Аппарат лазерный терапевтический

(12) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Государственное научное учреждение Институт физики имени Б.И. Степанова Национальной академии наук Беларуси(72) Авторы Плавский Виталий Юльянович Мостовников Василий Андреевич Рябцев Александр Борисович Мостовникова Галина Ростиславовна Третьякова Антонина Ивановна Мостовников Андрей Васильевич Леусенко Игорь Александрович Гиневич Валерий Валерьевич(73) Патентообладатель Государственное научное учреждение Институт физики имени Б.И.Степанова Национальной академии наук Беларуси(57) 1. Аппарат лазерный терапевтический, содержащий источник питания и управления,лазерный излучатель, узел ввода излучения в систему транспортировки, световод для транспортировки излучения к объекту воздействия, оптический преобразователь пучка лазерного излучения, отличающийся тем, что оптический преобразователь пучка лазерного излучения выполнен в виде призмы, отражающая грань которой имеет форму вогнутой сферы, с радиусом кривизны сферы, углами при основании призмы, а также показателем поверхности тела объекта воздействия, а дистальный конец световода зафиксирован с возможностью обеспечения как изменения расстояния от торца световода до плоской грани призмы, так и изменения угла падения излучения на плоскую грань призмы в диапазоне,обеспечивающем превышение угла падения излучения на отражающую поверхность призмы над углом полного внутреннего отражения призмы. 23472005.12.30 2. Аппарат лазерный терапевтический, содержащий источник питания и управления,лазерный излучатель, узел ввода излучения в систему транспортировки, световод для транспортировки излучения к объекту воздействия, оптический преобразователь пучка лазерного излучения, отличающийся тем, что оптический преобразователь пучка лазерного излучения выполнен в виде призмы, отражающая грань которой имеет форму вогнутого цилиндра, с радиусом кривизны цилиндрической поверхности, углами при основании призмы, а также показателем преломления призмы, обеспечивающими полное внутреннее отражение излучения, прошедшего через плоскую грань призмы, и формирование светового пятна заданных размеров на поверхности тела объекта воздействия, а дистальный конец световода зафиксирован с возможностью обеспечения как изменения расстояния от торца световода до плоской грани призмы, так и изменения угла падения излучения на плоскую грань призмы в диапазоне, обеспечивающем превышение угла падения излучения на отражающую поверхность призмы над углом полного внутреннего отражения призмы. 3. Аппарат лазерный терапевтический по п. 1, отличающийся тем, что световод для транспортировки излучения выполнен в виде оптического призменного шарнира или в виде оптического зеркального шарнира.(56) 1.0 627 243 1( 24/05/9336568), МПК 61 5/06. 2. А.с. СССР 1806604 1, МПК 61 5/06, 1990. Полезная модель относится к медицине, а именно к физиотерапии, и может быть использована для лечения широкого круга заболеваний различного генеза, включая гипербилирубинемию новорожденных детей, ожоги, кожные, кардиологические заболевания и др., путем воздействия низкоинтенсивным лазерным излучением на поверхность тела новорожденного или на очаги поражения наружной локализации, на проекции внутренних органов через кожный покров а также путем воздействия на рефлексогенные зоны. Известен аппарат лазерный терапевтический на основе лазерных источников, излучающих в сине-зеленой области спектра в диапазоне 400-520 нм 1. Аппарат предназначен для лечения гипербилирубинемии, то есть желтухи, новорожденных детей и содержит источник питания и управления, а также лазерный излучатель. В качестве источника излучения используются лазеры различных типов аргоновый лазер лазер на красителях с накачкой аргоновым лазером лазер на красителях с накачкой азотным лазером гелийкадмиевый лазер, аргон-криптоновый лазер, полупроводниковый лазер и др. На выходе излучателя лазера расположен узел ввода излучения в гибкий волоконно-оптический многожильный световод. С помощью световода излучение лазера транспортируется от его излучателя к месту расположения ребенка. Дистальный конец световода содержит оптический преобразователь пучка лазерного излучения, представляющий собой мягкое светопроводящее одеяло, обеспечивающее преимущественное направление диффузно-рассеянного лазерного излучения в сторону объекта воздействия. В обратную сторону интенсивность излучения минимальна. Недостатком данного устройства для фототерапии гипербилирубинемии являются перегрев тела ребенка и обезвоживание его организма. Кроме того, эффективность метода фототерапии с использованием рассеянного излучения светопроводящим одеялом, как правило, ниже эффективности стандартного метода фототерапии, основанного на воздействии на поверхность тела ребенка направленного излучения. Одна из возможных причин более глубокое проникновение излучения в ткань, а соответственно и более интенсивная фотоизомеризация билирубина при использовании направленного излучения по сравнению с диффузно рассеянным. 