Устройство для лечения кожных заболеваний

Полезная модель предназначена для лечения и профилактики иммунозависимых дерматологических заболеваний, таких как псориаз, витилиго и различные формы дерматита.
Известны различные эксимерные лампы для лечения дерматологических заболеваний, в частности, в настоящее время широко и эффективно применяется узкополосная УФБ-фототерапия кожных заболеваний с помощью эксимерных лазеров на длине волны 308 нм и газоразрядных ламп низкого давления на парах ртути на длине волны 311 нм.
К недостаткам эксимерных лазеров можно отнести такие факторы, как их высокую стоимость, сложность устройства и дорогое обслуживание; в свою очередь ртутные лампы имеют крайне нестабильную мощность УФБ-излучения, зависящую от температуры окружающей среды и от срока наработки лампы, а также от необходимости прогрева перед их применением.
Эксимерные XeCl* лампы обеспечивают высокую стабильность узкополосного УФ излучения на длине волны 308 нм и срок службы более 8 000 часов [1].
Стабильность источников УФБ-излучения необходима для точной подачи УФБ-дозы на кожу больного. В противном случае есть вероятность того, что пациент получит меньшую УФБ-дозу, что приведет к снижению эффективности фототерапии, либо произойдет превышение необходимой УФБ-дозы, а это проводит к УФ-ожогу кожи и опасности формированию новообразований, в том числе онкологических.
К недостаткам вышеописанных конструкций можно отнести невысокую их эффективность.
Наряду с этим к УФБ-лампам для фототерапии дерматологических заболеваний имеются требования к однородности распределения излучения по облучаемой поверхности, что легко может быть достигнуто при использовании протяженных газоразрядных ламп [2].
2
В последнее время полупроводниковые светодиоды, излучающие на длине волны 310 нм (пик полосы), начали применять в качестве источника узкополосного УФБ-для лечения аутоиммунных кожных заболеваний [3]. Но поскольку светодиод является точечным источником излучения, для получения высокой однородности их необходимо размещать как можно ближе друг к другу. Так в известном устройстве YOUWEMED BU10 LED используется матрица из 27 светодиодов, размещенные на расстоянии друг от друга 3 мм. Такое плотное размещение светодиодов на дистанции 20 мм от поверхности лампы позволяет получить однородное распределение УФБ-излучения на плотской поверхности, однако плотность мощности такой лампы не превышает 2 мВт/см, что значительно удлиняет процедуру фотолечения.
Для получения более мощного УФБ-излучения необходимо использовать светодиоды с кристаллом на медной пластине, которую устанавливают на охлаждающий радиатор. С помощью светодиода такой структуры можно получить мощность УФБ-излучения до 50 мВт. Но поскольку пластина мощных УФБ-светодиодов имеет размер 16-20 мм, плотное размещение светодиодов для получения однородного распределения излучения на поверхности невозможно.
2
Наиболее близким по технической сущности (прототипом) к заявляемому устройству является лампа Kernel LED UVB, где кристаллы светодиодов находятся на расстоянии 18 мм, а требуемую однородность (не более 10%) мощности УФБ-излучения можно получить на расстоянии не менее 40 мм. Но, как известно, при увеличении расстояния от светодиодной матрицы до облучаемой поверхности интенсивность излучения падает обратно пропорционально квадрату расстояния от источника излучения, поэтому при удалении лампы на расстояние 40 мм на облучаемой поверхности можно получить 5-6 мВт/см.
Как уже утверждалось выше, точность дозы УФБ-излучения важна для достижения высокой эффективности фотолечения аутоиммунных кожных заболеваний. В виду сильной зависимости интенсивности излучения (а значит и УФБ-дозы) от расстояния до объекта, очень важным является стабилизация расстояния до кожи пациента на фиксированном значении, но поскольку в лампе Kernel LED UVB нет устройства для фиксации дистанции, облучить кожу пациента строго заданной УФБ-дозой весьма затруднительно.
Таким образом, к основным недостаткам прототипа следует отнести как невысокую эффективность фотолечения вследствие неоднородности распределения интенсивности излучения на облучаемой поверхности при малой дистанции от светодиодной матрицы до объекта облучения, так и отсутствие ограничителя дистанции.
Технической задачей предлагаемого устройства является повышение эффективности фотолечения за счет использования рефлектора УФБ-излучения, который выполняет одновременно несколько функций: 1) концентрирует УФБ-излучение на строго ограниченной контуром рефлектора поверхности; 2) фиксирует дистанцию от поверхности лампы до кожи пациента; 3) понижает температуру УФБ-светодиодов, т.е. выполняет функцию теплового радиатора.
Учитывая вышеизложенное, устройство дополнительно оснащено рефлектором, выполняющим функции концентратора УФБ-излучения, тепловым радиатором и ограничителем расстояния от светодиодов до кожи пациента при покрытии рефлектором поверхности, ограниченной контуром рефлектора.
d
В предлагаемом техническом решении высокая точность доставки установленной дозы УФБ-излучения достигается за счет рефлектора, ограничивающего и фиксирующего дистанцию . Поэтому при использовании светодиодной лампы, оснащенной рефлектором, происходит облучение участка кожи, строго ограниченного контурами рефлектора, при этом отсутствует облучение периферийной области кожи пациента.
В заявленной полезной модели на корпусе 1 (фиг. 1) установлен рефлектор 3 с УФБ-светодиодами 2. Для проведения фототерапии проблемный участок кожи пациента 4 покрывается рефлектором 3 лампы, как показано на фиг. 1. При включении светодиодов 2 УФБ-излучение концентрируется на участке кожи пациента, ограниченным апертурой рефлектора 3, а облучение периферийных зон исключено.
Поскольку расстояние от светодиодной матрицы до кожи пациента фиксированы, можно с высокой точностью рассчитать дозу УФБ-излучения, полученную пациентом за время фотосеанса.
2
Предлагаемое в заявленной полезной модели техническое решение может применятся при разработке УФБ-ламп для фототерапии аутоиммунных дерматологических заболеваний. Так, например, была разработана УФБ-лампа на четырех серийных УФБ-светодиодах с плотностью мощностью на облучаемой поверхности до 10 мВт/см (фиг. 2). Представленная конструкция лампы дает возможность получать высокую однородность распределения УФБ-излучения по поверхности (менее 5%), а значит однородный эффект эритемы по всей облученной области кожи пациента.
Для удобства использования данное устройство снабжено блоком управления с функциями таймера и выбора дозы УФБ-излучения, по которому происходит автоматический расчет времени фототерапии.
Данное техническое решения может быть применено для светодиодов, излучающих в других областях оптического спектра.
Литература:
1. М.И. Ломаев, Э.А. Соснин, В.Ф. Тарасенко, Д.В. Шитц, В.С. Скакун, М.В. Ерофеев, А.А. Лисенко Эксилампы барьерного и емкостного разрядов и их применение (обзор) // Приборы и техника эксперимента. - 2006. - № 5. - С. 5-26.
2. Шитц Д.В., Торшина И.Е., Некрасова Н.В., Бусько Т.М. Опыт применения эксимерной лампы, оснащенной системой контроля UVB дозы, в дерматологии // Biomedical Photonics. - 2020. - Т. 9, № 1. - С. 21-26.
3. Khan M.A., Maeda N., Jo M., et al. 13 mW operation of a 295-310 nm AlGaN UV-B LED with a p-AlGaN transparent contact layer for real world applications // J. of Mat. Chem. С. - 2018. - Vol. 7(1). - P. 143-52.