Источники ультрафиолетового и видимого излучения

а) Солнечный свет. Самая короткая длина волны солнечного спектра, достигающей поверхности земли на уровне моря, составляет примерно 290 нм, хотя в высокогорье были зарегистрированы волны и с меньшей длиной. В зависимости от географического положения и времени года было установлено, что солнечный свет заключает в себе 2-6 мВт/см2 УФ-излучения длиной 290-400 нм. Рассеивание волн менее 290 нм озоновым слоем — очень важный процесс, поскольку более короткие УФС-волны чрезвычайно опасны для животных и растений.

В связи с тем, что проникновение солнечных УФС и УФВ-волн через атмосферу находится в экспоненциальной зависимости от концентрации озона, даже малое изменение озонового слоя может привести к катастрофическому повышению УФ-излучения на поверхности земли. Например в результате истощения озона предполагают удвоение частоты возникновения рака кожи к 2100 г., даже при соблюдении предписаний Монреальского протокола об ограничении производства веществ, разрушающих озоновый слой.

УФ-индекс, разработанный Национальной метеослужбой и агентством защиты окружающей среды США, отражает попытку оценить риск,связанный с солнечным излучением в определенное время и в определенном месте. Среди других факторов рассматривают влияние высоты, широты, времени года и облачности. Шкала состоит из 15 делений, и повышение УФ-индекса до 10 и более свидетельствует о повышенном риске возможной передозировки УФ.

б) Искусственные источники ультрафиолетового и видимого излучения. Кожа подвергается воздействию УФ и видимого излучения из разнообразных источников в повседневной жизни и из различных устройств светового излучения при лечении и диагностике. Перед применением нового источника света следует изучить инструкцию производителя.

1. Источники накаливания. К таковым относятся электрические лампы, прожекторы и некоторые кварц-йодные лампы. В таких лампах электрический ток, проходя через металлическую нить, нагревает нить, вызывая преимущественно видимое и инфракрасное излучения. От излучения обычных источников накаливания могут пострадать только отдельные пациенты с солнечной крапивницей, хроническим актиническим дерматитом и некоторыми видами порфирии. Вольфрам-галогеновые лампы накаливания, часто используемые в качестве прожекторов, выделяют УФА и видимое излучение. Некоторые кварц-йодные лампы накаливания излучают значительную часть УФА и некоторые — УФВ.

2. Дуговые источники. К ним относят ксеноновые лампы, ртутные лампы среднего и высокого давления (горячий кварц), флуоресцентные и галогеновые лампы. В дуговых лампах электроны движутся через газ под действием напряжения между двумя электродами. Газовые молекулы между электродами ионизируются и соответственно выделяют ЭМ излучение. Это излучение состоит преимущественно из непрерывных волн определенной длины (линии эмиссии). Длина волны и потенциальная энергия каждой волны зависят от используемого газа, температуры дуги, давления внутри лампы и материала, из которого изготовлена капсула лампы.

Ксеноновые лампы выделяют и УФ, и видимое излучение, и в настоящее время являются самыми распространенными источниками дневного света. В таких лампах электрический ток, проходя через металлическую нить, нагревает нить, вызывая преимущественно видимое и инфракрасное излучения. Ксеноновые дуги также применяются при некоторых видах фототерапии и фотобиологических исследованиях. В этой лампе ксенон под давлением 20-40 атмосфер (атм) разогревается жесткой кварцевой оболочкой до высокой температуры для получения интенсивного видимого и УФ-излучения. Под таким давлением ксеноновый спектр становится непрерывным.

Волны, излучаемые ртутными дуговыми лампами, в значительной степени зависят от давления газа внутри капсулы. Ртутными бактерицидными лампами низкого давления выделяется 85% энергии излучения длиной 254 нм. Поскольку температура действия низкая, лампы также называются «холодными кварцевыми лампами». При повышенном давлении (1 атм) первичная эмиссия 254 нм поглощается другими атомами ртути в лампе и повторно выделяется в виде более длинных волн (297, 302, 313, 334, 365 нм и видимый спектр волн).

При еще большем повышении давления (от 2 до 100 атм) спектр излучения расширяется и уменьшается в зависимости от интенсивности непрерывного спектрального излучения. В медицинской практике ртутные лампы среднего и высокого давления (горячий кварц) обычно используются в качестве источников УФВ, хотя их спектральная энергетическая составляющая в основном находится в спектре-УФА и видимого излучения.

Широко используемые УФВ лампы солнечного света и УФА лампы для PUVA-терапии являются флуоресцентными. Они, в сущности, являются модифицированными ртутными дуговыми лампами низкого давления, состоящими из стеклянной трубки, содержащей ртутный газ с электродами по обоим концам. Внутренняя поверхность стеклянной трубки покрыта фосфором, который поглощает излучение 254 нм и повторно выделяет энергию в виде более длинных волн. Химический состав фосфора определяет, какие длины волн выделяются повторно.