2 23472005.12.30 Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является аппарат для лазерной терапии гипербилирубинемии новорожденных, созданный на базе аргонового лазера, работающего в интегральном режиме генерации в диапазоне длин волн 476,5-515,5 нм 2. Принцип работы аппарата заключается в следующем. Аргоновый лазер состоит из источника питания и управления, а также лазерного излучателя, на выходе которого расположен узел ввода излучения в волоконно-оптический световод, обеспечивающий транспортировку излучения к кювезу, то есть инкубатору для выхаживания новорожденных. С помощью оптического преобразователя пучка лазерного излучения на поверхности кроватки, расположенной в кювезе, в зоне нахождения ребенка, формируется световое пятно размером 2050 см. Воздействию света подвергается вся поверхность тела ребенка за исключением глаз и половых органов, закрытых светонепроницаемой повязкой. В качестве оптического преобразователя пучка лазерного излучения, формирующего световое пятно вышеуказанных размеров на поверхности кроватки, служит цилиндрическая линза с фокусным расстоянием-5 см. Использование цилиндрической линзы позволяет произвести расфокусировку излучения вдоль одной из координат, расположенной в плоскости, перпендикулярной направлению распространения излучения. То есть с помощью цилиндрической линзы излучение, имеющее на выходе световода форму круга,преобразовывается в форму эллипса. Линза ориентируется таким образом, что длинная ось светового пятна располагается вдоль кроватки, то есть вдоль ребенка. При этом необходимый поперечный размер светового пятна 20 см достигается только за счет изменения расстояния от дистального конца световода до поверхности кроватки с ребенком. Недостатком известного аппарата является малый поперечный размер светового пятна,а также расположение оптического модуля, обеспечивающего формирование светового пятна вышеуказанных размеров, на большой высоте, что создает неудобства при эксплуатации аппарата. Так, поскольку типичная длительность сеанса фототерапии гипербилирубинемии составляет 4 часов, то при ее проведении у подвижного новорожденного отдельные части тела, прежде всего конечности, оказываются вне зоны светового пятна,что сказывается на эффективности терапевтического процесса. Поэтому в ходе сеанса фототерапии необходимо производить подстройку положения светового пятна относительно кроватки с новорожденным. К тому же, при данном варианте исполнения аппарата увеличение поперечного размера светового пятна требует увеличения расстояния от кроватки до дистального конца световода. Так, при использовании кварц-кварцевого моноволоконного световода диаметром светопроводящего сердечника 0,4 мм, поперечный размер светового пятна 20 см на поверхности кроватки достигается при расположении дистального конца световода на расстоянии 95 см от нее. Причем в соответствии с действующими санитарными нормами и правилами устройства и эксплуатации лазерных аппаратов, для защиты обслуживающего персонала от рассеянного лазерного излучения, требуется наличие защитного экрана, непрозрачного для лазерного излучения, но имеющего светопропускание на других длинах волн видимого диапазона для наблюдения за состоянием новорожденного во время процедуры лазеротерапии. Установка такого экрана размером 95 см делает известный лазерный терапевтический аппарат еще более громоздким. Поскольку в стандартном кювезе закрытого типа для выхаживания новорожденных кроватка располагается, как правило, на высоте 1 м от уровня пола, то высота расположения оптического преобразователя пучка лазерного излучения, формирующего световое пятно необходимых размеров, составляет 2 м от пола. Естественно, это значительно затрудняет выполнение необходимых в процессе работы манипуляций с оптическим преобразователем, позволяющих производить его смещение в другую зону кроватки при самопроизвольном перемещении ребенка. К тому же возможность изменения размеров светового пятна в известном аппарате не предусмотрена. Задачей предполагаемой полезной модели является создание аппарата лазерного терапевтического для лечения широкого круга заболеваний различного генеза, включая гипербилирубинемию новорожденных детей, ожоги, кожные, кардиологические заболевания и др. 3 23472005.12.30 путем воздействия низкоинтенсивным лазерным излучением на поверхность тела новорожденного или на очаги поражения наружной локализации, на проекции внутренних органов через кожный покров а также путем воздействия на рефлексогенные зоны и обеспечивающего возможность изменения размеров светового пятна и позиционирования, то есть изменения положения светового пятна относительно объекта воздействия при уменьшении габаритных размеров аппарата по сравнению с прототипом. Поставленная задача решается следующим образом. В аппарате лазерном терапевтическом, содержащем источник питания и управления, лазерный излучатель, узел ввода излучения в систему транспортировки, световод для транспортировки излучения к объекту воздействия, оптический преобразователь пучка лазерного излучения, оптический преобразователь пучка лазерного излучения выполнен в виде призмы, отражающая грань которой имеет форму вогнутой сферы, с радиусом кривизны сферы, ушами при основании