Способ фототерапевтического облучения патологической зоны в организме живого существа и осветительное устройство для его осуществления

Группа изобретений относится к медицинской технике, к способу фототерапевтического облучения патологической зоны в организме живого существа и к осветительному устройству для осуществления этого способа. Изобретения обеспечивают более эффективное фототерапевтическое воздействие. Размещают по меньшей мере один ряд излучателей в непосредственном контакте с кожным покровом над патологической зоной так, чтобы часть излучателей располагалась в пределах проекции этой патологической зоны на кожный покров, а другая часть вне этой проекции, при этом излучатели предназначены для создания излучения, после чего включают излучатели поочередно для осуществления облучения в режиме бегущей волны. Осветительное устройство содержит два противолежащих основания, выполненные эластичными и соединенные между собой по периметру радиаторами, на каждом из которых установлены излучатели для создания излучения с требуемым спектром, все излучатели обращены во внутреннее пространство между основаниями, внутренние поверхности которых выполнены отражающими излучение, между основаниями в заданных местоположениях установлены непоглощающие излучение разделители для поддержания просвета между основаниями, при этом в одном из оснований размещены купольные линзы Френеля для фокусирования и выведения излучения из внутреннего пространства. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Данное изобретение относится к способу фототерапевтического облучения патологической зоны в организме живого существа и к осветительному устройству для облучения патологической зоны в организме живого существа.

Уровень техники

В настоящее время известны различные способ фототерапевтического облучения организмов и устройства для их осуществления.

В заявке Великобритании №2212010 (опубл. 12.07.1989) описано светотерапевтическое устройство, использующее светодиодную матрицу.

В полезной модели РФ №87085 (опубл. 27.09.2009) охарактеризован физиотерапевтический аппарат для свето- и цветотерапии, содержащий светодиоды с разными спектрами излучения, попеременно воздействующие на патологическую зону живого организма.

В патенте РФ №2145247 (опубл. 10.02.2000) раскрыто фотоматричное терапевтическое устройство, в котором источники оптического излучения размещены в подложке, формой повторяющей форму патологической зоны, а параметры устройства рассчитываются из системы выражений, связывающих характеристики источника с параметрами патологической зоны.

В патенте США №10022555 (опубл. 17.07.2018) описано фототерапевтическое устройство в виде бандажа с закрепленными светодиодами.

В полезной модели Китая №204134057 (опубл. 04.02.2015) предложен носимый светодиодный физиотерапевтический инструмент, в котором матрица светодиодов закреплена на эластичном носителе, надеваемом на тело пациента. Сходное решение описано в заявке Тайваня №201605507 (опубл. 16.02.2016).

Однако все указанные и многие иные устройства обеспечивают интегральный характер воздействия, поскольку облучение осуществляют на всю больную зону с некоторого расстояния в течение заданного периода времени. Между тем, активация живой (неповрежденной) ткани вокруг патологической зоны может усилить активность этой ткани в переносе кислорода, питательных веществ, медикаментов к границе патологической зоны. При этом целесообразно облучать ткани в направлении от неповрежденной зоны к патологической и обратно для активации явлений переноса. Такая активация окажется особенно интенсивной, если излучение будет воздействовать не только на поверхностные (подкожные) капилляры, но и на те, которые расположены в более глубоких тканях.

Раскрытие изобретения

Таким образом, задачей настоящего изобретения является разработка такого способа фототерапевтического облучения и реализующего этот способ осветительного устройства, которые, расширяя арсенал технических средств, обеспечивали бы, в отличие от известных технических решений, более эффективное фототерапевтическое воздействие.

Для решения этой задачи и достижения указанного технического результата в первом объекте настоящего изобретения предложен способ фототерапевтического облучения патологической зоны в организме живого существа, при котором: размещают по меньшей мере один ряд излучателей в непосредственном контакте с кожным покровом над патологической зоной так, чтобы часть излучателей располагалась в пределах проекции этой патологической зоны на кожный покров, а другая часть вне этой проекции, при этом излучатели предназначены для создания излучения, спектр которого обеспечивает требуемый фототерапевтический эффект; включают излучатели поочередно для осуществления облучения в режиме бегущей волны.

