Диапазоны 3 Гц, определяющие оптимальные настройки частоты импульсов в фотобиомодуляции.

Обновлено: 12 августа 2026 г. | Время чтения: 12 минут

Не существует единой оптимальной частоты импульсов для терапии красным светом. В исследованиях фотобиомодуляции (ФБМ) тестировались непрерывная (НЧ) и импульсная (ИЭ) волны на частотах от нескольких герц до нескольких килогерц, но результаты не позволяют присвоить каждому значению частоты одну универсальную биологическую цель.

Частота импульсов — это лишь одна составляющая протокола световой терапии. Длина волны, ширина импульса, коэффициент заполнения, пиковая интенсивность излучения, усредненная по времени интенсивность излучения, время экспозиции, расстояние до терапевтического аппарата, геометрия пучка и общая лучевая нагрузка — все это может повлиять на результат. Устройство, отображающее «40 Гц» без указания остальных параметров, не предоставляет достаточно информации для воспроизведения результатов опубликованного исследования или расчета надежной дозы.

Таким образом, наиболее обоснованный вывод прост: импульсный режим может иметь значение в определенных экспериментальных условиях, но импульсная подача не всегда превосходит непрерывную, и никакая частота не может быть рекомендована независимо от полного протокола.

Что на самом деле говорят исследования о частоте импульсов

Исследованы частоты импульсов в фотобиомодуляции.

Распространенное заблуждение: каждая частота имеет определенное назначение — например, 10 Гц для митохондрий, 40 Гц для мозга или 100 Гц для мышц и суставов.

Что подтверждают имеющиеся данные: в некоторых исследованиях на клетках, животных и ранних стадиях изучения человека были отмечены частотно-зависимые реакции, однако полученные результаты неоднородны и зависят от используемого протокола.

В обзоре Хашми и др., опубликованном в 2010 году, были рассмотрены исследования с использованием импульсных частот от приблизительно 2 Гц до 8000 Гц. В некоторых экспериментах предпочтение отдавалось импульсной подаче, в других были получены схожие результаты, а в третьих – непрерывной волне. В обзоре не была выявлена ​​ни одна импульсная частота, которая бы неизменно демонстрировала наилучшие результаты во всех областях применения.

Несколько часто цитируемых примеров иллюстрируют, почему контекст имеет значение:

• Частота 10 Гц изучалась на конкретных моделях заживления ран и травм головного мозга у животных, а также в некоторых протоколах транскраниальной или интраназальной фотобиомодуляции. Эти данные не позволяют установить частоту 10 Гц в качестве универсальной для стимуляции митохондриальной активности, вегетативной нервной системы, ухода за кожей или восстановления.
• 40 Гц: этот диапазон частот привлекает внимание в транскраниальных исследованиях, поскольку он перекрывает гамма-диапазон активности мозга. Ранние исследования сообщали об изменениях в ЭЭГ или когнитивных показателях при определенных длинах волн, интенсивности излучения, рабочих циклах и графиках лечения. Эти данные не следует обобщать на обычные панели для облучения тела или представлять в качестве установленного метода лечения неврологических заболеваний.
• Частота 100 Гц и выше: была протестирована в исследованиях ран, нервной системы, костей, боли и клеток, но результаты противоречивы. Частота, появляющаяся в успешном эксперименте, не делает ее предпочтительной для всех применений в опорно-двигательной системе или соединительной ткани.
• Другие частоты: результаты на частоте 300 Гц и на частотах в диапазоне килогерц дополнительно демонстрируют, что исследование нельзя свести к трехполосной диаграмме 10/40/100 Гц.

Поэтому частоту импульсов следует рассматривать как экспериментальный параметр и параметр, зависящий от конкретного устройства, а не как самостоятельное клиническое назначение.

Как частота импульсов, коэффициент заполнения и интенсивность излучения определяют дозу облучения

Схема процесса, показывающая правильную взаимосвязь между параметрами импульса и лучевой нагрузкой.

