RU2539535C1 - Matrix laser emitter for physiotherapeutic apparatus - Google Patents
Matrix laser emitter for physiotherapeutic apparatus Download PDFInfo
- Publication number
- RU2539535C1 RU2539535C1 RU2013137646/14A RU2013137646A RU2539535C1 RU 2539535 C1 RU2539535 C1 RU 2539535C1 RU 2013137646/14 A RU2013137646/14 A RU 2013137646/14A RU 2013137646 A RU2013137646 A RU 2013137646A RU 2539535 C1 RU2539535 C1 RU 2539535C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- laser
- frequency
- wavelength
- laser emitter
- matrix
- Prior art date
Links
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 title claims abstract description 12
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 7
- 230000002045 lasting effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000002647 laser therapy Methods 0.000 abstract description 9
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 8
- 239000003814 drug Substances 0.000 abstract description 6
- 206010052428 Wound Diseases 0.000 abstract description 4
- 208000027418 Wounds and injury Diseases 0.000 abstract description 4
- 230000009471 action Effects 0.000 abstract description 4
- 206010017076 Fracture Diseases 0.000 abstract description 2
- 208000036487 Arthropathies Diseases 0.000 abstract 1
- 208000012659 Joint disease Diseases 0.000 abstract 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 abstract 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 abstract 1
- 230000002085 persistent effect Effects 0.000 abstract 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 11
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 6
- 210000002950 fibroblast Anatomy 0.000 description 6
- 102000008186 Collagen Human genes 0.000 description 5
- 108010035532 Collagen Proteins 0.000 description 5
- 229920001436 collagen Polymers 0.000 description 5
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 description 5
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 5
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 description 5
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 description 4
- 239000008280 blood Substances 0.000 description 4
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 4
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 4
- 230000035876 healing Effects 0.000 description 3
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 102000015779 HDL Lipoproteins Human genes 0.000 description 2
- 108010010234 HDL Lipoproteins Proteins 0.000 description 2
- 102000007330 LDL Lipoproteins Human genes 0.000 description 2
- 108010007622 LDL Lipoproteins Proteins 0.000 description 2
- XUMBMVFBXHLACL-UHFFFAOYSA-N Melanin Chemical compound O=C1C(=O)C(C2=CNC3=C(C(C(=O)C4=C32)=O)C)=C2C4=CNC2=C1C XUMBMVFBXHLACL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000000740 bleeding effect Effects 0.000 description 2
- HVYWMOMLDIMFJA-DPAQBDIFSA-N cholesterol Chemical compound C1C=C2C[C@@H](O)CC[C@]2(C)[C@@H]2[C@@H]1[C@@H]1CC[C@H]([C@H](C)CCCC(C)C)[C@@]1(C)CC2 HVYWMOMLDIMFJA-DPAQBDIFSA-N 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 2
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 2
- 238000001126 phototherapy Methods 0.000 description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 description 2
- 238000001356 surgical procedure Methods 0.000 description 2
- 150000003626 triacylglycerols Chemical class 0.000 description 2
- 229910000980 Aluminium gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 1
- 208000032544 Cicatrix Diseases 0.000 description 1
- 102000012422 Collagen Type I Human genes 0.000 description 1
- 108010022452 Collagen Type I Proteins 0.000 description 1
- 208000035473 Communicable disease Diseases 0.000 description 1
- 208000002260 Keloid Diseases 0.000 description 1
- 206010023330 Keloid scar Diseases 0.000 description 1
- 208000030831 Peripheral arterial occlusive disease Diseases 0.000 description 1
- 208000025865 Ulcer Diseases 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 238000012443 analytical study Methods 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000001764 biostimulatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000023555 blood coagulation Effects 0.000 description 1
- 238000007675 cardiac surgery Methods 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 235000012000 cholesterol Nutrition 0.000 description 1
- 230000037319 collagen production Effects 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 238000006911 enzymatic reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003176 fibrotic effect Effects 0.000 description 1
- 210000001035 gastrointestinal tract Anatomy 0.000 description 1
- CPBQJMYROZQQJC-UHFFFAOYSA-N helium neon Chemical compound [He].[Ne] CPBQJMYROZQQJC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001969 hypertrophic effect Effects 0.000 description 1
- 238000000338 in vitro Methods 0.000 description 1
- 238000001727 in vivo Methods 0.000 description 1
- 208000015181 infectious disease Diseases 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000001990 intravenous administration Methods 0.000 description 1
- 210000001117 keloid Anatomy 0.000 description 1
- 210000003734 kidney Anatomy 0.000 description 1
- 150000002632 lipids Chemical class 0.000 description 1
- 210000003141 lower extremity Anatomy 0.000 description 1
- 210000004072 lung Anatomy 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000010534 mechanism of action Effects 0.000 description 1
- 230000037311 normal skin Effects 0.000 description 1
- 238000010606 normalization Methods 0.000 description 1
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- 230000019612 pigmentation Effects 0.000 description 1
- 230000035755 proliferation Effects 0.000 description 1
- 231100000241 scar Toxicity 0.000 description 1
- 230000037387 scars Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 210000002966 serum Anatomy 0.000 description 1
- 210000001626 skin fibroblast Anatomy 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 230000000638 stimulation Effects 0.000 description 1
- 230000009885 systemic effect Effects 0.000 description 1
- 230000001228 trophic effect Effects 0.000 description 1
- 231100000397 ulcer Toxicity 0.000 description 1
- 210000003462 vein Anatomy 0.000 description 1
- 230000029663 wound healing Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Radiation-Therapy Devices (AREA)
- Laser Surgery Devices (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к биологии и медицине и может быть использовано в лазерной терапии для лечения длительно незаживающих и гнойных ран, переломов, заболеваний суставов, а также в косметологии.The invention relates to biology and medicine and can be used in laser therapy for the treatment of long-term non-healing and purulent wounds, fractures, diseases of the joints, as well as in cosmetology.
