Материал: kompendium_po_fizike

211

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

212

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

213

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

max

M

, 

действующего

на

контур

с

током

, 

к

магнитному

моменту

этого

контура

m

p

: 

m

p

M

B

/

max



. 

Магнитный

момент

контура

с

током

вычисляется

по

формуле

IS

p

m



, 

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



cos

BS





, 

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

:

0



B

H



, 

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

. 

214

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

: 

B

l

Id

F

d











, 

где

F

d



 – 

сила

, 

действующая

со

стороны

поля

на

элемент

тока

l

Id



, 

B



 – 

индукция

поля

. 

Вектора

l

Id



, 

B



, 

F

d



должны

образовывать

правую

тройку

векторов

  (

рисунок

 86) – 

это

используется

для

определения

направления

силы

F

d



 («

правило

правой

руки

»). 

Модуль

силы

вычисляется

по

формуле

:  



sin

B

Idl

dF





, 

где



 – 

угол

между

элементом

тока

l

Id



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

: 

B

p

M

m











; 

по

модулю

 – 



sin

B

p

M

m





, 

где



 – 

угол

между

магнитным

моментом

и

индукцией

. 

Сила

, 

действующая

со

стороны

магнитного

поля

на

движущуюся

частицу

, 

называется

силой

Лоренца

, 

и

определяется

по

формуле

: 

B

V

q

л

F











, 

где

q

 – 

заряд

частицы

, 

V



 – 

скорость

частицы

. 

По

модулю

 – 



sin

qVB

F

л



, 

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

)

/(

qB

mV

r



, 

что

используется

для

определения

удельного

заряда

частиц

в

масс

-

спектрометрии

. 

l

Id



F

d



B





Рисунок

 86. 

К

определению

силы

Ампера

215

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

P

m

 = 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



м

2

) 

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

e

eh

m





4

9,27



 10

-24

А



м

2

(

Дж

/

Тл

),

где

е

−

заряд

электрона

, 

h

−

постоянная

Планка

, 

m

e

−

масса

электрона

. 

При

измерении

магнитных

моментов

нуклонов

  (

протонов

и

Рисунок

 87. 

К

определению

магнитного

момента

контура