 1920-30 гг. немецкий физик Альберт Эйнштейн развил квантовую теорию излучении и поглощения энергии элементарными порциями - квантами.

• В 1927 г. немецкий физик Эрвин Шредингер опубликовал труд по основам волновой механики со знаменитым «уравнением Шредингера».

• В 30-х гг. была создана теория атома со сложным ядром и многими электронами на различных орбитах, размеры которых определялись энергией квантовых переходов.

К этому времени теория света была в основном завершена.

В 1940 г. профессор кафедры физики Московского энергетического института В. Фабрикант обосновал принципиальную возможность создания стимулированного (лазерного) излучения.

• В 1954 г. русские физики Н.Г. Басов, А.М. Прохоров и независимо – американский физик Чарлз Таунс разработали микроволновый генератор стимулированного радиоизлучения - прообраз лазера, за что получили Нобелевскую премию.

• В 1960 г. в США был создан первый лазер.

• С начала 60-х гг. лазеры начали применяться в медицине.

В настоящее время электромагнитные поля различных диапазонов, и в первую очередь – оптические, нашли широчайшее применение в квантовой медицине!

Ниже приведены основные характеристики электромагнитных полей и физические единицы их измерения.

2. ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ПОЛЯ

И ФИЗИЧЕСКИЕ ЕДИНИЦЫ ИХ ИЗМЕРЕНИЯ

2.1. Электромагнитные поля Как известно из физики, электромагнитное излучение в общем случае носит двойственный характер – оно одновременно является и электромагнитной волной и потоком элементарных частиц – квантов, которые в оптическом диапазоне называются фотонами.

При этом, чем выше частоты диапазона колебаний излучения, тем более выражены квантовые свойства и менее - волновые свойства. В области -, -, - радиоактивных излучений (высокочастотный диапазон электромагнитного спектра) энергия квантов велика и практически проявляется лишь квантовая природа этих частиц. В области оптических излучений (среднечастотный диапазон электромагнитного спектра) существуют как волновые свойства электромагнитных колебаний, так и квантовые свойства фотонов. В радиодиапазонах (низкочастотный диапазон электромагнитного спектра) энергия квантов ничтожно мала и практически проявляются лишь волновые свойства электромагнитных колебаний.

Лечебными физическими факторами аппарата РИКТА являются переменные электромагнитные поля инфракрасного и красного оптических дипапазонов волн, крайневысокочастотного (КВЧ) поля миилиметрового диапазона радиоволн и постоянное магнитное поле.

Переменное электромагнитное поле представляет собой область, в которой со скоростью света c распространяются электромагнитная волна – синусоидальное колебание с несущей частотой (см. рис. 2.1).

Скорость света в свободном пространстве равна км/с, а в более плотных средах скорость тем меньше, чем больше плотность. Поле содержит электрическую и магнитную составляющие, которые взаимно перпендикулярны в пространстве (магнитная составляющая на рис. 2.1 не показана).

Его интенсивность при непрерывном излучении измеряется мощностью Р. При этом длина волны равна расстоянию, проходимую волной за время, равное одному периоду колебания. Кроме переменных существуют и постоянные магнитное и электрическое поля. Электромагнитное излучение может быть непрерывным и импульсным.

Рис. 2.1. Электромагнитные волны 2.2. Физические единицы измерения полей Электромагнитные излучения и поля измеряются следующими физическими единицами.

- несущая частота оптического излучения, Гц (Герц).

c - скорость света, в свободном пространстве c = 3 108 м/с (метр в секунду).

- длина волны излучения ( = c / ).

P - мощность непрерывного излучения, Вт (Ватт).

Pи - мощность импульсного излучения в импульсе, Вт.

Pср - средняя мощность импульсного излучения, Pэф – биологически эффективная средняя мощность импульсного излучения, Pэф = Kэф · Pср, Вт, Kэф - коэффициент биологической эффективности излучения импульсного лазера, Kэф 1…8.

- длительность импульса.

F - частота повторения импульсов.

S - облучаемая площадь биоткани, см2.

Sт - площадь выходного отверстия терминала, см2.

Eе--энергетическая освещенность (плотность потока мощности ППМ), Eе = P/ S, Вт/ см2.

t - длительность сеанса квантовой терапии, с (секунда).

Kо - коэффициент отражения оптического излучения от кожи – отношение отраженной мощности к падающей.

Kн – отношение плотности потока мощности на выходе оптической насадки к плотности на входе.

W – энергия (доза) излучения, Дж (Джоуль):

Hе - энергетическая экспозиция (плотность потока энергии ППЭ), Hе = W / S, Дж / см2.

B - магнитная индукция, мТл (миллиТесла).

eф – энергия фотона, эВ, eф = 1,2 /, где длина волны в свободном пространстве выражена в мкм.

3. ХАРАКТЕРИСТИКИ АППАРАТА «РИКТА»

3.1. Назначение Аппарат РИКТА предназначен для проведения магнитоинфракрасно-лазерной терапии широкого круга заболеваний человека (более 150 видов). Он может также применяться в ветеринарии и растениеводстве. Методические рекомендации по его применению приведены в [1, 2].

В АО «МИЛТА-ПКП ГИТ» выпускается несколько моделей аппарата РИКТА, с одним и двумя выносными терминалами, содержащими источники различных электромагнитных полей (см. приложение 1 в разд. 12).

Внешний вид базовой модели аппарата приведен на рис. 3.1.

В состав аппарата входит основной электронный блок и один выносной терминал, соединённый с блоком кабелем. В двухтерминальных аппаратах второй терминал подключается к блоку через разъем, установленный на задней стенке.

В блоке размещены электронные узлы формирования сигналов, стабилизированный источник питания, органы управления и индикации режимов работы.

В терминале базовой модели размещены полупроводниковый арсенид-галлиевый лазерный диод инфракрасного диапазона, 4 красных и 4 инфракрасных светодиода, кольцевой постоянный магнит, кнопка включения режима излучения.

В терминалах других моделей могут устанавливаться КВЧизлучатель, матрица инфракрасных диодов (лазерная расчёска), и др.

Во втулке терминала имеется резьба М22х1, предназначенная для установки оптических насадок №№ 1, 2, 3 из комплекта КОН-1, поставляемого по отдельному заказу (см. ниже рис. 3.2).

Рис. 3.1. Внешний вид базовой модели аппарата РИКТА 3.3. Технические характеристики • Длина волны импульсного инфракрасного узкополосного лазерного излучения = 0,89 ± 0,06 мкм.

• Диапазон длин волн импульсного инфракрасного широкополосного светодиодного излучения = 0,86…0,96 мкм.

• Диапазон длин волн импульсного красного широкополосного светодиодного излучения = 0,60…0,75 мкм.

• Частота повторения импульсов лазерного и инфракрасного светодиодного излучений, коммутируемая: постоянная F = 5, 50, 1000 Гц, или переменная в диапазоне F = 1…250 Гц.

• Частота повторения импульсов красного светодиодного излучения 2 Гц.

• Максимальная мощность лазерного излучения Pи= 4…7 Вт.

• Диапазон коммутации средней мощности лазерного излучения: 0, 25, 50, 100%.

• Максимальная импульсная мощность инфракрасного светодиодного излучения Рик = 100 мВт.

• Диапазон коммутации средней мощности инфракрасного светодиодного излучения: 0, 25, 50, 100%.

• Средняя мощность импульсного красного светодиодного излучения - не более P к = 4 мВт.

• Длительность экспозиции – коммутируемая: t = 1, 2, 5, • Индукция постоянного магнитного поля на выходе терминала В = 40…60 мТл.

• Диапазон частот КВЧ шумового широкополосного излучения = 54…66 ГГц (средняя длина волны = 5 мм).

