Światłolecznictwo to dział fizykoterapii, metoda leczenia światłem wykorzystująca jego naturalne (helioterapia) lub sztuczne źródła (aktynoterapia), emitujące głównie promienie podczerwone (sollux), nadfioletowe (lampa kwarcowa) lub skojarzone światło obu typów promieniowania

Właściwości fizyczne i biologiczne promieniowania elektromagnetycznego

1) Promieniowanie podczerwone (IR - infra-red) jest promieniowaniem niewidzialnym, umiejscowionym w widmie promieniowania elektromagnetycznego, między czerwienią widma światła widzialnego a mikrofalami. Jest ono emitowane przez rozgrzane ciała. W leczeniu wykorzystuje się promieniowanie podczerwone o długości fali 770-15000 nm.

2) Promieniowanie widzialne znajduje się w paśmie 400-760 nm, wywołując u ludzi i zwierząt wrażenia świetlne. W widmie promieniowania elektromagnetycznego jest ono umiejscowione pomiędzy nadfioletem a podczerwienią.

3) Promieniowanie nadfioletowe (UV - ultra-violet) to, podobnie jak promieniowanie podczerwone, promieniowanie niewidzialne o długości fali 400-100 nm. W widmie promieniowania elektromagnetycznego jest umiejscowione zaraz za obszarem fioletu widma widzialnego. W lecznictwie wykorzystuje się promieniowanie nadfioletowe o długości fali 380-200 nm.

Wszystkie te rodzaje promieniowania elektromagnetycznego powstają w wyniku zmian zachodzących w atomach lub drobinach emitującego je ciała. Promieniowanie rozchodzi się w postaci oddzielnych porcji energii - kwantów, zwanych też fotonami.

Promieniowanie elektromagnetyczne padając na granicę między dwoma ośrodkami ulega:

• odbiciu, które jest wprost proporcjonalne do stopnia gładkości powierzchni, na którą pada. Z kolei gładkość powierzchni zależy od jej składu chemicznego i właściwości optycznych;

• pochłanianiu - od stopnia pochłaniania zależą wszelkie reakcje fotochemiczne i biologiczne zachodzące w tkankach pochłaniających to promieniowanie;

• załamaniu, które występuje przy ukośnym przejściu promieniowania przez granicę ośrodków o różnej gęstości;

• ugięciu (dyfrakcji), jeżeli promieniowanie elektromagnetyczne natrafi na swojej drodze na szczelinę lub przeszkodę nieco mniejszą niż długość fali. Wówczas krawędzie tej przeszkody stają się źródłem promieniowania rozchodzącego się w kierunku różnym od kierunku promieniowania padającego;

• rozproszeniu, które jest odwrotnie proporcjonalne do gładkości powierzchni, na którą pada.

Widmo promieniowania słonecznego w swej drodze do ziemi ulega zmianie w zależności od:

• pory roku i dnia.( W różnych porach roku i dnia zmienia się skład promieniowania słonecznego co jest związane z kątem padania. Im mniejszy jest kąt padania promieni słonecznych tym bardziej muszą one przebijać się przez grubsze warstwy atmosfery. Z kolei w godzinach rannych i popołudniowych ilość promieniowania ultrafioletowego jest niewielka, największa, gdy słońce jest w zenicie, )

• wysokości nad poziomem morza. Na większych wysokościach ilość promieniowania ultrafioletowego jest wyższa, co jest związane głównie z czystością i przejrzystością powietrza,

• pozycji na ziemi,

• zachmurzenia, a także zanieczyszczenia powietrza (od zawartości w powietrzu pary wodnej i pyłów),

• siły odbicia (nad morzem, na śniegu).

Aktynoterapia 

Aktynoterapią określa się wykorzystanie do celów leczniczych sztucznych źródeł promieniowania świetlnego (sollux, lampy kwarcowe, laser). 

Promieniowanie podczerwone

- Promieniowanie krótkofalowe (IR-A), tzw. bliskie, o długości fali 770-1500 nm .
- promieniowanie średniofalowe (IR-B) o długości fali 1500-4000 nm .
- promieniowanie długofalowe (IR-C), tzw. dalekie, o długości fali 4000-15000 nm. 

Skutki wywołane w tkankach zależą od ilości pochłoniętej energii. Zgodnie z prawem Grotthusa-Drapera, tylko ta ilość energii, która zostanie pochłonięta (a nie ta, która pada), wywoła odczyn.

