Устройство светолечебное ультрафиолетово-инфракрасного облучения
Изобретение относится к медицине и медицинской технике, в частности, к устройствам для светолечебного ультрафиолетово-инфракрасного облучения. Устройство содержит один или несколько исполнительных органов, состоящих из первого источника излучения и второго источника инфракрасного излучения, узла включения источников излучения в составе первой и второй схемы зажигания, а также узла термостабилизации исполнительного органа, блока управления и блока включения устройства. Первый источник излучения выполнен в виде газоразрядной ртутной лампы с колбой из кварцевого стекла, закрепленной в центре отражателя из оксидированного алюминия. При этом на внутреннюю поверхность колбы нанесено стабилизирующие покрытие из окиси иттрия, а на внешнюю поверхность нанесено кремний-титановое покрытие с максимальным пропусканием в ультрафиолетово-инфракрасном диапазоне излучения 280-315 нм и 1000 нм. К дозированному количеству ртути в колбу введена соль цезия. Второй источник инфракрасного излучения установлен на дополнительно введенный второй отражатель, который размещен по окружности первого отражателя с первым источником излучения с возможностью охлаждения от узла термостабилизации между отражателями второго и первого источников излучения. При этом первый электрод зажигания первого источника излучения через первую схему зажигания соединен со вторым активным рабочим электродом и через источник инфракрасного излучения с первым входом узла включения источников излучения. А второй электрод зажигания первого источника излучения соединен через вторую схему зажигания с первым активным рабочим электродом и со вторым входом узла включения источников излучения. Выходы блока включения устройства соединены с входами блока управления. Первый и второй выходы блока управления соединены соответственно с первым и вторым входами узла включения источников излучения, третий и четвертый выходы блока управления соединены соответственно с входами узла термостабилизации. Использование изобретения позволит получить стабильные и управляемые результаты лечебного воздействия за счет сопряжения биологически активных потоков ультрафиолетового и инфракрасного облучения. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.
Изобретение предназначено для компенсации ультрафиолетовой недостаточности или солнечного голодания - нарушение жизнедеятельности организма человека в результате длительного отсутствия или недостаточного непосредственного воздействия солнечного света на кожные покровы, а также в лечебных целях при нарушении обменных, регуляторных процессов и понижении защитных функций организма.
Применение устройства показано для профилактики рахита (синтез витамина D) профилактики и лечения простудных, вирусных и инфекционных заболеваний, при заболеваниях периферической нервной системы, суставов и органов дыхания, лечении кожных заболеваний, обеспечивает устойчивый легкий загар и стимулирует защитные от воздействия солнечного излучения свойства кожи.
В основу принципа работы устройства заложен эффект воспроизводства основного, необходимого для человека спектра излучения солнца - от длинноволнового ультрафиолетового до теплового инфракрасного диапазонов.
Особенностью исполнения является максимальный эффект излучения в биологически активном диапазоне УФ-В и исключение вредных воздействий, приводящих к фотостарению кожи и канцерогенезу, составляющих ультрафиолетового излучения диапазона УФ-А.
Биологический эффект от применения устройства определяется сопутствующим инфракрасным излучением, обеспечивающим проникающее воздействие и биологическую эффективность ультрафиолетового излучения инфракрасным потоком в диапазоне ближней инфракрасной области 760-1500 нм с максимумом излучения в частотном спектре 1000 нм.
Известны устройства в основу которых заложены принципы облучения поверхности тела человека излучением в диапазоне УФ-А (315-400 нм) с максимумом излучения 340 нм максимального пигментообразования с помощью люминесцентных UV-A ламп. Эффект от применения аппаратов направлен в основном на достижение косметического эффекта потемнения меланина (загара), что приводит к быстрому разрушению меланоцитов, фотостарению кожи и канцерогенезу «Общая физиотерапия», М. Правда, 1998 г., с.196, Боголюбов В.М. и др.
Известны, например, профессиональные и мини-солярии с ультрафиолетовыми люминесцентными лампами низкого давления, приспособления для загара снабжены предохранительными фильтрами, предусмотрен таймер для аварийного отключения аппарата с электронным управлением. Перечень продукции фирм IONTO COMED (Германия), Dr. KERN (Германия) и PHILIPS (Голландия), Официальные каталоги продукции фирм, а также WWW. Mediaprofit.ru.
Недостатком известного решения является отсутствие лечебно-профилактического воздействия, а также установленное подавление иммунитета и аллергические реакции, связанные с быстрым, последующим после загара, разрушением меланоцитов.
