§8.3 Застосування інфрачервоного випромінювання в медицині

Інфрачервоні промені випромінюють і всі клітини нашого тіла, уносячи із собою надлишок теплової енергії з організму. Так здійснюється терморегуляція організму шляхом електромагнітного випромінювання. Щосекунди інфрачервоні промені уносять із тіла людини майже 40 джоулів енергії. Якби наші очі сприйма­ли інфрачервоні промені, то кожен з нас "світився" б як 40-ватна лампочка.

Інфрачервоне випромінювання виникає внаслідок теплового руху атомів і молекул, який ніколи не припиняється. Він повністю припиняється лише за аб­солютного нуля температури (—273,15 °С). Але досягти абсолютного нуля темпе­ратури, згідно з третім началом термодинаміки, неможливо. І тому всі без винят­ку тіла випромінюють інфрачервоні промені.

Теплова дія інфрачервоних променів знайшла застосування в меди­цині. Короткохвильове інфрачервоне випромінювання (к — 0,76—2,5 мкм) про­никає в тканини на глибину 15 — 20 мм, а інфрачервоні промені, що належать до середньої ділянки інфрачервоного випромінювання (X = 2,5—50 мкм), — на глибину 8—12 мм. Прогрівання тканин, спричинюване інфрачервоними проме­нями, активізує діяльність терморегуляційної системи організму й посилює кро­вообіг на опромінюваній ділянці тіла. Для опромінювання тканин застосовують спеціальні джерела інфрачервоних променів: лампу солюкс, лампу інфраруж і лампу Мініна.

Лампа солюкс (сонячне світло) — це звичайна лампа розжарювання 1 (рис.3.18, а) потужністю 500—1000 Вт, яка поміщена у спеціальний рефлектор 2. Під час проходження змінного струму спіраль лампи розжарюється до температури 2300 — 2700 °С і стає потужним

Рисунок 3.18

джерелом видимих та інфрачервоних променів. Максимум випромінювання в таких лампах припадає на електромагнітні хвилі довжиною 1,5—2,5 мкм, тобто лежить у близькій зоні інфрачервоного випромі­нювання.

У лампі інфраруж (рис. 3.18, б) джерелом інфрачервоного випромінювання є ніхромова спіраль /, яка навивається на керамічну основу 2. Спіраль розжарюється змінним електричним струмом до температури 500 — 600 °С й стає джерелом інфрачервоного випромінювання з довжиною хвилі 4—5 мкм (середня область інфрачервоного випромінювання). Лампу вміщують усередину сферичного або параболічного рефлектора 3.

У домашніх умовах застосовують синю лампу Мініна 1 (рис.3.18 в), яку вміщу­ють усередину невеликого параболічного рефлектора 2. Синій балон лампи вико­нує роль фільтра, який пропускає лише сині й фіолетові промені, а решту спек­тра поглинає. При цьому скляний балон лампи нагрівається й стає джерелом інтенсивного інфрачервоного випромінювання, яке поглинається тканинами орга­нізму. З цієї причини синя лампа Мініна створює відчуття інтенсивнішого тепла, ніж звичайна лампа такої самої потужності.

Тіло людини випромінює інфрачервоні хвилі з довжиною порядку кількох мік­рометрів. Найбільшу кількість енергії уносять з тіла людини хвилі довжиною 9 мкм. Інтенсивність випромінювання залежить від місцевої температури тканин і зрос­тає з її підвищенням. Завдяки цьому інфрачервоне випромінювання тканин орга­нізму є досить точним індикатором їхньої температури. Запальні процеси й різного виду пухлини підвищують місцеву температуру тканин, і тому найменша зміна інтенсивності інфрачервоного випромінювання свідчить про наявність патологіч­ного процесу. Визначення місцевої температури тканин організму за інтенсивні­стю їхнього інфрачервоного випромінювання називається термографією. Прилади, за допомогою яких реєструють теплове випромінювання тіл, називають тепловізорами.

Тепловізор складається з приймача інфрачервоного випромінювання 1 і елек­тронно-оптичного перетворювача 2 (рис. 3.19, а), за допомогою якого картину розподілу інтенсивності інфрачервоного випромінювання можна зробити види­мою. Ті ділянки тіла, температура яких вища, на термограмі-фотографії світяться яскравіше, а ділянки з нижчою температурою мають темніший вигляд (рис.3.19, б). Температура деяких видів пухлин на 1,5—4 °С вища, ніж сусідніх, ще не ушкод­жених, тканинах..

Рисунок 3.19

На екрані тепловізора такі ділянки тіла мають вигляд яскравої плями. Це дає змогу виявляти пухлини діаметром лише в кілька міліметрів,які складно розпізнати іншими методами.

Властивість інфрачервоного випромінювання діяти на спеціальні фотоемульсії використовують для одержання фотографій в інфрачервоних променях. Такі фотографії дають більшу кількість інформації, ніж зняті у видимій частині спектра. На рис.3.20 показані фотографія ноги хворого у видимих променях (а) і в інфрачервоних променях (б). На першій з них ми бачимо лише поверх­ню шкіри хворого. На другій чітко видно не тільки шкіру, а й вени. Додаткова інформація, одержана за допомогою інфрачервоних фотографій, має суттєве значення під час діагностування хвороб шкіри й судин.

Рисунок 3.20