Лазерное излучение в подробностях: низкоинтенсивные лазеры

Лазерное излучение является видом физической энергии, которая не встречается в природных источниках света. Это излучение вырабатывается специальными приборами – оптическими квантовыми генераторами (ОКГ) разной конструкции, получившими название лазеры (от английского словосочетания Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation – LASER). Лазерное излучение и принципы его выработки ОКГ были одновременно и независимо открыты в начале 60-х годов прошлого века советскими и американскими физиками. И уже через несколько лет (к концу того же десятилетия) были предприняты первые попытки лечебного применения излучения низкоинтенсивных (терапевтических) лазеров.

Лазерное излучение испускается атомами рабочего вещества ОКГ, которое может быть представлено газом, жидкостью, кристаллом, полупроводником.

Одной из важнейших характеристик лазерного излучения является длина волны (измеряется в нанометрах или микрометрах). В зависимости от длины волны лазерное излучение может относиться к разным участкам спектра:

1. ультрафиолетовый диапазон (180–400 нм);
2. видимый спектр:

• фиолетовый (400-450 нм);
• синий (450-480 нм);
• голубой (480-510 нм);
• зеленый (510-575 нм);
• желтый (575-585 нм);
• оранжевый (585-620 нм);
• красный (620-760 нм);

       3. инфракрасный диапазон:

• ближняя область (760 нм – 15 мкм);
• дальняя область (15-30 мкм).

В физиотерапии чаще применяют лазерное излучение красного и ближнего инфракрасного диапазонов, которое имеет наибольшее проникающее действие и мягкие биологические и лечебные эффекты.

В зависимости от выходной мощности лазеры делятся на:

• низкоэнергетические (плотность мощности излучения менее 0,4 Вт/см2);
• среднеэнергетические (плотность мощности излучения 0,4-10 Вт/см2);
• высокоэнергетические (плотность мощности излучения более 10 Вт/см2).

Низкоэнергетическая лазерная система: что это?

Для оказания биостимулирующего влияния на организм (физиотерапия, физиотерапевтическая косметология) применяется низкоинтенсивное лазерное излучение (НИЛИ). Излучение средней и высокой интенсивности используется для разрушения или вскрытия тканей в лазерной хирургии.

При взаимодействии лазерного излучения с покровами тела человека часть оптической энергии отражается и рассеивается в пространстве, другая часть – поглощается биологическими тканями.

Под влиянием НИЛИ атомы и молекулы биологических тканей переходят в возбужденное состояние, более активно участвуют в физических и физико-химических взаимодействиях. Избирательное или преобладающее возбуждение тех или иных атомов или молекул обусловлено длиной волны и частотой НИЛИ.

Поглощение энергии НИЛИ приводит к ослаблению внутримолекулярных и межмолекулярных сил взаимодействия. Это приводит к расщеплению тканевых молекул, ускорению протекания внутриклеточных биохимических реакций, увеличению содержания свободных форм биологически активных молекул.

Таким образом, происходит неспецифическая стимуляция биохимической активности тканей, подверженных лазерному облучению.

Принципы действия НИЛИ

Важным результатом влияния НИЛИ на ткани является усиление специфической активности ядерного аппарата клетки: ускорение транскрипции ДНК и РНК, стимуляция синтеза белка на рибосомах клетки. Это обеспечивает усиление биосинтетических процессов и, соответственно, трофикостимулирующее действие.

Под влиянием НИЛИ увеличивается напряжение кислорода в тканях и его утилизация клетками. Происходит выраженное усиление местного кровообращения, быстрота кровотока, увеличение числа коллатералей и функционирующих капилляров. Рост активности кислородного метаболизма способствует усилению энергетических и пластических процессов в клетке.

Источником инфракрасного НИИ являются полупроводниковые лазеры. Они продуктивные (КПД – 40-60% против 1-2% у гелий-неоновых лазеров) и обеспечивают глубокое проникновение излучения в биологические ткани (до 7 см в ближнем инфракрасном диапазоне длин волн, 0,0,2,0).

Инфракрасное лазерное излучение полупроводниковых ОКГ может быть непрерывным, непрерывным модулированным или порционным (импульсным).

Мягкость физиологического воздействия и обусловленная этой мягкостью большая терапевтическая широта, четко и длительно сохраняющееся лечебное действие и косметические эффекты являются основными причинами повышенного интереса, который специалисты проявляют к НИЛИ ближнего инфракрасного диапазона. Полупроводниковые лазерные аппараты обладают неоспоримыми эксплуатационными преимуществами: портативностью, легкостью, электрической безопасностью, невысокой потребляемой мощностью.