призмы, а также показателем поверхности тела объекта воздействия, а дистальный конец световода зафиксирован с возможностью обеспечения как изменения расстояния от торца световода до плоской грани призмы, так и изменения угла падения излучения на плоскую грань призмы в диапазоне, обеспечивающем превышение угла падения излучения на отражающую поверхность призмы над углом полного внутреннего отражения призмы. В другом варианте исполнения аппарата лазерного терапевтического, содержащего источник питания и управления, лазерный излучатель, узел ввода излучения в систему транспортировки, световод для транспортировки излучения к объекту воздействия, оптический преобразователь пучка лазерного излучения, оптический преобразователь пучка лазерного излучения выполнен в виде призмы, отражающая грань которой имеет форму вогнутого цилиндра, с радиусом кривизны цилиндрической поверхности, углами при основании призмы, а также показателем преломления призмы, обеспечивающими полное внутреннее отражение излучения, прошедшего через плоскую грань призмы, и формирование светового пятна заданных размеров на поверхности тела объекта воздействия, а дистальный конец световода зафиксирован с возможностью обеспечения как изменения расстояния от торца световода до плоской грани призмы, так и изменения угла падения излучения на плоскую грань призмы в диапазоне, обеспечивающем превышение угла падения излучения на отражающую поверхность призмы над углом полного внутреннего отражения призмы. В одном из частных вариантов выполнения аппарата лазерного терапевтического с оптическим преобразователем пучка лазерного излучения в виде призмы, отражающая грань которой имеет форму вогнутой сферы, световод для транспортировки излучения выполнен в виде оптического призменного шарнира или в виде оптического зеркального шарнира. Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг. 1 показан общий вид аппарата лазерного терапевтического с системой транспортировки излучения, выполненной в виде волоконно-оптического световода, обеспечивающего лечение гипербилирубинемии новорожденных детей на фиг. 2 - схема оптического преобразователя пучка лазерного излучения на фиг. 3 - ход лучей в призме со сферическим отражающим выпуклым зеркалом на фиг. 4 - ход лучей в призме с цилиндрическим отражающим выпуклым зеркалом 5 - общий вид аппарата лазерного терапевтического с системой транспортировки излучения, выполненной на базе оптического призменного шарнира на фиг. 6 - оптическая схема расчета параметров светового пятна, формируемого оптическим преобразователем пучка лазерного излучения на уровне расположения объекта воздействия. Предлагаемый аппарат лазерный терапевтический, показанный на фиг. 1, содержит источник питания и управления 1, лазерный излучатель 2, генерирующий излучение синезеленой области спектра с длиной волны 476,5-515,5 нм, соответствующее полосе поглощения билирубина, узел 3 ввода излучения в систему транспортировки, световод 4 для транспортировки излучения к объекту воздействия, оптический преобразователь пучка лазерного излучения 5, призму 6. Плотность мощности излучения на уровне расположе 4 23472005.12.30 ния объекта воздействия составляет 1-5 мВт/см 2. Воздействию лазерного излучения подвергается ребенок с синдромом гипербилирубинемии, находящийся в кювезе закрытого типа 7. Кювез обеспечивает поддержание параметров теплового режима и влажности на уровне, требуемом для новорожденного ребенка. Стенки кювеза изготовлены из материала, прозрачного для оптического излучения видимой области спектра. Для защиты обслуживающего персонала от рассеянного лазерного излучения используется защитный экран 8,выполненный из стекла органического красного, не пропускающего излучения лазера, но имеющего полосу пропускания в видимой области на других длинах волн, что позволяет осуществлять визуальный контроль над состоянием новорожденного. В месте установки оптического преобразователя пучка лазерного излучения защитный экран 8 имеет отверстие 9, позволяющее проходить расфокусированному призмой излучению на верхнюю стенку кювеза и далее - к объекту воздействия. В предлагаемом аппарате оптический преобразователь пучка лазерного излучения,показанный на фиг. 2 и фиг. 3 представляет собой призму 6, на одной из граней которой выполнена вогнутая сфера. Указанная сфера выполняет функцию выпуклого отражающего зеркала. Причем отражение падающего излучения таким сферическим зеркалом осуществляется не за счет нанесения отражающего покрытия на его поверхность, а за счет полного внутреннего отражения излучения на границе раздела двух сред стекло/воздух. Поскольку такое сферическое зеркало наклонено к падающему на него расходящемуся лазерному пучку, то фокусные расстояния зеркала имеют разные значения в горизонтально и вертикально расположенных плоскостях. По этой причине, несмотря на наличие сферы, излучение на уровне расположения объекта воздействия имеет форму эллипса. Размеры длинной и короткой осей эллипса, а также положение светового пятна относительно объекта воздействия зависят от расходимости излучения на выходе световода 4, от расстояния 1 дистального