Метод и система адаптивної лазерної терапії (стр. 3 из 5)

Повний коефіцієнт дифузного відбиття розраховується як:

1

. (3)

У відповідності до рис.2 та (3) та з урахуванням, що 1

та 1 коефіцієнти відбиття і-их шарів визначаються як:

1

,(4)

1

1

,(5)

1

1

,(6)

1

1

1

1

. (7)

Порівняння зазначених моделей з розробленою графічно зображене на:

Повний коефіцієнт дифузного відбиття, як функція від 1, обчислені для складної експоненціальної (1

), експоненціальної (1 ), міграційної (1 ) та інтегральної (1 ) моделей.

Запропонована наступна схема реалізації методу ЛТ:

Функціонування системи, побудованої на основі наведеної схеми, здійснюється наступним чином: кожному біологічному об’єкту, в тому числі й організму людини, властиві електромагнітні поля, що властиво будь-якому метаболічному процесу, тому для з’ясування стану організму доцільно виявляти зміни його електромагнітних полів за допомогою чутника власних електромагнітних полів. Дані, отримані на початку при реєстрації цих полів, передають в систему цифрової обробки та керування, де порівнюватимуться з наступними вимірами при здійсненні лазерного впливу. Потім здійснюється електромагнітне опромінення ділянок організму мінімальної паспортної тривалості та потужності. Разом з тим здійснюється плинне відстеження оптичних параметрів біологічної тканини. Подальша обробка цих параметрів дає змогу корегувати терапевтичний електромагнітний вплив на БТ з метою виявлення необхідної дози опромінення.

Запропоновано наступну модель побудови системи лазерної терапії:

Наведена система містить чутник власних електромагнітних полів 1, який підключено до каналу електронної системи формування електричного сигналу. Канал електронної системи містить канал підсилення 7, канал реєстрації умовних торкань 8, канал небажаної ситуації 9, виходи останніх двох підключені до системи цифрової обробки сигналу та управління 18. Канал реєстрації умовних торкань виконує функцію визначення методики здійснення лазерної терапії: контактну, коли випромінюючий зонд перебуває в безпосередньому контакті з опромінюваною поверхнею; контактно-дзеркальну, коли зонд перебуває в контакті з опромінюваною поверхнею, через дзеркальне пристосування; дистантну (неконтактну) методику, коли є зазор між випромінюючим зондом і опромінюваною поверхнею. Використання каналу 8 обумовлене необхідністю адекватного сприйняття системою 18 даних про інтенсивність розсіяного назад світла.

Далі до складу системи входять канали підведення випромінювання до біологічної тканини та до фотоприймача, наприклад волоконно-оптичні, на рисунку вони позначені як 2, 3, 4, 5. Для забезпечення максимальної компактності їх можна розміщати в єдиному зонді 6. Канал 2 дозиметру оптичного випромінювання, узгоджено з системою паралельної обробки сигналів, яка складається з фотоприймача 10, вихід якого поєднаний з входом блоку підсилення 11. Сигнал з каналу 3 дозиметру оптичного випромінювання з інформацією про відбиту БТ біологічного об’єкту компоненту оптичного випромінювання подається на блок підсилення 12, вихід якого поєднаний з входом блоку обробки сигналів 13. Сигнали з блоків 11 та 12 подаються на блок 18 і, в залежності від даних обробки, блок 18 подає керуючі сигнали на блоки живлення 14 або 16 лазерів 15 або 17, які за допомогою каналів 4 або 5 зонду здійснюють опромінювання БТ БО однією або іншою довжиною хвилі (0,6328 або 0,81 мкм). Зазначимо, що канали 2, 3 та блоки 10, 12 використовуються для визначення дози лазерного випромінювання.

Зонд 6 призначений для комплексної лазерної терапії при опроміненні світловим випромінюванням двох довжин хвиль. Оцінку лазерного впливу здійснюють шляхом аналізу світлового сигналу, який характеризує оптичні параметри БТ. Канали 2, 3 зонду виконують функцію дозиметру оптичного випромінювання. Крім того, аналіз розподілу світлових полів на виході каналу 2, 3 дає можливість описувати зміну оптичних параметрів біологічної тканини для подальшого порівняння з даними, зареєстрованими під час проведення опромінювання.

Світлове монохроматичне випромінювання надходить на БТ від джерела випромінювання, оптично узгодженого з світловодами каналів 4, 5.

