RU2022554C1 - Device for therapeutic action on cellular tissues of living organisms - Google Patents
Device for therapeutic action on cellular tissues of living organisms Download PDFInfo
- Publication number
- RU2022554C1 RU2022554C1 SU4903216A RU2022554C1 RU 2022554 C1 RU2022554 C1 RU 2022554C1 SU 4903216 A SU4903216 A SU 4903216A RU 2022554 C1 RU2022554 C1 RU 2022554C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- optical
- lens
- input
- output
- focusers
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Radiation-Therapy Devices (AREA)
- Laser Surgery Devices (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к физиотерапии, предназначено для локально-избирательного терапевтического воздействия электромагнитным излучением низкой интенсивности миллиметрового (КВЧ) диапазона на клеточные ткани живых организмов и может быть использовано в рефлексотерапии для стимуляции биологически активных точек, в офтальмологии для ускорения процессов заживления после микрохирургического воздействия и для локальной иридотерапии, а также в отоларингологии, кардиологии, гастроэнтерологии, гинекологии, урологии и онкологии для восстановления процессов жизнедеятельности в живых тканях как на поверхности, так и в труднодоступных внутренних полостях живого организма. The invention relates to physiotherapy, is intended for locally-selective therapeutic effects of low-intensity millimeter-wave (EHF) electromagnetic radiation on the cellular tissues of living organisms and can be used in reflexology to stimulate biologically active points, in ophthalmology to accelerate healing processes after microsurgical exposure and for local iridotherapy, as well as in otolaryngology, cardiology, gastroenterology, gynecology, urology and oncology for vital processes in living tissues both on the surface and in the inaccessible internal cavities of a living organism.
Известно устройство терапевтического воздействия [1], содержащее лазер и волоконный световод. Недостатком такого устройства является невозможность резонансной стимуляции клеточных тканей живых организмов в КВЧ-диапазоне, что снижает эффективность терапевтического воздействия на клеточном уровне. A device for therapeutic effects [1], containing a laser and a fiber waveguide. The disadvantage of this device is the impossibility of resonant stimulation of the cellular tissues of living organisms in the EHF range, which reduces the effectiveness of therapeutic effects at the cellular level.
Наиболее близким решением к предлагаемому изобретению является устройство терапевтического воздействия, предназначенное для низкоинтенсивного СВЧ-воздействия на клеточные ткани живых организмов и содержащее СВЧ-генератор и волноводную линию передачи [2]. Недостатком этого устройства является низкая эффективность процесса восстановления жизнедеятельности биологической ткани на клеточном уровне, а также большая масса, габариты и ограниченные функциональные возможности устройства. The closest solution to the present invention is a therapeutic effect device designed for low-intensity microwave exposure to the cellular tissues of living organisms and containing a microwave generator and a waveguide transmission line [2]. The disadvantage of this device is the low efficiency of the process of restoring the vital activity of biological tissue at the cellular level, as well as the large mass, dimensions and limited functionality of the device.
Целью предлагаемого изобретения является повышение удобства в эксплуатации и возможности индивидуального подбора частоты воздействия. The aim of the invention is to increase ease of use and the ability to individually select the frequency of exposure.