конца световода 4 до поверхности плоской входной грани призмы 6, от угла падения излучения на призму, а также от показателя преломления призмы , то есть типа стекла, из которого она изготовлена, радиуса кривизнысферического отражающего зеркала, от углов 1 и 2 при основании призмы, а также от длины оптического пути луча в призме, определяемого геометрическими размерами призмы 2 и 3. Для регулировки размеров светового пятна на уровне расположения объекта воздействия, а также для регулировки положения светового пятна относительно объекта терапевтического воздействия,предусмотрено перемещение дистального конца световода 4 вдоль его оптической оси по направляющей 10, как показано стрелкойна фиг. 2. Кроме того, в предлагаемом аппарате предусмотрен поворот дистального конца световода 4 относительно плоскости входной грани призмы 6 по стрелке у относительно оси 11 в пределах телесного угла, обеспечивающего выполнение необходимого условия угол падения излучения на отражающую сферу призмы превышает угол полного внутреннего отражения на границе стекло/воздух. Одним из вариантов выполнения предлагаемого аппарата лазерного терапевтического является изготовление оптического преобразователя пучка лазерного излучения на базе призмы, отражающая поверхность которой выполнена в виде цилиндра, фиг. 4. В этом случае указанная цилиндрическая поверхность выполняет функцию зеркала, расфокусирующего излучение вдоль длинной оси эллипсовидного светового пятна. Необходимый поперечный размер светового пятна на уровне кроватки с новорожденным с синдромом гипербилирубинемии, достигается за счет естественной расходимости излучения после световода. Еще один частный вариант выполнения аппарата лазерного терапевтического предусматривает доставку излучения к объекту воздействия с использованием оптического призменного шарнира 12, показанного на фиг. 5, или оптического зеркального шарнира который на чертеже не показан. И в том и другом случае дистальный конец оптического шарнира 12 оптически связан оптическим преобразователем пучка лазерного излучения 5,выполненного на базе призмы 6. Отличительной особенностью оптических шарниров от гибких волоконно-оптических световодов является то, что изменение направления света в 5 23472005.12.30 них осуществляется за счет установки в требуемых местах поворотных призм 13, показанных на фиг. 5 или отражающих зеркал, установленного под углом 45 к направлению распространению луча. И в том и другом случае с помощью призмы или зеркала обеспечивается поворот излучения под углом 90. Аппарат работает следующим образом. Источник питания и управления 1 аппарата обеспечивает подачу электрического напряжения заданных характеристик на лазерный излучатель 2, генерирующий излучение сине-зеленой области спектра, соответствующее полосе поглощения билирубина. Диаметр луча аргонового лазера составляет на выводе из излучателя 02,5 мм. Излучение лазера с выхода излучателя попадает на короткофокусную линзу узла 3 ввода излучения в волоконно-оптический световод, фиг. 1. Световод располагается таким образом, что его входной торец находится в области перетяжки светового луча, сфокусированного короткофокусной линзой. Для точного попадания излучения в моноволокно предусмотрена возможность плавного перемещения короткофокусной линзы в плоскости, перпендикулярной направлению распространения луча. Это позволяет добиться ввода излучения в световод с минимальными потерями мощности излучения. Диаметр светопроводящего сердечника кварц-кварцевого волоконно-оптического световода, используемого в предлагаемом аппарате лазерном терапевтическом, составляет 0,4 мм,то есть диаметр светового пятна на выходе из световода 10,4 мм, фиг. 6. На выходе из световода излучение лазера образует расходящийся конус с углом 216. Такое расходящееся после волоконно-оптического световода излучение попадает на переднюю плоскую грань призмы 6, оптического преобразователя пучка лазерного излучения 5 - фиг. 1. Оптическая ось дистального конца световода образует с плоскостью передней грани призмы угол, близкий к прямому. Поэтому световое пятно на поверхности передней грани имеет ферму круга. Будем характеризовать угол падения луча на переднюю грань призмы,то есть угол между лучом и нормалью к поверхности призмы, величиной- фиг. 6. Диаметр светового пятна на поверхности передней грани призмы обозначим 2 - 3 мм, а расстояние между торцом световода и поверхностью передней грани 19,3 мм, фиг. 6 и фиг. 3. После преломления луча под угломна передней грани призмы световой пучок характеризуется расходимостью под углом 2. Такой расходящийся лазерный пучок достигает отражающей грани призмы, выполненной в виде сферы - фиг. 3. При этом длину оптического пути луча, являющегося оптической осью расходящегося пучка, распространяющегося от передней грани призмы до ее отражающей сферической грани, обозначим через 213 мм. Поскольку отражающая грань призмы образует с оптической осью падающего на него пучка излучения угол, отличный от прямого, то световое пятно на отражающей грани призмы 6 несколько отличается от круга. Однако, как показало сравнение экспериментальных