Działanie biologiczne promieniowania IR polega na : wpływie cieplnym na tkanki, zwiększona energia kinetyczna cząsteczek podnosi temperaturę tkanek. Szybkość podnoszenia się ciepłoty tkanek jest wprost proporcjonalna do szybkości z jaką energia jest pochłaniana.

-tkanki poprzez dużą zawartość wodę (60-70%), posiadają dużą zdolność pochłaniania.

- układ naczyniowy odgrywa dużą rolę w przenoszeniu i przewodzeniu ciepła. Zapobiega on wytwarzaniu dużej różnicy ciepłoty w różnych częściach ciała. 

Przenikanie i pochłanianie promieniowania podczerwonego 

Padające na skórę promieniowanie podczerwone zostaje od niej odbite (w 1/3) oraz pochłonięte (w 2/3). Przenikanie i pochłanianie promieniowania podczerwonego zależy od długości fali.

1) Promienie podczerwone krótkofalowe (IR-A), mimo iż posiadają zdolność przenikania do 30 mm (aż do tkanki podskórnej), pochłaniane są głównie w warstwie do 10 mm (skutkiem czego ulega ona silniejszemu przegrzaniu.)

Ten rodzaj promieniowania przenika przez skórę do warstw tkanki podskórnej, bogato unaczynionej, a jeżeli warstwa tłuszczowa nie jest zbyt gruba, wówczas dochodzi nawet do mięśni. Przegrzanie nie wywołuje uczucia pieczenia ponieważ krew pochłania ciepło i przenosi je do warstw głębiej położonych, podnosząc ciepłotę tkanek.

2) Promieniowanie podczerwone długofalowe (IR-C) nie przenika zbyt głęboko. Ogólna granica to 3mm a najwyższa granica przenikalności to 10mm. Przenikalność ogranicza się do naskórka. Powierzchnia skóry pochłania je w znacznym stopniu, przez co może ulegać silniejszemu przegrzaniu. Ciepło jest częściowo przewodzone do tkanek głębiej położonych a częściowo występuje utrata tegoż ciepła do otaczającego skórę otoczenia (powietrza). 

Reakcje organizmu na promieniowanie podczerwone 

1)Skutki działania promieniowania podczerwonego na organizm zależą od

-cech samego promieniowania

- cech reaktywności organizmu.

- widma promieniowania,

energii fotonów,

odległości od naświetlanej skóry,

-wielkości naświetlanej powierzchni.

2) Reakcja organizmu zależy

-od stanu skóry,

- wilgotności skóry

-grubości tkanki podskórnej

- stanu układu krwionośnego i chłonnego.

Występujące skutki biologiczne są reakcją na wywoływanie fizjologicznych odruchów układu naczyniowego skóry (organizm dąży do zachowania homeostazy cieplnej).

Wpływ biologiczny promieniowania podczerwonego polega na działaniu ciepła, które powoduje między innymi:

• poprawę ukrwienia skóry i zwiększenie wydzielania potu;

• rozszerzenie naczyń włosowatych skóry a co za tym idzie zwiększony przepływ przez tkanki krwi tętniczej;

• reakcje ze strony naczyń głębiej położonych zgodnie z prawem Dastre-Morata. Prawo to mówi, iż “bodźce termiczne (zimno lub ciepło) działając na duże powierzchnie skóry, powodują przeciwne do naczyń skóry zachowanie się dużych naczyń klatki piersiowej i jamy brzusznej. Naczynia nerek, śledziony i mózgu wykazują odczyn taki sam, jak naczynia skóry.”;

• pobudzenie procesów metabolicznych;

• działanie przeciwbólowe poprzez podwyższenie progu bólu;

• zmniejszenie napięcia mięśni.

Odczyn organizmu na promieniowanie podczerwone może być miejscowy lub ogólny.

Odczyn miejscowy, występuje w skórze, w miejscu jej napromieniowania, ale swym zasięgiem obejmuje sąsiadujące z nim okolice. Polega on na rozszerzeniu naczyń krwionośnych skóry co będzie powodować jej zaczerwienienie. Objaw ten określa się mianem rumienia cieplnego. Rumień cieplny wykazuje kilka charakterystycznych cech, dzięki którym można odróżnić go od rumienia fotochemicznego (promieniowanie UV). Otóż występuje on w trakcie naświetlania, jego nasilenie wzrasta w miarę upływu czasu oddziaływania promieniowania podczerwonego. Zaczerwienienie skóry jest plamiste, nierównomierne, co jest wynikiem rozszerzania się głębiej położonych naczyń krwionośnych skóry. Zanika po pewnym czasie (około 1-2 godzin) od zakończenia naświetlania.