• Средняя мощность КВЧ излучения P = 0,1 мкВт.

• Питание – от сети переменного тока 220 ± 22 В, 50 (60) Гц.

• Мощность, потребляемая от сети, не более 15 Вт.

• Габариты аппарата 240х220х90 мм.

• Масса – не более 1,5 кг.

Примечание (только для модели РИКТА-01-КВЧ).

3.4. Комплектность поставки В комплект поставки базовой модели РИКТА входят:

• аппарат магнито-инфракрасно-лазерной терапии РИКТА, • паспорт аппарата РИКТА, • методические рекомендации по применению аппарата РИКТА.

• Дополнительно могут быть поставлены:

• Очки защитные (с ослаблением инфракрасных оптических излучений в 100 тысяч раз) • Комплект из трёх оптических насадок КОН-1 (рис. 3.2.):

- гинекологическая – проктологическая № 1, - стоматологическая № 2, - акупунктурная № 3.

Отношение плотности потока мощности на выходе оптической насадки к плотности на её входе с учётом потерь в материале световода равно для:

- насадки № 1 Kн = 0,2, 3.5. Излучаемые физические поля Аппараты РИКТА (разные модели) излучают следующие лечебные и побочные физические поля (излучения).

Лечебные электромагнитные излучения терминала • Узкополосное когерентное импульсное лазерное излучение инфракрасного диапазона.

• Широкополосное импульсное светодиодное излучение инфракрасного диапазона.

• Широкополосное импульсное светодиодное излучение красного диапазона.

• Постоянное магнитное поле.

• Широкополосное шумовое непрерывное крайневысокочастотное (КВЧ) излучение миллиметрового диапазона.

Побочные излучения аппарата • Электромагнитное излучение частоты 50 Гц.

• Акустический шум.

Рис. 3.2. Комплект оптических насадок КОН- 3.6. Формы полей Все лечебные поля излучаются выносными терминалами (в разных моделях - одним или двумя). Формы излучаемых электромагнитных полей (диаграммы направленности по мощности) приведены на рис. 3.3.

Форма излучения лазера - расходящийся эллиптический луч с углом при вершине 20 х 40 град.

Форма луча каждого из инфракрасных и красных светодиодов – коническая, с углом при вершине около 45 град. Луч КВЧ-излучения также имеет коническую форму. Диаграммы направленности по мощности излучателей терминалов описываются гауссовой кривой.

Оптические излучения и КВЧ-излучение в заднюю полусферу терминала практически отсутствуют, что обеспечивает полную безопасность медперсонала.

Постоянное магнитное поле имеет кольцевую форму и как бы окружает оптические лучи. При этом магнитные силовые линии на некотором протяжении совпадают с направлением распространения оптических лучей, что повышает терапевтический эффект при их одновременном воздействии (явление синергизма).

Все лечебные оптические электромагнитные поля аппарата РИКТА выходят из отверстия (апертуры) излучателя терминала диаметром 22 мм. Побочные поля излучаются корпусом аппарата и сетевым кабелем.

Рис. 3.3. Формы лечебных электромагнитных полей

4. СПЕКТРАЛЬНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ

И МОЛЕКУЛЯРНЫЕ СВОЙСТВА БИОТКАНЕЙ

4.1. Спектральные характеристики Различные модификации аппарата РИКТА могут излучать лечебные электромагнитные поля в оптическом и миллиметровом диапазонах волн. На рис. 4.1.а,б приведены спектральные характеристики электромагнитных полей аппарата РИКТА, а также спектральные свойства биологических тканей в зависимости от длины волны падающего на биоткань внешнего (первичного) излучения в свободном пространстве, выраженной в мкм. В правой части горизонтальных осей графиков сделан разрыв и диапазон миллиметровых волн показан в зависимости от длины волны, выраженной в мм.

На рис. 4.1.а приведены нижеследующие зависимости, нормированные к единице:

• Дневная и ночная спектральная чувствительность глаза человека.

• Широкополосный спектр светодиодого красного излучения аппарата.

• Широкополосный спектр светодиодного ИК излучения аппарата.

• Узкополосный спектр лазерного инфракрасного (ИК) излучения аппарата.

• Широкополосный спектр КВЧ- радиоизлучения аппарата.

• Коэффициент отражения от кожи.

• Относительная глубина проникновения излучения в биоткань.

На рис. 4.1.б приведены следующие зависимости.

• Энергия фотона eф, эВ (электронВольт), • Диапазон энергии связи органических молекул 2,1…12 эВ (заштрихованная область).

• Границы диапазонов и усредненная кривая допустимой плотности потока энергии лазера.

• Допустимая плотность потока энергии (ППЭ) лазерного излучения для человеческого глаза, Не, Дж/см2.

• Безопасный диапазон энергии фотона – менее 2,1 эВ, • Энергия фотонов лазерного излучения аппарата РИКТА, равная 1,3 эВ.

Энергия фотона обратно пропорциональна длине волны eф =1,2 /, (где выражена в мкм). Следовательно, чем короче длина волны, тем выше энергия фотона.

Постоянное магнитное поле не имеет длины волны.

По горизонтальных осях рис. 4.1.а, б отложена длина волны электромагнитных излучений, который разделяется на 6 диапазонов (границы диапазонов приведены ниже – в табл.

4.1):

• гамма-излучение, • рентгеновское излучение, • ультрафиолетовый (УФ) диапазон, • видимый спектральный диапазон, • инфракрасный (ИК) диапазон, • радиодиапазон.

оптический диапазон волн электромагнитного излучения.

УФ диапазон делится на 4 поддиапазона, каждый из которых обладает различным биологическим эффектом воздействия:

• вакуумный УФ (Вак.) – озонирование воздуха, • коротковолновый УФ (КВ) – бактерицидный эффект, • средеволновый УФ (СВ) – эритемное воздействие (ожог), длинноволновый УФ (ДВ) – загар.

• Диапазоны УФ, видимый и ИК вместе составляляют видимый диапазон, который делится на 7 цветов радуги:

• зелёный (З) Рис. 4.1. Спектральные характеристики электромагнитных полей аппарата РИКТА и свойства биотканей ИК-диапазон делится на 3 поддиапазона:

• ближний ИК, • средний (средневолновый – СВ) ИК, • дальний ИК.

Радиодиапазон делится на несколько поддиапазонов, наиболее коротковолновым из них является крайневысокочастотный (КВЧ) поддиапазон миллиметровых волн – ММВ ( = 1…10 мм), используемый в КВЧ-пунктуре.

Организм человека из всего спектра электромагнитных излучений ощущает только весьма узкие участки:

• зрительные ощущения глаз - в видимом диапазоне оптического излучения с длинами волн 0,38…0,76 мкм, • тепловые ощущения - в более длинноволновой - инфракрасной области спектра с длинами волн более 0,76 мкм, но короче 1 мм.

При наличии ощущения человек может защититься от излучения, например - при ярком свете для защиты глаз человек может закрыть глаза, одеть тёмные очки, отвернуться, уйти, а при перегреве - охладиться или уйти от источника тепла. Излучения же других диапазонов: ультрафиолетовое оптическое, рентгеновское, гамма-излучение и радиоволны организм не ощущает, поэтому их воздействие при больших дозах может быть весьма опасно.

4.2. Спектры излучений и границы диапазонов Спектры излучений, т.е. распределение мощности в зависимости от длины волны, могут быть широкополосными сплошными (например - излучение Солнца в оптическом диапазоне, светодиодное излучение) так и узкополосными линейчатыми (например - лазерное излучение). Граничные значения длин волн между диапазонами электромагнитных излучений и соответствующие им энергии фотона eф, приведены ниже - в табл. 4.1. Оптическое лазерное излучение является почти монохроматическим и потому имеет практически одну длину волны. Длины волн используемых в медицине лазеров приведены в табл. 4.2. Длины электромагнитных волн, излучаемых аппаратом РИКТА, приведены в табл. 4.3.