Наиболее близким по технической сущности является устройство ультрафиолетового-инфракрасного светолечения, патент на изобретение РФ №2149660, 1998 г., содержащее первый и второй источник излучения, схемы включения источников излучения, вентилятор термостабилизации, блок включения устройства и блок управления.
Недостатком известного решения является отсутствие стабильной эффективности светолечебного воздействия, отсутствие сопряжения биологически активных ультрафиолетового и инфракрасного излучения.
Задача изобретения - стабильные и управляемые результаты лечебного воздействия за счет сопряжения биологически активных потоков ультрафиолетово-инфракрасного облучения.
Поставленная задача решается устройством, характеризующимся тем, что в устройство светолечебное ультрафиолетово-инфракрасного облучения, содержащее один или несколько исполнительных органов, в составе первого источника излучения, выполненного как газоразрядная ртутная лампа с колбой из кварцевого стекла, и закрепленная в центре отражателя из оксидированного алюминия и второго источника инфракрасного излучения, узла включения источников излучения в составе первой и второй схемы зажигания, первый электрод зажигания первого источника излучения через первую схему зажигания соединен со вторым активным рабочим электродом и через источник инфракрасного излучения с первым входом узла включения источников излучения, а второй электрод зажигания первого источника излучения соединен через вторую схему зажигания с первым активным рабочим электродом и со вторым входом узла включения источников излучения, а также узел термостабилизации исполнительного органа, блок управления, и блок включения устройства, выходы которого соединены со входами блока управления, первый и второй выходы блока управления соединены соответственно с первым и вторым входами узла включения источников излучения, третий и четвертый выходы блока управления соединены соответственно со входами узла термостабилизации, отличающийся тем, что второй источник излучения инфракрасного установлен на дополнительно введенный второй отражатель, которые размещены по окружности первого отражателя с первым источником излучения с возможностью охлаждения от узла термостабилизации между отражателями второго и первого источников излучения, при этом на внутреннюю поверхность колбы первого источника излучения нанесено стабилизирующие покрытие из окиси иттрия, к дозированному количеству ртути в колбу введена соль цезия, а на внешнюю поверхность нанесено кремний-титановое покрытие с максимальным пропусканием в диапазоне 280-315 нм, и 1000 нм, излучения ультрафиолетово-инфракрасного.
Блок управления устройства содержит программный узел задания параметров, узел включения, первый и второй исполнительный ключ, первый и второй входы которых соединены со входами блока управления и первым вторым входами программного узла задания параметров, управляющие выходы которого через узел включения соединены с управляющими входами первого и второго исполнительных ключей. Выходы первого исполнительного ключа соединены соответственно с первым и вторым выходами блока управления, третий и четвертый выходы которого соединены соответственно с выходами второго исполнительного ключа.
Устройство Фиг.1, содержит орган 1 исполнительный один или несколько, вид А спереди и вид Б сбоку, как следующего исполнительного органа составе первого 2 источника излучения ультрафиолетово-инфракрасного, второго 3 источника излучения инфракрасного, первого 4 и второго 5 отражателя, узла 6 включения источников излучения с первой 7 и второй 8 схемой зажигания, а также узел 9 термостабилизации, блок 10 включения и блок 11 управления.
На Фиг.2 представлены блок 10 включения устройства и блок 11 управления, содержащий программный узел 12 задания параметров, узел 13 включения, первый 14 и второй 15 исполнительный ключ.
Исполнительный орган 1 устройства Фиг.1 выполнен из декоративной сборки, где источник 2 ультрафиолетово-инфракрасного излучения, размещен в центре источника 3 инфракрасного излучения, выполненного, например, в виде кольца, каждый из которых установлен в собственном отражателе с обеспечением воздушного потока охлаждения от узла термостабилизации между отражателями первого и второго источников излучения.
Первый отражатель 4 выполнен из оксидированного алюминия, который имеет коэффициент отражения ультрафиолетового излучения, не хуже 75%. При этом следует учесть, что другие материалы или обладают незначительным коэффициентом отражения или практически не отражают ультрафиолетовое излучение.