Применение низкоинтенсивного лазерного излучения (НИЛИ) в экспериментальной биологии и клинической медицине известно практически с момента появления самих лазеров в 60-х годах прошлого века. Впервые было обнаружено биостимулирующее действие гелий-неоновых лазеров (ГНЛ работают в непрерывном режиме) на длительно незаживающие и гнойные раны, т.е. непосредственно в месте освечивания [Пирузян Л.А. и др., 1967; Mester Е. et al., 1967]. Позднее появилась методика внутривенного лазерного освечивания крови (ВЛОК). Было показано, что НИЛИ в методике ВЛОК оказывает не только местное действие, но и генерализованный эффект, повышая трофическое обеспечение всех тканей организма за счет улучшения кислородно-транспортной функции крови [Мешалкин Е.Н., Сергиевский B.C., 1981].The use of low-intensity laser radiation (LLLT) in experimental biology and clinical medicine has been known practically since the appearance of the lasers themselves in the 60s of the last century. For the first time, the biostimulating effect of helium-neon lasers (GNLs operating continuously) on long-term non-healing and purulent wounds, i.e. directly in the place of coverage [Piruzyan L.A. et al., 1967; Mester, E. et al., 1967]. Later, an intravenous laser bleeding technique (VLOK) appeared. It was shown that LLLT in the VLOK technique has not only a local effect, but also a generalized effect, increasing the trophic supply of all body tissues due to the improvement of the oxygen-transport function of the blood [Meshalkin EN, Sergievsky B.C., 1981].
В процессе развития лазерной терапии (ЛТ) стало понятно, что повышать ее эффективность нужно варьированием параметров НИЛИ, оптимизируя для выбранной методики длину волны, мощность и частоту повторения импульсов в модулированном или импульсном режиме. Также важными параметрами являются площадь и время воздействия.In the process of development of laser therapy (LT), it became clear that it is necessary to increase its effectiveness by varying the LLLT parameters, optimizing the wavelength, power and pulse repetition rate in a modulated or pulsed mode for the chosen technique. Also important parameters are the area and time of exposure.
Задача повышения эффективности стоит не только для лазерной терапии, но и фототерапии в целом, и решается она похожими способами. Например, известна методика ультрафиолетового освечивания крови (УФОК), когда кровь забирают из вены, прокачивают через специальную кювету, освечивают ее специальной ультрафиолетовой лампой и возвращают обратно. Сложная и небезопасная система с насосами и кюветами необходима потому, что ультрафиолетовый (УФ) свет сильно поглощается кожей (меланином) и не доходит до органа-мишени, например до кровеносной системы [Карандашов В.И., Петухов Е.Б., 1997].The task of increasing efficiency is not only for laser therapy, but also phototherapy in general, and it is solved in similar ways. For example, the known technique of ultraviolet bleeding of blood (UFOK) is when blood is taken from a vein, pumped through a special cuvette, blessed with a special ultraviolet lamp, and returned. A complex and unsafe system with pumps and ditches is necessary because ultraviolet (UV) light is strongly absorbed by the skin (melanin) and does not reach the target organ, for example, to the circulatory system [V. Karandashov, EB Petukhov, 1997] .
