Инфракрасный свет – практикум невидимо тёплого излучения. Инфракрасные лучи: польза и вред, действие на организм человека

Различные достижения науки и техники широко используются в медицинской практике, как для диагностики, так и для терапии различных патологических состояний. На сегодняшний день даже в небольших поликлиниках есть ряд приборов, которые делают диагностику и лечение простыми, доступными и эффективными. Так медиками широко применяется инфракрасное излучение или инфракрасные лучи, которые были открыты еще более двухсот лет назад. Они обладают множеством качеств, и используются в лечебных и профилактических целях. Итак, темой нашего сегодняшнего разговора станет инфракрасное излучение в медицине, использование которого обсудим чуть более подробно.

Как влияет инфракрасное излучение на человека?

На сегодняшний день медики пришли к выводу, что инфракрасные лучи характеризуются довольно большим спектром действия. Они отлично активируют обменные процессы, способствуют расширению сосудов (среди которых и капилляры) и активизируют процессы капиллярного кровообращения. Также инфракрасное излучение характеризуется спазмолитическими качествами (может устранять спазмы) и нейтрализует болезненные ощущения. Подобный метод влияния на организм оказывает еще и выраженное противовоспалительное воздействие и способствует активации внутриклеточных реакций.

Если инфракрасные лучи применяются в умеренной дозировке, они характеризуются общеоздоровительными свойствами.

На сегодняшний день учеными разработано множество препаратов, которые широко применяют в физиотерапевтическом лечении. Однако стоит отметить, что неумеренное применение излучения в медицине, даже казалось бы безобидных инфракрасных лучей, вызывает ожоги и прочие негативные реакции в организме.

Как применяют инфракрасные лучи?

Так как инфракрасное излучение стимулирует расширение сосудов и ускорение кровотока, оно используется в медицинской практике для улучшения и активации кровообращения. При обращении коротких инфракрасных лучей на кожу, происходит раздражение ее рецепторов, из-за чего гипоталамус подает сигнал о необходимости расслабления гладким мышцам, расположенным в кровеносных сосудах. Благодаря этому происходит расширение капилляров, вен и артерий, также ускоряется кровоток.

Инфракрасное излучение стимулирует активацию метаболизма на клеточном уровне и помогает на порядок оптимизировать течение процессов нейрорегуляции.

Применение инфракрасного излучения в медицине положительно сказывается на общем состоянии иммунитета. Активная выработка макрофагоцитов приводит к ускорению фагоцитоза, другими словами защитные реакции организма усиливаются на клеточном и жидкостном уровнях. Параллельно стимулируется выработка аминокислот, также усиленно вырабатываются ферменты и питательные вещества.

Инфракрасные лучи применяются в медицине в качестве отличного обеззараживающего средства. Их воздействие на организм приводит к гибели ряда бактерий, а также к нейтрализации значительного количества агрессивных веществ.

В каких случаях применяют инфракрасные лучи в медицине?

Инфракрасную терапию применяют как составляющую часть комплексного лечения. Она позволяет справиться с сильными болями, уменьшая степень их выраженности и даже устраняя болевой синдром. Такое воздействие приводит к восстановлению водно-солевого баланса, к улучшению процессов памяти. Инфракрасное лечение позволяет достичь лимфодренажного эффекта, нормализовать кровообращение (и в головном мозгу) и насыщение кровью тканей. Также такая терапия помогает нормализовать давление, ускорить выведение токсинов и солей тяжелых металлов, ускорить синтез эндорфинов и мелатонина. Еще ее проведение активизирует выработку гормонов.

Инфракрасное излучение помогает уничтожить ряд патогенных организмов, в том числе и грибковых, а также подавить рост и активность раковых клеточек. Подобное воздействие характеризуется противоядерными качествами и стимулирует работу и восстановление иммунитета.

При терапии инфракрасными лучами достигается дезодорирующий эффект, устраняется гипертонус и чрезмерное напряжение мышц. Такое лечение помогает избавиться от эмоционального напряжения, нормализовать сон и оптимизировать функции внутренних органов.