Особенность способа по первому объекту настоящего изобретения состоит в том, что над патологической зоной могут размещать два противолежащих ряда излучателей, которые включают попарно в обоих рядах.

Другая особенность способа по первому объекту настоящего изобретения состоит в том, что над патологической зоной могут размещать два дополнительных противолежащих ряда излучателей, расположенных в направлении, пересекающем направление двух других рядов излучателей, и осуществлять поочередное попарное включение излучателей в каждом из этих направлений независимо.

Наконец еще одна особенность способа по первому объекту настоящего изобретения состоит в том, что включение излучателей могут осуществлять попеременно в направлении извне к патологической зоне и из нее вовне.

Для решения той же задачи и достижения того же технического результата во втором объекте настоящего изобретения предложено осветительное устройство для облучения патологической зоны в организме живого существа, содержащее два противолежащих основания, выполненные эластичными и соединенные между собой по периметру радиаторами, на каждом из которых установлен хотя бы один излучатель, предназначенный для создания излучения со спектром, обеспечивающим требуемый фототерапевтический эффект, причем все излучатели обращены во внутреннее пространство между основаниями, внутренние поверхности которых выполнены отражающими излучение, а между этими основаниями в заданных местоположениях установлены непоглощающие излучение разделители для поддержания просвета между основаниями, при этом в одном из оснований размещены купольные линзы Френеля, предназначенные для фокусирования и выведения излучения из внутреннего пространства.

Особенность устройства по второму объекту настоящего изобретения состоит в том, что в качестве излучателей могут быть использованы светодиодные матрицы.

Другая особенность устройства по второму объекту настоящего изобретения состоит в том, что радиаторы могут быть установлены практически рядом один с другим, при этом поверхности радиаторов вокруг излучателей имеют покрытие, отражающее излучение.

Еще одна особенность устройства по второму объекту настоящего изобретения состоит в том, что на внутренней поверхности каждого из эластичных оснований могут быть размещены отражающие излучение мозаичные элементы в виде плотноупакованной матрицы, при этом разделители могут быть прикреплены к некоторым мозаичным элементам, противолежащим на обоих основаниях, а к остальным мозаичным элементам одного из оснований могут быть прикреплены купольные линзы Френеля.

Еще одна особенность устройства по второму объекту настоящего изобретения состоит в том, что каждый из разделителей может быть выполнен в виде стеклянного или пластмассового тела с поверхностью элипсоида вращения.

Наконец, еще одна особенность устройства по второму объекту настоящего изобретения состоит в том, что каждый из разделителей может быть выполнен в виде стеклянного или пластмассового шара.

Краткое описание чертежей

Настоящее изобретение иллюстрируется чертежами, на которых одинаковые или сходные элементы обозначены одними и теми же ссылочными позициями.

На Фиг. 1 представлен увеличенный вид в разрезе осветительного устройства по второму объекту настоящего изобретения.

На Фиг. 2 показан вид сверху на осветительное устройство по Фиг. 1.

На Фиг. 3 показан условный вид распределения плотности светового потока, формируемого осветительным устройством по Фиг. 1.

Подробное описание вариантов осуществления

Для осуществления способа фототерапевтического облучения патологической зоны в организме живого существа по первому объекту настоящего изобретения может быть использовано осветительное устройство по второму объекту настоящего изобретения. Один из возможных вариантов осуществления такого осветительного устройства показан на Фиг. 1 и 2.

Осветительное устройство для облучения патологической зоны в организме живого существа по второму объекту настоящего изобретения содержит два противолежащих основания 1 и 2 (Фиг. 2), выполненные эластичными. Такое выполнение оснований осветительного устройства позволяет применять его практически на любой поверхности организма живого существа, будь то человек или животное, поскольку эластичный материал оснований 1 и 2 дает возможность накладывать осветительное устройство по второму объекту настоящего изобретения, следуя изгибам поверхности, покрываемой этим устройством. В качестве материала для нижнего (на Фиг. 1) основания 1, предназначенного для наложения на подлежащую облучению поверхность, может быть использована резина или полиуретановая пленка толщиной, достаточной для размещения на этом основании описанных ниже элементов осветительного устройства. Верхнее (на Фиг. 1) основание 2 может быть выполнено, к примеру, из полиамидной ткани. Специалисты поймут из нижеследующего описания, что материал для конкретного из оснований 1 или 2 может быть и иным, обеспечивающим изготовление и функционирование осветительного устройства по второму объекту настоящего изобретения.