Odczyn ogólny to odległa reakcja organizmu np. w obrębie przeciwnej kończyny.

Promieniowanie nadfioletowe

Podział promieniowania ultrafioletowego ze względu na działanie biologiczne

1)promieniowanie UV-A, tzw. długofalowe o długości fali 400-315 nm, promieniowanie długofalowe przenika głębiej, do warstwy 0,5-2mm. Przenikliwość wzrasta wprost proporcjonalnie do długości fali

2)promieniowanie UV-B, tzw. średniofalowe, o długości fali 315-280 nm

3) promieniowanie UV-C, tzw. krótkofalowe, o długości fali 280-200 nm. Przenikanie promieniowania krótkofalowego jest małe i wynosi 0,1-0,5mm, tak więc jest pochłaniane przez warstwę naskórka.

Promienie ultrafioletowe są pochłaniane przez warstwę naskórka w 20%, przez warstwę skóry w 50%, a pozostała część promieniowania ulega odbiciu.

Ilość promieniowania odbitego od powierzchni skóry zależy od kąta padania promieni, stanu skóry oraz od długości fali.

Promienie ultrafioletowe są pochłaniane przez protoplazmę komórek a skutkiem ich działania są odczyny fotochemiczne i biologiczne. Wielkość odczynu zależy, zgodnie z prawem Grotthusa-Drapera, od ilości pochłoniętej energii.

Biologiczne działanie promieniowania UV( następstwo działania fotochemicznego.)

Pod wpływem promieni UV w tkankach i ich elementach zdolnych do absorpcji (np. w karotenie, kwasach nukleinowych, histydynie, tyrozynie, lipoproteinach, melaninie, hemoglobinie), zachodzą różne reakcje chemiczne, takie jak synteza, utlenianie, redukcja lub rozpad. Są one przyczyną występowania odczynu fotochemicznego, tworzenia pigmentu czy wytwarzania witaminy D. 

Odczyn fotochemiczny 

Zwany również rumieniem fotochemicznym, to odczyn skóry, objawiający się jej zaczerwienieniem w wyniku rozszerzenia naczyń krwionośnych. Rumień fotochemiczny powstaje w dwóch etapach: W wyniku pochłonięcia energii promieniowania UV przez białko komórek warstwy kolczystej naskórka, dochodzi do jego denaturyzacji, czego następstwem jest uszkodzenie tych komórek. Z uszkodzonych komórek wydzielają się związki histaminopodobne, które przenikają do skóry właściwej gdzie powodują rozszerzenie naczyń włosowatych. 

{Przy właściwym dawkowaniu promieni UV nie występują żadne niepożądane skutki, ale w sytuacji przedawkowania pojawia się przebarwienie, natomiast przy znacznym przedawkowaniu może dojść do powstania pęcherzy śródskórnych i podskórnych oraz nadżerek. Następstwem rumienia jest zwiększenie przepuszczalności naczyń, co powoduje przejście osocza do przestrzeni międzykomórkowych naskórka i skóry właściwej, a to z kolei powoduje obrzęki.

W przypadku nagromadzenia się płynu przesiękowego między warstwami naskórka powstają pęcherze wypełnione płynem surowiczym. Innym następstwem jest złuszczenie naskórka. Przy częstych kontaktach z promieniami UV, powstają znaczne zgrubienia warstwy rogowej naskórka (hyperkeratoza), które bardzo często są punktem wyjścia nowotworów skóry.

Rumień fotochemiczny cechuje się okresem utajenia (1-6 godzin po zadziałaniu promieniowania), narastania i szczytu (6-24 godzin) oraz okresem zaniku (po słabych dawkach kilka godzin a po dużych może to być nawet kilka dni). Jest on jednolity, równomierny i ściśle ograniczony do naświetlanej powierzchni skóry.

Na stopień odczynu fotochemicznego wpływają takie czynniki jak:

- długość fali promieniowania ultrafioletowego,

-natężenie źródła promieniowania,

- czas naświetlania,

-odległość pomiędzy powierzchnią naświetlaną a źródłem promieniowania,

- kąt padania promieni na powierzchnię naświetlaną,

- wrażliwość skóry w miejscu naświetlanym

- indywidualna wrażliwość pacjenta.

Do czynników współdziałających zaliczamy porę roku, wiek pacjenta, przebyte choroby i leki, które pacjent zażywa bądź zażywał.