Болезни, которые лечат инфракрасным излучением

Инфракрасные лучи помогают справиться с рядом недугов дыхательной системы: с пневмонией, гриппом и бронхиальной астмой. Они могут применяться в коррекции онкологических заболеваний и аденомы. Такая терапия способствует устранению спаек, лечению язвенных поражений ЖКТ и эпидемического паротита.

Инфракрасное излучение помогает справиться с ожирением, варикозным расширением вен, отложениями солей. Его применяют для устранения шпор, натоптышей, мозолей, плохо заживающих ран и целого ряда кожных заболеваний. Медики используют свойства инфракрасных лучей в терапии ожогов, обморожений и пролежней.

Еще такое воздействие способствует терапии сосудистых недугов, болезней периферической нервной системы и паралича.

Активация обменных процессов и нормализация кровотока при терапии инфракрасными лучами помогает органам и тканям поскорее восстановиться и вернуться к полноценной деятельности. А систематическое и умеренное влияние позволяет повысить тканевую регенерацию, устранить воспаления, защититься от инфекций и повысить местную сопротивляемость.

На сегодняшний день аппараты инфракрасного излучения находятся практически в каждой поликлинике в физиотерапевтическом кабинете.

Для того, чтобы понять принцип работы инфракрасных излучателей, необходимо представлять себе суть такого физического явления как инфракрасное излучение.

Диапазон инфракрасного излучения и длина волны

Инфракрасное излучение - это разновидность электромагнитного излучения, занимающего в спектре электромагнитных волн диапазон от 0,77 до 340 мкм. При этом диапазон от 0,77 до 15 мкм считается коротковолновым, от 15 до 100 мкм - средневолновым, а от 100 до 340 - длинноволновым.

Коротковолновая часть спектра примыкает к видимому свету, а длинноволновая сливается с областью ультракоротких радиоволн. Поэтому инфракрасное излучение обладает как свойствами видимого света (распространяется прямолинейно, отражается, преломляется как и видимый свет), так и свойствами радиоволн (оно может проходить сквозь некоторые материалы, непрозрачные для видимого излучения).

Инфракрасные излучатели с температурой на поверхности от 700 С до 2500 С имеют длину волны 1,55-2,55 мкм и называются "светлыми" - по длине волны они ближе к видимому свету, излучатели с более низкой температурой поверхности имеют большую длину волны и называются "темными".

Источники инфракрасного излучения

Вообще говоря, любое тело, нагретое до определенной температуры, излучает тепловую энергию в инфракрасном диапазоне спектра электромагнитных волн и может передавать эту энергию посредством лучистого теплообмена другим телам. Передача энергии происходит от тела с более высокой температурой к телу с более низкой температурой, при этом, разные тела имеют различную излучающую и поглощающую способность, которая зависит от природы двух тел, от состояния их поверхности и т.д.

Электромагнитное излучение обладает квантово-фотонным характером. При взаимодействии с веществом фотон поглощается атомами вещества, передавая им свою энергию. При этом возрастает энергия тепловых колебаний атомов в молекулах вещества, т.е. энергия излучения переходит в теплоту.

Суть лучистого отопления состоит в том, что горелка, являясь источником излучения, генерирует, формирует в пространстве и направляет тепловое излучение в зону обогрева. Оно попадает на ограждающие конструкции (пол, стены), технологическое оборудование, людей, находящихся в зоне облучения, поглощается ими и нагревает их. Поток излучения, поглощаясь поверхностями, одеждой и кожей человека, создает тепловой комфорт без повышения температуры окружающего воздуха. Воздух в обогреваемых помещениях, оставаясь практически прозрачным для инфракрасного излучения, нагревается за счет "вторичного тепла", т.е. конвекции от конструкций и предметов, нагретых излучением.

Свойства и применение инфракрасного излучения

Установлено, что воздействие инфракрасного радиационного отопления благоприятно сказывается на человеке. Если тепловое излучение с длиной волны больше 2 мкм воспринимается в основном кожным покровом с проведением образовавшейся тепловой энергии внутрь, то излучение с длиной волны до 1,5 мкм проникает через поверхность кожи, частично нагревает ее, достигает сети кровеносных сосудов и непосредственно повышает температуру крови. При определенной интенсивности теплового потока его воздействие вызывает приятное тепловое ощущение. При лучистом обогреве человеческое тело отдает большую часть избыточного тепла путем конвекции окружающему воздуху, имеющему более низкую температуру. Такая форма теплоотдачи действует освежающе и благоприятно влияет на самочувствие.

