Infrardeča lučka oddaja svetlobo. Svetloba je oblika elektromagnetnega valovanja, ki se obnaša kot valovanje in kot gibanje delcev. Svetlobo določa valovna dolžina (razdalja med dvema vrhovoma), frekvenca in amplituda. Pomembna lastnost pa je seveda tudi vsebnost energije, ki se meri v joulih. Količina dobavljene energije v časovni enoti se izraža kot moč svetlobe v wattih (W=J/s). Za medicinske namene se poroča o svetlobi tako, da se pove valovno dolžino (nm), energijo (J), gostoto moči (W/cm2) in dozo (J/cm2).

Prodiranje svetlobe skozi tkiva

Bližnja-infrardeča svetloba ima biološke učike, vendar jih je potrebno kritično interpretirati. Ko svetloba zadane površino, se je en del odbije (nekje 10%). Energija, ki penetrira naprej skozi površino, se refraktira ali ukrivi proti pravokotni liniji na površino. To se zgodi zaradi tega, ker se svetloba obnaša kot delci – fotoni. Fotoni, ki vstopajo v tkivo, lahko samo prehajajo skozi tkivo, lahko se razpršijo ali pa absorbirajo. Če se razpršijo, se poveča volumen tkiva, ki ga osvetljujemo. Fotoni lahko spreminjajo smer, ne da bi pri tem izgubljali energijo. Do razprševanja in odbijanja navadno pride na površini med dvema tkivoma. To pa skrajša razdaljo, do katere bo svetloba prodra v tkivo.

Večina tkiv ima sposobnost absorbirati svetlobo. Ponavadi molekule absorbirajo foton – še posebej molekule, ki vsebujejo železo, DNK in voda. Absorbcija energije lahko vpliva na funkcijo molekule.

Kako globoko bo bližnja-infrardeča svetloba penetrirala, je odvisno od: valovne dolžine, energije, koeficienta slabljenja (koliko svetlobe se bo razpršilo, absorbiralo in šlo naprej), površine obsevanja, koherence in pulziranja. Površina obsevanja tudi vpliva na penetracijo zaradi efekta razprševanja. Načeloma višje valovne dolžine (nad 1000 nm) penetrirajo globje, čeprav se tam šele začne za absorbcijo vode. Večja ko je gostota moči, večja je penetracija.

Tudi koherenca vpliva na penetracijo. Koherenca je lastnost valovanja, da imajo vsi valovi monokromatske svetlobe enako amplitudo in pozicijo kot sosednji val. Laser kreira dolg ozek snop koherentne svetlobe, ki lahko penetrira globoko v tkivo. Za razliko od LED, ki ni monokromatska svetloba in tudi snop ni tako ozko usmerjen kot pri laserju, zato se večina razprši na površini in penetrira samo tanek snop koherentne svetlobe, ki ga oddaja.

Ko koherentna svetloba vstopa v tkivo, pride do interference. Ustvarijo se mesta s povečano in mesta z zmanjšano intenzivnostjo svetlobe. Na področjih z visoko intenzivnostjo bo svetloba penetrirala globje oziroma imela dva do trikrat več energije na istem nivoju.

Prodiranje svetlobe skozi kožo

Koža predstavlja glavno oviro za penetracijo svetlobe. Koža je sestavljena iz različnih plasti in zato večih površin. Vsaka površina ima svoje značilnosti in od vsake površine se del svetlobe odbije, absorbira ali prehaja skozi. Epidermis, ki je iz keratina, kolagena, lipidov in melanina, močno absorbira UV svetlobo, pa tudi infrardečo svetlobo od 600 do 1100 nm. Druga plast, dermis, sestavljen iz kolagena, elastina in proteoglikanov, je različne debeline in zato tudi penetracija variira. Dermis ima veliko žilja in hemoglobina. Hemoglobin največ absorbira svetlobo pri 450, 550 in 600 nm. Če osvetljujemo kožo z laserjem (ki ima ozek snop koherentne svetlobe) ene valovne dolžine, pride skozi kožo samo nekje 10% energije. Če je pulzni laser, ki menja valovne dolžine, lahko pride skozi kožo do 40% energije.

Zaključek

Infrardeča lučka 250 W, 300 W, ki so omercialno na voljo… imajo tako nizko gostoto moči, da se vsa energija razprši in je nič ne pride niti skozi kožo, kaj šele podkožje, da bi prišlo do mišic, sklepov… in tako lahko imelo pozitivne vplive na globje ležeča tkiva. Za učinke, kot jih opisuje literatura, so potrebni pulzni laserji, ki imajo veliko gostoto moči. NASA je razvila komercialno dostopen aparat, ustrezne jakosti (manjši WARP 10 in večji WARP 75).

Infrardeča lučka