4.3. Спектральные свойства биотканей Любые химические вещества обладают спектрами поглощения, т.е. зависимостью величины поглощения от длины волны. Поглощение является резонансным, если длина волны излучения совпадает с одной из собственных длин волн колебаний молекул, излучение с такой длиной волны поглощается наиболее сильно, а потому проникает в биоткань на меньшую глубину. Наиболее сильное воздействие происходит при резонансе молекул с когерентным, монохроматическим и поляризованным излучении, характерным для лазеров. Поэтому лазерное излучение обладает значительно большей биофизической активностью по сравнению с широкополосными излучениями.

Спектры поглощения, в зависимости от атомных весов входящих химических элементов и их изотопов, могут быть сплошными и линейчатыми. Спектры поглощения органических молекул, входящих в состав биотканей, являются линейчатыми. Вследствие огромного разнообразия биологических молекул в организме число линий поглощения биотканей очень велико и можно говорить об усредненной зависимости значений поглощения от диапазонов длин волн.

С учетом параметров спектров и границ диапазонов, приведенных в табл. 4.1-4.3, рассмотрим графические зависимости интенсивности излучений аппарата РИКТА и спектральных свойств биотканей от длины волны, падающего на биоткань первичного лазерного излучения, показанные на рис. 4.1.

Из них видно, что в видимую человеческим глазом область спектра в диапазоне длин волн = 0,38…0,76 мкм попадает лишь широкополосное красное светодиодное излучение аппарата РИКТА с длинами волн в диапазоне = 0,6…0, мкм.

Остальные виды излучений аппарата РИКТА: лазерное инфракрасное с длиной волны = 0,89 мкм, инфракрасное светодиодное с длинами волн в диапазоне = 0,86…0,96 мкм и КВЧ- излучение с длинами волн в диапазоне = 4…5,6 мм органами чувств не ощущаются Как известно, коэффициент отражения равен отношению отраженной мощности к падающей.

Из графика, приведенного на рис. 4.1.а, видно, что коэффициент отражения от кожи на данном участке спектра уменьшается с увеличением длины волны оптического излучения и в диапазоне инфракрасных излучений аппарата РИКТА он мал. Очевидно, что чем он меньше, тем большая часть энергии попадает внутрь биоткани и оказывает полезный терапевтический эффекте.

Спектры электромагнитных излучений Гамма-излучение Вакуумное ультрафиолетовое Коротковолновое ультрафиолетовое (Эритемное воздействие 0,2…0,28 6…4, на кожу) Средневолновое ультрафиолетовое (Бактерицидный эффект) 0,28…0,315 4,3…3, Длинноволновое ультрафиолетовое (Загар) 0,315…0,38 3,8…3, Ближнее инфракрасное 0,76…1,6 1,6…0, Дальнее инфракрасное 10 … радиоволновое (КВЧ) Спектры излучений медицинских лазеров вещества рабочего тела инфракрасный (РИКТА) Спектры излучений аппарата РИКТА Светодиодное широкополосное 0,86…0,96 1,25…1, Светодиодное широкополосное 0,60…0,75 1,6… Крайневысокочастотное широ- 4…5,6 мм кополосное радиоизлучение (КВЧ) Коэффициент отражения зависит также и от состояния кожного покрова: для гладкой жирной белой и потной кожи он максимален (достигает 55%, а для сильно пигментированной сухой морщинистой кожи – минимален (10%). Для уменьшения отражения перед началом сеанса квантовой терапии можно очистить облучаемый участок от жира и пота путем протирки спиртом или эфиром либо же смазать зеленкой или раствором йода для потемнения.

На рис. 4.1.а приведена также кривая зависимости глубины проникновения излучения в биоткани от длины волны падающего на биоткань излучения. Глубина проникновения тем больше (т.е. биоткань тем более прозрачна), чем меньше поглощение излучения в данном диапазоне. Как видно из рис.

4.1.а, диапазон длин волн инфракрасных излучений аппарата РИКТА лежит вблизи максимума глубины проникновения т.е.

максимальной прозрачности биоткани (макс = 1…1,2 мкм), что и обеспечивает большую глубину воздействия при проведении Квантовой терапии. Результаты проведенных прямых и косвенных измерений показывают, что при равном относительном ослаблении глубина проникновения в диапазоне ультрафиолетового излучения составляет менее 1 мкм, в красном диапазоне оптического излучения – менее 1 мм, в миллиметровом КВЧдиапазоне - также менее 1 мм, а в инфракрасном диапазоне аппарата РИКТА – до нескольких см.

4.4 Энергия фотонов и квантовые характеристики биотканей Как указывалось выше, электромагнитное излучение в коротковолновой части спектра представляет собой поток элементарных частиц – фотонов, энергия которых может изменяться в соответствии с изменением энергетических уровней электронов органических молекул. Зависимость энергии фотона от длины волны в свободном пространстве описывается кривой, приведекнной на рис. 4.1б. Если энергия фотона равна энергии, необходимой для перевода электрона в молекуле биоткани на более высокую орбиту (т.е. частота излучения совпадает с резонансной частотой молекулы), то при взаимодействии с фотоном электрон перескакивает на эту, одну из более высоких, неустойчивую для него орбиту (происходит поглощение энергии фотона). Затем электрон возвращается на прежнюю орбиту с испусканием фотона. Такое излучение называется вторичным. Вторичные фотоны распространяются во всех направлениях и вызывают перескоки электронов и возбуждение соседних молекул органической ткани с другими резонансными частотами. Этот эффект называется рассеянием.

Кроме того, жидкие среды организма (кровь, лимфа) разносят возбужденные молекулы по всему организму, что резко увеличивает область рассеяния.

Благодаря рассеянию монохроматическое поляризованное и когерентное лазерное излучение при проникновении вглубь биоткани уже на глубинах более 1 см становится немонохроматическим неполяризованным и некогерентным, т.е. лазерное излучение превращается в широкополосное тепловое излучение, аналогичное светодиодному. Это излучение биологически гораздо менее активно по сравнения с лазерным и вызывает местный нагрев тканей, при этом тепловая энергия концентрируется в основном на клеточных мембранах, что усиливает межклеточный обмен веществ, в основном определяющий терапевтический эффект воздействия.

Если энергия фотона больше, чем необходима для перескока электрона на самую высокую орбиту, то он выбивает электрон из молекулы, что приводит к появлению положительного иона и свободного отрицательного электрона (который мигрирует по биоткани до тех пор, пока не нейтрализуется другим положительным ионом). Это означает, что энергия такого фотона больше энергии связи данной органической молекулы и она ионизируется, что изменяет её свойства. Подобные изменения могут приводить к генетическим повреждениям и к риску появления онкологических заболеваний. Энергии связи органических молекул биотканей человека лежат в пределах 2,1…12 эВ (см. заштрихованную область на рис. 4.1б).

В аппарате РИКТА (см. табл. 4.3) энергия фотона инфракрасного лазерного излучения всего 1,3 эВ, т.е. меньше минимальной энергии связи, равной 2,1 эВ.

Если энергия фотона лежит внутри пределов энергии связей органических молекул (см. табл. 4.1, 4.2), то могут повреждаться молекулы с меньшей, чем у фотона, энергией (т.е.

с более низкими резонансными частотами, чем частота излучения).

Если фотон имеет энергию, большую, чем максимальное значение энергии связи - более 12 эВ, (см. табл. 4.1 – ультрафиолетовое, рентгеновское и гамма-излучение), то повреждаться могут любые органические молекулы, Поэтому такие излучения очень опасны в генетическом отношении. При этом объем повреждений в организме определяется как энергией фотонов (длиной волны), так и мощностью (местной плотностью мощности в Вт/см2), излучения падающего на биоткань.