В нашей стране изучение технологии инфракрасного отопления ведется с 30-х годов как применительно к сельскому хозяйству, так и для промышленности.

Проведенные медико-биологические исследования позволили установить, что системы инфракрасного отопления более полно отвечают специфике животноводческих помещений, чем конвективные системы центрального или воздушного отопления. Прежде всего, за счет того, что при инфракрасном обогреве температура внутренних поверхностей ограждений, особенно пола, превышает температуру воздуха в помещении. Этот фактор благоприятно сказывается на тепловом балансе животных, исключая интенсивные потери тепла.

Инфракрасные системы, работающие совместно с системами естественной, вентиляции обеспечивают снижение относительной влажности воздуха до нормативных значений (на свинофермах и в телятниках до 70-75% и ниже).

В результате работы этих систем температурно-влажностный режим в помещениях достигает благоприятных параметров.

Применение систем лучистого отопления для сельскохозяйственных зданий позволяет не только создавать необходимые условия микроклимата, но и интенсифицировать производство. Во многих хозяйствах Башкирии (колхоз им. Ленина, колхоз им. Нуриманова) значительно увеличилось получение приплода после внедрения инфракрасного отопления (увеличение опороса в зимний период в 4 раза), возросла сохранность молодняка (с 72,8% до 97,6%).

В настоящее время система инфракрасного отопления установлена и отработала уже один сезон на предприятии "Чувашский бройлер" в пригороде г. Чебоксары. По отзывам руководителей хозяйства, в период минимальных зимних температур -34-36 С система работала бесперебойно и обеспечивала требуемое тепло для выращивания птицы на мясо (напольное содержание) в период 48 дней. В настоящее время ими рассматривается вопрос об оборудовании инфракрасными системами остальных птичников.

Немного истории. Инфракрасные лучи для лечения болезней начали использоваться с античных времен, когда врачи применяли горящие угли, очаги, нагретое железо, песок, соль, глину и т.п. для излечения обмораживания, язв, карбункулов, ушибов, кровоподтеков и т.д. Гиппократ описывал способ их применения для обработки ран, язв, повреждений от холода.

В 1894 г. Келлог ввел в терапию электрические лампы накаливания, после чего инфракрасные лучи были с успехом применены при заболеваниях лимфатической системы, суставов, грудной клетки (плевриты), органов брюшной полости (энтериты, рези и т.п.), печени и желчного пузыря. Этими же лампами стали лечить невралгии, невриты, миальгии, мышечную атрофию, кожные заболевания (фурункулы, карбункулы, абсцессы, пиодермиты, импетиго, сикозы и т.д.), экземы, накожные сыпи (оспа, рожа, скарлатина и т.д.), волчанку, келоиды и уродующие шрамы, травматические повреждения: вывихи, переломы, мышечные контрактуры, остеиты, гидроартрозы, артрозы). Инфракрасные лучи нашли применение в качестве средства для исправления переломов, активизации обмена в парализованных органах, ускорения окисления, воздействующего на общий обмен веществ, стимулирования эндокринных желез, исправления последствий неправильного питания (ожирение), заживления ран и т.д.

Позже для применения инфракрасных лучей было разработано различное медицинское оборудование для создания испарины, солнечных ванн, загара, а также простые излучатели, в которых использованы нагревательные элементы при высокой температуре: солнечные концентраторы, инфракрасные лампы. Ранее считалось, что инфракрасные лучи не оказывают никакого химического, биологического или прямого физиологического действия на ткани, а эффект, производимый ими, основан на их проникновении и поглощении тканями, вследствие чего инфракрасные лучи, как считалось, играют, в основном, тепловую роль. Действие инфракрасных лучей сводилось к их косвенному проявлению - изменению теплового градиента в коже либо на ее поверхности.

Впервые биологическое действие ИК-излучения было обнаружено по отношению к культурам клеток, растениям, животным. В большинстве случаев подавлялось развитие микрофлоры. У людей и животных активизировался кровоток, и, как следствие этого, ускорялись процессы обмена. Было доказано, что инфракрасные лучи оказывают одновременно болеутоляющее, антиспазматическое, противовоспалительное, циркуляторное, стимулирующее и отвлекающее действие.

