Uniwersytet Śląski	Instytut Fizyki, Pracownia Fizyki Medycznej

Medycyna Fizykalna

Sprawozdanie:

Ćw. 2. Pomiar mocy lasera biostymulującego.

Wykonał: Robert Kwapich Fizyka Medyczna I, 2011/2012r. Gr. 3.	Data wykonania ćwiczenia: 16.03.2012.r. Data oddania sprawozdania: 30.03.2012.r.

1. Cel ćwiczenia.

Celem ćwiczenia jest zaznajomienie się z technikami laserowymi w medycynie oraz nabycie umiejętności pomiaru mocy lasera.

2. Urządzenia.

Biostymulator BL-20 UŁAN:

Generuje impulsy promieniowania o częstotliwości od 2[Hz] do 30[kHz] i o nominalnej długości fali 890[nm]. Posiada cyfrowy miernik mocy średniej promieniowania laserowego, klawiaturę membranowa oraz sygnalizację świetlną i dźwiękową .

Wyposażony jest w dwie sondy zabiegowe z impulsowymi laserami półprzewodnikowymi emitującymi promieniowanie podczerwone.

3. Wykaz działań.

1. Uruchomienie lasera.

Umieszczam wtyki sond w gniazdach z boku aparatu, sondy zabiegowe w gniazda znajdujące się w górnej części aparatu. Podłączam sznur sieciowy, wkładam kluczyk do stacyjki i przekręcam.

2. Odczyt parametrów lasera.

Na przodzie aparatu znajduje się tabelka, z której dokonuje odczytu następujących parametrów: długość fali promieniowania, maksymalna moc impulsu, czas trwania impulsu promieniowania. Ostatnie dwa parametry podane są dla dwóch zakresów pracy aparatu biostymulacyjnego.

3. Wykonanie pomiarów.

Dokonuję serii siedmiu pomiarów mocy promieniowania dla zadanych częstotliwości, zawierających się w zakresie 80Hz-30kHz. Pomiarów tych dokonuję dla dwóch badanych sond. Do pomiaru mocy wykorzystuję gniazdo testowe poprzez które przy pomocy układu wkomponowanego w biostymulator i wyświetlacza cyfrowego odczytuję moc promieniowania sondy w miliwatach [mW]. Gdy sonda jest umieszczona w gieździe włączam przełącznik na sondzie i naciskam pole „POWER MEASURMENT” na płycie czołowej, następnie naciskam pole „START”. Na wyświetlaczu zostanie wyświetlona wartość średniej mocy emitowanej z danej sondy. Naciskam „STOP” aby zakończyć pomiar.

4. Analiza i przetworzenie zgromadzonych danych.

Znając maksymalną moc impulsu P_max i czas jego trwania T_i dla I oraz II zakresu oszacowuję średnią moc dla danej częstotliwości na podstawie zależności:

E_imp [J] = P_max * Ti (1)

P_sr[W] = E_imp * f (2)

W szacowaniu uwzględniam błąd związany z czasem trwania impulsu.

5. Porównanie wyników i wnioski.

Porównuję obliczoną moc średnią dla danej częstotliwości z mocą średnią uzyskaną w wyniku przeprowadzonych pomiarów. Zestawiam dane oraz błędy względne i wyciągam wnioski.

4. Opracowanie teoretyczne.

1. Promieniowanie elektromagnetyczne (fala elektromagnetyczna) – rozchodzące się w przestrzeni zaburzenie pola elektromagnetycznego.

Składowa elektryczna i magnetyczna fali indukują się wzajemnie – zmieniające się pole elektryczne wytwarza zmieniające się pole magnetyczne, a z kolei zmieniające się pole magnetyczne wytwarza zmienne pole elektryczne.

Właściwości fal elektromagnetycznych zależą od długości fali. Promieniowaniem elektromagnetycznym o różnej długości fali, są fale radiowe, mikrofale, podczerwień, światło, ultrafiolet, promieniowanie rentgenowskie i promieniowanie gamma.

W opisie kwantowym promieniowanie elektromagnetyczne jest traktowane jako strumień nie posiadających masy cząstek elementarnych zwanych fotonami. Energia każdego fotonu zależy od długości fali.