Первый ультрафиолетово-инфракрасный источник излучения, установленный в центре первого отражателя, выполнен как дуговая газоразрядная лампа с колбой из кварцевого стекла. На внутреннюю поверхность колбы лампы нанесено стабилизирующие покрытие из окиси иттрия, а дополнительно к дозированному количеству ртути в колбу лампы введена соль цезия. На внешнюю поверхность лампы нанесено кремний-титановое покрытие, обеспечивающее максимальное пропускание излучения в ультрафиолетовом диапазоне УФ-В 280-315 нм и инфракрасной спектральной области 1000 нм. Такое решение обеспечивает ультрафиолетово-инфракрасное излучение газоразрядной ртутной лампы с колбой из кварцевого стекла, применяемой в облучателе в необходимом биологически активном с точки зрения лечебного воздействия спектральных областях излучения.
Так, стабилизирующее покрытие окиси иттрия, нанесенное на внутреннюю поверхность колбы, кристаллизуется, и образованное кристаллическое покрытие окиси иттрия в процессе реакции нанесения формирует стабилизирующий слой, препятствующий соли цезия вступать в реакцию с кварцем колбы лампы и обеспечивает стабильное излучение в заданном диапазоне весь срок службы лампы.
Введение соли цезия, обеспечивает максимальное излучение и стабильную работу лампы в ультрафиолетовом диапазоне 280-315 нм и формирует дополнительно излучение в диапазоне ближней инфракрасной области 760-1500 нм с максимумов излучения в частотном спектре 1000 нм.
Кремний-титановое селективное покрытие, нанесенное на поверхность кварцевой трубки первого источника излучения, например, раствором состоящим из основные компонентов содержащих кремний-тетраэтоксисилана и титан-тетрабутоксититана препятствует ультрафиолетовому излучению вредных для человека диапазонах УФ-С и УФ-А.
При одновременном ультрафиолетовом и инфракрасном излучении происходит наложение коротковолнового излучения на длинноволновое. Модулированный ультрафиолетовым излучением инфракрасный поток является переносчиком ультрафиолетовой энергии, обеспечивая его глубокое проникание в подкожный слой, обеспечивая его энергетическое взаимодействие с биохимическими процессами, например синтез провитамина D3.
Второй отражатель инфракрасного излучения выполнен из металла с отражающей поверхностью, например зеркальной нержавеющей стали.
Второй инфракрасный источник излучения, закрепленный по окружности первого отражателя, выполнен в виде широкодиапазонного источника инфракрасного излучения, например, с нагревательным элементом внутри кольцевой кварцевой трубки.
Широкодиапазонный инфракрасный излучатель осуществляет подготовку поверхности тела пациента для более полного и эффективного ультрафиолетового лечебного воздействия на несущей волне излучение в диапазоне ближней инфракрасной области 760-1500 нм и выше.
Мощность инфракрасного излучения должна быть не менее 500 Вт. Для этого источник излучения, например, нихромовая нить в виде спирали помещается в кольцевую трубку, изготовленную из перламутрового кварца и заполненную инертным газом, например, аргоном.
Узел 6 включения источников излучения с первой 7 и второй 8 схемой зажигания предназначен для запуска и обеспечения работы первого 2 источника ультрафиолетово-инфракрасного излучения исполнительного органа 1 и находится в его составе. При этом схемы зажигания могут быть выполнены или в виде высокочастотного преобразователя или, в более упрощенном варианте, как балластное сопротивление нагрузки питания для обеспечения тлеющего разряда зажигания в кварцевом источнике излучения между электродами зажигания и активными рабочими электродами. Причем нагрузка питания первого 2 источника ультрафиолетово-инфракрасного излучения, подается через первый вход узла 6 включения источников излучения и через второй 3 источник инфракрасного излучения, выполняющий одновременно функцию гасителя тока, на второй активный рабочий электрод первого 2 источника ультрафиолетово-инфракрасного излучения, а через первую 7 схему зажигания - на первый электрод зажигания первого 2 источника излучения. Через второй вход узла 6 нагрузка питания подается непосредственно на первый активный рабочий электрод первого 2 источника излучения, и через вторую схему 8 зажигания на второй электрод зажигания первого 2 источника излучения ультрафиолетово-инфракрасного. Таким образом, обеспечивается оптимальный режим включения и поддержки разряда в парах ртути и соли цезия газоразрядной ртутной лампы с колбой из кварцевого стекла ультрафиолетово-инфракрасного излучения. В момент включения лампы между электродами зажигания и активным рабочим электродом горения формируется тлеющий разряд, который разогревает активный рабочий электрод горения и за счет лавинообразного выхода электронов между активными рабочими электродами горения формируется дуговой разряд и лампа зажигается.