Из рис. 1б также видно, что с увеличением энергии фотона (уменьшением длины волны) допустимая ППЭ для глаза в ИК диапазоне примерно равна 10-1 Дж/см2, а в коротковолновой области УФ – всего 10-8, т.е. в 10 миллионов раз меньше!

Из анализа спектральных характеристик электромагнитных излучений и спектральных свойств биоткани следует вывод о том, что в инфракрасном диапазоне оптических излучений кожа имеет минимальный коэффициент отражения, а биоткани имеют минимальную величину поглощения.

Эти спектральные свойства биотканей обеспечивают неинвазивное (без нарушения кожных покровов) облучение аппаратом РИКТА гораздо более глубоко расположенных сосудов и органов и с большей эффективностью, чем у других аппаратов, работающих в иных диапазонах волн, что существенно расширяет лечебные возможности квантовой терапии.

Вторичное электромагнитное излучение, возникающее в молекулах биоткани под воздействием фотонов внешнего излучения (например – лазерного), является немонохроматичным, некогерентным и неполяризованным, ослабляется в биоткани много меньше первичного и потому глубина его проникновения значительно превосходит глубину проникновения первичного.

В связи с тем, что в аппарате РИКТА энергия фотона инфракрасных излучений меньше минимальной энергии связи любых органических молекул, эти излучения безопасны и даже теоретически не могут провоцировать возникновение генетических мутаций и онкозаболеваний!

5. БИОФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ

ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ С БИОТКАНЯМИ

5.1. Виды взаимодействия Переменное электромагитное поле в оптическом диапазоне предстставляет собой поток энергии, который имеет одновременно волновой и квантовый характер и распространяется в свободном пространстве со скоростью света. Как указано выше, энергия кванта прямо пропорциональна частоте колебаний. При проникновении первичного электромагнитного излучения в биоткань его частота колебаний остается неизменной.

Поэтому энергия кванта до момента взаимодействия с молекулами внутри биоткани по сравнению с энергией в свободном пространстве не изменяется.

Однако, в связи с тем, что биоткань является оптически более плотной средой по сравнению со свободным пространством, скорость распространения в ней с б и длина волны внутри биоткани б становится меньше, чем в свободном пространстве в несколько раз где и - относительная джиэлектрическая и магнитная проницаемость биоткани. Поскольку в биоткани очень мало магнитных молекул, значение магнитной проницаемости 1.

Величина для различных биотканей может сильно различаться, в частности, для костей 5,5, а для мягких биотканей в среднем 55. При этом значения скорости распростанения и длины волны в инфракрасном диапазоне лазера РИКТА:

- в свободном простанстве с = 300000 км/с, - для костей с б = с / 2,4 = 130000 км/с, - для мягких тканей с б = с / 7,5 = 40000 км/с, При падении электромагнитной волны от внешнего (первичного) излучателя на биоткань существует несколько видов взаимодействия излучения с биотканью, показанных на рис.

5.1:

• диффузное отражение от кожи;

• преломление;

• рассеяние;

• поглощение;

• сквозное прохождение;

Из них полезным лечебным фактором является лишь поглощение оптического излучения в биоткани. Подробнее о взаимодействии оптических и КВЧ - излучений с биотканями см. в [ 3-9 ].

5.2. Отражение Отражение от поверхности кожи является диффузным, т.е. происходит во всех направлениях верхней полусферы, поскольку неровности кожи много больше длины волны оптического излучения. Коэффициент отражения Kо равен отношению отраженной мощности к падающей. При этом отношение полезной мощности, проникающей в биоткань Pб, к падающей на её поверхность P, равно Pб /P = (1 – Kо). Диаграмма отражения описывается зависимостью sin, где - угол относительно плоскости поверхности кожи. Для белой гладкой жирной и влажной молодой женской кожи значение Kо достигает 0,55, а для сильнопигментированной (загорелой) сухой и морщинистой старческой кожи значение Kо - порядка 0,1. При этом потери мощности за счет отражения составляют 55% и 10% соответственно. Так, при Kо = 0,5 отношение Pб /P = 0,5. Поэтому состояние кожных покровов желательно учитывать при назначении дозировки пациентам.

При плотном наложении терминала аппарата РИКТА на поверхность отраженная энергия практически полностью поглощается в материале терминала. При дистанционном облучении, а также при использовании оптических насадок с неполным их введении в полость, часть отраженной мощности рассеивается в окружающей среде. Это необходимо учитывать при расчете допустимой дозировки медперсонала, работающего с аппаратом. Для уменьшения отражения можно очищать облучаемый участок кожи спиртом или смазывать раствором бриллиантовой зелени (йодом).

5.3. Преломление Преломление в биоткани происходит за счет изменения плотности среды при переходе луча из воздуха в оптически более плотную слоистую биоткань (см. рис. 5.1). Одним из эффектов является полное преломление небольшой части светового потока из-за изменения коэффициента преломления в разных слоях биоткани с выходом части мощности из биоткани обратно в верхнюю полусферу. Для обычных биотканей эта величина составляет единицы процентов и при определении дозировки ею можно полностью пренебречь.

5.4. Рассеяние При проникновении электромагнитной волны в биоткань происходит рассеяние луча вследствие взаимодействия первичных фотонов внешнего излучателя с электронами молекул и последующее излучение вторичных фотонов возбужденными, переведенными на более высокие орбиты) электронами этих молекул. Это приводит к конусообразному расширению луча в биоткани, обеспечивая воздействие на больший объем биоткани и к уменьшению плотности потока излучения с увеличением глубины проникновения. Кроме того возбужденные молекулы крови и лимфы по сосудам разносятся по всему организму, значительно увеличивая объем воздействия. Эффект рассеяния лазерного излучения при прохождении вглубь биоткани разрушает монохроматизм, когерентность и поляризованность, превращая его в широкополосное ИК-излучение, аналогичное светодиодному.

Рис. 5.1. Виды взаимодействия излучения с биотканью 5.5. Поглощение Поглощение в биоткани определяется степенью оптической прозрачности биоткани в данном оптическом диапазоне электромагнитных волн. Основным эффектом поглощения является взаимодействие энергии фотонов света и электромагнитных волн с клетками на атомно-молекулярном уровне. Из вышеприведенных формул видно, что энергия фотона прямо пропорциональна частоте колебаний. В ближнем инфракрасном диапазоне частот оптических излучений аппарата РИКТА энергия фотона весьма мала, eф = 1,3 эВ. Фотоны с такой энергией даже теоретически не могут повреждать органические молекулы, поскольку энергия внутримолекулярной связи лежит в диапазоне 2,1…12 эВ. Они могут вызывать лишь перескок электрона в атоме на одну из более высоких орбит, после чего электрон возвращается на прежнюю орбиту и сам излучает фотон, который взаимодействует с другими атомами биоткани (см. рис. 5.2). Это приводит к местному повышению температуры, особенно на поверхности клеточных мембран, что значительно усиливает процессы обмена веществ (митотическую активность клеток). Жидкие среды организма (кровь и лимфа), проходящие через облучаемую область, переносят активизированные клетки по организму, обеспечивая достижение лечебного эффекта во всем теле.

Лазерное излучение биологически гораздо более активно по сравнению с широкополосным световым излучением, что определяется высокой степенью монохроматичности, пространственной когерентности и поляризованности. Однако при прохождении через биоткань, вследствие наличия неоднородности плотности и вторичных переизлучений фотонов, с увеличением глубины проникновения происходит нарушение когерентности и поляризованности лазерного излучения, т.е.