Цель достигается тем, что в устройство дополнительно вводятся 5 линзовых фокусаторов, оптические Y-разветвитель и Y-сумматор, задающий одномодовый лазер, два синхронизируемых одномодовых лазера, источник накачки лазеров, микропроцессор управления и стабилизации частоты и два термоэлемента, а волноводная линия передачи выполнена в виде оптического волокна с N оптическими ответвителями (N = 0,1,...), равномерно расположенными по длине оптического волокна, с N фокусирующими наконечниками на концах, при этом дополнительно введенные элементы кроме источника накачки лазеров помещены в отдельном корпусе так, что образуют три параллельных оптических канала, причем первый канал, разветвляющийся с помощью оптического Y-разветвителя на идентичные между собой второй и третий каналы, содержит задающий одномодовый лазер и линзовый фокусатор, в задней фокальной плоскости которого помещена входная апертура оптического Y-разветвителя, а во втором и третьем каналах вдоль их оптических осей последовательно установлены входной линзовый фокусатор, синхронизируемый одномодовый лазер и выходной линзовый фокусатор, при этом передние фокальные плоскости входных линзовых фокусаторов совмещены между собой и с выходными апертурами оптического Y-разветвителя, а задние фокальные плоскости выходных линзовых фокусаторов совмещены между собой и с выходными апертурами оптического Y-сумматора, при этом входные и выходные апертуры синхронизируемых одномодовых лазеров совмещены, соответственно с задними фокальными плоскостями входных линзовых фокусаторов и передними фокальными плоскостями выходных линзовых фокусаторов, причем синхронизируемые одномодовые лазеры установлены на термоэлементы (холодильники или нагреватели), а выходная апертура оптического Y-сумматора совмещена с входной апертурой оптического волокна, при этом источник накачки лазеров электрически связан с задающим и синхронизируемыми одномодовыми лазерами, выход СВЧ-генератора соединен с задающим одномодовым лазером, а микропроцессор управления и стабилизации частоты электрически соединен с каждым из термоэлементов. The goal is achieved by adding 5 lens focusers, an optical Y-splitter and a Y-adder defining a single-mode laser, two synchronized single-mode lasers, a laser pump source, a frequency control and stabilization microprocessor and two thermocouples, and a waveguide transmission line in the form of an optical fiber with N optical couplers (N = 0,1, ...) uniformly spaced along the length of the optical fiber, with N focusing tips at the ends, with additionally inserted chrome elements The laser pump sources are placed in a separate housing so that they form three parallel optical channels, the first channel branching with the help of an optical Y splitter into identical second and third channels, contains a master single-mode laser and a lens focuser, in the rear focal plane of which the input aperture of the optical Y-splitter is placed, and in the second and third channels along the optical axes, an input lens focuser, a synchronized single-mode laser, and an output and a focus lens, the front focal planes of the input lens focusers are aligned with each other and with the output apertures of the optical Y splitter, and the rear focal planes of the output lens focusers are aligned with each other and with the output apertures of the optical Y-adder, while the input and output apertures are synchronized single-mode lasers are aligned, respectively, with the rear focal planes of the input lens focusers and the front focal planes of the output lens focusers, monizable single-mode lasers are mounted on thermocouples (refrigerators or heaters), and the output aperture of the optical Y-adder is combined with the input aperture of the optical fiber, while the laser pump source is electrically coupled to the master and synchronized single-mode lasers, the output of the microwave generator is connected to the master single-mode laser, and the microprocessor control and frequency stabilization is electrically connected to each of the thermocouples.
Изобретение поясняется фиг. 1,2. The invention is illustrated in FIG. 1,2.
Устройство (фиг.1) содержит задающий одномодовый лазер 2, электрически связанный с СВЧ-генератором 1 и запитываемый от источника накачки 3 и линзовый фокусатор 4, которые образуют первый оптический канал, разветвляющийся с помощью Y-разветвителя 5 на два идентичных параллельных оптических канала, в каждом из которых содержатся входные линзовые фокусаторы 6, 7, синхронизируемые одномодовые лазеры 8, 9, установленные на термоэлементы 10, 11, электрически соединенные с микропроцессором 12 управления и стабилизации частоты, и выходные линзовые фокусаторы 13, 14, после которых установлен оптический Y-сумматор 15 и волокно 16 с оптическими разветвителями 17, заканчивающимися фокусирующими наконечниками 18, а все устройство кроме источника накачки 3, СВЧ-генератор 1 и волокна 16 помещено в общий корпус 19. The device (Fig. 1) contains a master single-
Предлагаемое устройство терапевтического КВЧ-воздействия работает следующим образом. The proposed device for therapeutic EHF exposure works as follows.