Tworzenie pigmentu 

W skórze poddanej napromieniowaniu, zwłaszcza promieniami UV-B, dochodzi do pigmentacji (brunatne przebarwienia). Pigmentacja skóry zależy od gromadzenia się barwnika melaniny w warstwie podstawowej naskórka, dawki promieni UV oraz długości ich fali. Największe właściwości wytwarzania pigmentu posiada wiązka B. Pigment powstaje w melanoblastach, komórkach znajdujących się w naskórku. 

Wytwarzanie witaminy D 

Skóra bierze czynny udział w syntezie steroli. Substratem witaminy D jest 7-dehydrocholesterol. Promienie UV-B powodują jego przemianę w cholekalcyferol (witamina D3), który podlega dalszemu metabolizmowi w wątrobie i nerkach. 

Wpływ promieniowania ultrafioletowego na organizm

1)Wpływ promieni UV na skórę.

Skóra staje się lepiej unaczyniona, odżywiona, staje się elastyczna, sprężysta, zwiększa się odporność skóry na zakażenia, odczyn rumieniowy zwiększa dopływ leukocytów do skóry, w związku z czym owrzodzenia, ubytki skóry goją się stosunkowo szybko poprzez pobudzenie ziarninowania. Ale w tym miejscu należy pamiętać, iż nadmiar światła UV powoduje wysychanie skóry, jej zgrubienie, pękanie a przy szczególnie długim działaniu może dojść do tworzenia nowotworów skóry. O Działanie bakteriobójcze i bakteriostatyczne .

Promieniowanie ultrafioletowe wykazuje właściwości bakteriobójcze (zwłaszcza wiązka C) i bakteriostatyczne, które powodują zahamowanie podziału komórek bakterii, zarówno na podłożu sztucznym, jak i żywym (np. prątek gruźlicy, paciorkowce, maczugowiec błonicy, pałeczka okrężnicy). Promienie UV działają również na wirusy (półpasiec), grzybice skórne, drożdżaki i pleśniowce. To bakteriobójcze działanie promieniowania tłumaczy się uszkodzeniem struktury białek bakterii przez powstające bezpośrednio w komórce reakcje biochemiczne, które równocześnie mogą prowadzić do zahamowania wzrostu i podziału bakterii, a także blokadą syntezy DNA, jak również powstawaniem w procesie utleniania pod wpływem promieni UV substancji toksycznych dla bakterii.

2)Wpływ na szpik kostny

Promienie UV posiadają właściwości stymulujące produkcję erytrocytów, hemoglobiny, okresowo zwiększają ilość płytek krwi. W leczeniu promieniowaniem UV anemii wtórnej w licznych badaniach stwierdzono poprawę stanu krwi. Przy prawidłowej ilości erytrocytów nie ulegają one zwiększeniu natomiast gdy ich liczba jest obniżona wówczas po naświetlaniu następuje wzrost ilości erytrocytów. Należy pamiętać, że u ludzi starszych naświetlanie promieniami UV może doprowadzić do powstania ryzyka zakrzepicy.

3)Wpływ na gruczoły wewnętrznego wydzielania.

Promienie UV zwiększają produkcję hormonów takich gruczołów jak przysadka mózgowa, tarczyca, nadnercza, trzustka i jajniki. O Wpływ na układ nerwowy .
Przy właściwym dawkowaniu obserwuje się korzystny wpływ na stan psychiczny (uspokojenie, powraca sen i stabilność układu nerwowego).

4)Wpływ na przemianę materii.

Po naświetlaniu następuje przyspieszenie ogólnej przemiany materii. Poziom cholesterolu wyraźnie spada w surowicy krwi (miażdżyca jest przeciwwskazaniem).

5)Wpływ na gospodarkę mineralną ustroju

Promienie UV wytwarzają w skórze witaminę D2 i D3, które przechodząc do układu krążenia, zwiększają przyswojenie wapnia i fosforu z przewodu pokarmowego oraz utrzymują ich prawidłowy poziom we krwi, zabezpieczając kości przed odwapnieniem. Stąd wynika zastosowanie promieniowania ultrafioletowego w leczeniu krzywicy, tężyczki, źle zrastających się złamań, złamań samoistnych, gruźlicy kości, próchnicy. Naświetlania ogólne powodują okresowo obniżenie ciśnienia krwi (nadciśnienie jest przeciwwskazaniem, ponieważ pod wpływem naświetlania występuje duże obciążenie mięśnia sercowego i może dojść do zapaści).