данных размеров и формы светового пятна на уровне расположения объекта воздействия с расчетными, при проведении оценок допустимо полагать, что на отражающей поверхности призмы 6 световое пятно имеет форму круга с диаметром 3, фиг. 6. В предлагаемом аппарате лазерном терапевтическом показатель преломления используемого для изготовления призмы стекла, радиус кривизны сферы, углы при основании призмы, а также угол падения излучения со световода на призму выбраны таким образом,что на границе раздела стекло/воздух сферической поверхности выполняется условие полного внутреннего отражения луча. Расходимость излучения, отраженного сферической поверхностью, будем характеризовать углом 2 - фиг. 6. Однако поскольку отражающая сфера расположена под наклоном к падающему расходящемуся пучку, то расходимость пучка в двух взаимно-перпендикулярных плоскостях, одна из которых расположена горизонтально, а другая вертикально, будут отличаться. Обозначим углы, характеризующие расходимость излучения, отраженного наклонно расположенной сферической поверхностью призмы в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, величинойи , а фокусные расстояния отражающей сферы в этих же плоскостях -и . При этом обозначение угла , приведенное на фиг. 6, относится к одной из плоскостей, так как расчет параметров 6 23472005.12.30 для угла , расположенного в перпендикулярной плоскости, производится аналогичным образом. Оптический путь от точки отражения луча, являющегося оптической осью расходящегося пучка, до нижней грани призмы будем характеризовать величиной 313 мм фиг. 6 и фиг. 3. Из-за различий в фокусных расстоянияхиотражающей сферы в двух взаимно-перпендикулярных плоскостях световой пучок на выходе из призмы имеет не форму круга, а форму эллипса. Размеры большой и малой осей эллипсовидного светового пятна на выходе из призмы обозначим 4 и 4 соответственно. При этом обозначения размеров светового пятна, приведенные фиг. 6, относятся к большой оси эллипса, так как расчет параметров для его малой оси производится аналогичным образом. Испытав преломление на границе стекло/воздух на выходной гране призмы, оптический пучок получает еще большую расходимость - фиг. 3 и фиг. 6. Углы преломления луча на выходной грани призмы в двух взаимно перпендикулярных плоскостях будем характеризовать величинамии , соответственно. При этом обозначение угла , приведенное на фиг. 6, относится к одной из плоскостей, так как расчет параметров для угла , расположенного в перпендикулярной плоскости, производится аналогичным образом. На поверхности кроватки,расположенной в кювезе в плоскости, перпендикулярной оптической оси падающего излучения, световое пятно также имеет эллипсовидную форму - фиг. 2. Обозначим размер его длинной и короткой осейисоответственно, а расстояние от выходной грани призмы до поверхности кроватки с новорожденным - , фиг. 2 и фиг. 6. В предлагаемом аппарате призма имеет следующие характеристики. В качестве материала для изготовления призмы выбрано стекло оптическое бесцветное марки крон К 8 с показателя преломления 1,5183 для излучения аргонового лазера с длиной волны 515 нм. Угол при основании входной грани призмы составляет 170 два других угла призмы составляют 255 и 355 - фиг. 4. Радиус кривизны сферы, выполненной на отражающей поверхности, составляет 62,5 мм. В призме, изготовленной из стекла К 8, условие полного внутреннего отражения на границе стекло/воздух выполняется для углов падения на отражающую сферу, превышающих угол полного внутреннего отражения пво 1/41,2. Поскольку угол падения на сферическое отражающее зеркало для лучей, являющихся оптической осью расходящегося излучения, и лучей,идущих по нижней и верхней кромке пучка несколько отличаются, то данное условие надежно выполняется в случае, если уголмежду оптическими осями падающего на сферическую поверхность призмы пучка и отраженного от нее составляет 110, фиг. 3. Основываясь на оптической схеме, представленной на фиг. 6, произведем расчет характеристик светового пятна, получаемого на уровне кроватки в кювезе закрытого типа при использовании волоконно-оптического световода для транспортировки лазерного излучения от излучателя к месту расположения ребенка и оптического преобразователя пучка лазерного излучения, выполненного на базе призмы со сферической отражающей поверхностью. Проведенные оценки, подтвержденные измерениями, показывают, что при расположении торца световода типа кварц-кварц диаметром светопроводящего сердечника 10,4 мм на расстоянии 112,8 мм от передней грани призмы, диаметр светового пятна на ней составляет 24,0 мм. При этом угол падения излучения на входную грань призмы составляет 8. Угол преломленияна передней грани призмы определится из формулы( )/. Отсюда 5,26. В этом случае диаметр светового пятна на расстоянии на отражающей поверхности призмы при условии 213 мм составляет 32226,4 мм. Фокусные расстояния отражающей сферы, выполненной на одной из граней призмы,характеризуются следующими величинами в двух взаимно-перпендикулярных плоскостях(/2)(/2)17,9 мм(/2)/ (/2)54,5 мм. 7 23472005.12.30 Расходимость излучения после его отражения