Способ повышения иммунитета организма и устройство для его реализации

Изобретение относится к области медицины, в частности к методам и средствам физиотерапии. Способ повышения иммунитета организма заключается в облучении поверхности тела пациента оптическим излучением с длиной волны λ, выбранной внутри спектральных интервалов проявления светокислородного эффекта. Перед облучением измеряют мощность излучения и коэффициент отражения кожи пациента на выбранной длине волны, затем облучают пациента в светоинтегрирующей камере в течение времени τ определяемого по формуле:

, где Е_о(λ) - эталонное значение световой дозы облучения в джоулях, Р - мощность источника излучения в ваттах, К_h - коэффициент отражения кожи пациента на выбранной длине волны λ, Н - рост пациента в метрах, М - вес пациента в килограммах, R - радиус светоинтегрирующей камеры в метрах, K_s - коэффициент диффузного отражения стенок камеры. Устройство для повышения иммунитета организма содержит светоинтегрирующую камеру, в которой размещен источник оптического излучения, выполненную в виде сферы, фотодетектор мощности источника оптического излучения и фотометр коэффициента отражения кожи пациента, подключенные через интерфейс к компьютеру, введенному в состав блока диагностики и управления. Источник оптического излучения электрически и оптически через световодный коннектор связан с блоком диагностики и управления. Использование изобретения позволяет повысить эффективность и безопасность светолечебной процедуры. 2 н.п. ф-лы.

 

Изобретение относится к области медицины, в частности к методам и средствам физиотерапии.

О лечебном действии света в определенных спектральных участках оптического диапазона известно очень давно. Еще шумеры практиковали солнечные ванны в ранние утренние часы, когда спектр излучения существенно отличается от дневного спектра. Научного признания данное направление получило в 1903 году после присуждения Нобелевской премии по физиологии датскому врачу Нильсу Финзену за разработку методов лечения светом различных заболеваний, в особенности оспы красным светом и волчанки ультрафиолетом. Финзен применял способ облучения обнаженного тела, а для выделения отдельных спектральных интервалов излучения Солнца или дуговых ламп использовал светофильтры. Эмпирические методики Финзена в то время не могли быть стандартизованы, требовали сложного оборудования и были не вполне безопасны, из-за чего не нашли достойных последователей.

С открытием лазеров, оказавшихся чрезвычайно удобными источниками излучения, работы в данном направлении возобновились и расширились [1]. Чаще всего врачи-терапевты используют для облучения пациентов лазеры, излучающие в красном, а в последние годы и в ближнем инфракрасном диапазоне. Согласно полученным ими данным лечебный эффект связан с нормализацией иммунитета, однако многие подчеркивают опасность оптической передозировки.

Внутривенное лазерное облучение крови (ВЛОК) пока является единственным методом доставки света, удовлетворяющим требованиям точной оптической дозиметрии. Это обусловлено тем, что свет почти нацело поглощается кровью на расстоянии радиуса вены. Однако вследствие нежелания иметь дело с инвазией (прокол вены) некоторые врачи применяют методы чрескожного облучения: по биологически активным точкам (БАТ), по зонам Захарьина - Геда, по проекциям патологического очага и т.д. Хотя эти методы просты, их применение исключает возможность точного контроля световой дозы. Тем не менее нормализация иммунитета отмечается вне зависимости от способа облучения [2, 3].

Наиболее близким аналогом (прототипом) заявляемого изобретения является устройство для лазерного облучения биологических объектов [4], принятое за прототип. Оно включает источник света - лазер, подключенный к источнику питания, отражающий корпус, в котором размещен объект и поверхность которого покрыта отражающим свет слоем. Корпус отражателя выполнен в виде трубы из кварца, с торцов и внутри трубы и по его внешней поверхности нанесено отражающее покрытие, а торец трубы служит основанием для крепления полупроводниковых лазеров, расположенных равномерно по периметру торца.

Способ повышения иммунитета организма, реализуемый устройством [4], заключается в воздействии оптического излучения на поверхность обнаженного тела пациента равномерно со всех сторон.