оно превращается в широкополосное некогерентное тепловое, аналогичное светодиодному. Поэтому собственно когерентное лазерное излучение воздействует в основном на слои биоткани, расположенные на глубине в несколько мм от поверхности, а на более глубокие слои и органы тела действует вторичное некогерентное излучение, а также перенос активизированных клеток из облучаемой области жидкими средами по всему организму. Глубина же проникновения оптических излучений существенно зависит от длины волны. Как видно из приведенного выше рис. 4.1, длины волн инфракрасных (ИК) излучений аппарата РИКТА находятся в области максимума прозрачности биоткани, поэтому эффект воздействия фиксируется на глубинах до нескольких см. В области красного излучения глубина проникновения – не более нескольких мм, а в ультрафиолетовой (УФ) области спектра – менее 0,01 мм! По этим причинам ИК-диапазон волн более эффективен для терапии глубокорасположенных органов и неинвазивного облучения крови в сосудах. Следует отметить, что вне диапазона излучений аппарата РИКТА, а именно - в более коротковолновой:

видимой и, особенно, - в ультрафиолетовой частях оптического спектра энергия фотона может быть больше энергии ковалентных химических связей органических молекул, например элементов C-O, C-N, C-H, и др., равной 2,1…12 эВ. Энергия фотона в коротковолновой части УФ-спектра превышает эВ, поэтому при взаимодействии он вызывает выбивание электрона и, следовательно, ионизацию и разрыв связей в органических молекулах (см. рис. 5.2), т.е. её разрушение.

5.6. Сквозное прохождение Сквозное прохождение равно части мощности падающего оптического луча, прошедшего сквозь всю биоткань (например - руку) и зависит от оптической прозрачности биоткани. Для обычных биотканей эта величина составляет малые доли процента и при определении дозировки ею также можно полностью пренебречь. В качестве наглядного примера степени ослабления можно провести опыт с пультом дистанционного управления современного телевизора, имеющего светодиодный излучатель в инфракрасной, наиболее прозрачной для биоткани, области спектра. Пульт, как правило, обеспечивает управление на расстоянии до телевизора порядка 5…6 м. Если же закрыть пальцами ладони (толщина биоткани около 2 см) окно излучения пульта, то расстояние нужно будет уменьшить примерно до 12 см, т.е. в 50 раз. Поскольку величина ослабления пропорциональна квадрату расстояния, мощность ИК излучения после сквозного прохождения биоткани толщиной см уменьшается примерно в 2500 раз, т.е. примерно в 50 раз на каждый 1 см биоткани! Настолько мал уровень сквозного прохождения излучения в биоткани из-за рассеяния и поглощения.

Рис. 5.2. Взаимодействие фотона с молекулой 5.7. Ослабление излучения в биоткани Ослабление электромагнитного излучения в однородной биоткани на глубине R от её поверхности, на которую падает электромагнитная волна, определяется экспоненциальной зависимостью где: Eе – энергетическая освещенность на поверхности биоткани, - коэффициент ослабления излучения, зависящий от электропроводимости, магнитной проницаемости и диэлектрической проницаемости биоткани Так, при значении R = 1, т.е. на глубине R = 1/ излучение в биоткани ослабляется в е = 2,73 раз.

Графически зависимость ослабления от глубины при логарифмическом масштабе по вертикальной оси имеет вид наклонной прямой. Наклон прямой тем больше, чем выше оптическая плотность биоткани (наименьшая – у мышечной ткани, более сильная – у костей, и наибольшая – у паренхиматозных органов). Как указыавалось выше, величина ослабления сильно зависит от частоты электромагнитных колебаний, при этом в оптическом диапазоне первичное монохроматическое когерентное лазерное излучение (падающее на биоткань) ослабляется значительно сильнее, чем вторичное оптическое широкополосное некогерентное излучение. Экспернментальные измерения показывают, что первичное лазерное излучение в исследованных образцах биоткани ослабляется в несколько десятков раз на каждый 1 см глубины, а вторичное – всего в 3…5 раз [3, 9]. Эти зависимости приведены на рис. 5.3.

Ослабление в биоткани Рис. 5.3. Зависимость ослабления первичного лазерного и вторичного оптического излучения в однородной биоткани Если биоткань неоднородна (например, слоистая мышцы и кости), то полное ослабление зависит от значенийтолщины различных слоев и величин коэффициента в каждом слое.

Энергетическая освещенность (плотность потока мощности) оптического излучения на данной глубине проникновения зависит также от способа подведения энергии к биоткани (контактный или дистанционный метод, использование световодов).

На рис 5.4. приведены зависимости изменения плотности потока мощности лазерного излучения от расстояния R между плоскостью выходного отверстия излучателя терминала и сечением, в котором определяется плотность. На этом рис.

показаны три графика, соответствующие следующим режимам квантовой терапии.

• Прижатие терминала к поверхности биоткани (контактный метод) – линия А.

• Расположение терминала на некотором расстоянии (в данном примере - 1 см) от поверхности (дистанционный метод) – линия Б.

• Использование оптической насадки (в данном примере – с длиной выступающей из терминала части около 4 см) и с выходным участком конической формы – линия В.

В нижней части рис. приведены геометрические соотношения для 2-го и 3-го режимов.

Линия А включает три участка.

СВОБ. – участок с пологим наклоном, определемым величиной ослабления при распространении луча в свободном пространстве обратно пропорционально квадрату расстояния, т.е.

1/ R2. Так, при установке выходного отверстия терминала аппарата РИКТА на расстоянии 1 см от кожи, плотность потока мощности уменьшается в 4 раза.

Рис 5.4. Зависимость изменения плотности потока мощности оптического излучения от расстояния до излучателя • ОТР - вертикальный участок из-за скачкообразного ослабления плотности потока мощности вследствие отражения луча от поверхности биоткани в (1 - Kо ) раз.

• БИО – участок с крутым наклоном, определяемый большим ослаблением первичного излучения в биоткани – в наиболее прозрачном инфракрасном диапазоне волн для мышечной ткани примерно в 100 раз на каждый 1 см глубины проникновения (на рис. 5.4 - сплошная линия), а для костей и паренхиматозных органов - более, чем в 100 раз (штриховая линия).

Следовательно, на большой глубине проникновения - в несколько см, плотность потока мощности уменьшается на много порядков и может оказаться слишком малой для обеспечения возбуждения молекул в глубокорасположенных органах. Величина ослабления также зависит от вида биоткани: в костной ткани и в паренхиматозных органах крутизна спада больше (штриховые линии), чем для мышечной ткани.

В случае облучения биоткани через повязку каждый слой бинта дополнительно уменьшает плотность мощности (Например, 5 слоев бинтовой повязки уменьшают в 2 раза, а слоев – в 4 раза. Слой ваты толщиной 0,5 см ослабляет в раза, а 1 см - в 4 раза.), что следует учитывать при назначении дозировки при лечении раневых повреждений [ 9 ].

Линия Б аналогична линии ДИСТ, но, в связи с прижатием терминала к коже, на ней отстутствует участок СВОБ свободного пространства.

Линия В имеет 4 участка:

ОПТ – почти горизонтальный участок со слабым наклоном, меньшим наклона в свободном пространстве, определяемый небольшими потерями с коэффициентом потерь Кн при распространении в материале оптической насадки.

КОН – участок с крутым наклоном вверх, определяемый увеличением плотности потока мощности вследствие уменьшения площади поперечного сечения насадки Sн с конической частью при её сужении к концу: для акупунктурной насадки № 3 плотность потока возрастает в 20 раз, для стоматологической № 2 - в 2 раза, а для гинекологической насадки № 1 (цилиндр с полусферой на конце) плотность потока на выходе уменьшается в 5 раз.

ОТР, а также участок БИО – аналогичны таким е участкам в линиях А и Б.

