Устройство для определения степени проникновения лазерных лучей в организм Советский патент 1982 года по МПК A61N5/00 

Изобретение относится к медицине, в частности к способам опредеябния степени проникновения лучей лазера через ткани организма, формирующие стенки полостей.

Известно устройство ддя определения степени проникновения лазерHtjix лучей, содержащее источник лазерного излучения, световод и фотоэлектронный умножитель 1.

Недостатком известного устройства является то, что оно позволяет исследовать образцы тканей толщиной 2-4 мм, причем глубина проникновения лазерного излучения может быть рассчитана лишь для уровня 0,37, т.е. уменьшениЯ интенсивности излучения . Кроме того, данноеустройство может быть применено только в остром эксперименте на биопсированных тканях в условиях нарушенной, циркуляции крови и тканевой жидкости и не. может быть применено при исследовании проникновения лучейлазера на живом организме.

Цель изобретения - повышение точности определения in vivo.

Указанная цель достигается тем, что устройство для определения сте-пени проникновения лазерных лучей в

организм, содержащее источник лазерного излучения, световод и фотоэлектронный умножитель, снабжен о. призмой

g полного внутреннего отражения, а

световод расположен на выходе источника лазерного излучения, при этом призму полного внутреннего отражения и световод в момент определения пени проникновения лазерного луча устанавливают в полости организма. На фиг.1-изображено устройство для определ.ения степени проникновения лазерного луча через ткани живого организма; на фиг.2 - то же, с набо5 ром светофильтров-ослабителей.;

Устройство содержит источник 1 лазерного излучения, световод 2, заключенный в пункционную иглу,вводи20мую в полость коленного сустава 3, фотоэлектронный умножитель 4, стабилизированный .источник 5 питания, усилитель 6 постоянного тока, микроамперметр 7, набор калиброванных све25 тофильтров-ослабителей 8 и рассеивающую.призму 9 полного внутреннего оражения.

Измерение степени поглощения лучей лазера осуществляется пр полном

30 затемнении следующим образом. По световоду 2, устанавливаемому .в полости организма, вводится лазер ное излучение. К коже над пучком из лучения плотно прижимается фотокато фотоэлектронного умножителя 4, при этом измеряется интенсивность свето вого потока, прошедшего через ткани организма. Оценка пропускания луча лазера через ткани производится по формуле Т Т i IT, где Т - пропускание исследуемой ткани; Т. - пропускание подобранного комплекта калиброванных светофильтров; 1ф - сила тока на выходе усили теля после прохождения лу .ча через комплект калибро ванных светофильтров-осла бителей; I сила тока на выходе усили теля после прохождения лу ча через исследуемые ткан Измерение силы тока 1ф производя так: .между концом извлеченного из сустава световода и фотокатодом фотоэлектронного умножителя- подбира ётся такой комплект светофильтров, ..чтобы ток на выходе усилителя был близким или равным току после прохождения лучей лазера через облучаемую ткань, т.е. пропускание подоб.ранного комплекта калиброванных све тофильтров должно соответствовать пропусканию тканей . Определение степени пропускания лазерного луча осуществляют при облучении коленного сустава. Пример 1. Определение сте пени проникновения -ге ий-неонового лазерного излучения через-стенку коленного сустава проводилось у больной Б. 53 лет с диагнозом ревматоидный артрит с поражением коленных суставов. В полость правого коленного сустава через пункционную иглу светово дом вводилось гелий-неоновое излучение. К коже над выходом излучения плотно прижимался фотокатод фотоэлек тронного умножителя и измерялся световой поток, прошедший через ткани сустава. Затем световод извлекался из сустава, и с применением калиброванных светофильтров-ослабителей измерялся св.етовой поток на Тзыходе св товода. Пропускание гелий-неонового лазер нрго излучения тканями в области вер хнего заворота правого коленного сус тава при этом было равно 6-10. Пропускание тк.аней не зависит от направления прохождения их лучом лазера, т.е. пропускание при прохождеНИИ- лучей в направлении от внутренней оболочки к коже равно пропусканию этих тканей в направлении от кожи к внутренней оболочке сустава при условии неизменности мощности излучения. С учетом этого расчет энергии лазерного излучения, поступающей на внутреннюю оболочку сустава при наружном его облучении, проводят следующим образом. При мощности гелий-неонового лазера 0, (использован тип ОКГ-12), равной 10 Вт, и площади светового пятна 78,54 см (S при диаметре 10 см) плотность мощности излучения (WQ.J-) на коже составляет 10 78,54 « lO Вт/см Плотность мощности излучения на внутренней поверхности сустава (WQ,, ) при измеренном пропускании тканей, формирующих стенку сустава, составляет Wo,633 Qfii Т 1,27. . 6 .10 7,62-10 При пятиминутном (t) наружном облучении гелий-неоновым лазерным излучением квадратный сантиметр внутренней оболочки сустава получает энергию, равную %ЪЗ,653- ,62.10- 3-10 22,86.-10 Дж/см. (Взято оптимальное эмпирическое время внешнего облучения сустава, дающее максимальный терапевтический эффект у больных ревматоидным артритом). Пример 2. Измерение степени проникновения аргоновых лучей (ЛГ-106-М1) через стенку коленного сустава проводилось у больной С. 41 года с диагнозом ревматоидный артрит с поражением коленных суставов. Пропускание тканей в области верхнего заворота левого коленного сустава на длине волны 0,488 мкм было равно 6-10. При мощности аргонового лазера в 1 Вт. и той е площади светового пятна (78,54 см ) плотность мощности излучения на коже составляет %8.7875Г - Плотность мощности излучения на внутренней поверхности сустава при имеющемся пропускании тканей, формирующих стенку суртава составляет Wo,48e 1,27.10-. - 6-10 7,62-10 При пятиминутном наружном облучении аргоновым лазером квадратный сантиметр внутренней оболочки сустава