Ю.М. Беляев (1998) предложил проводить УФОК неинвазивным способом, что обеспечивается работой светового источника с длиной волны 250-400 нм (УФ лампа) в импульсном режиме с длительностью импульса от 10-8 до 10-2 и плотностью мощности порядка 1,5 мВт/см2 [Пат.2118186 RU]. По мнению автора, такой способ освечивания крови не только удобнее и проще, исключается возможность заражения инфекционными заболеваниями и пр., но и более эффективен. Правда объяснение высокой эффективности дается абсолютно неверное, якобы при работе в импульсном режиме отсутствуют пигментация и термическое действие, а также глубже проникает излучение. Но это совершенно не так, глубина проникновения не зависит от режима работы и мощности светового источника, а только от оптических свойств биоткани и длины волны падающего света. Более высокая эффективность данного устройства определяется именно режимом работы светового источника, наличием коротких импульсов с относительно высокой амплитудой.Yu.M. Belyaev (1998) proposed to conduct UFOK in a non-invasive way, which is ensured by the operation of a light source with a wavelength of 250-400 nm (UV lamp) in a pulsed mode with a pulse duration of 10 -8 to 10 -2 and a power density of about 1.5 mW / cm 2 [Pat. 2118186 RU]. According to the author, this method of blood clotting is not only more convenient and simpler, it excludes the possibility of infection with infectious diseases, etc., but is also more effective. True, the explanation of high efficiency is given completely incorrect, supposedly when working in a pulsed mode, there is no pigmentation and thermal effect, as well as radiation penetrates deeper. But this is completely wrong, the penetration depth does not depend on the operating mode and power of the light source, but only on the optical properties of the biological tissue and the wavelength of the incident light. The higher efficiency of this device is determined precisely by the mode of operation of the light source, the presence of short pulses with a relatively high amplitude.
В лазерной терапии инфракрасные импульсные лазерные диоды стали применяться с 80-х годов прошлого века и сразу показали свою более высокую эффективность относительно ГНЛ. Также именно за счет принципиально другого режима и работы, вместо непрерывного потока фотонов с малой мощностью (десятки милливатт) у таких лазеров, чаще всего, это лазерные диоды (ЛД), с заданной частотой формируются короткие, около 100-200 несветовые импульсы мощностью десятки ватт. Изменением частоты можно менять среднюю мощность и варьировать энергетическими параметрами в более широком диапазоне. Также эти лазеры позволили осуществлять эффективное воздействие на глубоко лежащие органы без применения световодов, неинвазивно, лишь освечивая их проекцию на коже [Захаров П.И., Палий В.И., 2001; Луцевич Э.В. и др., 1989]. При этом сводится к минимуму возможность передозировки и получения негативных ответных реакций организма [Евстигнеев А.Р., 1996; Hashmi J.T. et al, 2010].In laser therapy, infrared pulsed laser diodes have been used since the 80s of the last century and immediately showed their higher efficiency relative to GNL. Also, it is precisely due to a fundamentally different mode and operation, instead of a continuous flow of photons with a low power (tens of milliwatts) for such lasers, most often these are laser diodes (LD), with a given frequency short, about 100-200 non-light pulses with a power of tens of watts are formed . By changing the frequency, you can change the average power and vary the energy parameters in a wider range. Also, these lasers made it possible to effectively effect deeply lying organs without the use of optical fibers, non-invasively, only illuminating their projection on the skin [Zakharov PI, Paliy VI, 2001; Lutsevich E.V. et al., 1989]. In this case, the possibility of overdosing and receiving negative responses of the body is minimized [Evstigneev A.R., 1996; Hashmi J.T. et al, 2010].
Также было показано, что для эффективного освечивания снаружи необходимо применять матричные излучатели, либо формировать достаточно большое световое пятно на поверхности тела. Свет от точечного источника вследствие непредсказуемости процессов рассеяния и поглощения в биотканях не позволит с достаточной степенью уверенности получить необходимую оптимальную энергетическую плотность в нужном месте и объеме предполагаемого органа-мишени. Для получения высокоэффективного и воспроизводимого результата лазерного освечивания применяют матрицы, состоящие чаще всего из 10 инфракрасных (ИК) импульсных ЛД [Буйлин В.А., 2000]. Данная конструкция была разработана под оптические свойства лазерных диодов российского производства и не соответствует реалиям современности. В настоящее время выпускаются значительно более надежные лазеры, имеющие меньшие площади тела свечения и углы расходимости излучения. Кроме того, последние исследования в области изучения оптических свойств кожи и других тканей и процессов взаимодействия их с НИЛИ позволили сделать более точные расчеты требуемой, более оптимальной конструкции [Москвин С.В., 2008].It was also shown that for effective external illumination it is necessary to use matrix emitters, or to form a sufficiently large light spot on the surface of the body. The light from a point source due to the unpredictability of scattering and absorption in biological tissues will not allow with a sufficient degree of confidence to obtain the necessary optimal energy density in the right place and volume of the intended target organ. To obtain a highly efficient and reproducible result of laser illumination, matrices are used, most often consisting of 10 infrared (IR) pulsed LDs [Builin V.A., 2000]. This design was developed for the optical properties of Russian-made laser diodes and does not correspond to the realities of our time. Significantly more reliable lasers are currently available, having smaller areas of the luminous body and angles of divergence of radiation. In addition, recent studies in the field of studying the optical properties of skin and other tissues and their interaction with LLLT have made it possible to make more accurate calculations of the required, more optimal design [Moskvin SV, 2008].