Используя графики, приведенные на рис. 5.4, можно примерно определить кратность изменения плотности потока мощности поля (и плотности потока энергии) при распространении оптического луча в свободном пространстве, оптической насадке и в биоткани по отношению к паспортной плотности потока на выходе терминала, принятой за 1, и рассчитать дозировку на различных глубинах проникновения излучения в биоткани. Индукция постоянного магнитного пола аппарата РИКТА оспабляется обратно пропорционально квадрату расстояния от излучателя независимо от среды распространения, биоткань его совершенно не ослабляет.

5.8. Совместное воздействие оптических излучений с постоянным магнитным полем Уникальной запатентованной особенностью аппарата РИКТА («ноу-хау»), отличающей его от других терапевтических аппаратов, является одновременное комплексное воздействие узкополосного лазерного, широкополосного светодиодного переменных электромагнитных полей оптического диапазона совместно с постоянным магнитным полем. В результате проведенных исследований было доказано, что именно одновременное комплексное воздействие на организм несколькими полями позволяет существенно повысить терапевтическую эффективность аппарата РИКТА по сравнению с монотерапий одним полем или с поочередным воздействием этих же полей.

Это обеспечивается за счёт синергизма и потенцирования физико-химических и биологических реакций, в первую очередь за счёт фотомагнитоэлектрический эффект, при котором наведенная электродвижущая сила достигает единиц и даже десятков вольт. Постоянное магнитное поле способствует электролитической диссоциации ионов в тканях, вызванной облучением электромагнитными волнами ИК диапазона и одновременно препятствует рекомбенации этих ионов в процессе сочетанного воздействия. Магнитное поле также увеличивает диэлектрическую проницаемость биополимеров, выступает в роли своеобразного поляризатора биоструктур в электромагнитных полях ИК-излучений, способствует увеличению глубины проникновения излучений в биоткани. В жидкокристаллических структурах (клеточные мембраны, молекулы холестерина и фосфолипидов, внутриклеточная вода и др.) под действием внешнего постоянного магнитного поля происходит поворот магнитных диполей некоторых молекул вдоль магнитных силовых линий и увеличение их внутренней энергии (см. рис. 5. внизу), что приводит к деформации кристаллических решёток.

При этом для достижения одинакового терапевтического эффекта требуется меньшая плотность потока мощности ИКизлучения, чем при осутствии магнитного поля.

Другим физическим эффектом является влияние магнитного поля на протекания в сосудах жидкости (крови, плазмы, лимфы), представляющих поток ионов, аналогичный протеканию электрического тока в проводе. Магнитное поле отклоняет ионизированные клетки и плотно прижимает их к стенкам сосудов. Кроме того оно вызывает турбулентность (завихрение) жидкости (см рис. 5.5. вверху). Эти физические эффекты приводят также к увеличению кровенаполнения микрокапиллярной сети. Всё это значительно усиливает метаболизм в биотканях, а также скорости протекания многих биохимических реакций, т.е. обменные процессы в организме, что и приводит к эффекту взамоусиления биоэффектов при одновременном совместном воздействии физических полей аппарата РИКТА.

Рис. 5.5. Воздействие на биоткани и сосуды постоянного магнитного поля

6. МЕДИЦИНСКИЕ НОРМЫ

ДОЗИРОВАНИЯ ИЗЛУЧЕНИЙ

6.1. Нормируемые параметры При использовании в медицине и биологии обычно нормируются следующие параметры электромагнитных излучений [10-22]:

Eе - энергетическая освещенность (плотность мощности), Вт/ см2 (Ватт/ см2).

t - длительность воздействия в сеансе, с (секунда).

W – энергия (доза) излучения, Дж (Джоуль).

Hе - энергетическая экспозиция (плотность потока энергии ), Дж/ см2.

B - магнитная индукция, мТл (миллиТесла).

Как указывалось в разд. 3, терминал аппарата РИКТА излучает лечебные электромагнитные поля, а основной блок (корпус) – побочные поля. Ниже рассмотрены вопросы их нормирования.

6.2. Лазерное излучение инфракрасного диапазона В связи с монохроматичностью (узкополосностью), когерентностью и поляризованностью лазерного излучения оно биологически весьма активно. Поэтому его использование в медицине строго нормируется следующими документами:

- ГОСТ Р 50723-94. Лазерная безопасность [11].

- Санитарные нормы и правила устройства и эксплуатации лазеров [12].

Наиболее чувствительным к лазерному излучению является сетчатка глаза человека, что связано с фокусировкой света хрусталиком. Чувствительность глаза зависит от диаметра зрачка, т.е. от интенсивности внешней освещенности, чем она выше, тем меньше диаметр зрачка и тем больше допустимая норма. Роговица глаза, кожа и другие биоткани тела менее чувствительны к лазерному излучению. Поэтому медицинские нормы зависят от внешней освещенности и вида биоткани. Как указано выше, в разд. 2, биологическая эффективность импульсного лазерного излучения в Кэф раз выше, чем для непрерывного при равной средней мощности, приэтом можно принять его примерно равным Кэф = 8.

Этот эффект можно объяснить тем, что при длительности лазерного импульса, достаточной для возбуждения молекул, в организме запускается много физических и химических реакций с различной постоянной времени их затухания (см.

рис. 6.1.), вследствие чего они продолжаются и после окончания импульса.

Качественные зависимости биологических эффектов, происходящих в организме под воздействием лазерного излучения так называемым законом Арндта-Шульца. Суть его заключается в том, что при слабых воздействиях (малой плотности потока мощности -ППМ) имеет место сильное положительное воздействие (быстрый подъём), при средних – умеренное воздействие, сильных - торможение, а при чрезмерно сильных – угнетение биоткани. Графические зависимости условного состояния здоровья от плотности потока мощности (ППМ) лазерного излучения в соответствии с законом Арндта-Шульца приведены на рис. 6.2. На нём показаны три кривых со смещёнными максимумами:

для клетки – кривая А В С1 D1, для отдельного органа – кривая А В С2 D2, для организма в целом – кривая А В С3 D3.

Каждая кривая делится на 4 зоны:

• А В - зона нечувствительности биоткани при значениях ППМ, меньших нормального фона в земных условиях, без повышения местной температуры, • В С - зона биостимуляции при росте местной температуры до 40 град, быстрый рост улучшения состояния, • С D – зона частичной биодепрессии при температуре 40…63 град вследствие денатурации и затем – коагуляции белка, замедленный рост состояния здоровья из-за повреждения части клеток, Рис 6.1. Биологическая эффективность импульсного Рис. 6.2. Закон Арндта-Шульца • Зона правее точки D - зона биодеструкции с температурами 63…500 град и более, разрушение клеток. Уровень горизонтали ОА – это исходное состояние здоровья пациента до лазерного облучения, область выше неё – лучшее, а ниже неё – худшее состояние здоровья по сравнению с исходным.

Как видно из этого графика, с увеличением ППМ после зоны нечувствительности вначале идет быстрое улучшение здоровья, при этом температура биоткани повышается до град, затем, при дальнейшем увеличении ППМ - замедление роста из-за биодепрессии клеток (обратимого процесса после прекращения воздействия), хотя для органа и организма в целом полезный эффект сохраняется. При температуре около град происходит коагуляция (свёртывание) белка, при температуре 100 град - закипание внутриклеточной жидкости, а при температурах выше 500 град – карбонизация (обугливание) биоткани.