6)Wpływ na układ oddechowy.

Promieniowanie ultrafioletowe zwiększa możliwości wykorzystania tlenu

LASER - Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation co w języku polskim oznacza : wzmocnienie światła poprzez wymuszoną emisję promieniowania. Teoretyczne podstawy mechanizmów wzmocnienia światła dał w 1917 roku Albert Einstein. Urzeczywistnieniem teorii promieniowania laserowego stał się ponad 40 lat później pierwszy - zbudowany przez Amerykanina Teodora Maimana - laser rubinowy. 1974 pierwsza próba leczenia trudno gojących się ran laserem małej mocy helowo-neonowym przez węgierskiego lekarza Endre Mestera od tego czasu terapia laserem małej i średniej mocy nazywa się biostymulacją laserowa (ang Low Level Laser Therapy LLLT)

W dużym uproszczeniu, zobrazowanie budowy i działania lasera przedstawia rysunek. Do ośrodka o właściwościach wzmacniających światło, dostarczana jest energia świetlna lub elektryczna ( proces ten nazywamy pompowaniem lasera), co w efekcie powoduje emisję wymuszoną. Ośrodek wzmacniający umieszczony jest wewnątrz rezonatora składającego się z dwóch zwierciadeł, z których jedno jest całkowicie odbijające, drugie natomiast jest częściowo przepuszczalne. W wyniku emisji wymuszonej, wewnątrz rezonatora (zapewniającego sprzężenie zwrotne), układ staje się generatorem światła. Poprzez zwierciadło półprzepuszczalne (emisyjne), na zewnątrz układu wydostaje się część światła, stanowiąca użyteczną wiązkę laserową. Wiązka ta może zostać poddana dalszej obróbce na drodze optycznej, w celu przygotowania jej do określonych zadań.

1.ośrodek wzmacniający

2.elementy pompujące

3. zwierciadło odbijające całkowicie

4. zwierciadło częściowo przepuszczalne

5. wyjściowa wiązka laserowa

1. ZASADY DZIAŁANIA WIĄZKI LASEROWEJ

Etap I. Wzbudzanie atomów ośrodka laserującego pod wpływem dostarczonej energii

(atomy w ośrodku laserującym pozostają w stanie o najniższej wartości energii. Warunkiem wystąpienia akcji laserowej jest przewaga atomów wzbudzonych energetycznie , czyli należy dostarczyć układowi atomowemu energii. Jest to tzw. Pompowanie ośrodka , którego najczęściej dokonuje się za pomocą energii świetlnej lub elektrycznej. W ten sposób zostaje wytworzony stan inwersji obsadzeń tzn. atomy zostają przeniesione na wyższy poziom energetyczny. Wzbudzony atom emituje przypadkowo określony foton )

Etap II. Stymulowanie emisji dalszych fotonów ( emitowany foton wymusza emisje takich samych fotonów z kolejnych wzbudzonych atomów ośrodka . Proces ten przebiega prostopadle do zwierciadła i po odbiciu od niego stale narasta.)

Etap III. Emisja promieniowania laserowego( następuje kiedy wiązka drgających w jednym kierunku promieni jest wystarczająco intensywna, ażeby doszło do uwolnienia tej energii przez półprzepuszczalne zwierciadło.)

2. CHARAKTERYSTYKA WIĄZKI LASEROWEJ

1. monochromatyczność (monoenergetyczność)- zbiór fal o promieniowaniu tylko jednej określonej długości.

2. duża intensywność (duża gęstość strumienia mocy)

3. koherencja (spójność czasowa i przestrzenna) -jednakowe fazy wszystkich fal na dużych odległościach ; fale koherentne posiadają stałą równość fal drgających i w czasie nałożenia w przestrzeni dają zjawisko interferencji

4. duża kierunkowość generacji wiązki promieniowania (mała rozbieżność kątowa)

3. EFEKTY BIOLOGICZNE ZACHODZĄCE W TKANCE.

Zależą od użytej mocy i powodują trzy różne efekty:

1. mała i średnia moc- efekt FOTOBIOCHEMICZNY ( procesy biostymulacyjne)

2. wzrost mocy- efekt FOTOTERMICZNY (chirurgia)

3. extremalnie wysoka moc - efekt FOTOJONIZACYJNY ( tkanka ulega mikroeksplozji tj. rozerwaniu bez jej termicznej destrukcji)

Efekt biostymulacyjny- gdy wskutek naświetlania promieniowaniem laserowym wzrost miejscowej temperatury w tkance nie przekracza 1˚C.(np. po naświetlaniu 20 min promieniowaniem impulsowym (904 nm ) o mocy 10 mW tzw. Techniką przemiatania wzrost temperatury nie przekroczył 0.8 ˚C. Zaleca się żeby nie przekraczać mocy 60 mW.