Частота и коэффициент заполнения не являются взаимозаменяемыми понятиями.

• Частота импульсов (Гц) — это количество импульсов, подаваемых в секунду.
• Длительность импульса — это продолжительность каждой фазы включения.
• Коэффициент заполнения — это процент времени, в течение которого индикатор включен.
• Пиковая интенсивность излучения — это интенсивность излучения в фазе включения.
• Усредненная по времени интенсивность излучения представляет собой среднее значение фаз включения и выключения за определенный период времени.

Для последовательности прямоугольных импульсов коэффициент заполнения можно рассчитать, исходя из частоты и ширины импульса, если оба параметра известны:

Коэффициент заполнения = частота импульсов × ширина импульса

Правильный расчет лучевой нагрузки зависит от того, как была указана интенсивность излучения:

Если указанная интенсивность излучения соответствует пику во фазе:

Излучение (Дж/см²) = пиковая интенсивность излучения (мВт/см²) × коэффициент заполнения × время (секунды) ÷ 1000

Если указанная интенсивность излучения уже усреднена по времени:

Интенсивность облучения (Дж/см²) = средняя интенсивность излучения (мВт/см²) × время (секунды) ÷ 1000

Не следует повторно умножать на коэффициент заполнения, если производитель или протокол испытаний уже предоставили данные об усредненной по времени интенсивности излучения.

Например, импульсный источник с пиковой интенсивностью излучения 100 мВт/см², коэффициентом заполнения 50% и длительностью экспозиции 600 секунд обеспечивает расчетную поверхностную лучистую нагрузку в размере:

100 × 0,50 × 600 ÷ 1000 = 30 Дж/см²

Тот же источник, работающий непрерывно в течение 600 секунд, будет выдавать 60 Дж/см², при условии, что интенсивность непрерывного излучения также составляет 100 мВт/см². Это сравнение справедливо только в том случае, если значения относятся к одной и той же плоскости измерения и одному и тому же типу излучения.

Перед расчетом дозы необходимо подтвердить следующее:

1. Расстояние лечения и плоскость измерения.
2. Независимо от того, является ли значение пиковым, центральным, усредненным по пространству или усредненным по времени значением освещенности.
3. Ширина импульса, коэффициент заполнения, частота и форма сигнала.
4. Какие каналы с определенными длинами волн являются импульсными?
5. Измерительный прибор, спектральная характеристика, время прогрева и пространственная сетка.
6. Сохраняется ли стабильность оптического сигнала во время сеанса.

Равные значения Дж/см² не следует автоматически считать биологически эквивалентными. Фотобиомодуляция не всегда подчиняется простому правилу взаимности, согласно которому меньшая интенсивность излучения может быть заменена пропорционально большей продолжительностью воздействия без изменения результата.

Один из примеров продукта иллюстрирует различие между регулируемой функцией и проверенным протоколом. REDDOT приводит списокRDPRO 1500-ULTRA с регулируемым диапазоном импульсов 0–40 Гц, интенсивностью излучения выше 200 мВт/см² на расстоянии 6 дюймов и шестью предустановленными режимами оздоровления. Эти характеристики описывают доступные элементы управления, но сами по себе не определяют, какая частота является оптимальной для конкретной биологической цели. Для обеспечения воспроизводимости использования по-прежнему требуется раскрытие ширины импульса, коэффициента заполнения, пиковой и усредненной по времени интенсивности излучения, каналов импульсных длин волн и точных настроек, используемых в каждом предустановленном режиме.

Сопоставление опубликованного протокола с приложением и устройством.

Сравнение физических размеров устройств для терапии красным светом.