Разработанный излучатель обеспечивает повышение эффективности биологически значимого действия низкоинтенсивного лазерного излучения, применяемого в лазерной терапии, за счет оптимизации расположения источников лазерного света и многочастотной модуляции.The developed emitter provides an increase in the efficiency of the biologically significant action of low-intensity laser radiation used in laser therapy by optimizing the location of laser light sources and multi-frequency modulation.
Предлагаемый матричный лазерный излучатель содержит лазерные диоды, расположенные в одной плоскости в два ряда, импульсный блок питания, выполненный с возможностью регулирования амплитуды напряжения, и контроллер, задающий одновременно три частоты повторения импульсов, базовая частота - 10000 Гц и частоты дополнительной модуляции - 1000 Гц и 1333 Гц. При этом могут быть использованы лазерные диоды с длиной волны 904 нм или 635 нм. Импульсный блок питания формирует импульсы длительностью от 70 до 200 нс.The proposed matrix laser emitter contains laser diodes located in the same plane in two rows, a pulsed power supply unit configured to control the voltage amplitude, and a controller that sets simultaneously three pulse repetition frequencies, the base frequency is 10000 Hz and the frequency of the additional modulation is 1000 Hz and 1333 Hz. In this case, laser diodes with a wavelength of 904 nm or 635 nm can be used. The switching power supply generates pulses lasting from 70 to 200 ns.
В предлагаемом матричном излучателе источники света располагаются в два ряда по четыре ЛД в каждом, на определенном расстоянии друг от друга и взаимной ориентации, учитывающей углы расходимости в плоскости, параллельной и перпендикулярной активной области ЛД (Фиг.1. Взаимное расположение лазерных диодов в матричном излучателе).In the proposed matrix emitter, the light sources are arranged in two rows of four LDs in each, at a certain distance from each other and relative orientation, taking into account the divergence angles in a plane parallel and perpendicular to the active region of the LD (Figure 1. Relative arrangement of laser diodes in the matrix emitter )
В предлагаемом устройстве также формируются световые импульсы требуемой длительности и амплитуды, и осуществляется многочастотная модуляция НИЛИ. Эта задача решается применением управляемого контроллером (3) импульсного блока питания (2), подающего импульсы тока накачки на матрицу лазерных диодов (1) (Фиг.2. Блок-схема устройства).In the proposed device, light pulses of the required duration and amplitude are also formed, and multi-frequency modulation of LLLT is carried out. This problem is solved by using a pulse power supply (2) controlled by the controller (3), which supplies pump current pulses to the matrix of laser diodes (1) (Figure 2. Block diagram of the device).
На Фиг.3 показана диаграмма формирования последовательности импульсов тока и световых импульсов. Контроллер задает базовую частоту повторения импульсов 10000 Гц, минимально требуемую для данного вида модуляции, и формирует последовательно «блок» их четырех импульсов, следующих с частотой 1000 Гц, а эти «блоки», в свою очередь, повторяются уже с частотой 1333 Гц.Figure 3 shows a diagram of the formation of a sequence of current pulses and light pulses. The controller sets the base pulse repetition frequency of 10,000 Hz, the minimum required for this type of modulation, and sequentially generates a "block" of four pulses following at a frequency of 1000 Hz, and these "blocks", in turn, are repeated at a frequency of 1333 Hz.
Такая многочастотная модуляция позволяет повысить синтез коллагена фибробластами более чем в 4 раза относительно контроля и более чем в 2 раза относительно эффекта, наблюдаемого при постоянной частоте повторения импульсов (Фиг.4. Эффективность стимуляции синтеза коллагена фибробластами НИЛИ с различными вариантами модуляции: 1 - контроль, 2 - ГНЛ, непрерывный режим, 3 - ГНЛ, модулированный режим или ИК ЛД, импульсный режим, 4 - импульсный режим (100 не), многочастотная модуляция (10000+1000+1333 Гц), длина волны 635 нм, импульсная мощность 5 Вт (с одного ЛД)).Such multi-frequency modulation allows to increase collagen synthesis by fibroblasts more than 4 times relative to the control and more than 2 times relative to the effect observed at a constant pulse repetition rate (Figure 4. Effectiveness of stimulation of collagen synthesis by LLLT fibroblasts with various modulation options: 1 - control, 2 - GNL, continuous mode, 3 - GNL, modulated mode or IR LD, pulse mode, 4 - pulse mode (100 ns), multi-frequency modulation (10000 + 1000 + 1333 Hz), wavelength 635 nm, pulse power 5 W ( from one LD)).
