УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОТОТЕРАПИИ ДЕРМАТОЗОВ

Полезная модель относится к медицинской технике, а именно к устройствам для светолечения кожных болезней.
Известно, что при использовании ультрафиолетового излучения в медицине для получения эритермного эффекта благоприятным является диапазон длин волн (260÷300)<λ<400 нм. Длины волн излучения λ<300 нм повышают риск возникновения актиничных каротозов кожи. УФА (315-400 нм) и УФВ (280-315 нм) излучение используется для фотолечения таких кожных заболеваний как псориаз, нейродермиты, профессиональных дерматозы, микозы. Например, спектр лечебного действия УФВ излучения на псориаз лежит в диапазоне длин волн 296-313 нм [1-3].
Известны устройства для УФ фототерапии, в которых в качестве излучателя используется люминесцентная лампа (например, ЛЭР-40 или TL-01) [1]. Такая лампа представляет собой ртутную лампу низкого давления, в которой коротковолновое излучение паров ртути преобразуется люминофором в излучение, полезное для фотолечения. Серьезным недостатком этих устройств является наличие ртути в рабочей среде излучателя, что делает их небезопасными при эксплуатации в медицинских учреждениях и быту (в случае разгерметизации колбы требуется демеркуризация помещений) и требует специальной и дорогостоящей процедуры утилизации отработавших ламп [4]. Поэтому, например, в странах ЕС с 2009 года начато поэтапное выведение содержащих ртуть ламп из производственного цикла [5]
Известны устройства для фототерапии, в которых в качестве излучателя используется импульсная газоразрядная лампа [6, 7]. Недостатком таких устройств является их сложность: указанные лампы требуют форсированного водяного охлаждения, и повышенных требований к электробезопасности. Кроме того, поскольку спектр излучения таких устройств широкий, требуется использование специальных светофильтров для выделения в нем лечебной части.
2
Наиболее близкой к полезной модели по технической сущности и достигаемому результату является устройство для фототерапии, обеспечивающее ультрафиолетовое излучение в лечебном диапазоне длин волн, в котором в качестве излучателя используется N-лазер [8]. Лечебный эффект достигается действием излучения на λ=337 нм на пораженные участки кожи. К недостатку устройства является его сложность в обслуживании и конструктивном исполнении в сравнении с лампами для фототерапии. Кроме того, площадь засвечивания пораженного участка кожи не превышает 5 мм в диаметре.
Задачей полезной модели является упрощение конструкции, увеличение срока службы, уход от содержащих ртуть излучателей и увеличение безопасности работы с устройством.
2
Указанная задача достигается за счет того, что устройство для фототерапии дерматозов, содержащее излучатель, обеспечивающий ультрафиолетовое излучение в лечебном диапазоне длин волн, согласно техническому решению, содержит в качестве излучателя лампу барьерного разряда на рабочих молекулах возбужденного азота (N*) с излучением в диапазоне длин волн 280-420 нм, или на рабочих молекулах гидроксила ·ОН* в диапазоне длин волн 306-320 нм, либо на их смеси.
Применяемые лампы характеризуются молекулярным спектром излучения, соответствующим лечебной области длин волн, а именно:
2
u
g
3
→
3
Ультрафиолетовый спектр излучения лампы барьерного разряда на рабочих молекулах N*, содержащей азот с добавками инертных газов, в области 300-420 нм представлен интенсивными полосами электронно-колебательных переходов второй положительной системы молекулярного азота СП BП, с максимумами на λ=316, 337.1, 358 и 380 нм (фиг.1).
2
2
•
Ультрафиолетовый спектр излучения лампы барьерного разряда на рабочих молекулах ·ОН*, содержащей пары воды с добавками инертных газов, представлен интенсивной полосой А∑→XП полосы молекулы ОН*, с максимумом на λ=309.2 нм (фиг.2).
2
2
2
Ультрафиолетовый спектр излучения лампы барьерного разряда на рабочих молекулах ·ОН* и N*, например, содержащей пары аммиачной воды с добавками инертных газов, представляет собой комбинацию спектров, приведенных на фиг.1 и 2. Он содержит как указанные интенсивные полосы электронно-колебательных переходов второй положительной системы молекулярного азота, так и систему переходов полосы А∑→XП гидроксила ·ОН*, которая, по сравнению со спектром на фиг.1 имеет всего три сильных пика на λ=308.1, 309.2 и 309.5 нм, а другие пики подавлены.
