Поляризационная лечебная лампа
Полезная модель относится к излучающей поляризованный свет лечебной лампе для воздействия на биообъект поляризованным светом и может быть использована для облучения локальной области поверхности биообъекта светом с определенной интенсивностью, длиной волны и высокой степенью поляризации. В поляризационной лечебной лампе, содержащей корпус, источник света, стабилизатор импульсного типа, поляризатор и выходной светофильтр, корпус выполнен в форме цилиндра, в качестве источника света используют светодиоды, установленные на монтажную плату, в качестве стабилизатора используют стабилизатор тока, а в качестве поляризатора - линейный поляризатор. Кроме того, лампа дополнительно содержит блок-линзу для светодиодов. Технический результат, который будет достигнут от использования полезной модели заключается в возможности подбора наиболее оптимального спектрального диапазона излучения прибора, решении проблемы с охлаждением и значительном снижении потребляемой прибором электрической мощности, за счет использования более современных источников света, а так же выборе оптимального способа для поляризации света.
Полезная модель относится к излучающей поляризованный свет лечебной лампе для воздействия на биообъект поляризованным светом и может быть использована для облучения определенной области поверхности биообъекта излучением света с определенной интенсивностью, длиной волны и высокой степенью поляризации.
Известна светодиодная лампа, содержащая блок, подсоединяющий источник питания переменного тока, преобразующий блок источника питания для приема и выпрямления переменного тока, светодиодную группу, состоящую из множества светодиодов, интегрирующее средство для интегрирования периода подвода электропитания и средство управления режимом подвода электропитания (RU 
2248107, МПК7 H05B 37/02, опубл. 10.03.2005 г.).
Так же известна терапевтическая лампа для биостимуляции поляризованным светом, которая была выбрана в качестве прототипа, содержащая выполненный в качестве галогенной лампы источник света, рефлектор в форме параболоида, расположенный за источником света, поляризатор Брюстера, составной корпус, изготовленный из синтетического материала, образованный первой трубчатой частью и второй трубчатой частью, причем трубчатые части имеют одинаковые круглые поперечные сечения и скреплены друг с другом, а рефлектор с источником света закреплен на первой трубчатой части. Первая и вторая трубчатые части отсечены по плоскости (RU, патент 2136333, МПК6 A61N 5/06, опубл. 10.09.1999).
Недостатками такой лампы является отсутствие возможности подбирать спектральную характеристику излучения (возможно только обрезать спектр с краев при помощи светофильтров), громоздкая конструкция поляризатора Брюстера, недолговечность, необходимость охлаждения галогенной лампы и поляризатора Брюстера и потребление значительной электрической мощности.
В конструкции такой лампы в качестве источника световых квантов используется галогенная лампа накаливания, предназначенная для создания пучка света диаметром примерно 55 мм, а мощность галогенной лампы составляет 20 Вт. Лечебная лампа нагревается, выделяет тепло и охлаждается вентилятором. При этом большая часть мощности теряется в виде тепла, и коэффициент полезного действия относительно мал, вследствие чего возникают также серьезные проблемы с охлаждением. Кроме этого, в прототипе реализуется крайне специфичный способ поляризации света посредством отражения его от неметаллических поверхностей (поляризатор Брюстера), что является неудобным из-за сильного нагрева отражающих пластин из флоат-стекла.
Прототип позволяет воздействовать интенсивным некогерентным поляризованным светом, с высокой степенью поляризации, превышающей значение 95%, полихроматичным светом диапазона длин волн 480 нм - 3400 нм. Освещенность измерена, и составляет 330 лк на расстоянии 1 метр. Обладая низкой плотностью энергии, световой поток позволяет воздействовать на нужную область биообъекта с постоянной (световые волны некогерентны), стабильной интенсивностью. Эта плотность энергии обладает биостимулирующим действием. При использовании прототипа доза получаемого пациентом света составляет около 2,4 Дж/см2 в минуту.
Однако имеющийся прототип сильно перегревается, что не позволяет его использовать при продолжительных процедурах светотерапии и требует технического решения для оптимального охлаждения. К тому же ресурс источника света мал, а потребляемая электрическая мощность прибора составляет 50 Вт, что является не совсем экономичным при длительном использовании прибора.
Задачей заявляемой полезной модели является усовершенствование конструкции поляризационной лампы.
Указанная задача решается тем, что в поляризационной лечебной лампе, содержащей корпус, источник света, стабилизатор импульсного типа, поляризатор и выходной светофильтр, корпус выполнен в форме цилиндра, в качестве источника света используют светодиоды, установленные на монтажную плату, в качестве стабилизатора используют стабилизатор тока, а в качестве поляризатора - линейный поляризатор. Кроме того, лампа дополнительно содержит блок-линзу для светодиодов.
Сущность полезной модели заключается в конструктивном решении.
Выполнение корпуса в форме цилиндра позволяет расширить функциональность конструкции (предусмотреть различные варианты крепления лампы (на штативе, с ручкой и пр.)); избежать потерь светового потока на отражение вследствие осуществления более прямого хода лучей.
Использование в качестве источника света светодиодов позволяет подбирать спектральную характеристику излучения путем выбора светодиодов с известной спектральной характеристикой, повысить КПД, снизить нагрев поляризационной лампы, увеличить время непрерывной работы и продлить срок службы. Как известно, светодиоды, пожалуй, на сегодняшний день являются самыми перспективными источниками света. Они более эффективны, чем галогенные лампы накаливания и имеют значительно больший срок службы. Для уменьшения потребляемой прибором мощности и достижения заданного светового потока в работе используются светодиоды мощностью 1 Вт.