2. Zasada działania

Zasadniczymi częściami lasera są: ośrodek czynny, rezonator optyczny, układ pompujący. Układ pompujący dostarcza energię do ośrodka czynnego, w ośrodku czynnym w odpowiednich warunkach zachodzi akcja laserowa, czyli kwantowe wzmacnianie (powielanie) fotonów, a układ optyczny umożliwia wybranie odpowiednich fotonów.

Ośrodek czynny

Oddziaływanie promieniowania z materią można wyjaśnić za pomocą trzech zjawisk: pochłaniania fotonów (absorpcji), emisji spontanicznej oraz emisji wymuszonej fotonu. Foton wyemitowany w wyniku emisji wymuszonej ma taką samą częstotliwość i polaryzację jak foton wywołujący emisję. Przykładowy foton wzbudzający musi mieć energię równą energii wzbudzenia atomu ośrodka. Atomy w stanie podstawowym pochłaniają takie fotony. Gdy w ośrodku jest więcej atomów w stanie wzbudzonym niż w stanie podstawowym zachodzi inwersja obsadzeń poziomów energetycznych. Stan wzbudzony jest stanem metastabilnym co zapewnia magazynowanie energii do czasu wyemitowania jako wiązki laserowej i jest warunkiem funkcjonowania urządzenia.

Atomy niektórych pierwiastków mają poziomy energetyczne, na których elektron pozostaje znacznie dłużej (kilkaset μs, kilka ms). Wskutek pobudzania zewnętrznym polem elektrycznym elektrony w atomach przechodzą do stanu metatrwałego, wytwarzając inwersję obsadzeń, która zapewnia lawinową emisję promieniowania koherentnego, czyli o tej samej długości fali.

Układ pompujący

Zadaniem układu jest przeniesienie jak największej liczby elektronów w substancji czynnej do stanu wzbudzonego. Układ musi być wydajny by zapewnić inwersję obsadzeń. Pompowanie lasera odbywa się poprzez błysk lampy błyskowej (flesza), błysk innego lasera, przepływ prądu (wyładowanie) w gazie, reakcję chemiczną, zderzenia atomów, wstrzelenie wiązki elektronów do substancji.

Rezonator optyczny

Wzbudzony ośrodek czynny stanowi wprawdzie potencjalne źródło światła laserowego, jednak do powstania uporządkowanej akcji laserowej potrzebny jest jeszcze odpowiedni układ optyczny, zwany rezonatorem. Układ ten pełni rolę dodatniego sprzężenia zwrotnego dla światła o wybranym kierunku i określonej długości fali. Spośród wszystkich możliwych kierunków świecenia i wszystkich dostępnych dla ośrodka długości fal, jedynie światło o parametrach ustalonych przez rezonator będzie wzmacniane na tyle mocno, by doprowadzić do akcji laserowej.

Sprzężenie zwrotne polega na możliwości wielokrotnego przepływu fotonów przez ośrodek, połączonego z ich kaskadowym powielaniem wskutek emisji wymuszonej, dzięki czemu laser generuje spójne światło. Układ optyczny rezonatora składa się zazwyczaj z dwóch dokładnie wykonanych i odpowiednio ustawionych zwierciadeł. Dla określonego kierunku możliwe jest wielokrotne odbicie pomiędzy zwierciadłami, i tylko fotony o takim kierunku, mogą wielokrotnie przebiegać przez ośrodek czynny, powodując akcję laserową. Jeśli rezonator ma postać dwóch równoległych zwierciadeł płaskich, to emitowane światło może leżeć w dość szerokim przedziale częstotliwości, zależnym od charakterystyki ośrodka. Aby dodatkowo określić tę częstotliwość z dużą precyzją, stosuje się dodatkowe elementy układu optycznego, ograniczające możliwość wielokrotnego odbicia fal o długościach innych, niż zadana. Mogą to być na przykład siatki dyfrakcyjne pełniące rolę selektywnego zwierciadła tylko dla określonej długości fali, a także dodatkowe lustra tworzące filtry interferencyjne (interferometry). W zależności od szczegółów technicznych budowy rezonatora, możliwe jest uzyskanie światła laserowego o bardzo różnych własnościach, takich jak kątowa rozbieżność wiązki, określony stopień jej spójności przestrzennej i czasowej, określony profil spektralny linii, czy wreszcie określony rozkład gęstości mocy w poprzecznym przekroju wiązki (tzw. mody poprzeczne).

