излучения, малая расходимость пучка, высокая мощность излучения.
Фотодинамическая терапия (ФДТ) является принципиально новым методом лечения злокачественных и доброкачественных новообразований, основанным на использовании фотодинамического повреждения опухолевых клеток в ходе фотохимических реакций.
ФДТ − двухкомпонентный метод лечения. Одним компонентом является фотосенсибилизатор, накапливающийся в опухоли и задерживающийся в ней дольше, чем в нормальных тканях. Другим компонентом ФДТ является световое воздействие. При локальном облучении опухоли светом определенной длины волны, соответствующей пику поглощения фотосенсибилизатора, в опухоли начинается фотохимическая реакция с образованием синглетного кислорода и кислородных свободных радикалов, оказывающих токсическое воздействие на опухолевые клетки. Опухоль резорбируется и постепенно замещается соединительной тканью.
Для ФДТ применяют электромагнитные волны оптического диапазона (630-730 нм). В качестве их источника могут быть использованы лазеры (аргоновый, на парах меди, неодимовый). Для внутриполостного облучения лазеры имеют в комплекте волоконные световоды с рассеивателями на конце. В дерматологии помимо лазеров могут быть использованы источники некогерентного света с высокой плотностью светового потока. В отличие от лазеров, они менее дорогостоящи и позволяют применять более широкий спектр фотосенсибилизаторов порфиринового ряда.
В качестве фотосенсибилизаторов применяются бензопорфирины, гемопорфирины, лютеитин, фталоцианин, которые требуют внутривенного введения, и 5-аминолевуленовая кислота (ALA), препарат которой можно наносить локально.
Метод ФДТ выгодно отличается от традиционных методов лечения злокачественных опухолей (хирургической операции, лучевой и химиотерапии) высокой избирательностью поражения, отсутствием риска хирургического вмешательства, тяжелых местных и системных осложнений лечения, возможностью многократного повторения при необходимости лечебного сеанса
211
и сочетания в одной процедуре флюоресцентной диагностики и лечебного воздействия. Кроме того, для ликвидации опухоли у большинства больных достаточно одного сеанса ФДТ, который, к тому же, можно проводить в амбулаторных условиях.
В последние годы ФДТ с использованием различных фотосенсибилизаторов успешно применена при целом ряде злокачественных новообразований, большинство из которых составляют опухоли кожи, языка, нижней губы, слизистой полости рта, гортани, легкого, мочевого пузыря, органов желудочно-кишечного тракта, гениталий и т.д.
Принципиальные отличия фотодинамической терапии от иных методов:
Бесконтактность (невозможность инфицирования пациента)
Безболезненность и бескровность лечебной процедуры
Быстрое заживление, сохранение структуры тканей
Отсутствие послеоперационных рубцов в области шейки матки, приводящих к осложнениям последующих беременностей, вынашивания и родов
Значительное сокращение послеоперационного периода
Быстрое восстановление полноценной работоспособности
212
ЭЛЕКТРОННЫЙ ПАРАМАГНИТНЫЙ, ЯДЕРНЫЙ МАГНИТНЫЙ РЕЗОНАНСЫ ИХ ПРИМЕНЕНИЕ В БИОЛОГИИ И МЕДИЦИНЕ
1. Магнитное поле и его основные характеристики
Магнитным полем называется разновидность материи, посредством которой осуществляется силовое воздействие на движущиеся электрические заряды, находящиеся в этом поле. Оно характеризуется следующими величинами:
А. Магнитная индукция B , модуль, которой определяется как отношение максимального механического момента M max ,
действующего на контур с током, к магнитному моменту этого
контура pm : B M max / pm .
Магнитный момент контура с током вычисляется по формуле pm IS , где I – сила тока в контуре, S – площадь
контура.
Графически магнитное поле изображают с помощью линий магнитной индукции, касательные к которым показывают направление поля, а густота линий пропорциональна модулю индукции. Линии магнитной индукции замкнуты на себя, поэтому магнитное поле называют вихревым.
