АППАРАТ ДЛЯ НАТУРАЛЬНОЙ ЛАЗЕРОТЕРАПИИ (ВАРИАНТЫ)

Полезная модель относится к медицинской технике, а именно лазеротерапии и предназначена для лечения различных заболеваний.
Лазерная медицина интенсивно развивается как в России, так и во всем мире. Лазерные терапевтические аппараты (ЛТА) с успехом применяются практически во всех областях клинической медицины, что связано с их высокой эффективностью и относительной безопасностью. Если излучение других физиотерапевтических аппаратов (УВЧ, СВЧ, У ФОК и др.) по средней мощности электромагнитных полей и энергии в определенном спектральном диапазоне существенно превосходят максимальный уровень естественного фона (МУЕФ), то излучение ЛТА по этому показателю существенно ниже.
Широкое распространение для лечения и профилактики различных заболеваний получили гелий-неоновые лазерные терапевтические аппараты с длиной волны 633 нм и мощностью излучения от единиц до десятков милливатт. Например, лазерный терапевтический аппарат ЛА-2 имеет выходную мощность до 32 мВт. Аппарат состоит из блока формирования высокого напряжения и гелий-неонового лазерного излучателя типа ЛГН-115 или ЛГН-118. На выходе лазерного излучателя находится юстировочное устройство, которое позволяет заводить излучение в гибкий световод (В.Е.Илларионов. Техника и методики процедур лазерной терапии. 1994. М. 183 с).
Недостатком гелий-неоновых лазеров являются наличие в аппарате блока высоковольтного напряжения, что связано с определенной опасностью, а также наличие стеклянной трубки, являющейся основой излучателя, и системы оптической юстировки, что делает эти аппараты чувствительными к механическим повреждениям. Кроме того, излучение гелий-неоновых лазеров из-за чрезвычайно высокой монохроматичности света по показателю спектральной плотности света более чем на четыре порядка превышает максимальный уровень естественного электромагнитного фона (МУЕФ), характерный для Земли.
Большое распространение в медицинской практике получили импульсные полупроводниковые лазерные аппараты (п. РФ ПМ №34382, опубл. 2003.12.10; п. РФ ПМ №25278, опубл. 2002.09.27).
Известны также лазерные терапевтические аппараты серии Узор с длиной волны 890 нм, импульсной мощностью излучения до 2 Вт, длительностью импульсов около 0.12 мкс (В.Е.Илларионов. Техника и методики процедур лазерной терапии. 1994. М. 189 с). Аппарат состоит из сетевого выпрямителя, блока формирования импульсного сигнала, таймера, и импульсного лазерного излучателя типа ЛПИ-101, соединенного с корпусом аппарата с помощью гибкого кабеля. По сравнению с гелий-неоновыми лазерными аппаратами импульсные полупроводниковые лазерные аппараты более безопасны и значительно более устойчивы к механическим повреждениям.
Однако недостатком известных импульсных лазерных терапевтических аппаратов является то, что их излучение в сотни и тысячи раз превышает максимальный уровень естественного фона (МУЕФ) по импульсной мощности. По степени лазерной опасности эти аппараты относятся к III, b классу по ГОСТ Р 50723-94, что накладывает определенные требования на их применение. Кроме того, в спектре импульсного сигнала кроме основной частоты присутствуют все гармоники основной частоты с теми же амплитудами до мегагерц и более. При этом для импульсного сигнала уровень всех компонент непосредственно зависит от частоты посылок.
Известен физиотерапевтический аппарат, содержащий источник питания и излучающие диоды, в качестве которых используют светодиоды видимого спектра излучения, и/или светодиоды инфракрасного излучения, и/или полупроводниковые лазерные диоды (п. РФ ПМ №30272, опубл. 2003.06.27). Однако известное устройство не позволяет достичь параметров излучения, позволяющих достичь наибольшего терапевтического воздействия.