Левицкий В.А. (1935) выдвинул концепцию, согласно которой биохимический эффект инфракрасного излучения обусловлен 1-фотохимическим действием в результате поглощения его белками кожи и активацией ферментативных процессов внутри клетки, благодаря глубокому внутриклеточному прониканию инфракрасных лучей. Насонов и Александров (1940) также считали белки основной резонирующей субстанцией, в которой под воздействием инфракрасного излучения разыгрываются фотохимические процессы.

Исследователи отметили, что инфракрасные лучи улучшают циркуляцию крови, а вызванная инфракрасными лучами гиперемия оказывает болеутоляющее действие. Также замечено, что хирургическое вмешательство, проведенное при инфракрасном излучении, обладает некоторыми преимуществами - переносятся легче послеоперационные боли, быстрее происходит и регенерация клеток. К тому же инфракрасные лучи, по-видимому, позволяют избежать внутреннего охлаждения в случае открытой брюшной полости. Практика подтверждает, что при этом понижается вероятность операционного шока и его последствий. Применение ИК-лучей у обожженных больных создает условия для удаления некроза и проведения ранней аутопластики, снижает сроки лихорадки, выраженность анемии и гипопротеинемии, частоту осложнений, предупреждает развитие внутрибольничной инфекции.

ИК-излучение также позволяет ослабить действие ядохимикатов. В настоящее время многие врачи и больные продолжают использовать в процессе лечения обычные ИК-лампы (например, так называемая, синяя лампа). Однако терапия ИК-излучением широкого спектра имеет и свои минусы. Эти минусы связаны с наличием в широком спектре ИК-излучения его короткой части (или как мы его называем ближнего диапазона)

Прежде всего чрезмерное облучение широким спектром ИК-лучей приводит не только к быстро проходящей эритеме, но и ожогу. Наблюдались случаи появления опухоли на лице у рабочих - металлургов. Также отмечены случаи дерматита, вызванного инфракрасными лучами. Редко отмечались несчастные случаи от сильного облучения на слишком больших поверхностях (тепловой удар). Слишком продолжительные сеансы ИК-терапии способствуют развитию астении. Наконец, имеет место обострение болей.

В практике использования широкого спектра инфракрасных лучей реальной опасностью, о которой надо постоянно помнить, является повреждение глаз. Именно для органов зрения инфракрасные лучи, особенно в интервале 0,76-1,5 мкм, представляют опасность. Продолжительное и достаточно сильное воздействие инфракрасных лучей может привести к тяжелым несчастным случаям, так как никакого экранирования не происходит, и инфракрасные лучи свободно действуют на все части глаза. Излучения с длиной волны 1-1,9 мкм особенно нагревают хрусталик и водянистую влагу. Это вызывает различные нарушения, главным из которых является фотофобия (светобоязнь) - сверхчувствительное состояние глаза, когда нормальное световое воздействие порождает болезненные ощущения. Фотофобия часто не зависит от обширности повреждения: при небольшом повреждении глаза больной может чувствовать себя тяжело пораженным.

Дальнее ИК- излучение в медицинской практике

Для того, чтобы понять причину возникновения отрицательных реакций ИК- излучения на организм, вспомним, что квантовая энергия излучения обратно пропорциональна длине волны. Если учесть, что наше собственное излучение лежит в пределах 9-10 мкм, то использование ИК с длиной волны 1,5 мкм обладает энергией в 6 раз большей, чем наше собственное излучение. Именно это излучение, обладающее большой квантовой энергией, и обуславливает появление отрицательных эффектов при применении широкого спектра инфракрасного излучения. Кроме того, следует отметить, что вода имеет максимумы поглощения в диапазоне 1,3 мкм и 2,7 мкм. Учитывая, что мы на две трети состоим из воды, можно объяснить и то отрицательное воздействие, которое оказывает ИК-излучение ближнего диапазона при высоких уровнях.