Основания 1 и 2 соединены между собой по периметру радиаторами 3, на каждом из которых установлен по меньшей мере один излучатель 4. В качестве таких излучателей 4 могут использоваться светодиодные матрицы либо одиночные светодиоды. Каждый излучатель 4 предназначен для создания излучения со спектром, обеспечивающим требуемый фототерапевтический эффект при облучении патологической зоны в организме живого существа. В частности, это может быть излучение на длине волны 830 нм, которое может проникать через кожу человека на глубину до 60 мм (см. С.Г. Абрамович. Фототерапия. - Иркутск: РИО ФГБУ «НЦРВХ» СО РАМН, 2014, стр. 17, рис. 2). Разумеется, конкретная длина волны излучения, формируемого излучателями 4, может быть и иной, что определяется как характером патологической зоны, так и требуемым видом воздействия.

Все излучатели 4, как видно на Фиг. 1, обращены во внутреннее пространство между основаниями 1 и 2. При этом внутренние поверхности оснований 1 и 2 выполнены отражающими излучение от излучателей 4. Этого можно достичь как с помощью зеркального покрытия, наносимого на внутренние поверхности оснований 1 и 2, так и размещением на них мозаичных элементов 5 в виде плотноупакованной матрицы, отражающих излучение от излучателей 4. Форма таких элементов 5 может быть, к примеру, шестигранной, как показано на Фиг. 2, либо квадратной, либо восьмиугольной с квадратными вставками, либо любой иной, обеспечивающей сплошное заполнение поверхности основания 1 или 2. Мозаичные элементы 5 могут быть изготовлены как из твердого материала (к примеру, из алюминия), так из гибкого (к примеру, резины или полиуретана). В первом случае отражающие свойства могут быть обеспечены полировкой поверхности мозаичных элементов 5, а во втором случае - нанесением светоотражающего покрытия на их поверхность.

Мозаичные элементы 5 из твердого материала, прикрепленные к материалу основания 1, например, клеем, могут имеют достаточно малые размеры, чтобы позволить основанию 1 изгибаться при наложении на облучаемую поверхность и прилегать к ней.

Упомянутые выше радиаторы 3 могут быть установлены практически рядом один с другим, хотя допустимо их размещение с промежутками, как показано на Фиг. 2. Крепление радиаторов 3 к обоим основаниям 1 и 2 может осуществляться любым подходящим способом, например, клеем или винтами. Поверхности радиаторов 3 вокруг излучателей 4 могут иметь покрытие, отражающее излучение от излучателей 4.

Для поддержания просвета между основаниями 1 и 2 в заданных местоположениях установлены разделители 6, непоглощающие (пропускающие) излучение от излучателей 4. Эти разделители 6 могут быть выполнены, например, в виде стеклянных или пластмассовых тел с поверхностью эллипсоида вращения. В частности, это могут быть стеклянные или пластмассовые шары, хотя вполне возможны и иные формы разделителей 6, которые могут быть, например, приклеены к соответствующим мозаичным элементам 5 на обоих основаниях 1 и 2, либо закреплены иным образом. К примеру, разделители 6 могут иметь форму цилиндров, высота которых равна требуемому расстоянию между основаниями 1 и 2. В середине таких цилиндров может быть выполнено сквозное отверстие, через которое пропускается нить, проходящая по всем разделителям 6 и через отверстия в основаниях 1 и 2 и фиксирующая разделители 6.

Таким образом, между основаниями 1 и 2 формируется своеобразный гибкий световод.

В одном из оснований (на Фиг. 1 это нижнее основание 1) размещены купольные линзы 7 Френеля, предназначенные для фокусирования и выведения излучения из внутреннего пространства сформированного гибкого световода на облучаемую поверхность. Купольные линзы 7 Френеля, выпускаемые промышленностью, могут вклеиваться в отверстия в тех мозаичных элементах 5, на которых не размещены разделители 6.