Глубина облучения сама по себе не определяет правильную частоту импульса. Распространение света зависит в первую очередь от длины волны, оптических свойств ткани, геометрии пучка, расстояния до облучаемой области и интенсивности падающего излучения. Структура импульса может изменять временную передачу энергии, но одной лишь частоты недостаточно для того, чтобы свет проникал на несколько сантиметров глубже или чтобы отпала необходимость в адекватной средней интенсивности излучения.

Вместо диаграммы зависимости частоты колебаний ткани от частоты в Гц используйте следующую схему:

В исследованиях, посвященных применению на коже, успешно использовалась непрерывная подача излучения; общепринятого стандарта 10–20 Гц для поддержки коллагена не существует. В исследованиях, посвященных опорно-двигательному аппарату, используются различные протоколы непрерывной и импульсной подачи излучения, поэтому диапазон 20–40 Гц не следует представлять как универсальный диапазон для восстановления. В транскраниальных исследованиях изучались диапазоны 10 Гц, 40 Гц, 100 Гц и непрерывная подача излучения, но эти протоколы требуют дозиметрии, специфичной для конкретного устройства, и не должны копироваться на несвязанные устройства.

Наиболее безопасный подход, основанный на доказательствах, заключается в том, чтобы сопоставить все параметры соответствующего, проверенного протокола, а не выбирать частоту только потому, что она встречается в другом исследовании.

Что показывают исследования, сравнивающие непрерывную и импульсную подачу?

Исследователь анализирует данные по фотобиомодуляции в непрерывном и импульсном режимах.

Имеющиеся данные не доказывают, что импульсная подача излучения однозначно лучше, чем непрерывная.

Основная трудность заключается в неоднородности исследований. Опубликованные сравнительные данные часто различаются по длине волны, источнику света, пиковой мощности, средней интенсивности излучения, коэффициенту заполнения, общей энергии, схеме лечения, модели ткани и результатам. Если эти параметры не контролируются, кажущийся «частотный эффект» может частично отражать разницу в дозе или используемом устройстве.

Для пользователей, не имеющих проверенного протокола импульсного облучения, непрерывный режим, как правило, проще для количественной оценки, поскольку позволяет избежать неопределенности, связанной с коэффициентом заполнения и преобразованием пиковой дозы в среднюю. Это не делает непрерывный режим повсеместно превосходящим другие методы; это просто упрощает расчет поверхностной дозы.

Пользователям следует следовать инструкциям к устройству и любым рекомендациям квалифицированного специалиста, касающимся конкретных показаний. Переход от непрерывного излучения к частоте 10 Гц или 40 Гц не следует рассматривать как случайный неврологический эксперимент, особенно если для данного предполагаемого использования устройства не существует проверенного протокола.

Как проверить, выдает ли устройство заявленные импульсные сигналы

Схема в разрезе устройства для светотерапии, показывающая компоненты и тесты, необходимые для обеспечения точности импульсов.

Настройка частоты имеет смысл только после измерения оптического выходного сигнала. Сертификаты электрических характеристик или качества не могут заменить тестирование формы сигнала.

Для проведения соответствующей проверки используется быстродействующий оптический детектор и осциллограф в указанной плоскости лечения. В отчете должны быть задокументированы следующие моменты:

• Измерена частота импульсов и допуск.
• Ширина импульса и коэффициент заполнения.
• Форма волны, время нарастания и время спада.
• Пиковое и усредненное по времени значение оптической мощности.
• Утечка оптического сигнала в выключенном состоянии.
• Какие каналы с определенными длинами волн являются импульсными?
• Стабильность после разминки и на протяжении всей тренировки.
• Интенсивность излучения в центре, на краю, минимальная, максимальная и усредненная по пространству.

Управление температурным режимом и контроль качества производства остаются важными, поскольку выходная мощность светодиодов и поведение драйвера могут меняться по мере нагрева компонентов. Однако проверки заземления, проводки, тока утечки или качества сборки не являются прямым доказательством точности оптического импульса. Для каждого заявленного параметра производительности необходим метод тестирования, предназначенный для его измерения.

