Повышение эффективности лечения больных простатитами
Повышение эффективности лечения больных простатитами (за счет оптимизации ввода лазерного излучения в насадку П-1)
Москвин С.В.
Доктор биологических наук, кандидат технических наук, Академия постдипломного образования ФГБУ «Федеральный научно-клинический центр специализированных видов медицинской помощи и медицинских технологий Федерального медико-биологического агентства», Москва, Россия, тел. (495) 765-2612, e-mail: 7652612@mail.ru
Известно, что эффективность лазерной терапии обеспечивается оптимальными параметрами низкоинтенсивного лазерного излучения (НИЛИ), и в первую очередь это касается дозы воздействия, которая напрямую зависит от мощности НИЛИ. Понятно, что если мощность мала, то и эффект лазерной терапии будет незначителен.
При воздействии на внутренние органы и ткани, находящиеся порой достаточно глубоко, проблема обеспечения оптимальной для эффективного лечения дозы осложняется необходимостью доставки НИЛИ к больному органу с минимальными потерями. Это в значительно степени касается и широко применяемой в урологии и андрологии методики воздействия на предстательную железу через специальные насадки.
Проблема минимизации потерь и обеспечения максимальной мощности излучения на выходе насадки решается порой совсем не просто, и чтобы понять суть разработанной нами конструкции, сначала необходимо понять сам принцип функционирования насадки П-1, предназначенной для доставки лазерного излучения к предстательной железе (рис. 1). К лазерной излучающей головке (1) присоединяется (накручивается) насадка П-1 (2). В излучающей головке лазерный диод (3) находится близко к краю, т. е. снаружи* для того, чтобы тело (область) свечения (4) находилось близко к световоду (5), находящемуся внутри насадки, что необходимо для эффективного ввода НИЛИ в световод. Почти без потерь (за счет полного внутреннего отражения) лазерное излучение доставляется на зеркало (6), которое отражает свет и выводит наружу под заданным углом для воздействия на объект, в данном случае измеритель мощности (7).
* - Это одна из важнейших причин (эффективный ввод излучения) необходимости нахождения лазерного диода снаружи. В ряде аппаратов лазерный диод находится глубоко внутри излучающей головки, а поскольку излучение диодных лазеров сильно расходится, то ввести его в световод не представляется возможным. В таком случае применяют пластиковые или из оргстекла насадки с сомнительными оптическими характеристиками - излучение в них не доставляется в нужное место с минимальными потерями, как в световоде, и не распределяется потом необходимым образом, а рассеивается достаточно хаотично в пространство. В этом легко убедиться, поставив такие насадки к красному лазеру.
Рис. 1. Принцип функционирования проктологической насадки П-1.
Измеряя мощность излучения на выходе лазерной головки без насадки (Рвх.), и на выходе насадки (Рвых.), определяется ее коэффициент пропускания как отношение Рвых./Рвх. Этот показатель зависит от нескольких причин.
1. Коэффициент пропускания волокна для данной длины волны. Вроде бы длина применяемого в насадках волокна (15 см) слишком мала, чтобы задумываться над этим показателем, однако это не так. На рисунках приведены спектры пропускания кварцевого (рис. 2) и полимерного (рис. 3) волокон. Мы видим, что для кварцевого волокна вполне удовлетворительный коэффициент пропускания (на графике представлено ослабление в дВ/км) во всем спектральном диапазоне, от 400 до 1500 нм. Принципиально другая ситуация с полимерным волокном, которое достаточно мало (для наших целей) ослабляет лазерное излучение только в диапазоне от 400 до 830 нм. На длине волны 890 нм (а это самые распространенные импульсные лазеры, применяемые в лазерной терапии), такое волокно практически не прозрачно, на длине волокна всего 15 см лазерное излучение ослабляется в 300 тыс. раз!
Проблема в полной мере проявилась именно сейчас, когда практически все производители насадок перешли на полимерное волокно в связи с тем, что оно доступно, значительно дешевле и технологичнее. Эффективность лазерной терапии их не волнует. И только Научно-исследовательский центр «Матрикс» производит насадки из кварцевого волокна, которые пропускают до 40-45% излучение импульсных лазеров с длиной волны 890-904 нм!
Рис. 2. Спектр пропускания кварцевого волокна.
Рис. 3. Спектр пропускания полимерного волокна.
2. Внутренний диаметр волокна. Чем больше диаметр волокна (внутренней части, проводящей лазерное излучение), тем больше излучения можно ввести в волокно, и тем больше будет мощность излучения на выходе. Однако слишком большой диаметр применять нельзя, поскольку тогда не будет возможности на выходе насадки формировать пятно нужной формы и направленности. Научно-исследовательский центр «Матрикс» применяет в насадках кварцевое волокно диаметром всего 1200 мкм!
3. Но важен не только диаметр волокна, но и размер тела свечения лазерного источника. Все производители в России для импульсных лазерных головок применяют отечественные лазерные диоды мощностью 100 Вт (производства ФГУ НИИ «Полюс», Москва). Они имеют размер тела (области) сечения приблизительно 4000х4000 мм. Вроде бы мощность и большая, но ввести в волокно с такой большой площадки можно не более 1 % излучения, т. е. мощность на выходе насадки будет не более 1 Вт. Только Научно-исследовательский центр «Матрикс» применяет в излучающих головках ЛО7 американские лазерные диоды с телом свечения всего 285х10 мкм!
4. Также важна и расходимость излучения, если у отечественных ЛД она составляет 40х20 градусов, то у применяемых Научно-исследовательским центром «Матрикс» в излучающих головках ЛО7 американских ЛД расходимость излучения составляет всего 10х6 градусов (рис. 4)!
Рис. 4. Расходимость излучения импульсных ЛД, применяемых в излучающей головке ЛО7 (производства Научно-исследовательского центра «Матрикс»).
Все эти факторы учтены в новой разработке - комплект из лазерной головки ЛО7 и насадки П-1, позволяющей получить мощность на выходе насадки не менее 35 Вт!