Как использовать полезные свойства ИК-излучения и избежать в то же время его минусов? Начнем с того, что уже известно. Первые сведения о положительном влиянии дальних инфракрасных лучей на организм человека появились еще в 40-50 годы двадцатого столетия: "Инфракрасные лучи могут в этой области противодействовать эффекту от ультрафиолетовых лучей или далее уничтожать его. Так как инфракрасные лучи, как, впрочем, и все другие средства нагревания, препятствуют образованию фотоактивности, возникающей под действием ультрафиолетовых лучей в жирах."

В последние годы в зарубежной литературе в диапазоне появились публикации о результатах применения инфракрасного излучения от 2 до 8 мкм. В частности, опубликованы данные о результатах применения инфракрасной сауны для лечения диабетических ангиопатий, трофических язв. Эффективность действия авторы объясняют активизирующим влиянием применяемого излучения на первичные NO радикалы, что способствует более быстрой регенерации тканей.

В своих работах авторы используют только один вид излучателя, имеющего достаточно широкий спектр излучения. Однако, как известно, каждое вещество, а значит и каждая межмолекулярная связь имеет свой определенный спектр, как излучения, так и поглощения. Это значит, что ткани организма обладают селективной чувствительностью, что и поддерживает их жизнедеятельность.

Поэтому было бы целесообразнее для успешного лечения больных использовать узкие спектры дальнего ИК-диапазона. Именно такие узкоспектральные излучатели разработаны на основе оксидной керамики в Институте Материаловедения. Спектр их излучения лежит в диапазоне от 8 до 50 мкм. Это является принципиально важным моментом, т.к. означает, что квантовая энергия преобразованного керамикой излучения находится в пределах квантовой энергии собственного излучения человека или же ниже ее, и, соответственно, не может оказывать отрицательное воздействие на физиологические процессы организма человека. Это объясняется тем, что патологические процессы сопровождаются, как правило, снижением интенсивности собственного излучения и имеют более слабые межмолекулярные связи, и для их восстановления нужны энергии, не превышающие собственного излучения организма человека. Излучатели имеют различные временные характеристики и могут быть непрерывными, импульсными или излучать энергию в сложной временной последовательности.

Механизм действия ИК-излучателей

А. Серия К (регистрационное удостоверение № УЗТТ 00798) - рабочий диапазон длины волн полезного излучения 9,5 мкм. Хорошо известно, что нормальный обмен веществ не означает неизменное, "замороженное" состояние всех реакций организма, он изменяется в зависимости от внешних и внутренних факторов. Все должно рассматриваться в динамике - адекватном ответе на внешние или внутренние раздражители (процессы). В организме человека непрерывно происходят различные процессы, ход которых представляет собой цепь химических реакций, протекающих в строгой последовательности.

Большинство химических реакций, происходящих в организме человека, являются фотохимическими с резонансом в области собственного излучения человека, поэтому скорость и согласованность их протекания находится в строгой зависимости от мощности этого излучения. Закономерно предположить, что если извне подать энергию, соответствующую излучению организма человека, это будет способствовать восстановлению (согласованию) скоростей химических реакций и, соответственно, восстановлению процессов. Избыточное излучение не окажет отрицательного воздействия, так как скорость реакций ограничивается наличием необходимых компонентов в данный момент времени для конкретной реакции. Керамические материалы серии К позволяют получить излучение, соответствующее излучению человека.

Многочисленные исследования свидетельствуют об иммунокоррегирующем действии данного вида излучения. Так, экпериментальными исследованиями подтверждено иммунокоррегирующее действие этих излучателей при иммунодефицитных состояниях различной природы (голодании, отравлении четыреххлористым углеродом, применении иммунодепрессантов). Применение излучателей приводило к восстановлению показателей как клеточного, так и гуморального звена иммунитета. Серия R (регистрационное удостоверение № УЗТТ 00898) - рабочий диапазон длины волны полезного излучения 16.25 мкм. Излучатели серии R обладают антиоксидантным действием.

Испуская два последовательных импульса за очень короткое время (миллионные доли секунды), излучатель RC нейтрализует активный радикал. Первый импульс длится 10 мкс, при плотности энергии 320 Вт на см2. Он способствует образованию свободных радикалов из гидроперекисей и супероксидов. Второй импульс длится приблизительно 13 мкс и способствует рекомбинации образовавшихся радикалов.