сферой, выполненной на одной из граней призмы, будет характеризоваться следующими величинами углов х и у, в двух взаимно-перпендикулярных плоскостях 3/(2)0,269915,53/(2)0,1503 у 8,6. Таким образом, при вышеприведенных характеристиках призмы, после отражения излучения от наклонно расположенного сферического зеркала излучение характеризуется расходимостью в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, отличающейся почти в 2 раза. Размер светового пятна на нижней выходной грани призмы определяется следующими значениями длинной и короткой осей эллипса 432313,6 мм 432310,3 мм. Расходимость излучения после его преломления на нижней выходной грани призмы характеризуется следующими величинами углови у, в двух взаимно-перпендикулярных плоскостях( х)0,40523,9( )0,22713,1. Размеры большой и малой оси эллипса светового пятна на поверхности кроватки, расположенной в кювезе в плоскости, перпендикулярной оптической оси падающего излучения, определяются следующими формулами В 42( )42( ). Из приведенных уравнений следует, что для предлагаемого аппарата лазерного терапевтического приемлемые размеры светового пятна на уровне кроватки с новорожденным достигаются при расположении оптического преобразователя пучка лазерного излучения на уровне верхней стенки кювеза закрытого типа для выхаживания новорожденных. Так,размеры длинной и короткой осей эллипсовидного светового пятна на поверхности кроватки составляют В 456 мм,244 мм при 500 мм В 500 мм,267 мм при 550 мм В 545 мм,290 мм при 600 мм. Измерение размеров светового пятна в реальных условиях с использованием кювеза для выхаживания новорожденных типа ИДН-02 (Россия) показали, что параметры светового пятна хорошо соответствуют расчетным данным. Как уже отмечалось, отражение излучения выпуклым сферическим зеркалом, выполненным на одной из граней призмы, осуществляется за счет полного внутреннего отражения излучения на границе стекло/воздух, которое наблюдается при превышении угла падения излучения на сферическую поверхность над углом полного внутреннего отражения пво 41,2. Поскольку данный расчет производился для луча, являющегося оптической осью расходящегося пучка лазерного излучения, то следует показать выполнимость указанного условия и для лучей, идущих по верхней кромке расходящегося пучка. Для лучей, идущих по верхней кромке пучка лазерного излучения и характеризующихся соответственно наиболее малым углом паденияна отражающую сферическую поверхность, справедлива формула/244,6(-у-)/248,1,8 23472005.12.30 гдеи У - углы падения крайних лучей пучка лазерного излучения на отражающую сферу призмы в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, характеризующихся максимальным и минимальным значениями расходимости лазерного излучения. Поскольку 44,6 пво 41,2 и у 48,1 пво 41,2, то для всех лучей пучка лазерного излучения, попадающего на сферическую отражающую поверхность призмы,угол падения превышает угол полного внутреннего отражения и, как следствие, обеспечивается отражение лазерного излучения с минимальной потерей мощности. Таким образом, предлагаемая установка обеспечивает получение требуемых размеров светового пятна при габаритах, в 2 раза меньших, чем это достигается с помощью прототипа, для которого 950 мм. Следует отметить, что предлагаемая установка в отличие от прототипа обеспечивает изменение размеров светового пятна на уровне кроватки с новорожденным. Один из наиболее удобных вариантов изменения размеров светового пятна осуществляется за счет вариабельности расстояния 1 между дистальным торцом световода и входной поверхностью призмы. Это осуществляется после предварительного ослабления фиксации световода устройством 11 и последующим перемещением дистального конца световода вдоль его оптической оси по направляющей 10, так как указано стрелкойна фиг. 2. Оценки, проведенные по вышеприведенным формулам, и подтвержденные измерениями с использованием кювеза закрытого типа, показывают, что при изменении расстояния между торцом световода и входной поверхностью призмы до 19,3 мм, световые характеристики излучения на соответствующих гранях имеют следующие значения 23,0 мм,5,26, 35,4 мм,14,0, у 8,1, 411,9 мм 49,1 мм 21,6,12,4. Отсюда следует, что при расположении торца световада на расстоянии 19,3 мм от поверхности входной грани призмы, размеры длинной и короткой осей эллипсовидного светового пятна на поверхности кроватки с ребенком, установленной перпендикулярно оптической оси излучения, выходящего из оптического преобразователя пучка лазерного излучения составляют В 407 мм,228 мм при 500 мм В 446 мм,250 мм при 550 мм В 486 мм,272 мм при 600 мм. Расчеты показывают, что и при таком расположении световода относительно поверхности входной грани призмы для лучей, идущих по верхней кромке расходящегося пучка угол падения лучей на сферическую отражающую поверхность призмы, превышает угол полного внутреннего отражения. Так, при 19,3 мм 45,4 пво 41,2 и у 48,3 пво 41,2, то для всех лучей пучка лазерного излучения, попадающего на сферическую поверхность призмы, обеспечивается отражение лазерного излучения с минимальной потерей мощности. При отнесении торца световода