Недостатком прототипа является невысокая эффективность и недостаточная безопасность вследствие произвола в выборе спектральных и энергетических параметров излучателя, неопределенности режима облучения, а также невозможности определить величину поглощенной пациентом световой дозы, которая и определяет пользу или вред процедуры.

Задачей заявляемого изобретения является повышение эффективности и безопасности светолечебной процедуры.

Поставленная задача решается на основе проведенных авторами исследований биофизических механизмов действия света на ферменты, клетки, отдельные органы и организм человека, завершившихся открытием светокислородного эффекта [5]. Научно обоснованный выбор длины волны и мощности излучения сочетается с техническим решением, обеспечивающим равномерное облучение тела, что позволяет корректно определять поглощенную пациентом энергетическую дозу и точно рассчитать продолжительность облучения, что гарантирует безопасность и эффективность процедуры. Длину волны излучения выбирают в пределах узких спектральных полос, где проявляет свое действие светокислородный эффект. Это действие заключается в повышении деформируемости эритроцитов крови посредством резонансного возбуждения фотонами эндогенного молекулярного кислорода и генерации в крови синглетного кислорода. Известно, что ослабление иммунитета обычно обусловлено кислородным голоданием тканевых клеток. Транспортеры кислорода - эритроциты, частично потеряв свою эластичность в результате действия на организм неблагоприятных факторов, не в состоянии проникать сквозь мельчайшие артериальные капилляры, что и создает в организме кислородный дефицит. Применение светокислородного эффекта позволяет восстановить эластичность эритроцитов и тем самым повысить иммунную защиту организма.

Заявляемый способ заключается в равномерном облучении поверхности тела пациента электромагнитным излучением в определенном спектральном интервале оптического диапазона длин волн и в течение определенного времени, которое зависит от индивидуальных характеристик пациента и параметров используемого устройства. Перед принятием световой процедуры измеряется мощность излучения и определяется коэффициент отражения (рассеяния) кожи конкретного пациента, так как воздействие оказывает только поглощенная энергия. Полученные данные вводят в компьютер, и по соответствующей программе рассчитывается индивидуальная продолжительность лечебного сеанса согласно выведенной авторами формуле:

где E_o(λ) - эталонное значение световой дозы облучения в джоулях, определенное с помощью объективного диагностического теста,

Р - мощность источника излучения в ваттах,

K_h - коэффициент отражения кожи пациента на выбранной длине волны,

Н - рост пациента в метрах,

М - вес пациента в килограммах,

R - радиус светоинтегрирующей камеры,

К_s - коэффициент диффузного отражения стенок камеры.

Основным элементом устройства, реализующего заявляемый способ, является светоинтегрирующая камера, принцип действия которой применительно к задачам оптических исследований описан в работе [6]. Камера представляет собой сферу с диффузно отражающими стенками, причем коэффициент отражения ее поверхности на выбранной длине волны составляет не менее 90%. В камере установлен источник излучения. Световой пучок от источника направляют на стенку камеры таким образом, чтобы свет после многократных отражений от стенок падал на поверхность тела пациента с разных сторон с равномерной интенсивностью. Источник излучения электрически и оптически связан с блоком диагностики и управления (БДУ), включающим фотодетектор, световодный коннектор, фотометр, интерфейс и компьютер.

Электрическая и оптическая связь излучателя с БДУ осуществляется следующим образом. С помощью известных способов деления оптического луча определенная часть света от излучателя отводится через световодный коннектор на фотодетектор, сигнал от которого поступает в устройство сопряжения с компьютером (интерфейс) и запоминается. Так определяется мощность излучения (оптическая связь). (Аналогично с помощью фотометра фиксируется коэффициент отражения кожного покрова пациента.) Излучатель включается по команде оператора, а выключается компьютерной программой, которая через интерфейс дает сигнал на исполнительный орган (выключатель). Так осуществляется электрическая связь излучателя с БДУ.

Устройство работает следующим образом. Индивидуальные параметры пациента - его рост и вес - вводятся в компьютер. Предварительно производится измерение мощности источника излучения фотодетектором и коэффициента отражения кожи пациента фотометром, эти данные через интерфейс поступают в компьютер, программа которого рассчитывает продолжительность облучения. Затем, по мере готовности пациента, через БДУ производится включение, и спустя рассчитанный программой промежуток времени выключение облучения; протокол процедуры фиксируется в памяти компьютера.