Aby emitowane światło laserowe mogło wydostać się poza rezonator (na zewnątrz lasera), przynajmniej jedno z luster powinno być częściowo przepuszczalne. W laserach impulsowych stosuje się często modulację czasową przepuszczalności luster, dzięki czemu cała energia wiązki zostaje uwolniona w chwili "otwarcia" lustra.

3. Oddziaływanie światła laserowego z tkankami.

Rys. 9. Uproszczony schemat reakcji zachodzących w tkance pod wpływem promieniowania laserowego małej lub średniej mocy

    Należy zdawać sobie sprawę, że akt absorpcji zachodzi w niezwykle krótkim czasie rzędu 10^-15 s, podczas gdy czasy reakcji biologicznych są rzędu sekund i godzin, a na zaobserwowanie rezultatów klinicznych potrzeba dni. Zatem między procesem absorpcji, a obserwowanymi pozytywnymi efektami klinicznymi zachodzi cała gama skomplikowanych procesów, które mają miejsce w pojedynczych cząsteczkach, na poziomie subkomórkowym, komórkowym i w tkankach. W wielu przypadkach mechanizm procesów, które prowadzą do określonych, obserwowanych efektów klinicznych nie jest jeszcze znany.

1. Oddziaływanie promieniowania laserowego na poziomie molekularnym

    Cząsteczka, która absorbuje promieniowanie laserowe o określonej długości fali, ulega tzw. "wzbudzeniu elektronowemu" i przechodzi na wyższy poziom energetyczny. Stan taki jest krótkotrwały i cząsteczka traci uzyskany w wyniku absorpcji nadmiar energii. Może to uczynić na kilka sposobów:

1. poprzez spontaniczną emisję fotonów w postaci fluorescencji lub fosforescencji,

2. poprzez oddanie nadmiaru energii w postaci ciepła do otoczenia,

3. poprzez bezpromieniste przekazanie elektronowej energii wzbudzenia E^* do biologicznie ważnych struktur i zapoczątkowanie w nich reakcji fotochemicznych.

    Z punktu widzenia laseroterapii niskoenergetycznej najistotniejszym i najbardziej pożądanym jest trzeci sposób. Badania wykazują, że w układach biologicznych energia wzbudzenia elektronowego przekazywana jest z bardzo dużą wydajnością (duża wartość stałej szybkości przenoszenia energii wzbudzenia elektronowego) w czasie rzędu 10^-12-10^-18 s.

2. Oddziaływanie promieniowania laserowego na komórkę i organelle komórkowe

   Za absorpcję (pochłanianie) odpowiedzialne są cząsteczki zwane ogólnie chromoforami, które znajdują się w komórkach i mitochondriach (tzw. cytochromy). Najważniejsze z nich to: aminokwasy, kwasy nukleinowe, melanina, hemoglobina, bilirubina, związki sterydowe, porfiryny, ryboflawina, chinony, NAD, B-karoten, cytochromy i inne. Większość z nich pochłania promieniowanie ultrafioletowe, część widzialne (np. melanina, hemoglobina, cytochromy), a niektóre np. flawoproteiny najsilniej absorbują promieniowanie podczerwone (ok. 900 nm). Cytochromy są składnikami łańcucha oddechowego, znajdującego się w mitochondriach. Uważa się, że podczas naświetlania promieniowaniem laserowym cytochromy w mitochondriach (np. okzydaza cytochromowa, NAD) bezpośrednio pochłaniają promieniowanie elektromagnetyczne, powodując aktywację łańcucha oddechowego oraz zapoczątkowując procesy biochemiczne powodujące wzrost produkcji ATP (będącego magazynem energii dla komórki) i wzrost metabolizmu komórkowego. Bardzo ważnym efektem biostymulacji laserowej zachodzącej na poziomie molekularnym, a mającym ogromny wpływ na procesy zachodzące wewnątrz, jest fotoaktywacja enzymów. Oddziaływanie promieniowania na enzym może spowodować: a) aktywację enzymu, b) inaktywację, c) reaktywację enzymów odwracalnie nieczynnych.