Нижняя (по Фиг. 1) поверхность основания 1, прикладываемая к телу, может иметь покрытие 8 в виде стерильной оптически прозрачной пленки, в качестве которой можно использовать, к примеру, прозрачную ультратонкую легко растяжимую полиуретановую воздухопроницаемую антимикробную инцизную пленку, которая плотно фиксируется на облучаемой поверхности и повторяет рельеф участков тела (см., например, сайт http://medams.ru/intsiznaya-plenka).

На Фиг. 2 радиаторы 3 показаны установленными по периметру основания 1, однако это лишь возможный (предпочтительный) вариант осуществления. В принципе достаточно иметь всего один ряд излучателей 4, размещенных на гибком основании и обращенных к облучаемой поверхности. Конкретное выполнение такого устройства может быть любым, обеспечивающим реализацию способа по первому объекту настоящего изобретения. К примеру, это может быть ряд излучателей, закрепленных на гибкой пластине с минимальными по высоте разделителями. Такая пластина фиксируется над облучаемой патологической зоной любыми подходящими средствами так, чтобы излучатели были обращены к облучаемому кожному покрову, а разделители между ними препятствовали ожогу кожи.

Способ по первому объекту настоящего изобретения может осуществляться с помощью осветительного устройства по второму объекту настоящего изобретения следующим образом.

Осветительное устройство с излучателями 4 (либо просто один ряд излучателей 4), которые создают излучение со спектром, обеспечивающим требуемый фототерапевтический эффект, размещают в непосредственном контакте с кожным покровом над облучаемой патологической зоной живого существа так, чтобы часть излучателей 4 располагалась в пределах проекции этой патологической зоны на кожный покров, а другая часть - вне этой проекции. Ряд излучателей 4 или осветительное устройство с этими излучателями 4 закрепляют на теле живого существа, любым подходящим средством, например, с помощью эластичного бинта либо с использованием ремней, специально прикрепленных к описанному осветительному устройству, чтобы исключить возможность непроизвольного или целенаправленного смещения излучателей 4. Облучение патологической зоны выполняют путем включения излучателей 4 поочередно для осуществления этого облучения в режиме бегущей волны.

Предпочтительно вместо одного ряда излучателей 4 над патологической зоной можно разместить два противолежащих ряда таких излучателей и включать их попарно в обоих рядах. Еще более предпочтительно разместить над патологической зоной два дополнительных противолежащих ряда излучателей 4, расположенных в направлении, пересекающем направление двух других рядов. Наилучший результат будет, когда каждые два противолежащих ряда излучателей перпендикулярны один другому. В этом случае осуществляют поочередное попарное включение излучателей 4 в каждом из направлений независимо. То есть, например, бегущая волна облучения в одном направлении может начинаться, когда бегущая волна облучения в другом направлении дошла до середины облучаемой зоны; либо обе бегущих волны могут начинаться в один момент, но бегущая волна облучения в одном направлении успевает пройти дважды, пока бегущая волна облучения в другом направлении проходит один раз. Специалисты могут выбрать и любые иные сочетания и режимы.

Следует отметить, что включение излучателей 4 можно осуществлять попеременно в направлении извне к патологической зоне и из нее вовне. Скорость распространения бегущей волны облучения можно выбирать в широком диапазоне. В частности, эта скорость может быть сопоставима со скоростью перемещения крови по кровеносным сосудам. Последовательность включения излучателей 4 задается соответствующей программой, управляющей работой контроллера, выдающего сигналы включения-выключения на излучатели 4, либо эта программа реализуется аппаратно, как это известно специалистам.

На Фиг. 3 показан условный вид распределения плотности светового потока, формируемого осветительным устройством по Фиг. 1, когда излучатели 4 размещены в двух рядах один напротив другого. Направление «а» соответствует направлению ряда излучателей 4, а направление «б» соответствует перпендикулярному к нему направлению (т.е. стороне гибкого световода без излучателей 4 на Фиг. 2). Оттенки серого соответствуют изменению интенсивности светового потока от его отсутствия (черный цвет) до максимальной интенсивности (белый цвет). Как видно на Фиг. 3, благодаря использованию отражающих элементов 5, в направлении «б» сформированы два максимума излучения, проекции которых показаны в горизонтальной плоскости под соответствующими пространственными максимумами. Это распределение интенсивностей облучения, показанное для конкретного момента времени, перемещается в направлении «а» за счет соответствующего переключения либо модуляции излучателей 4 одновременно в обоих рядах. При другом режиме облучения распределение интенсивностей может быть и иным.