Выбор используемых частот обусловлен следующим. Частота 10000 Гц - несущая, она выбрана, с одной стороны, как минимально возможная для обеспечения данного режима, с другой стороны, максимально возможная, при которой обеспечивается достаточно надежная работа лазерных диодов. Частоты 1000 и 1333 Гц выбраны максимально возможные при условии ограничения частотой 10000 Гц как несущей. Максимальная частота необходима для импульсных лазеров, работающих в режиме многочастотной модуляции, поскольку средняя мощность зависит от частоты и при ее уменьшении может не хватить энергии лазерного света для инициирования ответной реакции биологической системы. Соотношение частот 1:1,333 определено в ходе экспериментально-аналитических исследований.The choice of frequencies used is due to the following. The frequency of 10000 Hz is the carrier, it is selected, on the one hand, as the minimum possible to ensure this mode, on the other hand, the maximum possible, at which sufficiently reliable operation of laser diodes is ensured. The frequencies of 1000 and 1333 Hz are selected to the maximum possible, subject to the limitation of the frequency of 10000 Hz as a carrier. The maximum frequency is necessary for pulsed lasers operating in the multi-frequency modulation mode, since the average power depends on the frequency and, if it is reduced, the laser light energy may not be enough to initiate a response of the biological system. The frequency ratio 1: 1.333 is determined in the course of experimental and analytical studies.
Введение многочастотной модуляции необходимо для повышения эффективности местного влияния НИЛИ, непосредственно на кожу, что требуется в хирургии (заживление ран, язв и пр.), в дерматологии для лечения широкого круга заболеваний, а также в косметологии.The introduction of multi-frequency modulation is necessary to increase the effectiveness of the local influence of LLLT directly on the skin, which is required in surgery (healing of wounds, ulcers, etc.), in dermatology for the treatment of a wide range of diseases, as well as in cosmetology.
Способность влияния НИЛИ на синтез коллагена фибробластами широко известна. Вначале предположили, что эффективность и направленность процесса напрямую связана с длиной волны лазера. Например, Nd:YAG-лазер (длина волны 1064 нм) избирательно подавляет синтез коллагена как в культуры фибробластов, так и в нормальной коже в естественных условиях, и это свойство может быть полезно при лечении фиброзных заболеваний, таких как келоидные и гипертрофические рубцы. В то же время ГНЛ (длина волны 633 нм) и лазерных диодов (AlGaAs, длина волны 760-904 нм) стимулирует продукцию коллагена в культуре человеческих фибробластов кожи, т.е. эти лазеры могут быть использованы для улучшения заживления ран [Abergel R.P. et al., 1984].The ability of LLLT to influence collagen synthesis by fibroblasts is widely known. At first it was suggested that the efficiency and direction of the process is directly related to the laser wavelength. For example, an Nd: YAG laser (wavelength 1064 nm) selectively suppresses collagen synthesis both in a fibroblast culture and in normal skin in vivo, and this property may be useful in the treatment of fibrotic diseases such as keloid and hypertrophic scars. At the same time, GNL (wavelength 633 nm) and laser diodes (AlGaAs, wavelength 760-904 nm) stimulate collagen production in a culture of human skin fibroblasts, i.e. these lasers can be used to improve wound healing [Abergel R.P. et al., 1984].
Позднее стало понятно, что направленность действия НИЛИ связано с соотношением длина волны и мощность, при определенных условиях можно как стимулировать синтез коллагена, так и подавлять. Нашей целью является формирование лучших условий именно для стимулирования этого процесса.Later it became clear that the direction of the LLLT action is related to the ratio of wavelength and power, under certain conditions it is possible to both stimulate collagen synthesis and suppress it. Our goal is to create better conditions specifically to stimulate this process.
Для увеличения продукции коллагена I типа фибробластами и ускорения пролиферации чаще всего применяли ГНЛ (длина волны - 633 нм, мощность - 3 мВт, непрерывный режим, экспозиция - 30-120 с, ЭП - 0,9-3,6 Дж/см2). Эффективность такого режима составляет порядка 130% (2, Фиг.4) по отношению к контролю (1, Фиг.4) [van Breugel Н.Н., Bär P.R., 1992].To increase the production of type I collagen by fibroblasts and accelerate proliferation, GNL was most often used (wavelength - 633 nm, power - 3 mW, continuous mode, exposure - 30-120 s, EP - 0.9-3.6 J / cm 2 ) . The effectiveness of this mode is about 130% (2, Figure 4) with respect to the control (1, Figure 4) [van Breugel NN, Bär PR, 1992].