Najistotniejszy jest efekt powodujący bezpośrednią aktywację enzymu oraz pobudzenie syntezy enzymu. Udowodniono, że pobudzenie aktywności określonej grupy enzymów z tzw. układu dopełniacza powoduje m.in.: wzrost przepuszczalności naczyń (C4, kinina C2), uwalnianie histaminy z granulocytów i serotoniny z płytek krwi (C3a), ułatwienie fagocytozy przez granulocyty obojętnochłonne i monocyty. Bardzo czułymi na promieniowanie laserowe są enzymy sterujące syntezą i utylizacją ATP a więc enzymy odpowiedzialne za przemiany energetyczne zachodzące wewnątrz komórki. Przytoczone tu tylko niektóre skutki oddziaływania promieniowania laserowego na poziomie molekularnym nie są oczywiście obojętne dla funkcjonowania pojedynczej komórki.

    Zauważono m. in., że zmiana szybkości podziałów komórkowych zależy od dł. fali promieniowania, gęstości powierzchniowej energii, czasu ekspozycji, a także stanu czynnościowego komórek. Stwierdzono wzmożoną syntezę DNA w komórkach czego konsekwencją jest zwiększona proliferacja komórek i wzmożona synteza białek. Komórki warstwy rozrodczej naskórka - keranocyty wykazują zwiększoną proliferację oraz wzrost ich ruchliwości czym można tłumaczyć korzystny wpływ działania promieniowania laserowego na gojenie się ran (np. owrzodzenia podudzi). Podobnie fibroblasty, które odgrywają główną rolę w procesach gojenia, są wrażliwe na promieniowanie lasera He-Ne. Pod jego wpływem dochodzi do zwiększonej syntezy kolagenu w fibroblastach oraz ich modyfikacji co może mieć istotny wpływ na kształtowanie się morfologii blizny, poprawienie jej wytrzymałości mechanicznej, zwłaszcza po zabiegach chirurgicznych. Ponadto obserwuje się przyspieszoną neoangiogenezę pod wpływem promieniowania o dł. fali 660 nm, który to proces ma podstawowe znaczenie w gojeniu tkanek. Podwyższoną zdolność granulocytów do fagocytozy potwierdza, obserwowane pod wpływem promieniowania laserowego, szybkie tworzenie się ziarniny i naskórkowanie ran. Wpływ promieniowania laserowego na ważniejsze procesy gojenia się ran przedstawia schematycznie rys. 10.

Rys. 10. Przebieg procesu gojenia się rany z uwzględnieniem wpływu promieniowania laserowego na poszczególne etapy przemian

   

Należy wyraźnie podkreślić, że skuteczna stymulacja procesu gojenia się ran promieniowaniem laserowym zależy od odpowiedniego doboru dł. fali i gęstości energii do rodzaju rany i fazy procesu gojenia rany.
    Promieniowanie laserowe ma również wpływ na skład i właściwości błony komórkowej. Struktura błony i jej potencjał elektryczny mają podstawowe znaczenie dla procesów transportu przez błonę i aktywność pompy sodowej. Pod wpływem promieniowania normalizuje się potencjał elektryczny błony komórkowej (dla zdrowej komórki wynosi ok. 60-90 mV), zmienia się przewodność elektryczna i przenikalność błony oraz jej właściwości adhezyjne. Sprowadza się to np. do mniejszej agregacji erytrocytów, lepszego przenoszenia tlenu, zmiany potencjału czynnościowego neuronów. Mitochondria, które pełnią bardzo ważną rolę w fizjologii komórki, również odpowiadają na promieniowanie lasera (He-Ne). Dochodzi do znacznych zmian w budowie mitochondriów, ich właściwości optycznych (zmian widm absorpcyjnych i emisyjnych), uaktywnienie aparatu genetycznego mitochondriów co przejawia się w zwiększonej syntezie DNA i RNA, nasilonej syntezie białek, obserwuje się też wzrost produkcji ATP, co z kolei ma bezpośredni wpływ na metabolizm energetyczny komórki. 
    Przykładem oddziaływania stymulującego promieniowania na komórkę, którego nie można pominąć, jest jego wpływ na limfocyty krwi. Obserwuje się m. in. odwracalny, wzmożony napływ jonów wapnia do komórki, przebudowę ultrastruktury jąderek, wzrost liczby mitochondriów. 
    Wybrane, przedstawione wyżej, przykłady dowodzą, że promieniowanie laserowe może modyfikować właściwości biochemiczne i ultrastrukturę materiału biologicznego, powodując powstanie tzw. efektów pierwotnych (Rys.9), a w konsekwencji wpływać na funkcje komórki i tkanki.

