Изменения свойств ткани и ее температуры под действием непрерывного мощного лазерного излучения

Поглощение мощного лазерного излучениябиотканью сопровождается выделением теплоты. Для расчета этой теплоты используют специальную величину - объемная плотность выделяющейся теплоты (q)

Объемная плотность выделяющейся теплоты (q) - величина, равная отношению выделенной теплоты (dQ) к объему ткани (dV) и времени облучения (dt): q = dQ/dVdt, Вт/

Расчетная формула для вычисления объемной плотности: q = kI,

где к[ ] - коэффициент поглощения ткани, зависящий от вида ткани и длины волны; I - интенсивность лазерного излучения.

Выделение теплоты сопровождается повышением температуры и в тканях протекают следующие процессы:

· 60 -80^оС – денатурация коллагена, дефекты мембран;

· 100^оС – обезвоживание, выпаривание тканевой воды;

· свыше 100^оС – обугливание;

· свыше 300^оС - выпаривание ткани, газообразование.

Использование лазерного излучения в медицине.

Взаимодействие лазерного излучения (ЛИ) с биообъектами:

· не возмущающее воздействие (не оказывающее заметного действия на биообъект);

· фотохимическое действие (возбужденная лазером частица либо сама принимает участие в химических реакциях или передает свое возбуждение другой частице, участвующий в химических реакциях);

· фоторазрушение (за счет выделение тепла или ударных волн).

Лазерная диагностика. Основные методы диагностики.

Интерферометрия – при отражении от неровностей поверхности образуются вторичные волны, которые интерферируют между собой и дают картину темных и светлых пятен. Расположение которыхдает информацию о поверхности биообъекта.

Голография. Этот метод в медицине позволяет получить объемное изображение внутренних полостей желудка, глаза и т.д.

Рассеяние света. Регистрация угловой зависимости интенсивности рассеянного света позволяет определить размеры частиц среды (0,02-300мкм) и степень их деформации.

Эффект Доплера. Измеряют, доплеровский сдвиг ЛИ, который возникает при отражении света даже от медленно движущихся частиц. Таким способом измеряется скорость кровотока в сосудах, подвижность бактерий и т.д.

Квазиупругое рассеяние.

Этот метод позволяет получить информацию о меняющихся характеристиках рассеивателей:

· коэффициента диффузии;

· скорости направленного транспорта;

· размерах (диагностика макромолекул белка).

Лазерная масс – спектроскопия. ЛИ, испаряет вещество с поверхности биообъекта, пары подвергаются масс – спектральному анализу,по результатам которого судят о составе вещества.

Лазерный анализкровы. Лазерный луч, пропускают через узкий капилляр, по которому прокачиваются специально обработанная кровь, вызывает флуоресценцию ее клеток. Датчики улавливают это свечение клеток. Подсчитывается общее число отдельно идущих клеток в заданном объеме крови. Определяют точные количественные показатели по каждому типу клеток.

Метод фоторазрушение.

Мощные пучки ЛИ позволяет брать микропробы с поверхности биообъектов путем испарения вещества и последующегомасс – спектрального анализаэтого пара.

Терапия с помощью красного света.

ЛИ использует с противовоспалительной целью для лечения ран, язв, ишемической болезни сердца

Терапия с помощью синего света. ЛИ использует для лечения желтухи новорожденных.

Лазерофизиотерапия.Эффективность увеличивается при сочетании с лекарственными веществами – лазерофорез.

Фотодинамическая терапия опухолей.

Разрушение опухолей при ФТД основано на эффектах:

· прямое фотохимическое уничтожения клеток опухолей;

· повреждение кровеносных сосудов опухали, приводящее к ишемии и гибели опухоли;

· возникновение воспалительной реакции, мобилизующей противоопухолевую иммунную защиту тканей организма.