Введение
1 Общее понятие о низкоинтенсивном лазерном излучении
2 Определение оптической глубины проникновения низкоинтенсивного лазерного излучения в плотноупакованные дисперсные среды на примере венозной крови человека
Заключение
Список использованной литературы
ВведениеВ СССР изучение механизмов биологического действия НИЛИ началось в 1964 г., сразу после появления лазеров; С 1965 по 1972 год были проведены десятки научных конференций и опубликованы сотни исследований. В основном изучались вторичные механизмы и результаты действия НИЛИ на организм больных с различными заболеваниями. НИЛИ стали применять в онкологии, хирургии, дерматологии и стоматологии, а с 1974 года лазерная терапия (ЛТ) включена в стандарт государственной медицинской помощи. С 1981 г. по настоящее время в Москве (ИПЛИТ РАН) под руководством проф. Т.Ю. Кару проводит фундаментальные исследования в области изучения первичных механизмов лазерной биомодуляции, результаты которых известны во всем мире.
Новый мощный импульс развития лазерная терапия получила после создания в 1986 году Института лазерной хирургии РФ (впоследствии переименованного в ФГБУ «ГНЦ ЛМ ФМБА России»), который основал и долгое время возглавлял профессор О.К. Скобелкин.
За годы существования института издано множество методических рекомендаций для врачей, а также научно-информационной литературы.
Цель работы: рассмотреть биохимические аспекты действия низкоинтенсивного лазерного излучения.
Задачи работы:
1. Рассмотреть общую концепцию лазерного излучения малой интенсивности; 2. Определить оптическую глубину проникновения низкоинтенсивного лазерного излучения в плотноупакованные дисперсные среды на примере венозной крови человека.
1 Общая концепция низкоинтенсивного лазерного излучения
Лазерная терапия - терапевтическое использование оптического излучения, источником которого является лазер. Это класс устройств, в конструкции которых используются принципы усиления оптического излучения с помощью вынужденного излучения квантов. Использование этих принципов позволило получить лазерное излучение, имеющее фиксированную длину волны (монохроматичность), одинаковую фазу фотонного излучения (когерентность), малую расходимость луча (высокую направленность) и фиксированную ориентацию векторов электромагнитного поля в пространстве (поляризация).
В настоящее время в большинстве стран мира наблюдается интенсивное внедрение лазерного излучения в биологических исследованиях и в практической медицине. В России лазерные установки применяются в различных отраслях биологии, терапии, хирургии и диагностики на протяжении 30 лет. В медицине используется низкоинтенсивное лазерное излучение (НИЛИ), которое относится к красному и инфракрасному диапазонам. Действие лазера вызывает у микроорганизмов в зависимости от дозы облучения изменения морфологических и биохимических свойств, вплоть до утраты жизнеспособности. Применение лазерных устройств позволяет избирательно воздействовать на субклеточные структуры, достичь высокой монохроматичности и большой плотности излучения. Фотобиологические эффекты зависят от параметров лазерного излучения: длины волны, интенсивности потока световой энергии, времени воздействия на биоткани.
Низкоинтенсивная лазерная терапия основана на методе лечебно-профилактического воздействия на организм низкоэнергетического лазерного излучения, не вызывающего нагревания тканей. Такое излучение оказывает заметный терапевтический эффект: восстанавливает эластичность клеточных мембран, нормализует лимфатическую и гемомикроциркуляцию, усиливает энергетический обмен, оказывает противовоспалительное действие, стимулирует регенеративные процессы, нормализует общий иммунитет и др.
[...]
2 Определение оптической глубины проникновения низкоинтенсивного лазерного излучения в плотноупакованные дисперсные среды на примере венозной крови человека
Одна из причин проникновения излучения на ограниченную глубину связана с поглощением лазерного излучения биологическими тканями. Одновременно с поглощением излучения происходит ряд других физических процессов: отражение света от поверхности между двумя средами, преломление при прохождении границы, разделяющей две оптически несходные среды, рассеяние света тканевыми частицами и др.
Если наряду с поглощением происходит рассеяние света, то расстояние, на котором в результате совместного действия этих процессов излучение ослабляется в е раз, называется глубиной ослабления или проникновения излучения.. Обратная величина называется коэффициентом затухания.. Оптическая глубина проникновенияизлучение - толщина слоя, при которой отличительные свойства лазерного излучения становятся идентичными свойствам обычных тепловых и газоразрядных источников.
Значения коэффициента ослабления излучения можно определить экспериментально с помощью закона Бугера. Для лазерного излучения с длиной волны= 0,63 мкм при прохождении через цельную венозную кровь (концентрация эритроцитов N = 3,7106 1/мм3) коэффициент затухания= 8,6 мм-1. При этом значении коэффициентаГлубина проникновения излучения в кровь человека L = 0,11 мм. Глубину оптического проникновения можно определить по степени поляризации и степени когерентности лазерного излучения при прохождении через слой крови.
Для измерения степени пространственной когерентности была создана экспериментальная установка, использующая интерференционную схему Юнга [3].
[...]
Заключение
При изучении влияния электромагнитных полей на биологические структуры было показано, что в большинстве случаев оно сводится к тому или иному их влиянию на процессы управления и взаимоотношения в живом организме: между системами, между клетками, между молекулами. Иными словами, электромагнитное поле влияет на информационные взаимодействия в организме и, по-видимому, энергия поля служит лишь средством реализации этого влияния. Экспериментально установлено, что характер этой физиологической реакции на электромагнитное поле практически не меняется при изменении значения энергии действующего поля в достаточно широких пределах. Более того, эффективность реакции может даже возрастать по мере снижения интенсивности воздействия. Все это приводит к предположению, что биологическая активность электромагнитных полей определяется не их энергией, а их информационным взаимодействием с живыми организмами, т.е. главным в этом взаимодействии является не преобразование электромагнитной энергии в другие формы, а влияние электромагнитных полей на процессы преобразования, передачи, кодирования и хранения информации в живых системах.
Таким образом, НИЛИ оказывает выраженное стимулирующее действие на процессы репаративной регенерации инфицированных ран и поэтому является эффективным средством лечения такой патологии.
При определении оптической глубины проникновения низкоинтенсивного лазерного излучения в плотноупакованные дисперсные среды на примере венозной крови человека на длине волны= 0,63 мкм и глубине слоя L = 0,7 мм степень когерентности и поляризации снижается в е раз, и, следовательно, лазерное излучение по терапевтическому эффекту становится идентичным излучению традиционных тепловых и газоразрядных источников.
[...]
1. Исмаилов Д.А., Агзамов А.И., Шукуров Б.И. Применение внутрисосудистого лазерного облучения крови в хирургии // Вестник хирургии. – 1995. – № 4-6. – С. 128-130.
2. Крюк А.С., Мостовников В.А., Хохлов И.В., Сердюченко Н.С. Терапевтическая эффективность низкоинтенсивного лазерного излучения. – Мн.: Наука и техника, 1986. – 231 с.
3. Кару, Т.И. Зависимость эффекта биостимуляции от когерентности лазерного излучения / Т.И. Кару, Г.С. Календо, В.С. Летохов // Квантовая электроника. – 1981. – Т. 8, № 9.
4. Павлова, Я.В. Определение степени когерентности лазерного излучения при прохождении через кровь человека/Я ВНУТРИ. Павлова, С.И. Сакович, П.П. Черненко//Новости Алтайского государственного университета. – 2007. – № 1.