Более высокая эффективность, порядка 200% (3, Фиг.4) относительно контроля была получена при модуляции света ГНЛ (длина волны - 633 нм, плотность мощности - 0,9 мВт/см2, модулированный режим, экспозиция - 15 мин, ЭП - 1,6 Дж/см2) или при использовании импульсного режима лазерных диодов (длина волны 904 нм, импульсная мощность 2 Вт, длительность импульсов - 200 нс, частота повторения импульсов - 73 Гц, плотность средней мощности - 0,2 мВт/см2) [Lam T.S. et al., 1986].Higher efficiency, about 200% (3, Figure 4) with respect to control, was obtained by modulating GNL light (wavelength - 633 nm, power density - 0.9 mW / cm 2 , modulated mode, exposure - 15 min, EP - 1.6 J / cm 2 ) or when using the pulsed mode of laser diodes (wavelength 904 nm, pulsed power 2 W,
Выбор длины волны в предлагаемом устройстве (904 нм и 635 нм) определяется глубиной проникновения, зависит от предполагаемого органа-мишени. ИК НИЛИ с длиной волны 904 нм проникает глубоко, устройство с такими лазерами эффективно применять для лечения заболеваний легких, органов желудочно-кишечного тракта, почек и др. Устройство с импульсными лазерами красного спектра (длина волны 635 нм) лучше использовать в дерматологии, косметологии, хирургии, спортивной медицине, а также для методики неинвазивного наружного лазерного освечивания крови.The choice of wavelength in the proposed device (904 nm and 635 nm) is determined by the penetration depth, depends on the intended target organ. IR LLLT with a wavelength of 904 nm penetrates deeply, a device with such lasers is effectively used to treat diseases of the lungs, organs of the gastrointestinal tract, kidneys, etc. A device with pulsed red-spectrum lasers (wavelength 635 nm) is better used in dermatology, cosmetology, surgery, sports medicine, as well as for methods of non-invasive external laser blood transfusion.
Необходимость ограничения длительности импульса сверху (200 нс) обусловлена особенностями работы такого типа лазерных диодов, при большей длительности импульса возможен перегрев, особенно на частоте 10000 Гц, и деградация лазера. Нижняя граница длительности (70 нс) объясняется линейной зависимостью средней мощности от длительности импульса, при меньших значениях этого показателя просто не хватит энергии для получения нужного эффекта.The need to limit the pulse duration from above (200 ns) is due to the features of the operation of this type of laser diodes; with a longer pulse duration, overheating is possible, especially at a frequency of 10000 Hz, and laser degradation. The lower limit of the duration (70 ns) is explained by the linear dependence of the average power on the pulse duration; at lower values of this indicator, there is simply not enough energy to obtain the desired effect.
Важным преимуществом данного устройства, особенно в случае применения импульсных лазеров с длиной волны 635 нм, является универсальный характер действия на организм человека, оказывается как эффективное местное влияние, так и системный эффект через улучшение показателей липидного профиля. Было показано, что у больных с облитерирующим атеросклерозом сосудов нижних конечностей нормализация уровня содержания триглицеридов (ТГ), липопротеидов низкой и высокой плотности (ЛПНП и ЛПВП), а также холестерина в сыворотке крови (оценивали ферментативным методом) происходит в среднем на 2-3 дня быстрее, чем после стандартной процедуры ВЛОК.An important advantage of this device, especially in the case of using pulsed lasers with a wavelength of 635 nm, is the universal nature of the action on the human body, it turns out both an effective local effect and a systemic effect through an improvement in lipid profile. It was shown that in patients with atherosclerosis obliterans of the lower extremities, the normalization of the level of triglycerides (TG), low and high density lipoproteins (LDL and HDL), as well as cholesterol in the blood serum (evaluated by the enzymatic method) occurs on average 2-3 days faster than after the standard VLOK procedure.
ЛитератураLiterature
1. Буйлин В.А. Низкоинтенсивная лазерная терапия с применением матричных импульсных лазеров. - М.: ТОО «Фирма «Техника», 2000. - 124 с.1. Builin V.A. Low-intensity laser therapy using matrix pulsed lasers. - M .: Technika Firm LLP, 2000. - 124 p.
2. Евстигнеев А.Р. О возможном механизме действия импульсного излучения полупроводниковых лазеров на биоткани. // Физическая медицина. - 1996. - Т.5, №1-2. - С.8.2. Evstigneev A.R. On the possible mechanism of action of pulsed radiation of semiconductor lasers on biological tissues. // Physical medicine. - 1996. - T.5, No. 1-2. - C.8.