получает энергию лазерного излучения равную

Eo,,,62 . 3-10 22,86-10 Дж/сад

Следовательно, внутренняя оболочка сустава при внешнем его облучении гелий-неоновым и аргоновым лазерами получает одинаковую энергию лазерного излучения (22,86-10 Дж/см). Эт обусловлено тем, что пропускание тканями аргонового лазерного излучёния ниже пропускания гелий-неонового в 100 раз, а мощность использованной в эксперименте аргоновой лазерной установки (тип ЛГ-106-М1) в 100 раз выше мощности гелий-неонОБОЙ (тип ОКГ-12).

Равенство получаемой энергии лазерного излучения внутренней оболочкой сустава объясняет одинаковый клинический эффект при поверхностном облучении суставов указанными лазерными установками, различающимися по мощности в 100 раз.

Результаты измерения .степени пропускания тканей, формирующих стенку коленного сустава, согласуются с данными, полученными на тканях крыс. При толщине субстрата 13 мм коэффициент пропускания излучения длиной волны 0,633 мкм у крыс составляет 0,58-10 и на длине волны 0,488 мкм 2. 10 . Эти различия обусловлены кровенаполнением живых тканей. Коэффициент поглощения гемоглобина на длине волны 0,488 мкм составляет 5 ммоль см , а на длине волны 0,633 1ЛКМ 0,1 ммоль-см. Таким образом, слой крови толщиной в 1 мм изменяет степень поглощения луча аргонового лазера в 3 раза.

Использование предлагаемого устройства для определения степени про.никновения лучей лазера с длиной волны видимой части спектра (0,4000,800 мкм) через ткани организма, формирующие стенки полости, по сравнению с известными позволяет наиболее точно определить степень проникновения лучей лазера через ткани живого организма при нормальном и патологическом состояниях. Полученные результаты измерения степени проникновения лучей лазера позволяют рассчитать плотность мощности излучения в полостях организма при различной плотности излучения на поверхности кожи, а также определить оптимальное время поверхностного облучения.

Устройство может быть использовано для измерения степени проникновения лучей лазера череэ -ткани организма, формирующие стенки полостей, в которые возможно введение световода, такие как мочеполовые органы, желудочно-кишечный тракт, плевральная полость и т.д. Это значительно расширяет возможности лазерной терапии и позволяет теоретически обосновать ее использование в урологии, гастроэнтерологии, пульмонологии.

Формула изобретения

Устройство для определения степени проникновения лазерных лучей в организм, содержащее источник лазерного излучения, световод и фотоэлектронный умножитель, отличающ е е с я тем, что, с целью повышения точности определения in vivo, оно снабжено призмой полного внутреннего отражения, а световод расположен на выходе источника лазерного излучения, при этом призму полного внутреннего отражения и световод в момент определения степени проникновения лазерного луча устанавливают в полости организма.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Плетнев С.Д. и др. Газовые лазеры в экспериментальной и клинической онкологии. М,, Медицина, 1978, с.31-43.

ИЬ-а