Действие излучателей серии G (регистрационное удостоверение № УЗТТ 00698) - рабочий диапазон длины волны полезного излучения 8,2 и 6,4 мкм. Излучатель GI создан на основе материалов, используемых для синтеза излучателя RC. В отличие от последнего, основным материалом является муллит, который получается по специальной технологии и имеет ширину спектра пропускания до 40 микрон. Доля материалов RC в материале GI составляет 0.5%. Результатом добавления к керамическому материалу RC муллита является "разбавление" интенсивности потока его излучения и снижение частоты импульсов. Таким образом, получаемое излучение оказывает более "мягкое" действие, чем действие материала RC.

Излучение эмиттеров типа GI обладает антибактериальным действием, оказывает восстанавливающее действие: 1-на состояние иммунной системы путем нормализации микрофлоры кишечника и, особенно, в его мукоидном слое; 2-на процессы диссоциации липопротеидов и связанных с белками гормонов, 3-на процессы синтеза простогландинов.

Излучатель GI применялся при лечении заболеваний воспалительной природы (бронхиты, пневмонии, простатиты и пр.), при нарушения жирового обмена.

Излучатели серии Z

ZB (ЗК) - предназначен для перевода нерастворимых соединений (тромбы, атеросклеротические бляшки, патологический коллаген и др.) в растворимое состояние и вывода их из организма (регистрационное удостоверение № УЗТТ 00898) - рабочий диапазон длины волн полезного излучения 22,5 мкм.

Результаты собственных исследований

Нами для улучшения результатов лечения перитонитов применены излучатели GI (ГЛ) и RC (P2M). Исследования проведены у 56 больных с перитонитом в возрасте от 16 до 87 лет (средний возраст 37,8). Из них 17 (30,0%) женщины и 39 (70,0%) мужчины. Исследованные больные были разделены на 2 группы: I группу составили 27 больных с перитонитом (10 больных с перфоративной язвой двенадцатиперстной кишки, 6 - с деструктивным аппендицитом, 4 - с пельвиоперитонитом, 1 - с деструктивным панкреатитом, 5 - с острой кишечной непроходимостью и 1 больной с тромбозом мезентериальных сосудов), лечение которых проведено общепринятым методом: оперативное вмешательство с тщательной санацией брюшной полости и ликвидацией патологического очага, дезинтоксикационная терапия, антибиотикотерапия, общеукрепляющие средства, обработка раны и др., II группу составили 29 больных с перитонитом (8 больных с перфоративной язвой двенадцатиперстной кишки, 9 - с деструктивным аппендицитом, 5 - с острой кишечной непроходимостью, 1 - с деструктивным панкреатитом, 3-е деструктивным холециститом, 1 - с острым мезоденитом, 1 - с перфорацией тонкого кишечника, 1 - с проникающим колото-резаным ранением живота), которым наряду с традиционным лечением проводилась терапия методом "Infra-R". Воздействие УИК-излучателями проводилось как во время операции (использовались излучатели локального действия), так и в послеоперационном периоде (использовались излучатели общего и локального действия) по 10 минут одновременно 2 раза в день) ежедневно в течение 5 суток.

У всех больных исследовали состояние перекисного окисления липидов (по содержанию ацилгидроперекиси и по уровню малонового диальдегида), антиокислительной защиты (по активности ферментов супероксиддисмутазы и каталазы) и степень эндогенной интоксикации (по концентрации средних молекулярных пептидов и по сорбционной способности эритроцитов). Контролем служили полученные данные от 20 практически здоровых лиц. Кровь на анализ брали до операции и на 3-и, 5 сутки после операции.

У 54 больных (мужчин - 40, женщин - 14) изучен бактериальный пейзаж перитонеального экссудата. I группу составили 24 больных с перитонитом, лечение которых проведено общепринятым методом, а II группу составили 30 больных с перитонитом, которым наряду с традиционным лечением как во время операции (локальные), так и в послеоперационном периоде (по 10 мин. одновременно локальными и стационарными излучателями) ежедневно в течение 5 суток проводили воздействие узкоспектральными инфракрасными керамическими излучателями. Посев экссудата проводили в начале и в конце операции, затем через сутки и трое суток после операции.