на расстояние 116,4 мм от поверхности входной грани призмы световые параметры на границе раздела стекло/воздух и воздух/стекло призмы характеризуются следующими величинами 25,0 мм,5,26, 37,4 мм,17,3, у 9,2, 415,5 мм 411,6 мм 26,9,14,0. В этом случае размеры длинной и короткой осей эллипсовидного светового пятна на поверхности кроватки с ребенком, установленной перпендикулярно оптической оси излучения, выходящего из оптического преобразователя пучка лазерного излучения, составляют В 522 мм,261 мм при 500 мм В 573 мм,286 мм при 550 мм В 624 мм,310 мм при 600 мм. 23472005.12.30 Поскольку при 116,4 мм х 43,7 пво 41,2 и у 47,8 пво 41,2, то для всех лучей пучка лазерного излучения, попадающего на сферическую поверхность призмы,также обеспечивается отражение лазерного излучения с минимальной потерей мощности. Таким образом, изменение расстояния от торца световода до поверхности входной грани призмы в диапазоне от 19,3 мм до 116,4 мм, как показано стрелкой , направленной вдоль оптической оси световода на фиг. 2, при фиксированном расстоянииот выходной грани призмы до поверхности кроватки обеспечивает возможность изменения размеров светового пятна в диапазоне В 407-522 мм,228-261 мм при 500 мм В 446-573 мм,250-286 мм при 550 мм В 486-624 мм,272-310 мм при 600 мм. Таким образом, предлагаемое устройство может работать с закрытыми кювезами различных типов, поскольку, устанавливая, в целях безопасности ребенка, оптический преобразователь пучка лазерного излучения над верхней стенкой кювеза, обеспечивается возможность получения требуемого светового пятна при варьировании высоты кювеза в диапазоне 500-600 мм. Следует отметить, что в предлагаемом аппарате размер светового пятна варьируется в достаточно широких пределах как за счет изменения расстояния от световода до входной грани призмы, так и за счет выбора материала призмы, радиуса кривизны отражающей сферической поверхности, выполненной на одной из граней призмы, материала волоконно-оптического световода, фокусного расстояния короткофокусной линзы, обеспечивающей ввод излучения в волоконно-оптический световод, положения входного торца световода относительно фокуса фокусирующей линзы. Так, при использовании в качестве материала призмы стекла оптического бесцветного типа тяжелый флинт ТФ 5, характеризующегося показателем преломления на длине волны излучения аргонового лазера 515 нм 1,762, радиусе кривизны отражающей сферы 70 мм, углемежду оптическими осями падающего на сферическую поверхность призмы пучка и отраженного от нее 100, расстоянии между торцом световода и плоскостью призмы 19,2 мм размеры светового пятна на уровне кроватки для новорожденного составляют В 367 мм,234 мм при 500 мм В 403 мм,257 мм при 550 мм В 439 мм,280 мм при 600 мм. При установке того же световода на расстоянии 116,4 мм длинная и короткая оси эллипса имеют следующие размеры В 470 мм,273 мм при 500 мм В 516 мм,299 мм при 550 мм В 562 мм,325 мм при 600 мм. Таким образом, изменение материала, из которого изготавливается призма, также позволяет изменить размеры светового пятна, на уровне поверхности тела новорожденного,а также соотношение длин короткой и длинной осей эллипса. Выполненные измерения показали также, что изменение положения входного торца волоконно-оптического световода типа кварц-кварц диаметром светопроводящего сердечника 0,4 мм относительно области перетяжки луча после фокусирующей короткофокусной линзы приводит к изменению его расходимости на выходе световода от 212 до 220. То есть, варьирование расходимости излучения после световода за счет перемещения его входного торца относительно фокусирующей линзы также может использоваться для измененияразмеров светового пятна для терапевтического воздействия на новорожденного с синдромом гипербилирубинемии. 10 23472005.12.30 Следует отметить, что предлагаемый аппарат лазерный терапевтический позволяет не только производить регулировку светового пятна на уровне поверхности тела новорожденного, но и осуществлять позиционирование, то есть перемещение положения светового пятна относительно объекта терапевтического воздействия. Причем это осуществляется не только за счет перемещения оптического преобразователя пучка лазерного излучения 5 относительно кювеза 7 с новорожденным, фиг. 1, но и за счет варьирования угла падения излучения на входную грань призмы - фиг. 2. Изменение угла падения излучения осуществляется после предварительного ослабления фиксации световода устройством 11, и последующим перемещением световода в направлении, перпендикулярном его оптической оси, то есть вдоль стрелкина фиг. 2. Измерения показали, что изменение угла падения излучения на переднюю грань призмы в диапазоне 5 от первоначального положения приводит к перемещению светового пятна на поверхности кроватки с новорожденным в диапазоне 100 мм в направлении длинной оси эллипсовидного светового пятна и в диапазоне 55 мм в направлении короткой оси. Важно подчеркнуть, что при изменении угла падения излучения на переднюю грань призмы в диапазоне 5 от первоначального положения необходимое условие работы оптического преобразователя пучка лазерного излучения