3. Захаров П.И., Палий В.И. Низкоинтенсивное лазерное излучение с длиной волны 0,89 мкм в терапии язвенной болезни желудка и двенадцатиперстной кишки: клинические критерии эффективности. // Лазерная медицина. - 2001. - Т.5, вып.3. - С.18-22.3. Zakharov P.I., Paly V.I. Low-intensity laser radiation with a wavelength of 0.89 microns in the treatment of gastric ulcer and duodenal ulcer: clinical criteria for effectiveness. // Laser medicine. - 2001. - T.5,
4. Карандашов В.И., Петухов Е.Б. Ультрафиолетовое облучение крови. - М.: Медицина, 1997. - 224 с.4. Karandashov V.I., Petukhov E.B. Ultraviolet irradiation of blood. - M .: Medicine, 1997 .-- 224 p.
5. Луцевич Э.В., Урбанович А.С., Грибков Ю.И. и др. Некоторые аспекты клинического использования неразрушающего импульсного лазерного излучения ближнего инфракрасного диапазона. // Материалы межд. конф. «Лазеры и медицина». Ч.3. - Ташкент, 1989. - С.143-144.5. Lutsevich E.V., Urbanovich A.S., Gribkov Yu.I. et al. Some aspects of the clinical use of non-destructive near-infrared pulsed laser radiation. // Materials Int. conf. "Lasers and medicine."
6. Мешалкин Е.Н., Сергиевский B.C. Применение прямого лазерного облучения в экспериментальной и клинической кардиохирургии. // Научные труды. - Новосибирск: Наука, 1981. - С.172.6. Meshalkin E.N., Sergievsky B.C. The use of direct laser irradiation in experimental and clinical cardiac surgery. // Scientific works. - Novosibirsk: Nauka, 1981. - P.172.
7. Москвин С.В. Системный анализ эффективности управления биологическими системами низкоэнергетическим лазерным излучением: Автореф. дисс.… докт.биол. наук. - Тула, 2008. - 38 с.7. Moskvin S.V. System analysis of the effectiveness of controlling biological systems with low-energy laser radiation: Abstract. diss. ... Dr. Biol. sciences. - Tula, 2008 .-- 38 p.
8. Пат.2118186 RU, Способ световой терапии. Опубл. 27.08.98.8. Pat. 2118186 RU, Method of light therapy. Publ. 08/27/98.
9. Пирузян Л.А., Евсеенко Л.С., Глейзер В.М. и др. Применение оптических квантовых генераторов в экспериментальной биологии и медицине. Экспериментальная хирургия и анестезиология. 1967, 12(6):10-14.9. Piruzyan L.A., Evseenko L.S., Glazer V.M. and others. The use of optical quantum generators in experimental biology and medicine. Experimental surgery and anesthesiology. 1967, 12 (6): 10-14.
10. Abergel R.P., Meeker C.A., Lam T.S. et al. Control of connective tissue metabolism by lasers: recent developments and future prospects. // J Am Acad Dermatol. - 1984, 11(6): 1142-1150.10. Abergel R.P., Meeker C.A., Lam T.S. et al. Control of connective tissue metabolism by lasers: recent developments and future prospects. // J Am Acad Dermatol. - 1984, 11 (6): 1142-1150.
11. Hashmi J.Т., Huang Y.-Y., Sharma S.K. et al. Effect of pulsing in low-level light therapy. // Lasers Surg. Med. - 2010, 42(6):450-466.11. Hashmi J.T., Huang Y.-Y., Sharma S.K. et al. Effect of pulsing in low-level light therapy. // Lasers Surg. Med. - 2010, 42 (6): 450-466.
12. Lam T.S., Abergel R.P., Meeker C.A. et al. Laser stimulation of collagen synthesis in human skin fibroblast cultures. // Lasers in the Life Sciences. - 1986, 1(1):61-77.12. Lam T.S., Abergel R.P., Meeker C.A. et al. Laser stimulation of collagen synthesis in human skin fibroblast cultures. // Lasers in the Life Sciences. - 1986, 1 (1): 61-77.
13. Mester E. Szende В., Tota J.G. Effect of laser on hair Growth of mice (in Hungarian). - Kiserl Orvostud - 1967, 19:628-631.13. Mester E. Szende B., Tota J.G. Effect of laser on hair Growth of mice (in Hungarian). - Kiserl Orvostud - 1967, 19: 628-631.
14. van Breugel H.H., Bär P.R. Power density and exposure time of He-Ne laser irradiation are more important than total energy dose in photo-biomodulation of human fibroblasts in vitro. Lasers Surg Med. 1992, 12(5):528-537.14. van Breugel H.H., Bär P.R. Power density and exposure time of He-Ne laser irradiation are more important than total energy dose in photo-biomodulation of human fibroblasts in vitro. Lasers Surg Med. 1992, 12 (5): 528-537.