Najkorzystniejsze jest oddziaływanie promieniowania o gęstości E od 0.1 J/cm² do ok. 12 J/cm². Zalecane gęstości promieniowania są różne w zależności od fazy procesu chorobowego: ostra faza 0.1-2 J/cm² : podostra 3-4 J/cm² ; przewlekła 5-12 J/cm²

Efekt biostymulacji laserowej jest opisywany Prawem Arndta-Schulza (prawo to mówi ,że bodziec słaby i średniosilny pobudza aktywność fizjologiczną ,natomiast bodziec silny lub bardzo silny może ją hamować.)

Biostymulacja- jest ważnym komponentem dalszych reakcji tj. intensyfikacji rozrastania się komórek ( co określa takie procesy jak

-szybkość wzrostu i regeneracji tkanek,

-hematopoezy,

-aktywność systemu odpornościowego i systemu mikrokrążenia.

W procesie laseroterapii obserwujemy zmiany procesów metabolicznych nie tylko w naświetlanych strefach, ale także w odległych miejscach. Działanie ogólne zachodzi zasadniczo poprzez płynne środowisko organizmu.

Mechanizm działania promieniowania laserowego małej mocy(nie do końca poznany)- opiera się na interakcjach elektromagnetycznych występujących w organizmach żywych.

Absorpcja kwantów energii promieniowania laserowego przez określone związki aktywne biologicznie lub organelle komórkowe prowadzą do zmiany metabolizmu komórki:

-zmian gradientu jonowego

-wzrost aktywności pompy sodowo-potasowej

-zwiększenie przepływu jonów Ca ²⁺

-wpływ na stężenie cAMP (biorący udział w syntezie białek wewnątrz komórkowych)

4. CECHY CHARAKTERYSTYCZNE DLA WIĄZKI LASEROWEJ.

Światło laserowe padając na powierzchnię tkanki podlega prawom optyki:

1. odbiciu(częściowe)współczynnik odbicia 0.2-0.5 zależny od typu tkanki, stanu powierzchni, kąta padania. Może ulec odbiciu nawet do 43-45%. Skóra przepuszcza ok. 80% energii przy prostopadłym podaniu promieniowania na tkanki. Współczynnik odbicia znacznie obniża się jeśli skóra jest w tym miejscu znacznie ochłodzona (10-15 %). Współczynnik odbicia zależy też od płci (u kobiet wyższy 5-7%) i od pigmentacji skóry.

2. rozproszeniu

3. absorpcji

4. transmisji (wnikanie w głąb tkanki)

dla procesów koagulacji, cięcia : dominuje absorpcja

dla diagnostyki : zjawisko odbicia i rozproszenia

dla efektu biostymulacyjnego najważniejsze są: absorbcja + transmisja

ABSORPCJA zależy od:

1) struktury tkanki

2) zawartości H₂0

3) zawartości Hb

4) zawartości melaniny

z drugiej strony procesy oddziaływania zależą od:

1) dł. fali

2) użytej mocy

3) dawki procesów promieniowania

4) czasu naświetlania

W fizykoterapii wykorzystuje się fale o dł. 550-950nm(największa transmisja promieniowania a tym samym najlepsza dł. fali dla procesów biostymulacyjnych)

Światło o dł. poza tym przedziałem jest absorbowane w warstwie powierzchniowej tkanki i nie wywołuje efektu stymulującego warstw tkanek głębiej położonych.

Dł. fali 500-590- największy wpływ biostymulacyjny na Hb

Dł. fali 632.8- największy wpływ biostymulacyjny na elementy morfotyczne krwi.(wnika na głębokość 10-15 cm)

Dł. fali 950 nm wnika na 30-50 cm

TRANSMISJA zależy od:

1)barwy

2)mocy

3)czas ekspozycji nie wpływa na transmisję( czas trwania jest wyrażeniem całkowitej ilości fotonów które dotarły do tkanki. Fotony te docierają na określoną głębokość niezależnie od czasu naświetlania.

Ryc 19.