Проведенные нами исследования показывают, что применяемые обычные методы послеоперационного ведения больных являются недостаточно эффективными в восстановлении нарушенных метаболических показателей. У этих больных степень обсемененности перитонеального экссудата к концу операции и в первый день после операции не уменьшалась, в некоторых случаях повышалась. К концу 3 суток микрофлора не исчезала, у некоторых больных отмечалась замена грамположительной микрофлоры на грамотрицательную. Это проявилось тяжелым течением послеоперационного периода.

Сочетание применения последовательного курса терапии с использованием узкоспектрального инфракрасного излучения (УИКИ) вместе с общепринятым методом повышает эффективность лечения, направленного на коррекцию выявленных нарушений системы ПОЛ - АОЗ, параметров эндотоксемии, ускоряет заживления ран, приводит к снижению обсемененности перитонеального экссудата, исчезновению грамотрицательной флоры, а в 85,7% случаях через трое суток после операции микрофлора не обнаруживалась, что способствовало благоприятному течению заболевания.

Методика использования излучателей

Применение излучателей в период операции

Излучатели устанавливаются в область операционной раны:
. Излучатель локального действия RC - 10 минут;
. Излучатель локального действия GI - 10 минут.

Применение излучателей в послеоперационном периоде

Применение излучателей в послеоперационном периоде проводится в течение 5 дней:
. Излучатель общего действия RC - 10 минут;
. Излучатель общего действия GI - 10 минут.

В период экспозиции излучателей общего действия на область раны проводится лечение и локальными излучателями:
. Излучатель RC - 10 минут;
. Излучатель GI - 10 минут.

Инфракрасное излучение - это часть спектра излучения Солнца, которая непосредственно примыкает к красной части видимой области спектра. Человеческий глаз не в состоянии видеть в этой области спектра, но мы можем чувствовать это излучение, как тепло.

Инфракрасное излучение имеет две важные характеристики: длину волны (частоту) излучения и интенсивность излучения. В зависимости от длины волны выделяют три области инфракрасного излучения: ближнюю (0,75−1,5 микрометров), среднюю (1,5 - 5,6 мкм) и дальнюю (5,6−100 мкм). Учитывая физиологические особенности человека, современная медицина делит инфракрасную область спектра излучения на 3 диапазона:

• длина волны 0,75-1,5 мкм - излучение проникающее в глубь кожи человека (диапазон IR-A);
• длина волны 1,5-5 мкм - излучение, поглощаемое эпидермисом и соединительно-тканным слоем кожи диапазон IR-B);
• длина волны более 5 мкм - излучение поглощаемое на поверхности кожи (диапазон IR-C). Причем, наибольшее проникновение наблюдается в диапазоне от 0,75 до 3 мкм и этот диапазон называется "окном терапевтической прозрачности".

На рисунке 1 (первоисточник - Journal of Biomedical Optics 12(4), 044012 July/August 2007) приведены спектры поглощения ИК-излучения для воды и ткани человеческих органов в зависимости от длины волны. Отмечено, что ткань человеческого организма состоит из воды на 98% и этот факт объясняет схожесть характеристик поглощения инфракрасного излучения в области спектра 1,5-10 мкм.

Если учесть тот факт, что сама вода интенсивно поглощает ИК-излучение в диапазоне 1,5-10 мкм с пиками на длинах волн 2,93, 4,7 и 6,2 мкм (Юхневич Г.В. Инфракрасная спектроскопия воды, М, 1973), то наиболее эффективными для процессов обогрева и сушки следует считать ИК-излучатели, излучающие в средней и дальней области инфракрасного спектра с пиком интенсивности излучения в диапазоне длин волн 1,5-6,5 мкм.

Полное количество энергии, излучаемое в единицу времени единицей излучающей поверхности называют излучательной способностью ИК-излучателя E, Вт/м². Энергия излучения зависит от длины волны λ и температуры излучающей поверхности и является интегральной характеристикой, поскольку учитывает энергию излучения волн всех длин. Излучательную способность, отнесенную к интервалу длин волн dλ, называют интенсивностью излучения I, Вт/(м²∙мкм).