3. Oddziaływanie promieniowania laserowego na poziomie tkanki

    Obserwowane zmiany w różnych rodzajach tkanek, możemy określić jako tzw. efekty wtórne działania promieniowania laserowego (Rys.9). Zaliczamy do nich: a) efekty biostymulacyjne, b) efekty przeciwbólowe, c) efekty przeciwzapalne.

Efekt przeciwbólowy wywołany promieniowaniem laserowym spowodowany jest:

• hyperpolaryzacją błon komórek nerwowych,

• wzmaganiem wydzielania endorfin,

• stymulowaniem regeneracji obwodowych aksonów po uszkodzeniu nerwów.

Efekt przeciwzapalny wywołany jest przez:

• rozszerzenie naczyń krwionośnych,

• ułatwienie wytworzenia krążenia obocznego,

• poprawę mikrokrążenia,

• przyspieszenie resorpcji obrzęków i wysięków,

• stymulowanie migracji makrofagów.

Efekt stymulujący wywołany jest poprawą krążenia, odżywiania i regeneracja komórek.

    Powyższe efekty znalazły potwierdzenie w licznych badaniach in vitro i in vivo Stwierdza się, że w napromieniowanych tkankach zwiększa się przepływ krwi, co umożliwia szybszą wymianę elektrolitów między komórkami, czemu sprzyja również obserwowana wzmożona angiogenaza. Promieniowanie laserowe w zakresie podczerwieni powoduje poszerzenie naczyń limfatycznych. Tym samym powoduje większy przepływ chłonki i przyspiesza ich regenerację po przecięciu. Obserwuje się uaktywnienie szpiku kostnego i zwiększenie liczby erytrocytów. Promieniowanie laserowe ma regulujący wpływ na układ odpornościowy. W określonych schorzeniach zaobserwowano działanie immunosupresyjne (spadek aktywności limfocytów, mniejsza produkcja przeciwciał).

Z drugiej strony w innych schorzeniach np. przy gojeniu się ran można zaobserwować wzmożoną aktywność żerną monocytów i neutrofili, a pod wpływem promieniowania lasera He-Ne dochodzi do wzmożonej fagocytozy makrofagów. Obserwowane zmiany stężenia serotoniny i histaminy wiążą się ściśle z działaniem przeciwbólowym. Skutkiem działania promieniowania laserowego jest też wzmożenie zdolności regeneracyjnych głównie tkanki łącznej i nabłonka. Promieniowanie małej mocy modyfikuje stan czynnościowy zarówno zdrowej jak i uszkodzonej tkanki nerwowej. Stwierdzono, że promieniowanie to podwyższa potencjał czynnościowy nie uszkodzonych nerwów obwodowych oraz nerwów zmiażdżonych, a także przyspiesza wzrost włókien nerwowych i ich mielinizację w obrębie urazu.
    Są to tylko nieliczne obserwowane zmiany zachodzące w układach biologicznych pod wpływem promieniowania laserowego. Nie mniej dowodzą, że taki wpływ istnieje i nie jest obojętny dla tego układu, chociaż jak wspomniano wcześniej, nie wszystkie obserwowane w praktyce skutki napromieniowania laserami małej mocy znalazły dotychczas naukowe wytłumaczenie. 
    Najlepsze efekty biostymulacyjne uzyskuje się dla promieniowania o gęstości mocy do 50 mW/cm², efekty przeciwbólowe dla gęstości mocy 50-200 mW/cm², natomiast efekty przeciwzapalne dla 300-400 mW/cm².

