6 курс / Медицинская реабилитация, ЛФК, Спортивная медицина / Физиотерапия, лазерная терапия / Фототерапия Абрамович С.Г

Светолечение

История светолечения начинается в XIX веке. В этот период произошли важные события, которые во многом изменили представления об электромагнитном излучении оптического диапазона. К этим событиям относятся открытие немецкого ученого Риттера и англичанина Волластона в 1801 г. УФ излу­че­ния­ с длиной волны 200–400 нм; открытие бактерицидного действия коротковолнового УФ-излучения А. Дюоном и А. Блаунтом­ в 1877 г.; описание и выяснение механизмов образования УФ-эритемы А.Н. Маклаковым (1889) и многие другие научные достижения. Закономерным позитивным итогом этих исследований явилось присуждение в 1903 г. датскому ученому Н. Финзену Нобелевской премии за признание его заслуг в деле лечения больных в организованном им институте светолечения.

Светолечение сегодня – один из наиболее востребованных методов физиотерапии. Это совокупность различных по своей физической сущности и механизму действия медицинских технологий. Методы фототерапии, несмотря на многовековую историю, постоянно находятся в динамическом развитии: качественно обновляется методология процедур, совершенствуется аппаратное оснащение. Это требует постоянного обучения медицинского персонала и совершенствования знаний о возможностях использования этого физического фактора в деле лечения и профилактики заболеваний.

Биофизические основы светолечения

Свет – одна из форм материи, обладающая одновременно свойствами частиц (фотонов) и волн. Волновые свойства света преимущественно проявляются при его распространении, и с ними связывают явления отражения, преломления, дифракции, интерференции и поляризации.

http://MedАngara.ru - Официальный сайт кафедры физиотерпии и курортологии ИГМАПО

Поглощение света в основном определяется его корпускулярными свойствами и зависит от энергии частиц света, длины волны, а также от среды, через которую проходит свет.

Естественным источником света на планете является Солнце, в спектре излучения которого инфракрасные лучи составляют 47 %, лучи видимого спектра – 48 %, ультрафиолетовые лучи – 5 % (от 289 до 400 нм).

В природе, технике и медицине применяются электромагнитные поля различных диапазонов, совокупность которых образует спектр электромагнитных излучений. В соответствии с Международным регламентом радиосвязи (1976) и ГОСТ 24375-80 он разделен по длинам волн и частотному диапазону на различные области. В физиотерапии используют не все из них, а преимущественно электромагнитные поля радиоволнового и оптического диапазонов (табл. 1, рис. 1).

Таблица 1

Методы лечебного применения электромагнитных излучений оптического диапазона

Рис. 1. Диапазоны оптического диапазона.

Излучение и поглощение света происходят отдельными порциями или квантами. Квант – это минимальная порция электромагнитного излучения, а его

энергия прямо пропорциональна частоте колебаний электромагнитной волны и обратно пропорциональна ее длине. В связи с этим энергия кванта возрастает от длинноволнового к коротковолновому излучению, то есть от инфракрасного к ультрафиолетовому.

Биологическое действие оказывает только поглощенная энергия. Известно, что при попадании на кожу до 60 % инфракрасных лучей (ИК-лучей) отражается. Для видимого и ультрафиолетового излучений (УФИ) эта цифра составляет соответственно 40 % и 10 %. Отражательная способность непигментированной кожи почти в 2 раза выше, чем пигментированной. Примерно такие же соотношения характерны для светлой и темной кожи.

Глубина проникновения света нарастает при переходе от УФ-излучения до оранжевого с 0,7–0,8 до 2,5 мм, а для красного излучения составляет 20–30 мм. В ближнем диапазоне ИК излучения (на длине волны 950 нм) проникающая способность достигает максимума и составляет 60–70 мм, а в среднем и дальнем ИКдиапазонах резко снижается до 0,3–0,5 мм (рис. 2, 3).

Рис. 2.  Проникающая способность оптического излучения в различные слои кожи чело­ века­ : по оси абсцисс – длина оптического излучения, мкм; по оси ординат – проникающая способность, мм.

Пигментация и отек кожи уменьшают ее отражательную способность в отношении оптического излучения этого диапазона. Способность ИК-лучей проникать вглубь тканей зависит от их оптических свойств и длины волны падающей лучистой

http://MedАngara.ru - Официальный сайт кафедры физиотерпии и курортологии ИГМАПО

энергии. Ориентировочное представление об ослаблении светового потока в толще кожи дает данная диаграмма. Длинноволновое ИК-излучение поглощается большей частью в эпидермисе, в то время как видимые и ближние ИК-лучи – в дерме и подкожной жировой клетчатке.

Рис. 3.  Проникновение в кожу лучей с различными длинами волн: 1 – поверхностный слой эпидермиса; 2 – глубокий слой эпидермиса; 3 – собственно дерма; 4 – собственная пластинка дермы: А – сальная железа; Б – волос; В – кровеносные сосуды; Г – потовая железа.

Рис. 4. Спектральная характеристика отражения инфракрасных лучей кожным по­кро­ вом человека.

ИК-лучи (760–5400 нм) различной длины волны неодинаково отражаются кожными покровами человека, что хорошо иллюстрирует спектральная кривая, обобщенная K. Buttner в 1938 г. (рис. 4).

График ослабления инфракрасного диапазона в зависимости от глубины проникновения представлен на рисунке 5. Видно, что примерно 25 % мощности излучения отражается от кожного покрова, далее происходит достаточно быстрое поглощение излучения биологической тканью. На глубину 5 см от поверхности тела приходит не более 20 % излученной мощности. В 1996 г. А.А. Ушаковым экспериментально было установлено, что ИК-излучение проникает даже через костные ткани.

Рис. 5. Ослабление инфракрасного излучения в биоткани в зависимости от глубины проникновения­ .

Видимые лучи (760–400 нм) поглощаются кожей сильнее, чем инфракрасные. Отражение уменьшается, а поглощение возрастает с уменьшением длины волны и при пигментации кожи. Глубина проникновения видимых лучей увеличивается в направлении от фиолетовых (390–450 нм) к красным (620–760 нм), максимально достигая у последних 20–30 мм (рис. 6).

Рис. 6.  Поглощение (1) и отражение (2) видимых лучей пигментированной (б) и не­ пигментированной­ (а) кожей человека.

http://MedАngara.ru - Официальный сайт кафедры физиотерпии и курортологии ИГМАПО

УФ-лучи (400–180 нм) лишь в минимальной степени отражаются кожными покровами (8–13 %), особенно пигментированной кожей (6–8 %). Благодаря достаточной толщине, высокому содержанию поглощающих свет веществ, а также гетерогенности кожа плохо проницаема для УФ-лучей. Эффекты поглощения, отражения и рассеивания приводят к быстрому падению УФ-излучения при прохождении через кожу. Лучи почти полностью поглощаются в толще эпидермиса и лишь в минимальных количествах могут достигать сосочкового слоя собственно кожи и сосудов поверхностного сплетения. Поэтому в развитии биологической реакции организма на УФО более важное значение играет эпидермис, а не дерма (табл. 2).

Рис. 7.  Характер первичных фотобиологических реакций определяется энергией квантов оптическог­ о излучения.