Интегрирование выражения (1) позволяет определить излучательную способность (удельную интегральную энергию излучения) исходя из определенного экспериментальным путем спектра интенсивности излучения в диапазоне длин волн от λ1 до λ2:

На рисунке 2 представлены спектры интенсивности излучения ИК-излучателей НОМАКОН™ ИКН-101, полученные при различной номинальной электрической мощности излучателя 1000 Вт, 650 Вт, 400 Вт и 250 Вт.

С увеличением мощности излучателя и, соответственно, температуры излучающей поверхности возрастает интенсивность излучения, а спектр излучения сдвигается в область меньших длин волн (закон смещения Вина). При этом пик интенсивности излучения (85-90 % спектра) приходится на диапазон длин волн 1,5-6 мкм, что соответствует оптимальной для данного случая физике процесса инфракрасного обогрева и сушки.

Интенсивность инфракрасного излучения и, соответственно, удельная энергия излучения уменьшается с увеличением расстояния от источника излучения. На рисунке 3 приведены кривые изменения удельной энергии излучения керамических излучателей НОМАКОН™ ИКН-101 в зависимости от расстояния между излучающей поверхностью и точкой измерения по нормали к излучающей поверхности. Измерения проводились селективным радиометром в диапазоне длин волн 1,5-8 мкм с последующим интегрированием спектров интенсивности излучения. Как видно из приведенного графика удельная энергия излучения E, Вт/м² снижается обратно пропорционально расстоянию L, м до источника излучения.

В 1800 году ученый Уильям Гершель объявил на заседании Лондонского Королевского общества о своем открытии. Он измерил температуру за пределами спектра и обнаружил невидимые лучи с большой нагревательной силой. Опыт проводился им с помощью светофильтров телескопа. Он заметил, что они в разной мере поглощают свет и тепло солнечных лучей.

Через 30 лет факт существования невидимых лучей, расположенных за красной частью видимого солнечного спектра, был неоспоримо доказан. Французский Беккерель назвал это излучение инфракрасным.

Свойства ИК-излучения

Спектр инфракрасного излучения состоит из отдельных линий и полос. Но он может быть так же непрерывным. Все зависит от источника ИК лучей. Иначе говоря, имеет значение кинетическая энергия или температура атома или молекулы. Любой элемент таблицы Менделеева в условиях разных температур имеет различные характеристики.

Например, инфракрасные спектры возбужденных атомов из-за относительного состояния покоя связки ядро - будут иметь строго линейчатые ИК-спектры. А возбужденные молекулы - полосатые, хаотично расположенные. Все зависит не только от механизма наложения собственных линейных спектров каждого атома. Но так же от взаимодействия этих атомов между собой.

При повышении температуры изменяется спектральная характеристика тела. Так, нагретые твердые и жидкие тела выделяют непрерывный инфракрасный спектр. При температурах ниже 300°С излучение нагретого твердого тела целиком расположено в инфракрасной области. От диапазона температур зависит как изучение ИК-волн, так применения их важнейших свойств.

Главные свойства ИК-лучей это поглощение и дальнейший нагрев тел. Принцип передачи тепла инфракрасными обогревателями отличается от принципов конвекции или теплопроводности. Находясь в потоке горячих газов, предмет теряет какое-то количество тепла, пока его температура ниже температуры нагретого газа.

И наоборот: если инфракрасные излучатели облучают предмет, еще не значит, что его поверхность данное излучение поглощает. Он может так же отражать, поглощать или пропускать лучи без потерь. Практически всегда облучаемый предмет поглощает часть этого облучения, часть отражает и часть пропускает.

Далеко не все светящиеся объекты или нагретые тела излучают ИК-волны. Например, люминесцентные лампы или пламя газовой плиты такого излучения не имеют. Принцип работы люминесцентных лам основан на свечении (фотолюминесценции). Ее спектр ближе всего к спектру дневного, белого света. Поэтому ИК-излучения в нём почти нет. А наибольшая интенсивность излучения пламени газовой плиты приходится на длину волны голубого цвета. У перечисленных нагретых тел ИК-излучение очень слабое.

Существуют так же вещества, которые прозрачны для видимого света, но не способны пропускать ИК-лучи. Например, слой воды толщиной несколько сантиметров не пропустит инфракрасное излучение с длиной волны больше 1 мкм. При этом человек может различить находящиеся на дне предметы невооруженным глазом.