продолжает выполняться, так как угол падения излучения на сферическую отражающую поверхность призмы больше угла полного внутреннего отражения на границе стекло/воздух. Одним из частных вариантов исполнения предлагаемого аппарата лазерного терапевтического является использование в качестве основного элемента оптического преобразователя пучка лазерного излучения - призмы с отражающей поверхностью, выполненной в виде цилиндра. Ход лучей в оптическом преобразователе пучка лазерного излучения на основе такой призмы показан на фиг. 4. В этом случае требуемый продольный размер эллипсовидного светового пятна в кроватке для новорожденного достигается, главным образом, за счет увеличения расходимости излучения при отражении от зеркала с радиусом кривизны . Расчет параметров длинной оси светового пятна аналогичен расчету, который производился при использовании сферической отражающей поверхности 42. В перпендикулярной плоскости расходимость излучения определяется лишь его естественной расходимостью после световода, а размер короткой оси эллипсовидного светового пятна определяется по следующей формуле 2(123). При использовании световода с 10, а в качестве материала призмы - стекла оптического бесцветного типа тяжелый флинт ТФ 5 с длиной оптического пути 2313 мм,радиусе кривизны отражающей цилиндрической поверхности 70 мм, углемежду оптическими осями падающего на цилиндрическую поверхность призмы пучка и отраженного от нее 100, расстоянии между торцом световода и входной плоскостью призмы 17,5 мм, размеры светового пятна на уровне кроватки для новорожденного составляют В 433 мм,187 мм при 500 мм В 475 мм,206 мм при 550 мм В 517 мм,222 мм при 600 мм. Таким образом, предлагаемый аппарат лазерный терапевтический, созданный на базе призмы с цилиндрической отражающей поверхностью, также обеспечивает получение светового пятна с размерами, необходимыми для проведения лазерной терапии гипербилирубинемии новорожденных. Причем, как и в случае со сферической отражающей поверхностью,изменение размеров светового пятна при неизменном положении призмы осуществляется за счет варьирования расстояния от торца световода до входной грани призмы, изменения типа волоконно-оптического световода, изменения фокусного расстояния короткофокусной линзы, обеспечивающей ввод излучения в волоконно-оптический световод, изменения положения входного торца световода относительно фокуса фокусирующей линзы. 11 23472005.12.30 Изменение положения, то есть позиционирование, светового пятна относительно объекта терапевтического воздействия осуществляется путем изменения угла между оптической осью световода и плоскостью входной грани призмы. Следующий вариант выполнения предлагаемого аппарата предусматривает доставку излучения от лазерного излучателя к объекту воздействия с помощью оптического призменного шарнира или с помощью оптического зеркального шарнира. И в том и другом случае дистальный конец оптического шарнира оптически связан оптическим преобразователем пучка лазерного излучения. В предлагаемом аппарате на основе оптического шарнирного суммарная длина оптического пути от лазерного излучателя до входной грани призмы со сферической отражающей поверхностью составляет 11700 мм, 02,5 мм,212,5 мм. То есть расходимость лазерного излучения после оптического световода шарнирного типа характеризуется углом 22 (2-0)/2 15,88 мрад 0,34. Применяя вышеприведенные формулы, нетрудно показать, что при использовании для увеличения расходимости излучения призму со сферической отражающей поверхностью 70 мм, характеризующуюся 190, 2345, и изготовленную из стекла оптического бесцветного типа тяжелый флинт ТФ 5 с длиной оптического пути 2313 мм,углемежду оптическими осями падающего на сферическую поверхность призмы пучка и отраженного от нее 90, размеры эллипсовидного светового пятна на уровне поверхности кроватки для новорожденного составляют 515 мм,247 мм при 500 мм В 565 мм,270 мм при 550 мм В 615 мм,293 мм при 600 мм. Таким образом, использование оптического преобразователя пучка лазерного излучения на основе призмы с отражающей сферой, выполненной на одной из ее граней, обеспечивает получение размеров светового пятна, удовлетворяющих поставленным требованиям,при транспортировке излучения от лазерного излучателя к оптическому преобразователю с помощью оптического призменного или зеркального шарнира. Как и в случае использования волоконно-оптических световодов, применение шарнирных световодов позволяет производить изменение положения светового пятна относительно объекта терапевтического воздействия за счет варьирования угла падения светового луча на входную грань призмы в пределах, пока угол падения излучения на сферическую отражающую поверхность призмы превышает угол ее полного внутреннего отражения. Следует отметить, что кроме лечения гипербилирубинемии, предлагаемый аппарат лазерный терапевтический может использоваться для лечения ожогов, особенно с большой площадью очага поражения, для лечения кожных заболеваний, для лечения кардиологических заболеваний путем воздействия на зоны Захарьина-Геда и др. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.