Область применения терапевтических лазеров - только зона биостимуляции, левее точки С. Зоны правее точки D1, это области применения хирургических лазеров с ППМ, в тысячи раз больших, чем у терапевтических (приварка сетчатки, сварка кровеносных сосудов, электронный скальпель при хирургических операциях и т.п.). Область ППМ аппарата РИКТА лежит левее точки С с местной температурой не более 38 град (см. рис. 6.2). Из опыта применения лазеров в терапии известно, что при изменении мощности излучения или же длительности сеанса не более, чем в 5 раз, при постоянстве их произведения, т.е. равенстве дозы:

реакция организма меняется несущественно (закон БунзенаРоско). Графическая зависимость этого закона приведена на рис. 6.3. Это явление позволяет врачу-лазеротерапевту иметь достаточно широкий диапазон варьирования мощностью и экспозицией при стабильности уровня лечебного эффекта.

В связи с высокой биологической активностью, широким разнообразием характеристик лазеров и условий их применения в ГОСТ [11] нормируется несколько физических параметров лазерного излучения. Результаты расчета по методике этого ГОСТа параметров излучения моделей аппаратов МИЛТА с двумя лазерными терминалами инфракрасного и красного диапазонов сведены в табл. 6.1. В ней слева направо приведены доза для одиночного импульса, доза для импульса в серии, доза для тела, доза для глаза при внешней освещенности 100 люксов и ППЭ за сеанс 15 минут. Для однотерминальных моделей дозировка аппарата РИКТА в два раза меньше приведенной в табл. 6.1. Во 2-й строке приведены нормы для ИК лазеров (для красных лазеров все нормы меньше в 2 раза).

В 3-й строке таблицы приведены расчетные данные для инфракрасных и красных лазеров. В 4-й строке приведены отношения к нормам для ИК лазеров аппарата (для красного лазера они в 2 раза больше).

Проведенные расчеты также показывают, что дозы воздействия аппарата РИКТА на обслуживающий медицинский персонал при ежедневной работе с включенным лазерным излучением в течение 4-х часов в сотни раз меньше допусимых норм.

Как показано выше, в разд. 4, энергия фотона, а, следовательно, и интенсивность биологического воздействия электромагнитного (в том числе и лазерного) излучения резко возрастает с уменьшением длины вол- ны. Поэтому нормы дозирования лазерного излучения, задаваемые документом «Санитарные нормы и правила устройства и эксплуатации лазеров» самым существенным образом зависят от длины волны ( см. рис. 6.4).

На нем также приведена зависимость энергии фотона от длины волны. Из этого рис. видно, что в УФ диапазоне допустимые нормы в миллион раз меньше, чем в ИК диапазоне излучений аппарата РИКТА!

Из приведенных данных видно, что максимально возможные дозы лазерного излучения аппарата РИКТА много меньше допустимых норм.

Параметры лазерного излучения аппаратов РИКТА Допустим.

Отношение /допустим.

Примечание.

1. Мощность лазерных диодов по ТУ лежит в пределах:

4-7 Вт для маломощных и 8-14 Вт для мощных диодов, расчет выполнен для максимальных значений импульсной мощности, равной, соответственно 7 и 14 Вт.

2. Расчет выполнен для длительности сеанса tc = 600 сек (т.е.

Рис. 6.3. Закон Бунзена-Роско Рис. 6.4. Зависимость нормы дозирования лазерного излучения от длины волны 6.3. Светодиодное излучение инфракрасного диапазона Светодиодное инфракрасное излучение немонохроматично (широкополосно), некогерентно и неполяризовано. В связи с этим оно менее биологически активно по сравнению с лазерным и его воздействие носит в основном тепловой эффект в виде локального повышения температуры в клеточных мембранах биоткани. Поэтому на его применение в медицине нет нормативных документов Минздрава РФ. Нормирование допустимой тепловой нагрузки для людей, работающих в условиях повышенного уровня инфракрасного теплового излучения, производится в соответствием с требованиями ГОСТ [13, 14].

В последнем ГОСТе [14] определена меньшая по сравнению с более старым ГОСТом [13] допустимая плотность потока мощности инфракрасного теплового на человека, которая равна 10 мВт/см2 (вместо 25 мВт/см2 ) в течение 8-часового рабочего дня ежедневно при площади облучения до 25% от поверхности тела. При этом допустимая доза инфкрасного излучения за 1 день на тело составляет 1,4х106 Дж, а допустимая плотность потока энергии - 280 Дж/см2.

Максимальное значение суммарной средней мощности пульсирующего инфракрасного излучения четырёх ИК светодиодов терминала аппарата РИКТА равна 60 мВт, площадь апертуры терминала равна 4 см2. Плотность потока мощности инфракрасного излучения в плоскости на выходе терминала равна 15 мВт/см2, а на расстоянии в 1 см – менее 4 мВт/см2.

Площадь воздействия составляет менее 0,1 % от поверхности тела, а длительность сеанса обычно не превышает 10…15 мин.

При этом доза за сеанс не превосходит 65 Дж, а плотность потока энергии - 14 Дж/см2.

Следовательно, максимально возможная дозировка светодиодного инфракрасного излучения аппарата РИКТА значительно меньше допустимых норм.

6.4. Светодиодное излучение красного диапазона В связи с весьма малой биологической активностью широкополосного светодиодного излучения в красном (видимом) участке оптического диапазона его воздействие не нормируется.

6.5. Постоянное магнитное поле В соответствии с Санитарными нормами [15] допускается воздействие (на весь объём тела человека по 8 часов в день ежедневно) постоянного магнитного поля (ПМП) с величиной магнитной индукции 10 мТл (или 8 кА/м).

Индукция ПМП в плоскости апертуры терминала аппарата РИКТА равна 40…60 мТл, а на расстоянии 1 см от терминала - около 10 мТл. При этом воздействие производится на небольшой объём – менее 0,1 % от объёма тела, а длительность сеанса обычно не превышает 10…15 мин.

Поэтому можно считать, что величина индукции ПМП аппарата РИКТА также удовлетворяет допустимым нормам.

6.6. Крайневысокочастотное (КВЧ) излучение Это излучение немонохроматично и некогерентно, поэтому оно биологически менее активно по сравнению с лазерным.

КВЧ излучение нормируется следующими документами:

ГОСТ 12.1.006-84 ССБТ. Электромагнитные поля радиочастот. Общие требования безопасности [16].

Изменение № 1 ГОСТ 12.1.006-84. ССБТ. Электромагнитные поля радиочастот. Допустимые уровни на рабочих местах и требования к проведению контроля [17].

СТ СЭВ 5801-86. Электромагнитные поля радиочастот Допустимая плотность потока мощности КВЧ-излучения согласно требованиям ГОСТ 12.1.006-84 в течение 20 минутного облучения равна 1 мВт/см2, а ППМ аппарата равна 0,5 мкВт/см2. Согласно [18] предельно допустимая плотность потока энергии (ППЭ) ежедневно за 8-часовой рабочий день равна 200 мкВт.час/см2 на всю поверхность тела человека.

В аппарате РИКТА воздействие производится на площадь не более 4 см2 в течение 15-минутного сеанса, при этом величина ППЭ не превышает 450 мкВт.час/см2.

6.7. Излучение промышленной частоты 50 Гц В соответствии с Санитарными нормами [19, 20] допускается воздействие (на весь объём тела человека до 1 часа в день ежедневно) переменного магнитного поля (ПеМП) промышленной частоты 50 Гц с величиной магнитной индукции 10 мТл (или 8 кА/м). ПеМП частотой 50 Гц излучается в основном сетевым трансформатором, размещенным в корпусе аппарата, Благодаря использованию тороидального сердечника индукция его ПеМП в сотни раз меньше допустимой. Например, электромагнитное поле электрического утюга или чайника мощностью до 2000 Вт (излучения которых удовлетворяют нормам) примерно в 100 раз больше, чем у аппарата РИКТА, потребляющего от сети мощность всего 20 Вт.

По этому показателю аппарат РИКТА также полностью удовлетворяет допустимым нормам.

