Уникальные разработки европейских ученых уже сегодня позволяют говорить о световой революции в медицине, которая происходит на наших глазах. По мнению ученых, новые технологии помогут вылечить как отдельных людей, так и целые города.

На основе гибких светодиодов ученые разработали конверт для младенцев, который моделирует условия, характерные для материнской утробы.

Медики не зря называют ноябрь самым темным и самым опасным месяцем в году — именно в ноябре европейские города накрывает облачный покров, погружая нас в черно-бело-серый фильм. Зимой сокращение светового дня хотя бы отчасти компенсируется тем, что снег отражает дневной свет, увеличивая общую освещенность, а вот в ноябре даже в середине дня царит постоянный сумрак, который провоцирует стресс.

Свет стимулирующий

Сопротивляться этому невозможно — механизм реагирования на циклические изменения в световом режиме заложен самой эволюцией. От предков-животных нам достался эпифиз — участок, помещенный в самый центр мозга и связанный зрительным нервом непосредственно с глазами. Как только естественное освещение уменьшается, эпифиз начинает вырабатывать гормон мелатонин, который угнетает всю систему жизнедеятельности организма, давая сигнал к зимней спячке. Разрушается же мелатонин под действием яркого естественного света, в отсутствие которого врачи советуют лишь больше есть фруктов с содержанием витаминов, не жалеть электроэнергии, носить яркую одежду и гулять при свете дня.

 
Другой вопрос, что ученые решили попробовать если не обратить этот процесс вспять, то хотя бы поставить его себе на службу.

— Я был очень удивлен, когда узнал, что до нас никто не проводил экспериментов со светом,— говорит автор проекта "Световые решения" компании Philips дизайнер Рохир ван дер Хейде.— Казалось бы, это так просто — прийти в больницу и попробовать поиграть со светом, посмотреть, как уровень освещенности влияет на больных.

Идея ван дер Хейде была проста: если уровень освещения влияет на жизнедеятельность всего организма, то необходимо смоделировать режим, который бы стимулировал больных к выздоровлению. Так появилась система Healwell, которая моделирует естественный суточный ритм в больничных палатах. К примеру, по утрам умная система включает свет постепенно, плавно меняя тон и яркость освещения с теплых полутонов на ослепительный белый свет — именно такой режим, по мнению инженеров Philips, благоприятно воздействует на нервную систему человека.

— Точно так же плавно наступает и вечер,— говорит Рохир ван дер Хейде.— Сначала гаснет верхний свет, включаются стенные светильники, моделирующие приглушенное освещение теплого летнего вечера.

Эксперименты, проведенные в прошлом году в кардиологической клинике Маастрихта, показали: благодаря стимулирующему световому режиму время пребывания в больнице тяжелых пациентов уменьшилось в среднем на 22 процента.

— Нам удалось избавить многих пациентов от послеоперационных депрессий,— говорит врач Анна Вирц-Юстис.— Депрессию может предупредить такой нейромедиатор, как серотонин, и поэтому мы часто выписывали пациентам препараты, которые компенсировали нехватку собственного серотонина. Но применение вещества опасно, ведь препараты могут блокировать выработку собственного серотонина. Эксперимент по созданию стимулирующего освещения показал, что можно заставить организм вырабатывать нужный нейромедиатор без всякого химического вмешательства.

Впрочем, уверены ученые, свет может заменить не только лекарственные препараты, но и сами хирургические инструменты.

Ставка на диод

Стремление отдельных кристаллов к свету было открыто еще в 1922 году, когда советский физик Олег Лосев, работавший в Нижегородской радиолаборатории, заметил свечение некоторых кристаллических диодов, которые использовались в тогдашних радиоприемниках. Открытие стало мировой сенсацией — впервые было получено доказательство того, что электроны при изменении своего состояния в атомах кристаллической решетки могут генерировать фотоны — частицы света. Потребовалось несколько десятков лет экспериментов и поисков новых материалов, чтобы ученые поняли, что холодные светодиоды могут заменить не только лампы накаливания, но и некоторые источники тепла.

Такие светодиоды были представлены на недавней выставке перспективных технологий, которую организовала компания Philips в голландском городке Эйндховен.

— Серьезное влияние на развитие технологий будущего оказывает такой общеевропейский тренд, как старение населения,— говорит дизайнер и разработчик Марике ван Вичен.— Все больше женщин заводят ребенка уже в зрелом возрасте. К сожалению, до 60 процентов таких детей рождается либо недоношенными либо с патологиями в развитии и нуждаются в срочной медицинской помощи в первые часы и дни жизни. На основе гибких светодиодов мы разработали специальный конверт для младенцев, который моделирует условия, характерные для материнской утробы.
 
В частности, синий свет поддерживает оптимальную для младенцев температуру, а автоматика регулирует режим освещения, имитируя естественные биологические ритмы.

