Большая энциклопедия техники

Коллектив авторов

Началом существования оптического квантового генератора считается 1960 г., поскольку именно в этом году был создан первый в мире лазер. Впоследствии конструкция претерпевала изменения, что сделало его более удобным прибором. И он получил применение в самых различных областях, в том числе в биологии и медицине.

Свое широкое распространение оптические квантовые генераторы получили за счет того, что обладали рядом специфических свойств излучения.

Лазеры применяются в офтальмологии и дерматологии, онкологии и стоматологии, лабораторной и функциональной диагностике и др. Но наиболее правильным будет

не перечисление областей медицины, где нашли применение лазеры, а выявление тех направлений, которые вытекают из взаимодействия лазерного излучения с биологическим объектом.

Таких направлений можно выделить три: лазерная хирургия, лазерная терапия, а также макро– и микродиагностика. Причем первые два направления ориентированы на воздействие лазерного света на биологический объект с определенными лечебными целями, а последнее направление – на получение информации о биологическом объекте на основе изучения свойств вторичного излучения.

В основе лазерной хирургии лежит использование высокоинтенсивных оптических квантовых генераторов, тогда как в лазерной терапии применяются низкоинтенсивные оптические квантовые генераторы.

Что же касается двух остальных видов лазерной диагностики, то макродиагностика – это процесс исследования органов и клеток. Микродиагностика – это процесс исследования биологических объектов на молекулярном уровне. В основном макродиагностика применяется в практической и теоретической медицине, а микродиагностика – для фундаментальных биологических исследований.

Основное замечательное свойство лазерного излучения – монохроматичность (излучение светового потока на одной частоте) – применяется в терапии различных органов.

Один из механизмов лазерной терапии обусловлен следующими факторами: при лазерном облучении на живую ткань приходится огромное количество одинаковых фотонов, которые способствуют возбуждению биомолекул.

При этом возбужденная молекула либо сама принимает участие в химической реакции, либо передает свое возбуждение следующей молекуле, которая тоже участвует в биологическом процессе. Как правило, большинство результатов подобных реакций благотворно влияют на состояние того или иного органа или ткани. Удивительно, что при таком биохимическом воздействии лазера на организм пациент не ощущает никакого влияния на себя. Иной механизм лазерного терапевтического действия – влияние некоторых лазерных лучей на микрофлору тканей.

Стоит назвать некоторые заболевания, при терапевтическом лечении которых используются различные типы лазеров:

1) дерматология:

а) трофические и долго не заживающие раны и язвы;

б) экземы, красный, плоский и опоясывающий лишай;

в) рецидивирующий герпес, локальный зуд кожи;

2) ортопедия:

а) замедленная консолидация и несрастающиеся кости при переломах;

б) ревматоидный артрит;

3) невропатология:

а) остеохондроз позвоночника;

б) невралгия тройничного нерва;

4) оторингология:

а) хронические тонзиллиты;

б) воспаление среднего уха.

Уровень направленности лазерного излучения позволяет считать луч лазера почти параллельным световым потоком, т. е. угол расходимости очень мал. За счет сильной фокусировки лазерного луча обеспечивается высокая интенсивность света в области

фокуса, что дает возможность разогрева биологических объектов до высоких температур.

Именно это лежит в основе лазерного скальпеля и, как следствие, – лазерной хирургии. Стоит обратить внимание, что температура биоткани в фокусе лазерного скальпеля достигает порядка 400 °С.

Основными достоинствами лазерной хирургии являются: стерильность лазерного скальпеля; бескровность операции, которая связана с коагуляцией микрососудов; возможность проведения достаточно сложных операций и др. Другими словами, оптический квантовый генератор является наилучшим достижением техники, применяемой в медицине, поскольку обладает огромным количеством положительных аспектов, что позволяет считать лазер чудом технического прогресса.

Как правило, лазеры классифицируются по различным принципам, таким как:

1) тип активного рабочего вещества;

2) способ возбуждения активного рабочего вещества;

3) режим работы лазера;

4) выходные характеристики генерируемого ОКГ-излучения, что особенно важно в медицине.

Аппарат ультразвуковой терапии

Аппарат ультразвуковой терапии – это прибор, который применяют для физиотерапевтического лечения многих заболеваний.

Наиболее широкое применение ультразвуковая терапия нашла при лечении гнойных ран в диапазоне низких частот (25—27 кГц). Это осуществляется за счет того, что под воздействием низкочастотного ультразвука в жидкостях в связи с большими колебаниями давления начинается так называемая кавитация, другими словами, происходят разрывы жидкой среды с образованием пустот, что визуально напоминает кипение воды. На поверхности кавитационных пузырьков образуются электрические заряды и поля, которые могут достигать напряжения нескольких сотен вольт на каждый сантиметр.

Аппарат ультразвуковой терапии по своей конструкции состоит из малогабаритного генератора низкочастотного ультразвука, оформленного в виде небольшого прямоугольного ящичка.

На передней панели генератора располагаются две ручки: одна отвечает за общую настройку аппарата, а вторая – за точную настройку. Рядом под стеклом имеются шкала и стрелка указателя рабочей частоты, т. е. той частоты, на которой работает прибор в данную минуту.

В нижней же части имеются контакты для подключения гибких электрокабелей, соединяющих сам генератор с акустическим узлом – одним из основных компонентов аппарата ультразвуковой терапии. Амплитуда колебаний рабочего конца звуковода составляет 40—45 мкм, а рабочая частота примерно – 26 кГц. Сам аппарат работает от обычной сети, напряжение которой составляет 220 В, потребляет при этом 350 Вт.

Помимо этого, в устаревших моделях имеется педаль дистанционного включения, в современных аппаратах ультразвуковой терапии данная система полностью автоматизирована. Необходимо сказать, что генератор еще снабжен тремя акустическими узлами и девятью звуководами различной формы, за счет чего возможна обработка ран различной глубины и конфигурации.

Именно посредством данной аппаратуры осуществляется ультразвуковая обработка повреждений на теле больного. Некоторые специалисты изготавливают специальные дополнительные звуководы.