Таким образом, с помощью настоящего изобретения формируется режим облучения, активирующий живую (неповрежденную) ткань вокруг патологической зоны, что может усилить активность этой ткани в переносе кислорода, питательных веществ, медикаментов к границе патологической зоны. При этом имеется возможность облучать ткани в направлении от неповрежденной зоны к патологической и обратно для активации явлений переноса. Если выбранное излучение от излучателей 4 будет воздействовать на большую глубину, проходя через кожные покровы и прилегающие к ним ткани организма, указанная активация может оказаться более действенной, нежели поверхностное облучение, что будет оказывать более эффективное фототерапевтическое воздействие.

Настоящее изобретение описано с использованием примеров его осуществления, которые являются чисто иллюстративными и не ограничивают объем охраны по настоящему изобретению, определяемый лишь приложенной формулой изобретения с учетом возможных эквивалентов.

1. Способ фототерапевтического облучения патологической зоны в организме живого существа, при котором:

- размещают по меньшей мере один ряд излучателей в непосредственном контакте с кожным покровом над упомянутой патологической зоной так, чтобы часть излучателей располагалась в пределах проекции этой патологической зоны на кожный покров, а другая часть вне этой проекции, при этом упомянутые излучатели предназначены для создания излучения, спектр которого обеспечивает требуемый фототерапевтический эффект;

- включают упомянутые излучатели поочередно для осуществления упомянутого облучения в режиме бегущей волны.

2. Способ по п. 1, в котором над упомянутой патологической зоной размещают два противолежащих ряда излучателей, которые включают попарно в обоих упомянутых рядах.

3. Способ по п. 2, в котором:

- размещают над упомянутой патологической зоной два дополнительных противолежащих ряда излучателей, расположенных в направлении, пересекающем направление двух других рядов излучателей;

- осуществляют поочередное попарное включение излучателей в каждом из упомянутых направлений независимо.

4. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором упомянутое включение излучателей осуществляют попеременно в направлении извне к упомянутой патологической зоне и из нее вовне.

5. Осветительное устройство для облучения патологической зоны в организме живого существа, содержащее два противолежащих основания, выполненные эластичными и соединенные между собой по периметру радиаторами, на каждом из которых установлен по меньшей мере один излучатель, предназначенный для создания излучения со спектром, обеспечивающим требуемый фототерапевтический эффект, причем все упомянутые излучатели обращены во внутреннее пространство между упомянутыми основаниями, внутренние поверхности которых выполнены отражающими упомянутое излучение, а между этими основаниями в заданных местоположениях установлены непоглощающие упомянутое излучение разделители для поддержания просвета между основаниями, при этом в одном из упомянутых оснований размещены купольные линзы Френеля, предназначенные для фокусирования и выведения упомянутого излучения из упомянутого внутреннего пространства.

6. Устройство по п. 5, в котором в качестве упомянутых излучателей использованы светодиодные матрицы.

7. Устройство по п. 5, в котором упомянутые радиаторы установлены практически рядом один с другим, при этом поверхности упомянутых радиаторов вокруг упомянутых излучателей имеют покрытие, отражающее упомянутое излучение.

8. Устройство по п. 5, в котором на внутренней поверхности каждого из упомянутых оснований размещены отражающие упомянутое излучение мозаичные элементы в виде плотноупакованной матрицы, при этом упомянутые разделители прикреплены к некоторым мозаичным элементам, противолежащим на обоих основаниях, а к остальным мозаичным элементам одного из оснований прикреплены упомянутые купольные линзы Френеля.

9. Устройство по п. 5, в котором каждый из упомянутых разделителей выполнен в виде стеклянного или пластмассового тела с поверхностью эллипсоида вращения.

10. Устройство по п. 9, в котором каждый из упомянутых разделителей выполнен в виде стеклянного или пластмассового шара.