5. ODDZIAŁYWANIE PROMIENIOWANIA LASEROWEGO

Na poziomie tkanki

a) poprawa mikrokrążenia krwi

b) wzrost amplitudy potencjałów czynnościowych włókien nerwowych

c) działania immunomudulacyjne

d) działanie hipokoagulacyjne

e) wzrost stężenia hormonów, kinin

f) pobudzenie angiogenezy

Na poziomie komórki:

1. przyspieszenie wymiany elektrolitycznej pomiędzy komórką a jej otoczeniem

2. wzrost aktywności mitotycznej

3. działanie antymutagenne

4. zmiany struktury ciekłokrystalicznej błon biologicznych

5. wzrost aktywności enzymów oraz zwiększenie syntezy ATP i DNA.

Ogólnie: Mechanizm działania ogólnego poprzez zwiększony przepływ w naczyniach krwionośnych i chłonnych naświetlanych tkanek : wzrost utlenowania tkankowego , spadek podwyższonego napięcia mięśniowego, spadek ciśnienia wewnątrzkapilarnego (działanie p/obrzękowe i p/zapalne) oraz oddziaływanie na układ hormonalny i wegetatywny

1)Procesy regeneracyjne najbardziej zaznaczają się w tkance kostnej, łącznej, nabłonkowej, mięśniowej analgetycznego we włóknach nerwowych.

2)Reakcje przeciwzapalne i reakcje odpornościowo-stymulujące, odczulające.

a) stymulacja hemopoezy

-wzrost liczby elementów morfologicznych krwi

-zmiana aktywności czynników krzepnięcia

-obniżenie OB.

b) aktywacja systemu odpornościowego

-wzrost intensywności podziału

-wzrost funkcjonalnej aktywności ciał odpornościowych związanych z układem (limfocyty, leukocyty)

-wzrost tworzenia białek (immunoglobulin i innych)

c) poprawa mikrokrążenia (krwionośne, limfatyczne, międzykomórkowe)

-efekt p/obrzękowy poprzez poprawę mikrokrążenia

-efekt p/bólowy poprzez zmniejszenie obrzęku śródmiąższowego i napięcia tkanek, wypłukanie metabolitów

3)Mechanizmy analgetycznego działania promieniowania laserowego

a) obniżenie przewodnictwa we włóknach czuciowych poprzez hiperpolaryzację zakończeń nerwowych i zmianę potencjału błonowego neuronów.

b) zmiany w zakresie przewodnictwa w synapsach serotoninergicznych i cholinerigicznych.

c) pobudzenie wydzielania beta-endorfin we włóknach nerwowych i ośrodkowym

ukł. nerwowym.

Ogólnie tłumaczy się działanie p/bólowe pobudzeniem wykorzystywania wewnętrznych mechanizmów modulujących odczuwanie i reagowanie na bodźce bólowe (wew. mechanizmy antynocycepcji)

POLA  MAGNETYCZNE
W  MEDYCYNIE

Pola magnetyczne stosowane w magnetoterapii, zgodnie z ogólnie przyjętymi w medycynie fizykalnej kryteriami, mają częstotliwość mniejszą od 100 Hz i indukcję magnetyczną rzędu 0,1 mT do 20 mT. Indukcje te są o 2-3 rzędy większe od indukcji magnetycznej pola ziemskiego, która wynosi 30 do 70 mT.

BIOFIZYCZNE MECHANIZMY ODDZIAŁYWANIA.

1. Oddziaływanie na nie skompensowane spiny magnetyczne pierwiastków paramagnetycznych i wolnych rodników oraz na molekuły diamagnetyczne.

{Zew. Pola magnetyczne nakładając się na nie skompensowane spiny magnetyczne pierw. paramagnetycznych , mogą powodować podwyższenie momentu magnetycznego tych pierwiastków , co w przypadku występowania w ich składzie koenzymów lub grup prostetycznych enzymów może powodować uaktywnienie reakcji enzymatycznej . Aby pojawił się efekt stymulacji wymagana jest określona wartość progowa energii zewnętrznego pola magnetycznego , która nie jest jednakowa dla poszczególnych enzymów . enzymów związku z tym te same wartości indukcji pola magnetycznego mogą przyspieszać niektóre reakcje, a inne opóźniać.}

2) Oddziaływanie na strukturę ciekłych kryształów tworzonych przez cholesterol i jego pochodne, w tym znajdujących się zwłaszcza w błonach biologicznych.