Пример. Источник излучения мощностью Р=1 Вт излучает на длине волны 1,264 мкм в максимуме наиболее сильной полосы светокислородного эффекта. В качестве источника использован полупроводниковый лазер. Светоинтегрирующая камера имеет радиус R=2 м при коэффициенте диффузного отражения на данной длине волны K_s=0,9, Пациент имеет рост Н=1,8 м и вес М=80 кг, а измерение коэффициента отражения его кожи на данной длине волны показало, что К_h=0,2. Определенная ранее по результатам испытаний оптимальная поглощенная доза Е₀=0,21 Дж. Подстановка всех данных в формулу, приведенную выше, дает τ=7,7 с. Итак, продолжительность лечебного сеанса для данного пациента равна 7,7 секундам.

Таким образом, заявляемый способ и устройство для его реализации удовлетворяют условиям безопасного и эффективного применения светотерапии с целью повышения иммунной защиты, сформулированным в результате комплексных лабораторных и экспериментально-клинических исследований механизмов биологического действия света. Спектральные и энергетические параметры излучения выбираются в соответствии с установленными закономерностями светокислородного эффекта. При этом устраняется произвол в выборе источника света и неопределенность в оценке величины поглощенной энергетической дозы, присущая известным способам и устройствам наружного (неинвазивного) облучения. Идея равномерного облучения поверхности тела, перенесенная из инструментария физической оптики и адаптированная в заявляемом изобретении к медицине, обеспечивает стандартизацию режима облучения независимо от субъективных факторов и ошибок персонала. Измерение средней плотности потока излучения в окрестности тела пациента и коэффициента отражения его кожи позволяет корректно определить индивидуальную продолжительность терапевтической процедуры и исключить случаи недооблучения (снижение эффективности воздействия) или переоблучения (обострение заболевания). Всестороннее облучение тела при полном отсутствии нагрева впервые сочетается с научно обоснованным неинвазивным способом воздействия и гарантией безопасности пациентов.

Источники информации

1. Берлиен Х-П., Мюллер Г.Й. Прикладная лазерная медицина. М.: Интерэксперт. 1997.

2. Ананченко В.Г. и др. Советская медицина, 1988, №6, с.67-71.

3. Борисова А.М. и др. Терапевтический архив, 1992, №5, с.111-116.

4. Патент RU 2110300 С1, 10.05.1998.

5. Захаров С.Д., Иванов А.В., Корочкин И.М., Данилов В.П. Лазерная медицина, т.10, №1, стр.4-9 (2006).

6. Тимофеев Ю.П. и др. Известия вузов. Материалы электронной техники. №4, стр.66-69 (2004).

1. Способ повышения иммунитета организма посредством облучения поверхности тела пациента оптическим излучением, отличающийся тем, что длину волны λ излучения выбирают внутри спектральных интервалов проявления светокислородного эффекта, перед облучением измеряют мощность излучения и коэффициент отражения кожи пациента на выбранной длине волны, затем облучают пациента в светоинтегрирующей камере в течение времени τ определяемом по формуле

где Е_о(λ) - эталонное значение световой дозы облучения в джоулях;

Р - мощность источника излучения в ваттах;

К_h - коэффициент отражения кожи пациента на выбранной длине волны λ;

Н - рост пациента в метрах;

М - вес пациента в килограммах;

R - радиус светоинтегрирующей камеры в метрах;

K_s - коэффициент диффузного отражения стенок камеры.

2. Устройство для повышения иммунитета организма, содержащее светоинтегрирующую камеру, в которой размещен источник оптического излучения, отличающееся тем, что камера выполнена в виде сферы, фотодетектор мощности источника оптического излучения и фотометр коэффициента отражения кожи пациента через интерфейс подключены к компьютеру, введенному в состав блока диагностики и управления и выполненному с возможностью расчета продолжительности облучения, а источник оптического излучения электрически и оптически через световодный коннектор связан с блоком диагностики и управления.