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013137646/14A RU2539535C1 (en) | 2013-08-12 | 2013-08-12 | Matrix laser emitter for physiotherapeutic apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013137646/14A RU2539535C1 (en) | 2013-08-12 | 2013-08-12 | Matrix laser emitter for physiotherapeutic apparatus |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2539535C1 true RU2539535C1 (en) | 2015-01-20 |
Family
ID=53288570
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2013137646/14A RU2539535C1 (en) | 2013-08-12 | 2013-08-12 | Matrix laser emitter for physiotherapeutic apparatus |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2539535C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2627816C1 (en) * | 2016-11-21 | 2017-08-11 | Общество с ограниченной ответственностью "МЕДПРИБОР Санкт-Петербург" | Device for laser biorevitalization of face, neck and body skin |
| RU2638439C1 (en) * | 2017-04-05 | 2017-12-13 | Общество с ограниченной ответственностью "ТРИМА" | Matrix laser radiator for acne treatment |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2045972C1 (en) * | 1993-07-12 | 1995-10-20 | Зеленчук Анатолий Владимирович | Physiotherapeutic device |
| RU47748U1 (en) * | 2005-04-04 | 2005-09-10 | Юсупов Владимир Исаакович | DEVICE FOR NATURAL LASEROTHERAPY (OPTIONS) |
| RU56195U1 (en) * | 2005-10-14 | 2006-09-10 | Владимир Александрович Михайлов | DEVICE FOR INTERNAL FREQUENCY BLOOD IRRADIATION |
| RU108309U1 (en) * | 2010-03-25 | 2011-09-20 | Абдула Куркаев | DEVICE OF LIGHT IMPACT ON A LIVING ORGANISM |
-
2013
- 2013-08-12 RU RU2013137646/14A patent/RU2539535C1/en active IP Right Revival
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2045972C1 (en) * | 1993-07-12 | 1995-10-20 | Зеленчук Анатолий Владимирович | Physiotherapeutic device |
| RU47748U1 (en) * | 2005-04-04 | 2005-09-10 | Юсупов Владимир Исаакович | DEVICE FOR NATURAL LASEROTHERAPY (OPTIONS) |
| RU56195U1 (en) * | 2005-10-14 | 2006-09-10 | Владимир Александрович Михайлов | DEVICE FOR INTERNAL FREQUENCY BLOOD IRRADIATION |
| RU108309U1 (en) * | 2010-03-25 | 2011-09-20 | Абдула Куркаев | DEVICE OF LIGHT IMPACT ON A LIVING ORGANISM |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2627816C1 (en) * | 2016-11-21 | 2017-08-11 | Общество с ограниченной ответственностью "МЕДПРИБОР Санкт-Петербург" | Device for laser biorevitalization of face, neck and body skin |
| RU2638439C1 (en) * | 2017-04-05 | 2017-12-13 | Общество с ограниченной ответственностью "ТРИМА" | Matrix laser radiator for acne treatment |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6663659B2 (en) | Method and apparatus for the photomodulation of living cells | |
| Moskvin | Low-level laser therapy in Russia: history, science and practice | |
| ES2955186T3 (en) | Multi-beam tissue therapy laser system | |
| US7914523B2 (en) | Method for the treatment of mammalian tissues | |
| KR102893349B1 (en) | Light irradiation device | |
| US20160220834A1 (en) | Method and system for skin treatment | |
| AU2002320215A1 (en) | Method and apparatus for the photomodulation of living cells | |
| IL119683A (en) | Method and device for light irradiation into tissue | |
| JP2002518147A (en) | Irradiation of multiple treatment sites inside the tumor to enhance the effect of phototherapy | |
| JP2006519047A (en) | Beauty or treatment method and apparatus | |
| US20050065577A1 (en) | Low level laser tissue treatment | |
| US20030125783A1 (en) | Device and method for wound healing and debridement | |
| Karu et al. | Effects of near-infrared laser and superluminous diode irradiation on Escherichia coli division rate | |
| RU2539535C1 (en) | Matrix laser emitter for physiotherapeutic apparatus | |
| US20040098069A1 (en) | Light delivery system for improving the appearance of skin | |
| KR20100092077A (en) | Multi laser system for medical treatment | |
| WO1993021993A1 (en) | Low level laser for soft tissue treatment | |
| Chavantes et al. | Low power lasers: Introduction | |
| Ulashcyk et al. | Current and long-term technologies of laser therapy | |
| Edge et al. | Biophotonic Therapy Induced Photobiomodulation | |
| RU120009U1 (en) | DEVICE FOR PUVA THERAPY | |
| US20210316154A1 (en) | Proprietary multi-wavelength stealth micro-pulsed laser therapy technology | |
| Marangoni et al. | 808-nm laser with exogenous chromophores for the treatment of benign oral lesions | |
| RU46668U1 (en) | MULTIFUNCTIONAL DEVICE IN COSMETOLOGY AND MEDICINE | |
| US20100280506A1 (en) | Method and apparatus for medical treatment utilizing laser irradiation |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20161024 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180813 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20190704 |
|
| QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20190715 Effective date: 20190715 |