Излучения каждого из двух синхронизируемых одномодовых лазеров 8 и 9 на оптических частотах ν1 и ν2, отличающихся на частоту f, лежащую в КВЧ-диапазоне (фиг.2б,в) вводятся с помощью линзовых фокусаторов 13, 14 и оптического Y-сумматора 15 в оптическое волокно 16, по которому они независимо распространяются и выводятся из выходных торцов фокусирующих наконечников 18, совмещенных с участками клеточных структур, подлежащих КВЧ-воздействию. Большая инерционность молекул биологической ткани на оптических частотах приводит к тому, что клеточная среда испытывает электромагнитное воздействие на разностной частоте ν1-ν2 биений двух оптических сигналов, лежащей в КВЧ-диапазоне.The radiation from each of the two synchronized single-mode lasers 8 and 9 at optical frequencies ν 1 and ν 2 , differing by the frequency f lying in the EHF range (Fig.2b, c) is introduced using lens focusers 13, 14 and optical Y-adder 15 into the optical fiber 16, through which they independently propagate and output from the output ends of the focusing tips 18, combined with areas of cellular structures subject to EHF exposure. The large inertia of biological tissue molecules at optical frequencies leads to the fact that the cell medium experiences electromagnetic influence at a difference frequency ν 1 -ν 2 of the beats of two optical signals lying in the EHF range.
Перестройка частоты f осуществляется путем изменения температуры синхронизируемых одномодовых лазеров 8, 9 с помощью термоэлементов 10, 11 (холодильников или нагревателей). The frequency f is tuned by changing the temperature of synchronized single-mode lasers 8, 9 using thermocouples 10, 11 (refrigerators or heaters).
Сужение полосы КВЧ-сигнала происходит в результате оптической синхронизации одномодовых лазеров 8, 9, для чего СВЧ-генератор 1 модулирует задающий одномодовый лазер 2 гармоническим сигналом на частоте СВЧ-диапазона F, в результате чего в спектре выходного излучения задающего одномодового лазера 2 (фиг. 2а) появляются гармоники частоты F, а промодулированное излучение через оптический Y-разветвитель 5 и линзовые фокусаторы 6, 7 вводится в оба синхронизируемых одномодовых лазера 8, 9, при этом компоненты спектра выходного сигнала задающего одномодового лазера 2 на частотах ±nF, где n = 1,2, . . . номер гармоники частоты F, совпадают с частотами ν1 и ν2, обеспечивая режим захвата и взаимной синхронизации, что и приводит к сужению полосы КВЧ-сигнала на разностной частоте f.The narrowing of the EHF signal band occurs as a result of optical synchronization of single-mode lasers 8, 9, for which the microwave generator 1 modulates the driving single-
Если используемые синхронизируемые лазеры 8 и 9 имеют сами по себе узкую полосу частот своего спектра, то элементы 1,2,4,5,6,7 на фиг.1 могут отсутствовать. If the used synchronized lasers 8 and 9 have in themselves a narrow frequency band of their spectrum, then the
Устройство терапевтического КВЧ-воздействия может быть реализовано на газовых, твердотельных, полупроводниковых и других типов лазерах, излучающих в широком диапазоне длин волн электромагнитных колебаний. The device for therapeutic EHF exposure can be implemented on gas, solid-state, semiconductor and other types of lasers emitting in a wide range of wavelengths of electromagnetic waves.