Наиболее близким к заявляемому является аппарат Азор-2к, который состоит из блока питания, блока формирования непрерывного или манипулированного сигнала, переключателя непрерывный - манипулированный сигнал, двух излучателей, соединенных с основным блоком с помощью гибкого кабеля и образующих два излучающих канала, а также переключателя каналов и таймера, Один канал этого аппарата излучает импульсный сигнал на длине волны 890 нм с применением в качестве излучателя импульсного лазерного диода, другой - непрерывный или с манипуляцией на длине волны 650 нм с применением в качестве излучателя непрерывного лазерного диода. Импульсная мощность излучения
первого канала составляет 5 Вт, средняя мощность излучения второго канала - 5, 10 или 20 мВт (В.Е.Илларионов. Техника и методики процедур лазерной терапии. 1994. М., 181 с)
Основным недостатком данного аппарата является недостаточная эффективность терапевтического действия из-за использования в инфракрасной области спектра импульсного лазерного излучателя (III, b класс) и применение в видимой области спектра в качестве излучателя лазерного диода, что дает значительное превышение МУЕФ по спектральной плотности света из-за его относительно большой монохроматичности (ширина полосы излучения около 2 нм). Степень лазерной безопасности данного канала соответствует III, а классу.
2
Проведенные ранее исследования показали, что эффективность терапевтического воздействия повышается, если воздействие осуществляют излучением, параметры которого наиболее приближены к естественному для обитателей Земли уровню солнечного света (0,1 мВт/смм) (В.И.Юсупов. Об особенностях и эффективности лазерных аппаратов// Новые научные технологии в Дальневосточном регионе. 1999. Благовещенск. АмГу. С.167-168). На фиг.1 приведен спектр излучения различных источников света: 1 - солнечный свет на поверхности Земли; 2 - максимальный оценочный уровень естественного фона; 3 - гелий-неоновый лазер. 15 мВт, 633 нм; 4 - суперлюминисцентный светодиод, 5 мВт, 660 нм; 5 - полупроводниковый лазер, 5 мВт, 780 нм; 6 - импульсный полупроводниковый лазер, 4 Вт, 890 нм; 7 - бытовая лампа накаливания, 60 Вт, расстояние 60 см.
Исходя из этого, задачей полезной модели является повышение эффективности аппарата лазерной терапии и его безопасности за счет использования новых оптимальных параметров излучения, энергетические характеристики которых при этом не превышают максимального уровня естественного фона (МУЕФ).
Поставленная задача решается аппаратом лазерным терапевтическим, выполненным в двух вариантах.
По первому варианту аппарат состоит из блока питания, блока формирования непрерывного или манипулированного сигнала, переключателя сигнала, двух излучателей, образующих два излучающих канала, и переключателя каналов, при этом в качестве излучателей установлены непрерывный полупроводниковый
лазерный диод с длиной волны в области 760-790 нм и светодиод с длиной волны в области 630-660 нм при средней мощности излучения до 2,5 мВт.
По второму варианту аппарат состоит из блока питания, блока формирования непрерывного или манипулированного сигнала, переключателя сигнала, двух излучателей, образующих два излучающих канала, и переключателя каналов, при этом блок формирования сигнала дополнительно снабжен блоками частотной и/или амплитудной модуляции, а в качестве излучателей установлены непрерывный лазерный диод с длиной волны в области 760-790 нм и светодиод с длиной волны в области 630-660 нм при средней мощности излучения до 2,5 мВт.
При необходимости аппарат может быть снабжен переключателем модуляционных режимов, позволяющим работать как в режимах частотной, амплитудной, частотно-амплитудной модуляций, так и без них.
Для регулирования времени облучения блок формирования сигнала аппаратов может быть снабжен таймером с установкой времени экспозиции от 1 до 1000 секунд и постоянная.
В общем виде блок схема аппарата по первому варианту представлена на фиг 2, а по второму варианту на фиг.3. Аппарат состоит из блока (8) питания, блока (9) формирования непрерывного или манипулированного сигнала, переключателя (10) сигнала, излучателя (11) непрерывного лазерного и излучателя (12) светодиодного, переключателя (13) каналов, а также таймера (14), а при выполнении его по второму варианту (фиг.3) аппарат содержит блок (15) частотной модуляции и блок (16) амплитудной модуляции.
В качестве светодиодного излучателя возможно применение, например, светодиода на основе AlGaAs, в частности, 383URC-3.
В качестве непрерывного лазерного излучателя возможно применение, например, лазерного полупроводникового диода на основе GaAlAs, в частности, RLT7610G или RLT7805MG.
Установка в аппарате в качестве излучателей заявляемых непрерывного лазерного диода и светодиода позволяет создать световой режим, наиболее приближенный к МУЕФ, а также обеспечить высокое терапевтическое воздействие.
