Terapie červeným a infračerveným zářením je známá více než 50 let. Bylo o ní napsáno několik tisíc vědeckých publikací, přičemž další přibývají každým rokem.
Méně už se ví, že terapie červeným a infračerveným zářením může mít nespočet podob. Lze použít jednu či více vlnových délek o různé intenzitě, samotné vlnové délky mohou být různé v závislosti na zdroji záření, nakonec i samotný protokol se mezi jednotlivými experimenty liší. Právě tato nejednoznačnost v postupech je jedním z důvodů, proč stále terapie červeným světlem nemá ustálený standardizovaný protokol.
Samotné rozdíly existují také v nastavení zdroje záření. Rozeznáváme standardní kontinuální metodu a čím dál více populárnější pulzní metodu. V tomto článku si ukážeme, jaké benefity může představovat pulzní metoda terapie červeným a infračerveným zářením.
V čem se pulzní metoda liší od té kontinuální?
Fotobiomodulační metoda je terapeuticky používána a studována již od roku 1967. Po dlouhá léta byla fotobiomodulační terapie praktikována pomocí kontinuální metody. Ta jednoduše spočívá v tom, že po předem určenou dobu (3 minuty, 10 minut) je tkáň vystavena nepřetržitému červenému či infračervenému záření o určité intenzitě a vlnové délce.
Pulzní metoda představuje modernější přístup. Tkáň není ozařována nepřetržitým proudem světla, ale pouze v určitých pulzech, které mají jasně danou šířku pulzu (= čas, kdy zdroj záření svítí, měříme většinou v milisekundách) a frekvenci (= kolik pulzů stihne během 1 vteřiny, měříme v Hz).
Při pulzní metodě se periodicky střídá čas, kdy je zdroj záření vypnutý a nesvítí, s dobou pulzu, kdy zdroj produkuje červené či infračervené záření. Oproti kontinuální metodě v těchto krátkých pulzech lze použít podstatně vyšší výkon zdroje, než který se používá u kontinuálního zdroje.
Možnost volby mezi kontinuální či pulzní metodou je obecně mezi spektrofotometrickými technikami velmi častá. Pravděpodobně nejznámějším příkladem je metoda NMR (Nukleární Magnetická Rezonance), která také v raných fázích vývoje spoléhala na kontinuální metodu, zatímco dnes se téměř výhradně měří v tzv. pulzním módu.
Srovnání 4 případů stejně výkonného zdroje záření. První záznam představuje kontinuální metodu použití. Tři záznamy níže představují pulzní metodu o frekvenci 4 Hz, které se mezi sebou liší šířkou pulzu (záznam 2 = 150 ms, záznam 3 = 75 ms, záznam 4 = 37 ms).
Výhody pulzní metody ve fotobiomodulační terapii
Do současné doby neexistuje konsenzus, který by jasně podporoval použití pulzní terapie na úkor kontinuální metody. Vědecké studie však ukazují, že pulzní metoda poskytuje obecně lepší výsledky v porovnání s metodou kontinuální.
1. Nižší zahřívání okolních tkání
Zahřívání tkání vystavených červenému a infračervenému světlu je rušivý jev, kterému se snažíme v rámci terapie vyhnout. U kontinuální metody tento jev limituje maximální použitelný výkon, protože při jeho zvýšení dochází k příliš rozsáhlému zahřívání kůže.
Právě to je jednou z největších výhod pulzní metody. Periodickým střídáním zapnutého a vypnutého zdroje záření nedochází k zahřívání tkání, experimenty dokonce nepozorují téměř žádné zvýšení teploty kůže. Dá se předpokládat, že tento efekt pramení z toho, že podstatnou část z celkové terapie je zdroj záření vypnutý a tkáně mají čas na to přebytečnou energii odevzdat do okolí.
2. Možnost vyššího výkonu
Právě podstatně nižší míra zahřívání okolních tkání dovoluje použití vyššího výkonu bez rizika nadbytečného zahřátí tkání. To je limitací kontinuální metody, která od určité hranice nedovoluje použití vyššího výkonu.
3. Biologická rezonance
Někteří vědci také diskutují možnou rezonanci mezi frekvencí použitého záření (většinou v řádech jednotek, desítek či stovek Hz) a frekvencí některých biologických procesů, ke kterým v lidském těle dochází.
Právě biologická rezonance je diskutována třeba v případě transkraniální fotobiomodulační terapie. Dnes je popsáno hned několik mozkových vln, z nichž nejznámější alfa a beta vlny mají frekvenci v řádu nižších desítek Hz. Právě biologická rezonance může stát za vysvětlením, proč při transkraniální fotobiomodulační terapii se pulzní metoda zdá být efektivnější volbou.
4. Hlubší penetrace
Často se hovoří také o hlubší penetraci v případě použití pulzní techniky. Zde je však potřeba trochu detailnější vysvětlení.
Relativní penetrace záření závisí výhradně na vlnové délce použitého záření. Výhodou pulzní metody je skutečnost, že v době pulzu na povrch kůže dopadá řádově vyšší množství fotonů než u kontinuální metody s přístrojem o stejném průměrném výkonu, tedy červené a infračervené světlo se ve vyšší intenzitě dostává i do hlubších vrstev záření.