Как показали расчеты, при использовании типовых термоэлектрических микрохолодильников, способных изменять температуру лазеров от 0о до ±60оС с точностью 10-3оС, два синхронизируемых одномодовых инжекционных полупроводниковых лазера типа ИЛПН-216, излучающие вблизи λ = 1,3 мкм и имеющие коэффициент температурной чувствительности частоты излучения 0,3 нм/оС ( ~ 10 ГГц/оС) могут быть расстроены по частоте на величину ν2-ν1 = 1200 ГГц, т. е., полностью перекрывая КВЧ-диапазон (30...300 ГГц) и обеспечивая КВЧ-стимуляцию не только на КВЧ-частотах, но и на их гармониках, что существенно повышает эффективность процессов восстановления жизнедеятельности клеток.Calculations show that when using standard TE microcoolers capable of altering the laser temperature of from 0 ° to ± 60 ° C within 10 -3o C, two synchronized single-mode type semiconductor injection laser ILPN-216 emitting near λ = 1,3 mm and having coefficient of temperature sensitivity of the radiation frequency 0.3 nm / о С (~ 10 GHz / о С) can be detuned in frequency by the value ν 2 -ν 1 = 1200 GHz, i.e., completely overlapping the EHF band (30 ... 300 GHz) and providing EHF stimulation not only at EHF frequencies, but also at their harmonics, which significantly increases the efficiency of cell restoration processes.
Возможность получения КВЧ-сигнала биений после прохождения оптического волокна длиной единицы метров подтверждается анализом частотно-корреляционной функции волокна, которая в зависимости от типа волокна при указанной длине падает до уровня 0,5 от максимального при ν2-ν1 = =500...1200 ГГц.The possibility of obtaining an EHF signal of beats after passing an optical fiber of a length of one meter is confirmed by analysis of the frequency-correlation function of the fiber, which, depending on the type of fiber, at a specified length drops to 0.5 from the maximum when ν 2 -ν 1 = = 500 ... 1200 GHz.
Внутренняя модуляция задающего одномодового инжекционного полупроводникового лазера принципиально возможна до частот Fmax = 40...60 ГГц, поэтому применяя типовой СВЧ-генератор с частотами F = 5...30 ГГц и используя в спектре излучения задающего одномодового лазера гармоники этой частоты с номерами n = ±3,...±, 5 для синхронизации колебаний одномодовых инжекционных лазеров на частотах ν1 и ν2, разностная частота биений f может перекрыть весь КВЧ-диапазон (30-300 ГГц), при этом ширина полосы КВЧ-сигнала в зависимости от мощности СВЧ-генератора (3...10 мВт) составляет Δ f = 101...103 Гц, т. е. лежит в пределах, необходимых для четко выраженного резонансного КВЧ-воздействия на клеточную среду. Последнее обстоятельство, существенно повышает эффективность процесса восстановления жизнедеятельности клеточных тканей.Internal modulation of the master single-mode injection semiconductor laser is possible in principle up to frequencies F max = 40 ... 60 GHz, therefore, using a typical microwave generator with frequencies F = 5 ... 30 GHz and using harmonics of this frequency with numbers in the radiation spectrum of the master single-mode laser n = ± 3, ... ±, 5 to synchronize the oscillations of single-mode injection lasers at frequencies ν 1 and ν 2 , the difference beat frequency f can cover the entire EHF band (30-300 GHz), while the bandwidth of the EHF signal in depending on the power of the microwave generator (3 ... 10 mW) with sets Δ f = 10 1 ... 10 3 Hz, i.e., lies within the limits necessary for a pronounced resonant EHF effect on the cellular environment. The latter circumstance significantly increases the efficiency of the process of restoring the vital activity of cell tissues.
Таким образом, расчет параметров предлагаемого устройства показал, что:
1. Предлагаемое устройство обеспечивает более высокую эффективность процесса восстановления жизнедеятельности клеточных тканей, так как обеспечивает КВЧ-воздействия не только на КВЧ-частотах, но и на частотах их гармоник, и при этом сужение полосы КВЧ-сигнала резко усиливает резонансный характер воздействия.Thus, the calculation of the parameters of the proposed device showed that:
1. The proposed device provides higher efficiency of the process of restoring the vital activity of cellular tissues, as it provides EHF effects not only at EHF frequencies, but also at the frequencies of their harmonics, while narrowing the band of the EHF signal sharply enhances the resonant nature of the effect.
2. Предлагаемое устройство имеет линию передачи КВЧ-воздействия в виде волоконного световода, т.е. более гибкую, с меньшими габаритами и массой и более удобную в эксплуатации. 2. The proposed device has a transmission line of EHF exposure in the form of a fiber waveguide, i.e. more flexible, with smaller dimensions and weight and more convenient to use.