Вместе с тем, последовательно включенный с первым 2 источником излучения ультрафиолетово-инфракрасного, второй 3 источник инфракрасного излучения обеспечивает поддержание до необходимого уровня нагрузку питания и стабилизацию работы первого 2 источника излучения ультрафиолетово-инфракрасного. Первый и второй входы узла 6 включения подключены к первому и второму выходам блока 11 управления.
Узел 9 термостабилизации предназначен одновременно и для разделения тепловых потоков первого 4 и второго 5 отражателей, охлаждения исполнительного органа 1, и обеспечения потока теплого воздуха от исполнительного органа на пациента, что создает дополнительный комфорт при процедуре светолечения.
При этом, раздельное управление включением и работой источников излучения и узлом термостабилизации, обеспечивает полное охлаждения исполнительного органа узлом 9 термостабилизации после выключения источников излучения. Полное охлаждение обеспечивается тем, что узел термостабилизации выключается через пять минут после выключения источников излучения, что обеспечивается узлом 12 задания параметров.
Блок 11 управления представляет собой регулируемый таймер с возможностью работы в режиме задержки включения, заданного времени работы исполнительного органа и звуковым сигналом периода задержки включения устройства. Управление режимами работы осуществляется программным узлом 12 задания параметров блока 11 управления, который представляет собой программируемый стандартный процессор. Программный узел 12 управляет узлом 13 включения и через исполнительный ключ 14 и соответственно первый и второй выходы блока 11 управляет включением источников излучения исполнительного 1 органа, а через второй 15 исполнительный ключ и соответственно третьим и четвертым выходами узла 11 управляет включением узла 9 термостабилизации. При этом через первый управляющий выход узла 13 включения включаются с задержкой, например, в 30 секунд первый и второй источники излучения исполнительного 1 органа. Одновременно через второй управляющий выход узла 13 включения поступает сигнал включения на управляющий вход второго 15 исполнительного ключа для запуска узла 9 термостабилизации. Режимы длительности работы задаются в зависимости от количества сеансов светолечебного воздействия и особых показаний к их использованию. После окончания работы устройства сначала программным узлом задания параметров 12 через программный узел 13 включения и, соответственно, через первый 14 исполнительный ключ выключаются источники излучения исполнительного 1 органа и через пять минут программный узел 12 задания параметров через узел 13 включения выключает второй 15 исполнительный ключ нагрузки блока 9 теромостабилизации. Такого времени вполне достаточно для полного охлаждения источников излучения и отражателей исполнительного 1 органа.
Включение устройства, возможно только после его повторного запуска блоком 10. При этом каждое включение устройства сопровождается звуковым сигналом, задержкой включения на 25-30 сек., достаточной для того, чтобы пациент подготовился к приему светолечебной процедуры. После завершения цикла работы, необходимого для определенного сеанса, устройство выключается в указанной последовательности.
Биологическое действие ультрафиолетового излучения обусловлено его влиянием на биохимические и энергетические процессы живой клетки. Недостаточность ультрафиолетового воздействия приводит к нарушению трофических, обменных процессов и снижению защитных функций организма. Так, излучение длиной волны 280-400 нм в большей степени стимулирует выработку антител, фагоцитоз, накопление агглютининов крови. При этом 280-310 нм стимулирует синтез провитамина D3, 297-302 нм - эритемообразование, 340 нм - пигментообразование, которое в этом решении облучателя как особо вредный процесс воздействия минимально.
Совмещенное с ультрафиолетовым, инфракрасное излучение проникает через слои кожи в расположенные под ней ткани, расширяя сосуды, усиливает кровоснабжение и тем самым усиливает лечебное воздействие. Совмещенное ультрафиолетовое и инфракрасное воздействие препятствует также образованию ожога эпидермиса.
В технологии реализации настоящего изобретения учтено, что отдельные области ультрафиолетового излучения по-разному влияют на физиологические реакции тканей и организма в целом.
Потемнение меланина (легкий, быстро проходящий загар) возникает под влиянием УФ-А излучения через несколько часов. Замедленный загар (синтез меланина и увеличение количества меланосом) развивается примерно через три дня и вызывается излучением в УФ-В диапазоне. Это снижает поступление ультрафиолета до базального слоя и меланоцитов. Замедленный загар более устойчив. Наблюдается также пролиферация кератиноцитов, которая приводит к утолщению рогового слоя, что обеспечивает рассеивание и ослабление восприятия ультрафиолетового излучения (защита от солнечного облучения вредных для человека диапазонах УФ-излучения). Данные изменения носят адаптационный характер.