Область действия сертификации также должна быть описана точно:

• Сертификат ETL или другой сертификат безопасности распространяется на модели и стандарты, указанные в данном списке. Он не подтверждает автоматически биологическую эффективность или каждое заявленное значение оптического излучения.
• Сертификация ISO 13485 касается системы управления качеством производителя, входящей в сферу действия сертификата; она не является сертификацией эффективности продукции.
• MDSAP Это программа регуляторного аудита системы управления качеством производителя; она не устанавливает предпочтительную частоту импульсов.
• Регистрация учреждения и включение устройства в список FDA не означает, что FDA одобрило, разрешило, сертифицировало или подтвердило эффективность учреждения или устройства. (Некоторые панели для терапии красным светом освобождены от требований FDA.)
• Маркировка CE указывает на соответствие применимым требованиям ЕС в рамках соответствующего пути оценки соответствия. Необходимо указать точный продукт, предполагаемое использование, директивы или правила, стандарты и подтверждающие отчеты.

Наиболее убедительным доказательством соответствия заявленной частоты действительности является отчет о характеристиках оптического сигнала, составленный для конкретной модели, а не общий сертификат компании.

Электромагнитная совместимость и фотобиологическая безопасность импульсного света

Лаборатория безопасности проводит оценку оптических и электромагнитных характеристик устройства для импульсной светотерапии.

Частота импульсов не является полным показателем безопасности. Оптическая безопасность зависит от длины волны, спектральной интенсивности излучения, пиковой и средней мощности, длительности импульса, времени воздействия, расстояния до обрабатываемой области, геометрии обзора и облучаемой ткани. Тепловые характеристики и инструкции для пользователя также имеют значение.

Стандарт IEC 62471 и применимые к конкретным изделиям стандарты предоставляют основу для оценки фотобиологической опасности, исходящей от ламп и ламповых систем. Для импульсных источников соответствующая оценка должна использовать фактическую форму сигнала и условия воздействия. Общее утверждение о соответствии устройства стандарту IEC 62471 менее полезно, чем отчет, в котором указаны точная модель, режим работы, расстояние до источника излучения, условия измерения и результат оценки группы риска.

Поведение электромагнитной совместимости также нельзя предсказать, основываясь только на частоте импульсов. Излучение зависит от топологии драйвера, внутренней частоты переключения, скорости фронта импульса, гармоник, фильтрации, заземления, корпуса и кабелей. Более высокая отображаемая частота импульсов PBM не просто приводит к «накоплению» скачков тока.

Отчет по электромагнитной совместимости (ЭМС) подтверждает соответствие заданным требованиям к излучению и помехоустойчивости при испытанной конфигурации. Он не доказывает фотобиологическую безопасность, точность импульсов, клиническую эффективность или полное отсутствие электромагнитной энергии.

Для практического применения:

• Следуйте инструкциям производителя относительно расстояния, времени, использования средств защиты глаз и эксплуатации.
• Не смотрите прямо на мощные светодиоды, если это не разрешено инструкцией и оценкой оптической безопасности.
• Прекратите использование при появлении боли, жжения, стойкого покраснения, нарушений зрения или другой нежелательной реакции.
• Людям с повышенной светочувствительностью, соответствующими заболеваниями глаз, принимающим фотосенсибилизирующие препараты или имеющим в анамнезе неврологические симптомы, вызванные воздействием света, следует обратиться за соответствующей консультацией к специалисту, прежде чем использовать устройство импульсного света.

Что проверить, прежде чем доверять настройкам импульсного режима

Контрольный список для оценки настроек импульсов на устройстве для терапии красным светом.