— Почему свет синий? — переспрашивает Марике.— Просто наши эксперименты показали, что при поглощении синего света в организме улучшается ток крови, активируется дыхание каждой клеточки, перенос кислорода увеличивается, что стимулирует обмен веществ и активизирует иммунную систему. Кроме того, синий свет убивает болезнетворные вирусы и бактерии.

На основе светодиодов были разработаны и медицинские приборы для стареющего поколения европейцев. Самый простой пример — световой планшет для лечения болей в спине и остеохондроза. Другие светодиоды применяются в аппарате ReAura, созданном для регенерации кожи. Ультрафиолетовый свет, приникая под кожу, стимулируют естественный процесс синтеза коллагена и регенерации клеток и уничтожения пигментных пятен.

— Ожидается, что к 2050 году количество пожилых людей в мире достигнет 2 млрд человек,— говорит Марике ван Вичен.— Следствием этого становится бурное развитие домашней медицины, потому что на определенных этапах она является основной альтернативой дорогому стационарному лечению. Уже сегодня рынок подобных приборов оценивается примерно в 30 млрд долларов, а, по нашим прогнозам, в ближайшие 4-5 лет он вырастет минимум в два раза. Словом, нет ничего удивительного в том, что этим летом руководители Philips объявили о радикальной смене стратегии: голландцы отказываются от выпуска телевизоров и переориентируются на выпуск медицинской техники. За ними готовы последовать и другие корпорации, некогда сделавшие себе капитал на бытовой электронике. Раз уж новое поколение выбирает компьютерные сети, то компании переориентируются на их родителей.

Фокус фотонов

Не менее активно световые технологии применяются в современной хирургии, например при создании линейных ускорителей, которые сегодня используются в онкологии.

— Принцип действия линейного ускорителя напоминает обычный телевизор,— говорит Андрей Черниченко, руководитель отделения высоких технологий лучевой терапии Московского научно-исследовательского онкологического института им. П. А. Герцена.— Как и в кинескопе, из лучевой трубки вылетают электроны, которые выбивают из вещества кинескопа фотоны. Только в телевизоре эти фотоны обладают небольшой энергией, поэтому они светятся. В нашем же случае фотоны обладают чуть большей энергией, поэтому они не заметны человеческому глазу.
Пучки фотонов этого "невидимого света" проносятся сквозь человеческое тело, еле-еле раздражая клеточную ткань. Зато в фокусе наведения нескольких пучков эффект от раздражения увеличивается и убивает все клетки. На этом принципе и работает неинвазивная технология удаления раковых опухолей — сначала врачи-онкологи узнают точное место расположения опухоли, а потом наводят на цель два десятка пучков фотонов. 10 минут — и злокачественные клетки безболезненно уничтожены.

— Ничего такого я не почувствовала,— призналась нам пациентка Раиса Богатырева.— Только в ушах какой-то шум был, да перед глазами все свет стоял...

Внедрение новых методов лечения уже потребовало от российской медицины введения новой специальности "медицинский физик", и в этом году "Центр подготовки медицинских физиков" был открыт в стенах МГУ.

— Для того чтобы Россия вышла хотя бы на средний уровень по отношению к Европе, количество ускорителей должно приближаться к тысяче,— говорит проректор МГУ профессор Александр Черняев, инициатор создания нового центра.

Фонари — залог здоровья

Между тем ученые уже планируют лечить при помощи света не просто отдельных людей, но и целые города.

— Сегодня в большинстве не только российских, но и европейских городов используется оборудование, соответствующее техническому уровню и задачам 80-х годов прошлого века,— говорит дизайнер Рохир ван дер Хейде.

— Но задача качественного городского освещения очень серьезна. Исследования в Голландии показали, что, изменив освещение улиц, удалось снизить количество ДТП на 28 процентов, а аварии с участием пешеходов и велосипедистов приблизить к нулю. Также удалось снизить и количество пациентов с обострением сезонных депрессий.
Если говорить о безопасности на дорогах, то многое зависит даже не от технологий, а от того, как спроектировано городское освещение. К примеру, как утверждают специалисты, аварийность в ночное время повышается, если хорошо освещенные участки перемежаются с более темными. Эта контрастность отвлекает внимание водителя от дорожной ситуации, его зрение притупляется. Точно так же вредит и переизбыток света — например, когда ночью мокрый асфальт бликует, отражая огни фонарей.

— Освещение не обязательно должно быть ярким,— продолжает ван дер Хейде,— оно должно быть комфортным и оптимальным в зависимости от того, где и для чего оно используется. И проблема не только в том, что мы тратим лишнюю электроэнергию, но и в том, что это отрицательно сказывается на здоровье людей. 

Источник:

Журнал "Огонек"

Дата размещения: 14.11.2011
Постоянная ссылка статьи