4. Zastosowanie terapii promieniowaniem laserowym (niskoenergetycznym) w dyscyplinach klinicznych.

1. Medycyna sportowa

2. Ortopedia

3. Reumatologia

4. Neurologia

5. Dermatologia

6. Lecznictwo wielu chorób (narządów ruchu) i schorzeń.

7. Rany pooperacyjne owrzodzenia i przeszczepy skóry.

Źródła:

• http://imp.gda.pl/implaser/nasze_wyklady/biostymulacja/med_main.htm

• http://pl.wikipedia.org/wiki/Laser

• ‘Medycyna Fizykalna’, Gerard Straburzyński, Anna Straburzyńska-Lupa, Wydawnictwo Lekarskie PZWL. Warszawa.

5. Opracowanie wyników przeprowadzonych pomiarów.

a) Wykonane pomiary.

Tabela zawierająca wyniki przeprowadzonych przeze mnie pomiarów.

SONDA ‘1’
Nr pomiaru
1
2
3
4
5
6
7

SONDA ‘2’
Nr pomiaru
1
2
3
4
5
6
7

Obliczam wartości średniej mocy dla sondy ‘1’ i sondy ‘2’ dla każdej z częstotliwości z dwóch różnych zakresów, za pomocą średniej arytmetycznej:${\ \overset{\overline{}}{P}}_{sr} = \ \ \frac{1}{7}\sum_{i = 1}^{7}{{(P}_{i})}$.

Obliczam wartość odchylenia standardowego będącego miarą błędu bezwzględnego za pomocą następującego wzoru: $\sigma = \sqrt[2]{\frac{1}{7}\sum_{i = 1}^{7}{(P_{i} - {\ \overset{\overline{}}{P}}_{sr})}^{2}}$.

Obliczeń dokonuje w programie Microsoft Excel 2010.

Tabela przedstawiająca średnie moce oraz błędy bezwzględne (odchylenia standardowe) dla wykonanych pomiarów.

	Sonda ‘1’	Sonda ‘2’
Częstotliwość	${\ \overset{\overline{}}{P}}_{sr}$ [mW]	σ[mW]
80[Hz]	0,057143	0,053452
150[Hz]	0,185714	0,069007
300[Hz]	0,5	0,0
600[Hz]	1,057143	0,053452
1500[Hz]	2,9	0,057735
3000[Hz]	5,5	0,08165
18[kHz]	14,57143	0,534522
21[kHz]	17,42857	0,534522
24[kHz]	18,28571	0,48795
26[kHz]	19,42857	0,534522
28[kHz]	19,57143	0,786796
30[kHz]	23,42857	0,534522

b)Obliczenie mocy średniej.

Tabelka widniejąca na części przedniej aparatu biostymulacyjnego.

Długość fali promieniowania	890 [nm]
Maksymalna moc impulsów	I zakres
	5,5 [W]
Czas trwania impulsu promieniowania	250[ns] ± 20%
wg. pn91/T-06700

Korzystając ze wzorów podanych wyżej [ (1) i (2) ]. Obliczam moc średnią w następujący sposób:

(Przykładowe obliczenie mocy średniej dla dwóch zakresów):

E_imp [J] = P_max * Ti (1)

P_sr[W] = E_imp * f (2)

(i) Zakres I, przykładowa częstotliwość 3000[Hz]

E_imp[J] = 5, 5[W] * 250 * 10⁻⁹ [s] = 1, 375 * 10⁻⁶[J]

P_sr[W] = 1, 375 * 10⁻⁶[J] * 3 * 10³[Hz] = 4, 125 * 10⁻³[W] = 4, 125[mW]

Aby policzyć błąd bezwzględny mocy średniej korzystam z faktu, że podany został błąd względny czasu trwania impulsu, który (przy braku danych dotyczących przedziału ufności maksymalnej mocy promieniowania) przechodzi na E_imp oraz na P_śr, gdyż niepewność częstotliwości jest nieznana.