Используйте этот контрольный список при оценке устройства для импульсной терапии красным светом:

1. Длина волны и каналы: Какие длины волн присутствуют, и какие каналы фактически пульсируют?
2. Измеренная частота: Каков допуск между выбранным и измеренным значением в Гц?
3. Ширина импульса и коэффициент заполнения: являются ли они фиксированными или регулируемыми, и изменяются ли они в зависимости от частоты?
4. Максимальная интенсивность излучения: Какова фазовая составляющая излучения на фактическом расстоянии лечения?
5. Усредненная по времени интенсивность излучения: Какая средняя оптическая мощность достигает плоскости лечения?
6. Качество сигнала: Задокументированы ли время нарастания, время спада, перерегулирование, просадка и выходной сигнал в выключенном состоянии?
7. Пространственная производительность: отображаются ли данные о центре, краю, минимуме, максимуме, среднем значении и равномерности после разминки?
8. Метод измерения: Использовался ли калиброванный, спектрально подходящий прибор?
9. Область применения: Указаны ли в отчетах точная модель, конфигурация, режим работы, стандарт и расстояние тестирования?
10. Назначение: Соответствует ли предлагаемое приложение заявленному и разрешенному законом назначению устройства?

Постоянство длины волны следует оценивать на основе измеренной пиковой длины волны, спектрального распределения, полной ширины на половине максимума, выходной мощности канала и производственных допусков. Небольшое смещение, например, с 660 нм до 665 нм, не следует автоматически считать недействительным протокол импульсного облучения; его значимость должна оцениваться в полном спектральном и дозиметрическом контексте.

Основные выводы

• Универсальной оптимальной частоты импульсов для терапии красным светом не существует.
• Исследования не подтверждают существование единого правила, согласно которому 10 Гц предназначены для митохондрий, 40 Гц — для мозга, а 100 Гц — для мышц или соединительной ткани.
• Необходимо одновременно указать частоту, ширину импульса, коэффициент заполнения, пиковую интенсивность излучения, среднюю интенсивность излучения, длину волны, время и расстояние.
• При использовании пиковой интенсивности излучения расчет лучистой экспозиции производится по формуле: peak mW/cm² × duty cycle × seconds ÷ 1000 .
• При использовании усредненной по времени интенсивности излучения не следует умножать ее на коэффициент заполнения второй раз.
• Как импульсная, так и непрерывная подача показали как положительные, так и отрицательные результаты в различных условиях; ни один из методов не является универсально превосходящим другие.
• Сертификация и регистрация не заменяют тестирование формы сигнала и оптического выходного сигнала для конкретной модели.
• Наиболее обоснованной является настройка, соответствующая проверенному протоколу и точной конфигурации устройства.

FAQ

Какую частоту импульсов следует использовать для терапии красным светом?

Не существует универсальной настройки, подтвержденной научными данными. Используйте частоту, указанную в соответствующем проверенном протоколе или в инструкции к устройству для его предполагаемого использования. Если ширина импульса, коэффициент заполнения, пиковая выходная мощность, средняя выходная мощность или протокол недоступны, одного значения в Гц недостаточно для научно обоснованного выбора. Непрерывный сигнал часто проще поддается количественной оценке, но он не является автоматически лучшим вариантом для каждого применения.

Может ли терапия красным светом очистить закупоренные артерии?

Нет установленных клинических доказательств того, что терапия красным светом устраняет закупорки артерий или лечит атеросклероз. Клеточные или доклинические данные, касающиеся кровообращения и воспаления, не должны использоваться для подтверждения этого утверждения. Терапия красным светом не должна заменять диагностику сердечно-сосудистых заболеваний или установленное медицинское лечение.

Каковы признаки чрезмерного воздействия?

Неожиданное повышение температуры, стойкое покраснение, боль, жжение, головная боль, дискомфорт в глазах или нарушения зрения являются причинами для прекращения сеанса и ознакомления с инструкцией к устройству. Красный и ближний инфракрасный свет не вызывают ультрафиолетовых солнечных ожогов, хотя неадекватно контролируемое устройство высокой мощности может вызывать тепловой дискомфорт или раздражение. При сохранении симптомов необходима консультация врача.