Измеряется магнитная индукция в Теслах – [Тл]
Б. Магнитный поток BS cos , где – угол между направлением индукции и нормалью к контуру. Магнитный поток пропорционален числу линий, пронизывающих контур. Измеряется в Веберах – [Вб].
В. Напряжённость магнитного поля – характеристика магнитного поля в веществе. Определяется по формуле: H B0 ,
и измеряется в [А/м]. Величина называется относительной
магнитной проницаемостью вещества и показывает, во сколько раз индукция магнитного поля в данном веществе больше индукции этого магнитного поля в вакууме.
213
2. Закон Ампера. Действие магнитного поля на движущийся электрический заряд. Сила Лоренца
Закон Ампера определяет силу, действующую на элемент контура с током, находящийся в магнитном поле, со стороны этого поля:
|
|
dF Idl B , где |
dF |
– сила, |
|
Idl |
|
действующая со стороны поля на |
|||
dF |
|
элемент тока Idl , B – индукция |
|||
|
поля. Вектора Idl , B , dF должны |
||||
|
|
образовывать |
правую |
тройку |
|
|
|
векторов (рисунок 86) – это |
|||
|
B |
используется |
для |
определения |
|
|
|
направления силы dF («правило |
|||
Рисунок 86. К определению |
правой руки»). Модуль силы |
||||
силы Ампера |
|
вычисляется по формуле: |
– угол |
||
|
|
dF Idl B sin , |
где |
||
между элементом тока Idl и магнитной индукцией B . Воздействие однородного магнитного поля на контур с током
удобно описывать механическим моментом, так как в данном случае поле будет поворачивать контур. Механический момент будет равен: M pm B ; по модулю – M pm B sin , где –
угол между магнитным моментом и индукцией.
Сила, действующая со стороны магнитного поля на движущуюся частицу, называется силой Лоренца, и определяется
по формуле: Fл qV B , где q – заряд частицы, V – скорость частицы. По модулю – Fл qVBsin , где – угол между
скоростью частицы и индукцией. Сила Лоренца относится к классу т.н. центральных сил, т.е. она не изменяет модуль скорости частицы, а изменяет её направление. Под действием этой силы частица будет двигаться в магнитном поле по винтовой линии ( 90 ) или по окружности ( 90 ) радиусом r mV /(qB), что используется для определения удельного заряда
частиц в масс-спектрометрии.
214
3. Магнитные моменты электрона – орбитальный и спиновой. Орбитальное магнитомеханическое отношение для электрона
Магнитное поле ядра значительно меньше магнитного поля электронов, поэтому при рассмотрении многих вопросов его можно не учитывать. Будем рассматривать движение электрона в атоме как равномерное вращение вокруг ядра с некоторой скоростью v, что можно уподобить круговому току и применить к нему используемые в этом случае характеристики.
Магнитный момент контура с током. Пусть по контуру с площадью течет ток I. Величина Pm = I • S называется магнитным моментом контура с током. Магнитный момент контура с током − это вектор, который направлен перпендикулярно плоскости контура и связан с направлением тока правилом правого буравчика (рисунок 87).
Индукция контура с током прямо пропорциональна величине магнитного момента контура. Единицей магнитного момента является ампер
квадратный метр (А м2) в «СИ».
Магнитный момент является характеристикой не
только контура с током, но и многих элементарных частиц (протонов, нейтронов, электронов и др.), ядер, атомов и молекул, определяя их поведение в магнитном поле.
Магнетон − единица магнитного момента, применяемая в атомной и ядерной физике. При измерении магнитных моментов электронов, атомов и молекул пользуются магнетоном Бора:
|
B |
|
eh 9,27 10-24 А м2 (Дж/Тл), |
|
|
|
4 me |
|
|
|
|
|
||
где е − заряд электрона, h − постоянная Планка, me − масса электрона.
При измерении магнитных моментов нуклонов (протонов и
215