{ ciekłe kryształy wchodzą w skład wielu struktur organicznych. Zawiera je min. kora nadnerczy ,jajniki, rdzeń kręgowy struktury mózgu , hormony płciowe , błony wewnątrz komórkowe, kwas RNA. Zew pola magnetyczne zmieniają właściwości membran biologicznych organelli komórkowych , a w konsekwencji bardziej złożonych układów.

3)działanie na strukturę białkową składników kanałów błonowych i dystrybucję jonów.

-zmiana wnikania Ca ²⁺ do komórki

-zwiększenie absorpcji białek

-zwiększenie ogólnego transportu przez błony

4) zmiana właściwości fizykochemiczne wody, będącej wypełniaczem tkankowym.

(- H₂O głw. składnik naszego ustroju (F wypełniacza komórkowego ) pod wpływem p.m. zmienia swoje właściwości fizyczne w zależności od parametrów tego pola, a zwłaszcza jego natężenia (zmiana ta może utrzymywać się do kilkudziesięciu godzin. Zmianie ulega:

-wzrasta szybkość krystalizacji

-wzrasta stężenie rozpuszczalnych gazów (głw. O₂)

-wzrasta szybkość koagulacji i osiadania zawiesin

- zmianie ulega pH oraz zdolność zwilżania

5)Wyindukowanie różnych potencjałów w przestrzeniach wypełnionych elektrolitem

{każde zmieniające się w czasie pole magnetyczne indukuje w elektrolitycznych strukturach organizmu, komórkach i koloidach zmienne napięcie . Szczególnie intensywnie proces ten zachodzi w układzie krążenia , limfatycznym, wydzielania wewnętrznego, nerwowym i mm.

BIOLOGICZNE EFEKTY DZIAŁANIA POLA MAGNETYCZNEGO

1. Intensyfikację procesu utylizacji tlenu, a także wzrost procesów oddychania tkankowego.

2. Działanie naczyniorozszerzające i naczyniotwórcze (wazodilatacyjne i angiogenetyczne).

W przypadku nadciśnienia chwiejnego trwały efekt hipotensyjny pojawiał się już po 10-12 zabiegach, natomiast u chorych z utrwalonym nadciśnieniem oraz nadciśnieniem nerkowopochodnym efekt ten występował później i był słabiej wyrażony

3. Nasilenie procesu regeneracji tkanek

hamujący wpływ zmiennego pola magnetycznego na procesy mineralizacji kości u chorych z osteoporozą.

4. Przyspieszenie procesu tworzenia zrostu kostnego w stawach rzekomych.

-bardzo słabe prądy, powstające przy oddziaływaniu na substancje piezoelektryczne ustroju jak np. kolagen, stymulują czynność komórek kościotwórczych. skrócenie czasu tworzenia zrostu kostnego od 70-87%

5. Działanie przeciwzapalne i przeciwobrzękowe.

6. Działanie przeciwbólowe. (analgetyczne)

-wolnozmienne pola elektromagnetyczne powodują wzrost wydzielania endogennych opiatów z grupy b-endorfin, a więc substancji odpowiedzialnych za obniżenie progu czucia bólu. Udowodniono również, że przeciwbólowy efekt działania tych pól występuje nie tylko bezpośrednio podczas ich stosowania, lecz stwierdza się go również po zaprzestaniu ekspozycji na pole. Czas zmniejszonej reakcji na ból rozciąga się na okres od 2 do 4 tygodni po zakończeniu działania pola

DZIAŁANIE UKŁADOWE (WYBRANE ELEMENTY)

Układ krążenia.

· rozszerzenie naczyń,

· poprawa krzepliwości,

· redystrybucja krwi,

· regulacja ciśnienia krwi,

· wzrost wysycenia tlenem krwi.

Układ szkieletowy.

· poprawa zjawiska piezoelektrycznego (zwiększanie gęstości kości).

Układ odpornościowy.

· aktywizacja produkcji antyciał,

· ograniczenie procesów zapalnych,

Układ nerwowy.

· wzrost przewodnictwa nerwowego,

· przywrócenie komunikacji między komórkami,

· regeneracja komórek nerwowych i osłonek mielinowych,

· spadek chorobowych skurczów mięśni,

· poprawa jakości snu.

Układ hormonalny.

· regeneracja wysepek Langerhansa (trzustka),

· wzrost obniżonej produkcji insuliny,

·wzrost produkcji melatoniny (szyszynka),

·  regulacja pracy przysadki mózgowej.

Układ trawienia.

· normalizacja pracy jelit,

·regulacja wytwarzania kwasów i enzymów trawiennych,

· wzrost regeneracji wątroby.

---