Блок (8) питания и блок (9) формирования сигнала являются стандартными. Блок (8) питания представляет собой устройство для преобразования переменного напряжения сети (обычно 220 В) в постоянное напряжение (обычно от 5 до 12 В) и
состоит из понижающего трансформатора, выпрямителя и стабилизатора напряжения (обычно на стандартной специализированной микросхеме). В автономном режиме питание аппарата может быть осуществлено с применением стандартных батареек или аккумуляторов. Блок (9) формирования сигнала представляет собой устройство на основе стандартного генератора тока, выполненного на аналоговых микросхемах, транзисторах и, возможно, процессоре, формирующее необходимый непрерывный или манипулированный сигнал для питания излучателей.
Таймер (14) может быть реализован, например, с применением стандартных цифровых микросхем серии ТТЛ, КМОП или с использованием микропроцессора.
Режим частотной модуляции (ЧМ) может быть реализован, например, с применением стандартных цифровых микросхем серии ТТЛ, КМОП или ЭСЛ, программируемых аналоговых и аналого-цифровых микросхем серии ispPAC или с использованием микропроцессора. Частотная модуляция осуществляется в диапазоне 1-3000 Гц. С включением режима ЧМ частота исходного манипулированного сигнала периодически (с периодом 0.02-1 сек) изменяется.
Режим амплитудной модуляции (AM) реализуют, например, с применением стандартных цифровых микросхем серии ТТЛ, КМОП или ЭСЛ, программируемых аналоговых и аналого-цифровых микросхем серии ispPAC или с использованием микропроцессора. С включением режима AM амплитуда манипулированного сигнала периодически (с периодом 0.05-1 сек) изменяется.
Устройство работает следующим образом.
При включении аппарата блок (8) питания вырабатывает напряжение, необходимое для питания блока формирования сигнала. При этом в зависимости от положения переключателя (10) сигнала, блок (9) формирования сигнала формирует непрерывный или манипулированный сигнал, который подается в зависимости от положения переключателя (13) на излучатели (11) и/или (12).
По второму варианту выполнения аппарата, амплитуда и/или частота сигнала, поступающего на излучатели, определяется блоком амплитудной модуляции (16), а частота - блоком частотной модуляции (15). В результате на переключатель (13) каналов подается сигнал, который в зависимости от положения переключателя (10), состояний блоков (15) и (16) является непрерывным или манипулированным и, амплитудно и/или частотно модулированным. Блок формирования сигнала может
содержать переключатель модуляционных режимов (на фиг.3 на показан), который позволяет включать нужные режимы или отключать их. Данный сигнал в зависимости от положения переключателя каналов (13) подается на непрерывный лазерный излучатель (11) и/или светодиодный излучатель (12). При установке таймера (14), подключенного к блоку (9) формирования сигнала, он вырабатывает сигнал заданной продолжительности (от 1 до 1000 с) или непрерывный сигнал, который поступает на стандартный электронный ключ в блоке (9) формирования сигнала. В результате время излучения соответствует установленной на таймере величине. При терапевтической процедуре лазерное и/или светодиодное воздействие на облучаемую поверхность пациента осуществляется непосредственно с помощью излучателей 11 и/или 12 или через присоединенные к ним специализированные светопроводящие насадки.
Проведенные заявителем многочисленные исследования и наблюдения как in vitro, так и in vivo показали высокую эффективность терапевтического действия заявляемых лазерных аппаратов при использовании в качестве излучателей непрерывного лазерного диода с длиной волны в области 760-790 нм и светодиода с длиной волны в области 630-660 нм, длины волн которых лежат в областях максимального светового воздействия, а средняя мощность излучения не выше 2,5 мВт.
При этом как показали проведенные эксперименты, эффективность воздействия возрастает при добавлении к исходному непрерывному или манипулированному сигналу режимов амплитудной (AM) и/или частотной модуляций (ЧМ), которые обеспечиваются конструкцией аппарата по второму варианту.
Кроме этого, уменьшение мощности излучения позволило повысить лазерную безопасность аппаратов, которая стала соответствовать II классу для 1 канала и I классу для 2 канала по ГОСТ Р 50723-94.
Реализуемые заявляемыми аппаратами параметры излучения обладают высокой эффективностью терапевтического воздействия. Так, например, использование заявляемого аппарата с применением режимов AM и ЧМ модуляций при секундных экспозициях оказалось наиболее эффективным для генерации защитного белка иммунной системы - интерферона.
Энергетические характеристики воздействия, получаемые с использованием заявляемого аппарата, которые не превосходят максимального уровня естественного фона, позволяют говорить о Натуральной лазеротерапии (НЛТ) и об аппаратах натуральной лазеротерапии - аппаратах НЛТ.