Глубина проникновения света в ткани существенно зависит от длины волны излучения: нарастает при переходе от ультрафиолетового излучения до оранжевого с 0,7-0,8 до 2,5 мм, а для красного излучения составляет 20-30 мм. В диапазоне ближнего инфракрасного излучения на длине волны 940 нм - 950 нм проникающая способность достигает максимума и составляет 60-70 мм, а в средних и дальних диапазонах снижается до 0,3-0,5 мм. Глубина проникновения излучения в ткани зависит от диапазона длин волн всех его составляющих.
Особенно выгодно осуществлять выполнение источника света таким образом, чтобы в его спектре не присутствовало или было максимально ослаблено излучение в ультрафиолетовом диапазоне. Это связано с тем, что применение УФ лучей в фототерапии опасно и может привести к нежелательным последствиям, таким как сильный локальный нагрев и способно вызвать загар облучаемого участка кожи, а так же привести к раку кожи.
Выбранные светодиоды соответствуют спектру галогенной лампы (400 нм - 3400 нм), используемой в качестве источника света прототипа, за исключением части спектра, относящейся к ближней инфракрасной области (1000 нм - 1700 нм). Действие света в этой области вызывает нежелательный биологический эффект: испарение жидкости из тканей, способствует их высушиванию, т.к. свет ближнего ИК диапазона как раз приходится на пик поглощения водой. Ближний ИК диапазон очень вреден для глаз, т.к. способен испарить влагу из хрусталика, и был исключен из спектра для биовоздействия в заявляемом изобретении.
Выбран светодиод с максимумом при длине волны 940 нм, т.к. именно на данной длине волны свет в биоткань проходит на максимальную глубину.
Для питания светодиодов требуется обеспечить одно важное условие: ток, протекающий через светодиоды, не должен превышать допустимого максимального значения. Так же необходимо, чтобы протекающий ток был постоянным для стабильности светового потока.
Использование стабилизатора тока в качестве стабилизатора позволяет снизить пульсации светового потока, поддерживать постоянство светового потока в течение всего срока службы.
Использование линейного поляризатора в качестве поляризатора света обеспечивает удешевление конструкции, возможность более быстрой замены поляризатора (в случае поломки) по сравнению с поляризатором Брюстера, а дополнительное содержание блок-линзы для светодиодов фокусирует световой поток в параллельные лучи.
Стабилизатор тока, включенный последовательно со светодиодами, ограничивает протекающий через них ток. Но падение напряжения через светодиоды меняется в зависимости от их температуры и срока службы.
Изобретение поясняется чертежами, где
на фиг. 1 - изображен общий вид поляризационной лампы;
на фиг. 2 - расположение светодиодов на монтажной плате.
Поляризационная лечебная лампа состоит из корпуса 1, монтажной платы для светодиодов 2, стабилизатора тока 3, линейного поляризатора 4, выходного светофильтра 5, блок-линзы для светодиодов 6, светодиодов ближнего ИК (инфракрасного) диапазона 7, и светодиодов видимого диапазона 8.
Полезная модель осуществляется следующим образом.
Включают шнур питания лампы в сеть переменного напряжения 220 В. Устройство, представленное на фиг. 1, располагают на расстоянии 20-40 см от биообъекта, направляя на поврежденный участок биоткани, и включают его. При включении питания входное напряжение сети выпрямляется на двухполупериодной мостовой схеме и входном L-образном индуктивно-емкостном фильтре, преобразуется и проходит через стабилизатор тока 3, далее поступает на светодиоды 7 и 8, расположенные в плоскости монтажной платы 2. Отслеживание изменения значения выходного тока, питающего светодиоды, и его стабилизацию осуществляет стабилизатор тока 3.
При протекании через светодиоды 7 и 8, их расположение представлено на фиг. 2, тока, происходит инжекция неосновных носителей заряда (электронов или дырок) в базовую область диодной структуры. Этот процесс сопровождается высвобождением избыточной энергии в области p-n-перехода, которая выделяется путем излучения кванта света.
Свет, сгенерированный светодиодами 7 и 8, расположенными на монтажной плате 2, рассеивается в определенный телесный угол пространства. Проходя через блок-линзу 6, рассеянный световой поток фокусируется в параллельные лучи. Таким образом, свет становится сфокусированным в направлении, совпадающем с центральной осью корпуса трубки 1.
Далее свет, сфокусированный блок-линзой 6 в направлении, параллельном центральной оси корпуса трубки 1, выполняющего защиту внутренних частей прибора от внешней среды, попадает на линейный поляризатор 4, который пропускает свет с поляризацией только в одной плоскости. Пройдя через него, свет поляризуется линейно, и имеет высокую степень поляризации (выше 95%).
После прохождения поляризатора 4 свет является линейно поляризованным и попадает на выходной светофильтр 5, который осуществляет спектральную фильтрацию выходного светового потока, отсекая нежелательные для воздействия на пациента длины волн. Таким образом, а так же путем выбора светодиодов, исключаются области спектрального диапазона света, нежелательные для физиотерапии.
Технический результат, который будет достигнут от использования полезной модели заключается в возможности подбора наиболее оптимального спектрального диапазона излучения прибора, решении проблемы с охлаждением и значительном снижении потребляемой прибором электрической мощности, за счет использования более современных источников света, а так же выборе оптимального способа для поляризации света.
Поляризационная лечебная лампа, содержащая корпус, источник света, стабилизатор импульсного типа, поляризатор и выходной светофильтр, отличающаяся тем, что корпус выполнен в форме цилиндра, в качестве источника света используют светодиоды, установленные на монтажную плату, в качестве стабилизатора используют стабилизатор тока, а в качестве поляризатора света - линейный поляризатор, и дополнительно содержит блок-линзу для светодиодов.
РИСУНКИ