В целом флуоресцентные лампы имеют сравнительно широкие, колоколообразные спектры эмиссии с наложением спектра излучения ртути и называются широкополосными источниками света.

Флуоресцентные лампы солнечного света (тип FS) выделяют главным образом спектр-УФВ. Их часто относят к лампам УФВ, даже если они выделяют частично УФА излучение, поскольку терапевтически значимое излучение находится в УФВ спектре. Для фототерапии была разработана флуоресцентная лампа с основным пиком эмиссии на 311 нм (Philips TL01).

Эта лампа — эффективный источник для фототерапии псориаза, поскольку по сравнению с конвенционной УФВ лампой, выделяемая энергия почти полностью перекрывает спектр действия, необходимый для лечения псориаза. Интересно, что эта лампа также прошла успешное применение при лечении витилиго, атопического дерматита и полиморфной световой сыпи, причем спектры лечебного действия при этих заболеваниях неизвестны и возможно отличаются от лечебного спектра при псориазе.

Высокоинтенсивные УФА-флуоресцентные лампы чаще всего применяются для PUVA-терапии псориаза, витилиго и других кожных заболеваний. Самый эффективный источник УФА при PUVA-терапии должен максимально излучать волны длиной 320-360 нм для фотоактивации молекул псоралена и минимально излучать УФВ.

В таблице ниже показано отношение волн длиной 320-360 нм к спектру излучения у нескольких источников УФА, применяемых для фототерапии.

Лампы Вуда являются малыми флуоресцентными источниками УФА, с низким давлением в стеклянной капсуле, пропускающей УФА и поглощающей видимое излучение. Они полезны для клинической практики, поскольку после поглощения УФА, флуоресцентное отражение от здоровых и патологических компонентов кожи, волос, зубов и мочи может быть диагностически важным (например, при порфирии, витилиго и грибковых инфекциях).

Галогеновые лампы излучают высокоинтенсивный непрерывный поток УФВ и УФА-спектров. Вместе с соответствующими фильтрами эти лампы все чаще используются как УФВ, а также УФА источники для фототерапии (особенно УФА1-терапии) и фотохемотерапии. Металлическая галогенная лампа обычно состоит из ртутной лампы высокого давления с дополнением металлических галидов. Непрерывный спектр волн, излучаемых галогеновыми лампами, отличает их от дуговых ртутных ламп среднего давления, которые излучают волны узкого спектра. УФА может составлять приблизительно 20% излучаемого спектра.

3. Лазер. Лазер образует узкий интенсивный пучок монохроматического излучения. В лазере возбужденные молекулы переходят в нестабильное состояние, в результате чего происходит последующее выделение фотона из возбужденной молекулы. Излученный фотон и стимулированный фотон способны вызывать излучение из других возбужденных молекул, что в результате приводит к лавинообразному выделению фотонов одинаковой длины, фазы и направления распространения. Различные виды лазеров генерируют волны УФ, видимого или инфракрасного спектра и могут действовать как источники непрерывного или импульсного излучения.

Спектр эмиссии ультрафиолетовых флуоресцентных ламп для фототерапии
Спектр эмиссии некоторых флуоресцентных ламп, используемых при фототерапии.
А. Широкополосные ультрафиолетовые В (УФВ) флуоресцентные лампы и УФВ (темный свет) флуоресцентные лампы.
Б. Узкополосная (PhilipsTLOl) флуоресцентная лампа с максимумом на 311 нм и флуоресцентная лампа с фильтром из стекла Вуда.
В. УФА-1 галидная лампа (Sellamed 24000 bedsystem). Спектр эмиссии измерен спектрорадиометром Luzchem ModelSPR-4001.
Спектр ультрафиолетовых волн

- Рекомендуем далее ознакомиться со статьей "Дозиметрия ультрафиолетового и видимого излучения"

Оглавление темы "Фотобиология и фотоиммунология кожи.":
  1. Влияние света на кожу - фотобиология и фотоиммунология кожи
  2. Воздействие ультрафиолета и видимого света на кожу
  3. Свойства электромагнитного излучения и кожа
  4. Источники ультрафиолетового и видимого излучения
  5. Дозиметрия ультрафиолетового и видимого излучения
  6. Взаимодействие ультрафиолета света и кожи (оптические свойства кожи)
  7. Фотохимические реакции от ультрафиолета вызывающие кожные изменения
  8. Солнечный ожог от ультрафиолетового облучения
  9. Механизм развития солнечного ожога от ультрафиолета В (УФВ)
  10. Механизм развития солнечного ожога в солярии (ультрафиолет А, УФА)
Материалы подготовлены и размещены для образовательных целей медицинских работников.
Ни один из материалов не может быть применен на практике без консультации лечащего врача.
Вопросы и замечания просим присылать на адрес admin@medicalplanet.su
По адресу выше мы также оперативно предоставим вам координаты автора, заинтересовавшей вас статьи.