3. Предлагаемое устройство имеет более широкие функциональные возможности, так как за счет возможности перестройки частоты в пределах всего КВЧ-диапазона и выше обеспечивает индивидуальный подбор частоты КВЧ-воздействия для каждого пациента;
улучшает фокусировку КВЧ-поля, которая сводится к фокусировке оптического излучения в пятно диаметром ме- нее 1 мм;
увеличивает количество пациентов, одновременно подвергающихся КВЧ-воздействию.3. The proposed device has wider functionality, since due to the possibility of tuning the frequency within the entire EHF range and above, it provides an individual selection of the frequency of EHF exposure for each patient;
improves the focusing of the EHF field, which reduces to focusing the optical radiation into a spot with a diameter of less than 1 mm;
increases the number of patients simultaneously exposed to EHF exposure.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4903216 RU2022554C1 (en) | 1991-01-17 | 1991-01-17 | Device for therapeutic action on cellular tissues of living organisms |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4903216 RU2022554C1 (en) | 1991-01-17 | 1991-01-17 | Device for therapeutic action on cellular tissues of living organisms |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2022554C1 true RU2022554C1 (en) | 1994-11-15 |
Family
ID=21556009
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU4903216 RU2022554C1 (en) | 1991-01-17 | 1991-01-17 | Device for therapeutic action on cellular tissues of living organisms |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2022554C1 (en) |
-
1991
- 1991-01-17 RU SU4903216 patent/RU2022554C1/en active
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
1. Мачерет Е.Л. Рефлексотерапия в комплексном лечении заболеваний нервной системы, Киев, "Здоровье", 1989, с.18-19. * |
2. Авторское свидетельство СССР N 1426584, кл. H 61H 39/00, 1988. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4740140B2 (en) | Treatment and diagnostic systems and methods comprising optical components for radiation delivery | |
US5066291A (en) | Solid-state laser frequency conversion system | |
ATE8579T1 (en) | ENDOSCOPIC DEVICE. | |
US20090285246A1 (en) | Multi-resonant optical fiber laser system | |
RU2022554C1 (en) | Device for therapeutic action on cellular tissues of living organisms | |
Litwin et al. | The Biological Effects of Laser Radiation: Potential laboratory uses are limitless, and applications for a high powered light source are manifold. Mutations of microscopic organisms may be produced by specific wavelengths and genetic changes studied in a more precise fashion | |
AU6028494A (en) | Light emitting diode source for photodynamic therapy | |
US20040199223A1 (en) | Laser system for treatment and diagnosis | |
CN201701651U (en) | Multi-wavelength laser beam emitter for epidermis treatment | |
KR100866240B1 (en) | Semiconductor laser drive device and laser needle using the same | |
US11484361B2 (en) | Tip for multiple beam tissue therapy | |
Auth et al. | A high-power gastric photocoagulator for fiberoptic endoscopy | |
US20190076668A1 (en) | Medical radiation device | |
RU2099107C1 (en) | Device for applying millimetric wave therapy | |
Fukano et al. | A Simple and Short Temperature Sensor Integrated Optical Fiber Probe for Laser Ablation | |
CN109494556A (en) | A kind of all solid laser of dichromatism visible light red for lasing, green | |
US5818601A (en) | Wavelength independent optical probe | |
CN110743104B (en) | Terahertz wave physiotherapy terminal and terahertz wave physiotherapy system for cervical cancer | |
SU1588416A1 (en) | Device for reflex therapy | |
RU2229906C2 (en) | Method for wave therapy | |
US6043896A (en) | Wavelength independent optical probe | |
RU1799604C (en) | Electromagnetic apparatus | |
RU2109532C1 (en) | Device for treating tumors | |
RU1799605C (en) | Electric magnetic apparatus | |
KR100416655B1 (en) | Photodymaminc therapy apparatus using soid state laser |