Физические основы применения лазеров в медицине. Шахно Е.А. - 54 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

Университет ИТМО | Санкт-Петербург

Составители: 

Рубрика: 

54
Соответственно, толщина области с термическими повреждениями
материала также мала, составляет величину порядка 50 – 100 мкм за пре-
делами абляционного кратера.
Для исследования механизма воздействия излучения СО
2
лазера про-
водились эксперименты как на тканях, так и на органическом геле, содер-
жащем более 90% воды, который был использован в качестве модели жи-
вой ткани. Исследования показали, что вдоль стенок абляционного
кратера остается часть материала в виде расплава, причем этот слой
служит источником тепла, которое передается вглубь материала. Толщина
слоя расплава одинакова по всему контуру кратера. При увеличении плот-
ности мощности излучения толщина слоя расплава уменьшается. Это объ-
ясняется тем, что с увеличением плотности мощности скорость выноса
материала (то есть скорость роста кратера) растет быстрее, чем скорость
распространения тепловой волны в материале. В соответствии с уменьше-
нием толщины слоя расплава уменьшается ширина зоны термических по-
вреждений биоткани. При увеличении плотности мощности излучения
растет эффективность абляции – масса тканевого материала, извергаемого
за единицу времени.
Таким образом, выбор плотности мощности лазерного излучения за-
висит от цели проводимой хирургической операции. Если необходимо
уменьшить глубину области термических повреждений вокруг удаленной
области, нужно работать с излучением повышенной плотности мощности.
При этом одновременно повышается эффективность абляции
(уменьшается время воздействия). Иногда наоборот, целью операции яв-
ляется увеличение масштаба термических повреждений ткани, например
при местной коагуляции патологических образований, для остановки кро-
вотечения, для противодействия распространению раковых клеток за пре-
делы разреза. В этом случае плотность мощности излучения нужно пони-
зить. Это можно осуществить, например, путем дефокусировки лазерного
пучка.
Аналогично происходит воздействие на биоткань излучения им-
пульсных лазеров, работающих в ИК диапазоне, в частности, лазеров на
кристаллах с добавками ионов эрбия, гольмия, тулия. Длина волны излу-
чения составляет 2 – 3 мкм. Длительность импульса излучения лежит в
области миллисекундного, микросекундного или наносекундного диапа-
зона.
Для этих лазеров характерны высокие значения показателя поглоще-
ния излучения в воде. Энергия излучения в импульсе достаточна для
достижения высокой эффективности абляции и, следовательно, может
обеспечивать небольшие термические повреждения за пределами
абляционного кратера. Как и в случае СО
2
лазера, при использовании
Er:YAG лазера вдоль стенок абляционного кратера образуется слой рас-
плава.
При работе на биоткани с этими лазерами характер и масштаб
тканевых изменений принципиально зависит от мощности импульсов и их

Страницы