Czyli:

P_sr = 20%*P_sr = 0, 2 *  P_sr = 0, 2 * 4, 125[mW] = 0, 825[mW]

(i) Zakres II, przykładowa częstotliwość 28[kHz]

E_imp[J] = 7, 7[W] * 120 * 10⁻⁹ [s] = 9, 24 * 10⁻⁷[J]

P_sr[W] = 9, 24 * 10⁻⁷[J] * 28 * 10³[Hz] = 0, 025872[W] = 25, 872[mW]

P_sr = 20%*P_sr = 0, 2 *  P_sr = 0, 2 * 25, 872[mW] = 5, 1744[mW]

… wyniki dalszych obliczeń zawiera poniższa tabelka.

	Sonda ‘1’ / Sonda ‘2’
Częstotliwość	${\ \overset{\overline{}}{P}}_{sr}$ [mW]
Zakres I
80[Hz]	0,11
150[Hz]	0,20625
300[Hz]	0,4125
600[Hz]	0,825
1500[Hz]	2,0625
3000[Hz]	4,125
Zakres II
18[kHz]	16,632
21[kHz]	19,404
24[kHz]	22,176
26[kHz]	24,024
28[kHz]	25,872
30[kHz]	27,72

6. Porównanie wyników.

Całościowe zestawienie otrzymanych danych wraz z zaokrągleniem wyników, błędami względnymi i bezwzględnymi znajduje się w tabelce poniżej.

Sonda ‘1’
Częstotliwość [Hz]
80
150
300
600
1 500
3 000
18 000
21 000
24 000
26 000
28 000
30 000

Sonda ‘2’
Częstotliwość [Hz]
80
150
300
600
1 500
3 000
18 000
21 000
24 000
26 000
28 000
30 000

Wykresy mocy średniej od częstotliwości dla dwóch sond badawczych. Na wykresach zestawiono moc średnią otrzymaną bezpośrednio z danych pomiarowych oraz danych otrzymanych na drodze obliczeń.

Na wykresach zaznaczono także słupki błędów.

7. Wnioski.

Z tabel z poprzedniego punktu wywnioskować można, iż moc średnia emitowana przez sondy dla zestawu danych/badanych częstotliwości otrzymana na drodze teoretycznej obarczona jest błędem sięgającym do 20%, co daje wynik stosunkowo rzetelny. Jednak, jak zostało wspomniane wcześniej, niepewność pozostałych parametrów (maksymalnej mocy promieniowania oraz częstotliwości) były nieznane, więc ich wartość w przeprowadzonych obliczeniach została przyjęta, jako zerowa.

Z kolei wartości średniej mocy emitowanej przez sondy dla zestawu danych/badanych częstotliwości otrzymane na drodze empirycznej obarczone są różnymi błędami względnymi: w przypadku pomiaru niektórych mocy średnich dla danych częstotliwości nie ulegały one zmianom, wobec czego każdy z siedmiu pomiarów był taki sam, co w teorii znaczy, iż błąd bezwzględny (miara odchylenia standardowego) był równy zero – pomiar idealny. W rzeczywistości nie znamy przedziału ufności dla tych pomiarów.

Podobna sytuacja miała miejsce w przypadku pomiaru średniej mocy dla małych częstotliwości. Wbudowany układ nie był dostatecznie precyzyjny do pomiaru tak małych wartości mocy średniej, wobec czego błąd względny jest bardzo duży, powodując znikomą przydatność tych danych.

Analizując końcową tabelę dostrzec można, że dla większości częstotliwości przedziały zmienności wartości średniej mocy promieniowania sond otrzymane dwoma metodami są wynikami rozbieżnymi. Jednak przedziały te położone są względnie ‘blisko’ siebie i prawdopodobnie po uwzględnieniu dodatkowych niepewności pomiarowych czy niepewności wynikających z parametrów aparatu biostymulacyjnego mogłyby być one zbieżne.

Jednocześnie zauważyć można fakt, iż średnia moc promieniowania przy niezmiennej maksymalnej mocy impulsu i czasie trwania jednego impulsu promieniowania rośnie wraz z częstotliwością. Zależność ta jest spełniona dla każdego wyniku empirycznego i wynika bezpośrednio z wzorów podanych na wstępie sprawozdania.