Ультрафиолетовое излучение области УФ-А, не вызывает солнечных ожогов и считается безопасным. Однако, именно эта область ультрафиолетового излучения, главным образом, ответственна за появление признаков фотостарения кожи, а также за канцерогенез, так как является основным фактором цитотоксического воздействия излучения в базальном слое эпидермиса за счет образования свободных радикалов и повреждения цепей ДНК.
УФ-А излучение не дает утолщение эпидермиса, вызываемый им загар, хотя и кажется привлекательным с косметической точки зрения, малоэффективен в качестве защиты от последующего ультрафиолетового облучения, в отличие от пигментации, вызванной излучение УФ-В диапазона. Кроме того, при УФ-А облучение не происходит существенного увеличения синтеза меланина, загар будет кратковременным, а отсутствие в спектре излучения УФ-В не приведет к увеличению синтеза витамина D. С другой стороны, повреждающее действие на кожу (фотостарение, образование свободных радикалов) будет не только сохраняться, но, возможно, и усиливаться, поскольку определить минимальную энергетическую экспозицию ультрафиолетового излучения, вызывающую заметную эритему необлученной ранее кожи (Минимальную эритемную дозу МЭД) для УФ-А крайне сложно. Последние данные позволяют сделать вывод также о подавляющем действии на иммунитет ультрафиолетового излучения области УФ-А.
Наличие излучения в диапазоне "УФ-С" (до 280 нм), которое составляет не более 5% от мощности излучения всего диапазона "A+B+C" значительно повышает противомикробное и противовирусное воздействие и лечебный эффект. Вместе с тем процесс облучения становится более безопасным за счет уменьшения доли излучения спектра 340 нм пигментообразования (загара), который создает только косметический эффект и является опасным для здоровья (провокация новообразований, фотостарение кожи).
Выполненные испытания устройства показали исключительно высокую лечебную эффективность и облучатель ультрафиолетово-инфракрасного светолечения в различных технических вариантах исполнения утвержден Федеральной службой по надзору в сфере зравоохранения и социального развития и внесен в Государственный реестр изделий медицинского назначения и медицинской техники Российской Федерации как облучатели ультрафиолетово-инфракрасные светолечебные "СОЛИС".
Устройство светолечебное ультрафиолетово-инфракрасного облучения, содержащее один или несколько исполнительных органов, в составе первого источника излучения, выполненного как газоразрядная ртутная лампа с колбой из кварцевого стекла, и закрепленная в центре отражателя из оксидированного алюминия и второго источника инфракрасного излучения, узла включения источников излучения в составе первой и второй схемы зажигания, первый электрод зажигания первого источника излучения через первую схему зажигания соединен со вторым активным рабочим электродом и через источник инфракрасного излучения с первым входом узла включения источников излучения, а второй электрод зажигания первого источника излучения соединен через вторую схему зажигания с первым активным рабочим электродом и со вторым входом узла включения источников излучения, а также узел термостабилизации исполнительного органа, блок управления и блок включения устройства, выходы которого соединены со входами блока управления, первый и второй выходы блока управления соединены соответственно с первым и вторым входами узла включения источников излучения, третий и четвертый выходы блока управления соединены соответственно со входами узла термостабилизации, отличающийся тем, что второй источник излучения инфракрасного установлен на дополнительно введенный второй отражатель, которые размещены по окружности первого отражателя с первым источником излучения с возможностью охлаждения от узла термостабилизации между отражателями второго и первого источников излучения, при этом на внутреннюю поверхность колбы первого источника излучения нанесено стабилизирующие покрытие из окиси иттрия, к дозированному количеству ртути в колбу введена соль цезия, а на внешнюю поверхность нанесено кремний-титановое покрытие с максимальным пропусканием в диапазоне 280-315 нм и 1000 нм излучения ультрафиолетово-инфракрасного.
2. Устройство по п.1, где блок управления содержит программный узел задания параметров, узел включения, первый и второй исполнительный ключ, первый и второй входы которых соединены со входами блока управления и первым вторым входами программного узла задания параметров, управляющие выходы которого через узел включения соединены с управляющими входами первого и второго исполнительных ключей, выходы первого исполнительного ключа соединены соответственно с первым и вторым выходами блока управления, третий и четвертый выходы которого соединены соответственно с выходами второго исполнительного ключа.