Конструктивно лампы барьерного разряда представляют собой колбы из диэлектрического, прозрачного на рабочей длине волны материала, на поверхности которых расположены металлические электроды, к которым прикладывается импульсное или синусоидальное напряжение с частотами от нескольких Гц до нескольких МГц. Конструкции этих устройств могут быть различными (коаксиальными, планарными, цилиндоическими) в зависимости от сорта рабочего газа, давления, амплитуды и частоты прикладываемого напряжения. Пробой осуществляется между диэлектрическими барьерами, создавая неравновесную плазму, энергия электронов которой может достигать нескольких электрон-вольт, в то время как характерная температура тяжелых частиц сопоставима с температурой диэлектрических барьеров и не превышает, как правило, 100°С. Использование барьерного разряда обеспечивает чистоту спектров излучения, долговечность рабочей среды, электробезопасность эксплуатации. Описанные лампы позволяют облучать протяженные участки кожи. Кроме того, использование в качестве излучателя указанных ламп значительно упрощает конструкцию излучателя, а использованные нами рабочие среды не содержат ртути.
2
2
2
2
2
2
Например, лампа барьерного разряда коаксиального типа на рабочих молекулах N* с площадью излучающей поверхности колбы 61 см, в рабочей смеси Ar/N=(70÷250)/1 и в диапазоне парциальных давлений от 100 до 700 Торр обеспечивала величины плотности мощности излучения от 1 до 2 мВт/см. Этого достаточно для обеспечения минимальной эритермной дозы облучения (и, соответственно, лечебного эффекта) за время экспозиции несколько минут [1]. Питание устройства осуществляется импульсами напряжения в десятки килогерц с амплитудой до 7.5 кВ, что соответствует токам через лампу порядка нескольких миллиампер. Поэтому в сравнении с аналогами и прототипом (где величины тока могут достигать ампер) предложенное устройство является электробезопасным. Применение барьерного разряда обеспечивает чистоту спектра и значительно больший срок службы рабочей среды по сравнению с электродными газоразрядными лампами и N-лазером. Устройство позволяет облучать протяженный участок кожи до 60 см в длину и 3 см в ширину и может быть масштабировано за счет геометрии колбы для увеличения или уменьшения зоны облучения. Устройство не требует специального водяного охлаждения и/или сложной схемы питания и запуска, как того требуют импульсные газоразрядные лампы и N-лазер.
2
Аналогичные преимущества дает использование ламп барьерного разряда на рабочих молекулах ·ОН* и комбинации рабочих молекул N* и ·ОН*.
Таким образом, предлагаемое решение упрощает конструкцию, увеличивает срок службы и площадь облучения, позволяет использовать экологически безопасные рабочие среды излучателей и увеличивает безопасность работы с устройством.
Литература
1. Справочная книга по светотехнике / Под ред. Ю.Б.Айзенберга. - М., 2008. - С.736-741.
2. Parrish J.A., Jaencke K.F. Action spectrum for phototherapy of psoriasis // J.Invest. Dermatol. - 1981. - V.76. - P.359-362.
3. Cole C.A., Forbes P.D., Davies R.E. An action spectra for carcinogenesis // Photochem. Photobiol. - 1986. - V.43. - P.275-284.
4. Wolsey R. The Lamp Disposal Controversy // Lighting Futures. - 1998. - V.3. - №2. - P.1-4.
5. All changes in the lighting market // www.osram.com/incandescent 199R104GB OSRAM CRM CC.
6. Лымин В.А., Дружинин В.Н., Черний А.Н. Устройство для локальной фототерапии дерматозов // Патент RU 2195342 С1 (А61N 5/06). - Приоритет 11.09.2001. - Опубл. 27.12.2002.
7. Davenport S.A., Gollnick D.A. System and method for dermatological lesion treatment using gas discharge lamp with controllable current density // Patent appl. US 2009/0093799 A1 (A61В 18/18, A61N 5/06). - Publication data 09.04.2009.
8. Zimmer J.P. Pulsed UV laser treatment of recurring skin disorders // Patent appl. US 2008/0172046 A1 (A61В 18/20). - Publication data 17.07.2008.