6.8. Акустический шум Уровень акустического шума нормируется по отношению к порогу слышимости органов слуха человека и измеряется в децибелах (дБ). Источником шума аппарата РИКТА является гудение силового трансформатора с частотой 50 Гц. В связи с использованием специальной технологии его изготовления (тороидальный сердечник с пропиткой обмотки) акустический шум совершенно не слышен даже на близком расстоянии.

Другим источником звука является звуковой сигнал аппарата РИКТА об окончании сеанса, уровень которого также полностью удовлетворяет допустимым нормам на акустический шум медицинской апппаратуры по ГОСТ 12.1.026- [22].

7. ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ

7.1. Общие требования безопасности Нормы безопасности аппарата определяются согласно требованиям ГОСТ Р 50267.0-92. Изделия медицинские. Общие требования безопасности [21]. В соответствии с ними аппарат РИКТА относится к 1 классу по степени лазерной безопасности (наиболее безопасен) и ко 2-му классу по степени электробезопасности (полностью безопасен, не требует заземления ). Несмотря на это следует соблюдать определённые требования техники безопасности для работы с медицинскими лазерами.

- Нажимать кнопку ПУСК следует после установки терминала на нужный участок тела пациента и его фиксации, например, рукой пациента.

- Разрешается облучать область сердца только при частоте повторения лазерных импульсов 5 Гц при экспозиции до 5 мин. Другие частоты использовать запрещено!

- Никогда не направлять терминал аппарата на глаза (инфракрасное излучение невидимо!).

- При облучении головы пациента направлять ось излучателя терминала так, чтобы луч не проходил через область глаза.

- При облучении головы обязательно надевать пациенту специальные защитные очки, которые поставляются ПКП ГИТ по отдельному заказу.

- При длительной работе с аппаратом рекомендутся медперсоналу также надевать защитные очки, особенно при дистанционном сканирующем облучении и при работе с оптическими насадками при их неполном введении в полость тела.

- По окончании работы следует обязательно вынимать сетевую вилку из розетки, не выдергивать вилку за сетевой кабель.

- Не следует использовать аппарат в сырых помещениях, запрещается разбирать аппарат, включенный в сеть.

Ниже приведены расчеты уровней безопасности наиболее биологически активного - лазерного излучения аппарата РИКТА. Расчеты приведены для длительности сеанса терапии у пациента и для длительности рабочего дня при включенном лазерном излучении у медработника, обслуживающего аппарат.

Как показано выше, остальные электромагнитные поля аппарата РИКТА абсолютно безопасны и не требуют расчетов.

7.2. Расчет уровня лазерной безопасности для пациента 7.2.1. Паспортные параметры лазерного излучения аппарата РИКТА • Вид излучения – импульсное.

• Максимальная импульсная мощность лазерного ИК-диода:

маломощного Pи 7 Вт, мощного Pи 14 Вт.

• Длина волны лазерного ИК-диода = 890±6 нм.

• Максимальная длительность импульса t 0,13·10-6 с.

• Частоты повторения импульсов 5, 50, 1000 Гц и сканирующая 1…250 Гц (максимальная частота повторения импульсов F = 1000 Гц).

• Видимые угловые размеры источника излучения (лазернорад · 0,6 рад (т.е. 200х400).

го луча) • Число лазерных терминалов 1 или 2.

• Устанавливаемые на аппарате длительности экспозиции сеанса tc = 1, 2, 5 и 10 мин (расчетная длительность сеанса tmax = 600 c) Площадь апертуры терминала S = 4 см 7.2.2. Методика выполнения расчета Расчет лазерной безопасности проведен по методике, приведенной в ГОСТ [11] (Приложение А: «Методика классификации лазерных изделий»).

В соответствии с этой методикой классификация аппарата РИКТА проводится исходя из:

• максимально возможного уровня выходной мощности (энергии);

• длины волны (длин волн);

• длительности лазерного излучения.

Расчет выполнен при максимальных значениях параметров аппарата из приведенных выше для лазерного изделия, генерирующего излучение на одной длине волны (для аппарата РИКТА – на длине волны 890 нм) Расчет выполнен для однотерминального аппарата РИКТА с мощным лазерным ИК-диодом (8 Вт).

Для двухтерминальных моделей аппарата РИКТА с мощными диодами полученные ниже расчетные значения параметров необходимо увеличить в 2 раза.

Для базовых однотерминальных моделей РИКТА с маломощным диодом полученные ниже расчетные значения параметров необходимо уменьшить в 2 раза.

В соответствии с разд. 2.1. ГОСТ [11] «Лазерное изделие, генерирующее излучение на одной длине волны, относится к конкретному классу опасности, если лазерное излучение, проходящее через апертуру, превышает допустимый предел излучения (ДПИ) для всех более низких классов, но не превышает ДПИ для класса, к которому изделие отнесено.

В соответствии с разд. 2.3. ГОСТ [11] «Для лазерных изделий с повторяющимися импульсами (или модулируемым излучением)» ДПИ при использовании наиболее жесткого из нижеприведенных требований для длин волн: 400 нм – 106 нм (длина волны аппарата РИКТА 890 нм находится в этих пределах) – по п.п. 2.3.1, 2.3.2, 2.3.3, а именно:

2.3.1. Облучение от каждого импульса из последовательности не должно превышать ДПИ от одиночного импульса.

2.3.2. Средняя мощность последовательности импульсов, имеющей длительность tc, не должна превышать мощности, соответствующей ДПИ, указанным в [11] - в табл. А1-А4, соответственно, для одиночного импульса такой же длительности.

2.3.3. Облучение от каждого импульса из последовательности импульсов ДПИпосл не должно превышать ДПИ для одиночного импульса ДПИодиночн, умноженного на поправочный коэффициент С5 (С5 применяется только для импульса с длительностью короче, чем 0,25 с; это справедливо для аппарата РИКТА-01), т.е.

где ДПИпосл = ДПИ для любого одиночного импульса в последовательности импульсов, а ДПИодиночн = ДПИ для единичного импульса.

7.2.3. Расчет максимальной энергии одиночного импульса W (t) Расчет произведён по методике п. 2.3.1 [11]) Согласно табл. А.1 [11] для лазерных изделий класса допустимое значение энергии одиночного импульса длительностью t = 10-7…1,8х10-5 с и длине волны = 700…1050 нм ДПИодин равно По табл. А.5 приложения А.1 для = 700…1050 нм значение и для длины волны аппарата РИКТА = 890 нм коэффициент равен По табл. А.5 приложения А.1 для = 400…1400 нм при видимых углах излучателя max = 0,1 рад, min = 1,5 мрад и при значении > max величина коэффициента Для аппарата РИКТА = 0,3 рад > max = 0,1 рад, поэтому величина Подставляя полученные значения С4 и С6 в (1), найдем допустимое значение энергии одиночного лазерного импульса ДПИодин Для аппарата РИКТА ДПИодин W (t) РИКТА = Pи t = 14 (1,3х10-7) = 1,8х10-6 Дж, т.е.

7.2.4. Расчет максимальной энергии импульса в серии из N импульсов (по методике п. 2.3.3 [11]) Допустимое по табл. А.5 [11] значение максимальной энергии импульса в серии равно При длине волны > 400 нм для аппаратов, у которых наблюдение лазерного излучения не обусловлено конструкцией или назначением лазерного изделия, значение При максимальной частоте повторения импульсов аппарата РИКТА 1000 Гц и максимальной длительности сеанса tс = 600 c общее число импульсов в серии за сеанс равно Тогда из (3) получим значение коэффициента подставляя это значение в (2), получим W (tс)доп = (6·105) 1,8· 10-6 · 0,036 = 0,038 Дж.

Для аппарата РИКТА W (tс) РИКТА= 1,8·10-6 Дж, т.е.