Физические основы применения лазеров в медицине. Шахно Е.А. - 49 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

Университет ИТМО | Санкт-Петербург

Составители: 

Рубрика: 

49
4. БИОФИЗИЧЕСКИЕ МЕХАНИЗМЫ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ
ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ С БИОТКАНЬЮ
Излучение хирургического лазера вызывает повреждение или гибель
живой ткани, а при достаточно высокой плотности поглощенной энергии
– абляцию ткани. Под термином «абляция» понимают удаление вещества
с поверхности тела. В хирургии, подчеркнем, имеется в виду эффект, про-
являющийся непосредственно в процессе лазерного воздействия. Напри-
мер, не является абляцией ликвидация участков ткани при фотодинамиче-
ской терапии.
Механизм абляции и его параметры определяются:
1) характеристиками излучения (длина волны, длительность воздей-
ствия, мощность, частотные характеристики и т. д.)
2) физическими и структурными свойствами ткани (соотношение
жидкого и плотного компонентов, физико-химический состав, термиче-
ская чувствительность клеток и макромолекул, кровоснабжение ткани и
т.д.)
3) оптическими и теплофизическими свойствами ткани (коэффициент
отражения, поглощение и рассеяние в ткани, ее теплоемкость и теплопро-
водность)
Взаимодействие лазерного излучения с биотканью, в том числе ее аб-
ляция, является одной из фундаментальных и интенсивно изучаемых про-
блем, хотя и еще не вполне решенных.
Исследованию физических механизмов взаимодействия лазерного из-
лучения с биотканью посвящено большое количество работ. Наиболее
полная систематизация приведена в работах А.И.Неворотина. На основа-
нии многочисленных исследований взаимодействия излучения лазеров с
биотканью могут быть выделены 4 механизма взаимодействия, которые
различаются друг от друга особенностями протекания процессов. Эти ме-
ханизмы могут быть рассмотрены (в зависимости от мощности воздейст-
вия), как выше порога абляции ткани, так и ниже. Мы будем называть эти
режимы соответственно абляционный режим воздействия излучения и
субабляционный режим. Оба эти режима эффективно применяются в со-
временной лазерной хирургии.
4.1. Тепловой механизм
Этот механизм проявляется при слабом поглощении излучения в
главном компоненте мягких тканей – воде, при незначительном поглоще-
нии в остальных тканевых компонентах. Вся поглощенная энергия пре-
вращается в тепло, которое при относительно продолжительной экспози-
ции объекта или при высокой мощности приводит к абляции.
Наиболее полно этот механизм исследован при облучении биоткани
Nd:YAG лазером (λ=1,06 мкм) непрерывного действия мощностью 60 –

Страницы