РАЗДЕЛ I. ОБЩАЯ ЧАСТЬ

Лазерное излучение представляет собой электромагнитные колебания оптического диапазона. Их источником являются квантовые генераторы – лазеры. В генераторах происходят процессы генерирования и усиления электромагнитных колебаний, которые основаны на принципе индуцированного излучения в атомах и молекулах веществ.

Физически атомы являются сложными квантово-механическими системами, т.е. это ядро, а вокруг него вращаются электроны на определенных орбитах. Под влиянием внешнего воздействия атом переходит в возбужденное состояние, т.е. его электроны переходят на более отдаленную от ядра орбиту. Это состояние неустойчивое и длится всего 10^-8 с. После этого атом переходит в состояние с меньшим запасом энергии, излучая при этом квант света – фотон.

В обычных условиях в любом веществе число возбужденных атомов значительно меньше числа атомов, находящихся на нижележащем или основном уровнях. Если воздействовать внешним (индуцирующим) электромагнитным излучением на возбужденные атомы или молекулы вещества, то получают электромагнитную энергию, которая имеет ту же частоту, фазу, поляризацию и напряжение, что и возбуждающее излучение. Если создать условия, может происходить процесс лавинообразного увеличения числа квантов за счет вынужденных переходов. При лавинообразном переходе атомов из возбужденного состояния за короткий период времени образуется лазерное излучение. Лазерное излучение отличается от света всех известных источников следующими свойствами:

1. Монохроматичностью – т.е имеет фиксированную длину волны

2. Когерентностью – т.е. фаза излучения постоянная во времени и пространстве

3. Поляризованностью и изотропностью – когда фиксированная ориентация векторов электромагнитного поля в пространстве.

Обязательным условием для создания лазерного излучения является достаточно большое усиление света в активной среде. Эта проблема решается на основе принципа обратной связи, т.е. часть усиленного излучения возвращается на вход системы, снова усиливается, вновь возвращается и т.д.

Для создания условий образования вынужденного излучения лазеры состоят из следующих основных частей: 1/ -активное вещество (рабочее тело) – это источник индуцированного излучения, так как способно переходить в особое вынужденное состояние.

2/ - источник возбуждения, т.е. устройство, которое сообщает активному веществу дополнительную энергию и переводит его в активное состояние.

3/ - резонансное устройство служит для многократного прохождения фотонов в активной среде и их столкновения с возбужденными атомами. Это ведет к вынужденному испусканию новых фотонов. В итоге поток фотонов лавинообразно нарастает и выходит через полупрозрачное зеркало в виде монохроматичного когерентного света.

4/ - блок питания (рисунок№ 1).

Аппараты делятся:

- твердотельные (какой кристалл: кварц, рубин, сапфир)

-газовые (первые аппараты – гелий – неоновые, углекислые, аргоновый – ионный, криптоновый ионный)

-жидкостные ( на органических и неорганических красителях).

-полупроводниковые лазеры (чаще используется Арсений галлия с длиной волны 0,89 мкм, т.е. инфракрасные).

-эксимерные лазеры, работающие на смеси газа: галогена с ксеноном или криптоном с хлором (одно из новых направлений новых типов аппаратов).

2. По длине волны.

а/ ультрафиолетовые ( 0,1 – 0,4 мкм или 100 – 400нм)

б/ видимое излучение (0,4 – 0,76 мкм или 400 – 768нм)

в/ инфракрасные лучи (0,76 -1,4, чаще 0,89 мкм или 760 – 1400нм)

г/ перестраиваемые, в которых меняется длина волны (плавно перестраиваемые ( 0,89 – 0,63 мкм или 890 – 630нм), дискретноперестраиваемые (от 0,63 мкм ).

3. По режиму генерации.

а/ непрерывные лазеры – постоянная длина волны

б/ импульсные, когда лазерное излучение подается пачками в единицу времени (в секундах). Измеряется в Гц от 1 до 5000 Гц

1 Гц это - 1 излучение в секунду, 5000 Гц это - 5000 излучений в 1 секунду. Большинство это инфракрасные лазеры лазеры с длиной волны 0,89 мкм.

в/ универсальные лазеры, где есть импульсный и непрерывный режимы.

4. По мощности.

а/ мягкие лазеры – это «софт» лазеры (soft lazer) мощностью 1000 мВт. Чаще это красные лазеры.

б/ среднеинтенсивные лазеры (mid lazer) мощностью до 10 Вт.

5. По глубине проникновения.

1 квант энергии (Е) возрастает в зависимости от большей длины волны к короткой : обратно пропорционально.

0,89

0,93

1,2

Глубина проникновения и длина волны имеют прямую зависимость: чем больше длина волны – тем больше глубина проникновения

0,63 мкм - на 1 – 2 см

0,89 мкм – на 3 – 4 см

0,93 мкм – на 5 -6 см

1,2 мкм – на 6 – 8см

Чаще сочетаются длины волн: красный и инфракрасный.

Применение лазерного аппарата в медицине зависит от целей его применения и от его характеристик.

В настоящее время выпускается более 300 различных лазерных физиотерапевтических аппаратов. Отличаются они друг от друга габаритами. Дизайном, дополнительными приспособлениями. Серийно производится в основном 3 вида лазерной физиоаппаратуры:

А/ на базе гелий-неоновых лазеров. Они работают в непрерывном режиме генерации излучения с длиной волны 0,63 мкм и выходной мощностью 1 – 200 мВт. Это аппараты:

УЛФ-01, АФЛ-1, АФЛ-2, «ЯГОДА», ШАТЛ-1, АЛТМ-01, «ПЛАТАН- М1», «АТОЛЛ», «РАСКОС», аппарат лазерного облучения крови АЛОК-1 и др.

Б/ на базе полупроводниковых лазеров, работающих в непрерывном режиме генерации излучения с длиной волны 0,67 -1,3 мкм и выходной мощностью 1 – 50 мВт. Это:

АЛТП-1, АЛТП-2, «ИЗЕЛЬ», «МАЗИК», «ВИТА», «КОЛОКОЛЬЧИК» и другие…

В/ на базе полупроводниковых лазеров, работающих в импульсном режиме генерации излучения с длиной волны 0,8- 0,9 мкм, мощностью импульса 2 – 15 Вт и длительность импульса 10^-7 - 10^-9 с. Это: «УЗОР», «УЗОР-2К», Лазурит-3М, ЛЮЗАР – МП, НЕГА, АЗОР-2К, РОДНИК-1, ЛИТА-1, ЭФФЕКТ и другие…

Кроме этого выпускаются аппараты для магнитолазеротерапии: МЛАДА, АМЛТ-01, СВЕТОЧ-1, ЛАЗУРЬ, ЭРГА, МИЛТА. Аппараты других спектров излучения (азотный, аргоновый, гелий-кадмиевый, лазеры на парах меди красителях) выпускаются небольшими партиями или проходят стадию клинических испытаний.

Контроль выходной мощности излучения необходимо проводить (по В.Е.Илларионову 1994г):

-у газовых и жидких лазеров не реже 1 раза в неделю.

- у твердотельных и полупроводниковых – не реже 1 раза в месяц.