Například pokud se provádí terapie tkání, kde je třeba dostat se do hloubky 5 a více centimetrů, pulzní metody jsou jedinou možností, jak je možné dosáhnout tak hluboké penetrace tkáně. Takovým případem může být terapie kyčelního kloubu, krku či zad.
Co o pulzní technologii říkají vědecké studie?
Pulzní metoda byla srovnána s kontinuální metodou v review Hashmi J. T. a kol. z roku 2010. Bylo nalezeno celkem 9 vědeckých experimentů, z nichž 6 studií došlo k lepším výsledkům při použití pulzní metody, 1 studie nepozorovala mezi metodami žádný rozdíl a 2 studie preferovaly použití kontinuální metody.
Pulzní metoda byla shledána jako efektivnější pro terapii po zranění, pro podporu svalové regenerace a při bolestech.
Zbylé 2 studie, u kterých došlo k většímu zlepšení při použití kontinuální metody fotobiomodulační terapie, byly zaměřené na reparaci nervové tkáně po indukované cévní mozkové příhodě. Obě studie pocházejí z jedné vědecké skupiny a stojí za zmínku, že v případě pulzní a kontinuální metody byly použité jiné vlnové délky (kontinuální metoda – laser o vlnové délce 808 nm, pulzní metoda – laser o vlnové délce 905 nm), tedy rozdíly mohly být způsobeny také jinými vlnovými délkami použitého záření.
Souhrnné review došlo k závěru, že účinná frekvence použitelná při pulzní terapii je již od 2 Hz až do 8 kHz. Nebyly pozorovány významnější rozdíly mezi jednotlivými frekvencemi. V praxi se nejčastěji využívají frekvence přibližně v řádu 10-20 Hz.
Technologii pulzní fotobiomodulační terapie nabízí na českém trhu jediná firma – Nuovo Therapy. Pulzy jsou nastavitelné až do frekvence 20 Hz, což podporuje možnost hlubšímu průniku záření bez současného zahřívání tkáně.
Co si z toho vzít?
Pulzní metoda terapie červeným a infračerveným světlem je moderní přístup fotobiomodulační terapie, který se ukazuje být efektivní při terapii po zranění, při hojení tkání či při terapii kloubního aparátu. Při pulzech lze použít vyšší výkon v době trvání pulzu bez současného zahřívání okolních tkání, které by mohlo vést k jejich přehřívání způsobeným nepřetržitým tokem fotonů na pokožku.
Také při použití pulzní metody je vhodné, aby zdroj záření poskytoval alespoň 2 vlnové délky, z nichž jedna bude zaměřena do oblasti červeného světla (630-660 nm) a druhá do oblasti infračerveného záření (800-950 nm).
Zdroje:
HASHMI, Javad T., Ying-Ying HUANG, Sulbha K. SHARMA, Divya Balachandran KURUP, Luis DE TABOADA, James D. CARROLL a Michael R. HAMBLIN. Effect of pulsing in low-level light therapy. Lasers in Surgery and Medicine [online]. 2010, 42(6), 450-466
ILIC, Sanja, Sandra LEICHLITER, Jackson STREETER, Amir ORON, Luis DETABOADA a Uri ORON. Effects of Power Densities, Continuous and Pulse Frequencies, and Number of Sessions of Low-Level Laser Therapy on Intact Rat Brain. Photomedicine and Laser Surgery [online]. 2006, 24(4), 458-466
KIM, Hong Bae, Ku Youn BAIK, Pill-Hoon CHOUNG a Jong Hoon CHUNG. Pulse frequency dependency of photobiomodulation on the bioenergetic functions of human dental pulp stem cells. Scientific Reports [online]. 2017, 7(1)
UEDA, Yuji a Noriyoshi SHIMIZU. Effects of Pulse Frequency of Low-Level Laser Therapy (LLLT) on Bone Nodule Formation in Rat Calvarial Cells. Journal of Clinical Laser Medicine & Surgery [online]. 2003, 21(5), 271-277
KYMPLOVÁ, Jaroslava, Leoš NAVRÁTIL a Jiří KNÍŽEK. Contribution of Phototherapy to the Treatment of Episiotomies. Journal of Clinical Laser Medicine & Surgery [online]. 2003, 21(1), 35-39
LAPCHAK, P.A., K.F. SALGADO, C.H. CHAO a J.A. ZIVIN. Transcranial near-infrared light therapy improves motor function following embolic strokes in rabbits: An extended therapeutic window study using continuous and pulse frequency delivery modes. Neuroscience [online]. 2007, 148(4), 907-914
ZEIN, Randa, Wayne SELTING a Michael R. HAMBLIN. Review of light parameters and photobiomodulation efficacy: dive into complexity. Journal of Biomedical Optics [online]. 2018, 23(12)
KESHRI, Gaurav K., Asheesh GUPTA, Anju YADAV, Sanjeev K. SHARMA, Shashi Bala SINGH a Michael HAMBLIN. Photobiomodulation with Pulsed and Continuous Wave Near-Infrared Laser (810 nm, Al-Ga-As) Augments Dermal Wound Healing in Immunosuppressed Rats. PLOS ONE [online]. 2016, 11(11)
Autor článku: Martin Schmiedl