Оптичним зондом 6 проводиться спостереження за станом БТ, у даному випадку працюють магнітоіндукційний чутник 1 та канал 2. На основі отриманих результатів в блоці 18 здійснюється вмикання одного з каналів та проводиться опромінювання певної довжини хвилі та певної потужності. Одночасно з опромінюванням відбувається плинне спостереження каналами 2, 3 за зміною оптичних характеристик БТ, яка опромінюється. Канали 2, 3 в залежності від зареєстрованих сигналів, що характеризують повний або часткові коефіцієнти дифузного відбиття, здійснює за допомогою блока 18 керування потужності та черговості дії лазерного випромінювання. Таким чином провадиться адаптивний механізм роботи запропонованої системи.

У третьому розділі описано принципи вимірювання, аналізу та застосування властивостей лазерного випромінювання у медицині, що базується на використанні широкого кола явищ, пов’язаних із різноманітними проявами взаємодії цього випромінювання з БТ.

У відповідності до запропонованої моделі поширення оптичного випромінювання в багатошарових біологічних тканинах, відстеження розсіяного назад лазерного випромінювання проводиться на ділянці [х1; х4]. Тому для повного аналізу динаміки змін оптичних характеристик окремих шарів біологічної тканини, а відтак і загальних тенденцій в оцінці впливу лазерного випромінювання на БТ, розроблено принципи побудови чутника реєстрації розсіяного назад лазерного випромінювання, який забезпечить функціонування в зазначеній геометрії значень. Для цього у якості чутника оптичного випромінювання може використовуватись фотометрична головка у вигляді еліпсоїда обертання (Рис.6). Дана фотометрична головка розроблена для покращення енергетичних оптичних характеристик досліджуваного потоку випромінювання, відбитого від БТ. У фокальних площинах цього дзеркала розміщені відповідно досліджувана БТ та приймач випромінювання, що дозволяє ефективніше концентрувати відбите випромінювання на приймачі випромінювання. Така конструкція чутника оптичного випромінювання забезпечує реєстрацію всіх часткових коефіцієнтів дифузного відбиття, які характеризують оптичні властивості окремих шарів біологічної тканини.

Позаяк значна частина лазерного випромінювання, яку спрямували в БТ, розсіюється та поглинається в другому шарі (рис.2), розроблено конструкцію електромагнітної волоконно-оптично системи лазерної терапії, що дозволяє аналізувати динаміку зміни другого часткового коефіцієнту дифузного відбиття (5). Система терапії знаходиться в стані присутності умовного контакту між БТ і комплексним чутником, тобто щілині величиною z між чутливими елементами системи реєстрації торкання. Виникаючі при цьому електромагнітні поля реєструють індукційними чутниками 1 (рис.7) встановлені в опромінюючому зонді системи, яка пропонується.

Рис.7 Опромінюючий зонд: 1 – індукційний відчутник; 2, 3 - світловоди відведення випромінювання від червоного та інфрачервоного лазерів відповідно; 4, 5 – світловоди передачі розсіяного БТ ЛВ до ФП; 6 – зонд.

На базі функціональних та принципових схем побудовано та досліджено периферійні модулі системи ЛТ. Виконано дослідження експериментально зразка системи, який функціонально призначений для акупунктурної ЛТ на підставі апаратного аналізу біологічно активних точок.

Як досліджувальну ділянку тіла використано першу фалангу мізинця пацієнту. Біологічно активні зони (акупунктурні точки) належать меридіану, який характеризує серцево-судинну систему організму людини. Пошук точок здійснювався за допомогою методу Фоля. Було досліджено 63 пацієнта віком від 18 до 30 років. Дванадцять пацієнтів скаржилися на певні болі в серці, з медично встановленими діагнозами захворювання серцево-судинної системи N = (1 - 12) (Таблиця 1). Після опромінювання точки C(V) 9 на протязі 30 с виміряні значення напруженості електромагнітного поля довели, що стимульоване електромагнітне поле організму для практично здорових людей збільшується помітно, в той час як для хворих значення напруженості електромагнітного поля навіть зменшено, тобто потрібно підбирати інші інтервали часу для стимуляції. Проте зареєстровані результати характеристик полів доводять помітний вплив лазерного випромінювання на БТ, що дозволяє ввести показник адекватності у вигляді знаку зміни параметрів організму людини. Збільшення величини напруженості електромагнітного поля після короткотривалого лазерного впливу свідчить про збудження середовища акупунктурної точки, що дозволяє припустити, що таким чином "вмикаються" захисні редути організму, або певного органу чи системи, яка до цього впливу знаходилася у стані рівноваги.