Физические основы применения лазеров в медицине. Шахно Е.А. - 61 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

Университет ИТМО | Санкт-Петербург

Составители: 

Рубрика: 

61
совпадало по времени с импульсом излучения. Расчеты показали, что ско-
рость выноса продуктов абляции может приближаться к звуковой.
Ударные волны. Ударные волны, возникающие при действии лазер-
ного излучения на биоткань, исследовались при облучении образца как на
воздухе, так и в водной среде. При этом оказалось, что при облучении в
водной среде существует несколько пиков ударной волны. Первый из пи-
ков, совпадающий по времени с импульсом излучения, является следстви-
ем возникновения плазмы. Считают, что ударная волна рождается в тот
момент, когда изначально сверхзвуковая скорость расширения плазмы,
снижаясь, переходит звуковой барьер. Второй и последующие пики удар-
ной волны вызваны схлопыванием кавитационных пузырьков, размером
до 4 мм, образующихся на поверхности объекта. Основными параметрами,
определяющими величину и временные характеристики пиков ударных
волн, являются продолжительность и энергия импульса излучения.
При коротких импульсах мощность первого пика увеличивается по
сравнению с мощностью последующих пиков. При облучении на воздухе
образуется единственная ударная волна, вызванная расширением плазмы.
Эксперименты по исследованию ударных волн проводились с различными
типами лазеров: Nd:YAG, на красителе, Ho:YAG, УФ лазерами. В частно-
сти, было определено, что ударные волны, возникающие при действии эк-
симерных лазеров (ArF, λ = 193 нм, KrF, λ = 284 нм), могут летально по-
вреждать клетки биоткани, причем опухолевые в большей степени, чем
нормальные. Одной из причин повреждения является разрушение барьера
проницаемости плазматических мембран клетки под действием ударной
волны.
При обработке твердых тканей (зуба, кости) необходимо избегать
возникновения ударных волн, так как при этом может возникнуть разру-
шение ткани за пределами зоны абляции. Для этого производится подбор
энергии таким образом, чтобы возникало быстрое плавление минералов
вокруг абляционного кратера, в котором происходит гашение ударной
волны.
Роль механических эффектов в клинической практике.
Роль импульса отдачи ограничивается случаями работы на твердых
объектах с малой массой, резкое смещение которых может вызвать по-
вреждение тканей. Например, обработка импульсным лазером миниатюр-
ных костей среднего уха. Их сдвиг может привести к повреждениям обра-
зований внутреннего уха, которые исключительно чувствительны к аку-
стическим волнам. Для исключения таких повреждений используют им-
пульсы излучения с малой плотностью энергии (меньше 10 Дж/см
2
).
Ударные волны успешно используются для разрушения камней в
желчном пузыре и в мочевыводящих путях (лоханки почки, мочеточники,
мочевой пузырь). Обычно, в случае большого числа камней, прибегают к
оперативному вмешательству или используют литотрипсию (разрушение)
с помощью ультразвука или электрогидравлического удара. В последние
годы стали применять импульсные лазеры (на красителе, на александрите

Страницы