Достаточно ли 10 минут терапии красным светом?

Одного лишь времени недостаточно, чтобы ответить на этот вопрос. Десять минут при средней интенсивности излучения 10 мВт/см² равны 6 Дж/см² в плоскости обработки, тогда как десять минут при 100 мВт/см² равны 60 Дж/см². Целесообразность того или иного режима зависит от утвержденного протокола, длины волны, места обработки, расстояния, графика и пользователя. Полномасштабная панельная терапия не обязательно требует более длительного облучения только потому, что она освещает большую площадь одновременно.

Ссылки

• Хашми Дж.Т., Хуан Ю.Й., Шарма С.К. и др. «Влияние импульсного режима на низкоинтенсивную светотерапию». Лазеры в хирургии и медицине . 2010;42(6):450–466. https://doi.org/10.1002/lsm.20950
• Салехпур Ф., Махмуди Дж., Камари Ф. и др. «Фотобиомодуляционная терапия головного мозга: обзор литературы». Молекулярная нейробиология . 2018;55:6601–6636. https://doi.org/10.1007/s12035-017-0852-4
• Кешри Г.К., Гупта А., Ядав А. и др. «Фотобиомодуляция с помощью импульсного и непрерывного ближнеинфракрасного лазера (810 нм, Al-Ga-As) усиливает заживление кожных ран у крыс с ослабленным иммунитетом».PLOS ONE . 2016;11(11):e0166705. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0166705
• Ким Х.Б., Байк К.Ю., Чонг П.Х., Чонг Дж.Х. «Зависимость фотобиомодуляции от частоты импульсов на биоэнергетические функции стволовых клеток пульпы зуба человека». Scientific Reports. 2017;7:15927. https://doi.org/10.1038/s41598-017-15754-2
• Тан Л., Цзян Х., Сунь М. и др. «Импульсная транскраниальная фотобиомодуляция вызывает отчетливые благоприятные нейрокогнитивные эффекты по сравнению с непрерывным транскраниальным светом». Лазеры в медицинской науке. 2023;38:203. https://doi.org/10.1007/s10103-023-03865-4
• Зейн Р., Селтинг В., Хамблин М.Р. «Обзор параметров света и эффективности фотобиомодуляции: погружение в сложность вопроса». Журнал биомедицинской оптики.. 2018;23(12):120901. https://doi.org/10.1117/1.JBO.23.12.120901
• Хуанг Ю.Й., Чен А.С., Кэрролл Дж.Д., Хэмблин М.Р. «Двухфазная зависимость доза-эффект при низкоуровневой светотерапии». Доза-эффект . 2009;7(4):358–383. https://doi.org/10.2203/dose-response.09-027.Hamblin
• Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США. «Устройства для фотобиомодуляции (ФБМ) — Подача заявок на предварительное уведомление о выходе на рынок [510(k)]». Проект руководства, 2023 г. https://www.fda.gov/media/164417/download
• Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США. «Важные напоминания о регистрации и внесении в списки». https://www.fda.gov/medical-devices/device-registration-and-listing/important-reminders-about-registration-and-listing
• Международная электротехническая комиссия. «IEC 62471: Фотобиологическая безопасность ламп и ламповых систем».
• Международная организация по стандартизации. «ISO 13485 — Медицинские изделия — Системы управления качеством». https://www.iso.org/iso-13485-medical-devices.html
• Европейский Союз. «Маркировка CE — получение сертификата, требования ЕС». https://europa.eu/youreurope/business/product-rules-compliance/general-product-compliance/ce-marking/index_en.htm
• Светодиодная лампа REDDOT. "RDPRO 1500-ULTRA: медицинская мощность, высокая интенсивность излучения, ультратонкая фототерапевтическая панель." https://www.reddotled.com/ultra-slim-light-medical-grade-power-slim-design.html