Взаимодействие лазерного излучения с биологическими тканями

Лазер обладает уникальной способностью по максимальной концентрации энергии во времени, пространстве и спектральном диапазоне. Благодаря этим свойствам лазерный аппарат становится незаменимым средством, используемым многими областями человеческой деятельности, включая медицину. Современная хирургия эффективно пользуется лазерными скальпелями для проведения практически бескровных операций. Лазерное излучение гораздо шире классических понятий, связанных с лазером, как инструментом, заменившим скальпель.

Среди важнейших направлений, обусловленных медико-биологическим применением лазеров, отметим пользование ими для взаимодействия с биологическими объектами. Выделим существование трех типов подобного воздействия.

1. Первый тип заключается в воздействии на ткани, связанные с патологическим очагом, посредством импульсного или непрерывного лазерного излучения. Данный тип воздействия обусловлен применением лазеров для дерматологии либо онкологии, подвергая облучению патологические тканевые образования, осуществляя их коагуляцию.

2. Второй тип заключается в рассечении тканей. Излучение лазера сочетается с непрерывным или импульсным воздействием, что приводит к испарению части тканей и возникновению в ней дефекта. В подобных ситуациях уровень плотности мощности излучения выше используемой при коагуляции на 2 порядка, свыше 107 Вт/м2. Данный тип воздействия соответствует хирургическому применению лазеров.

3. Третий тип заключается во влиянии на органы и ткани низкоэнергетического излучения (не более 10-ти Вт/кв.метр), что обычно не приводит к явным морфологическим изменениям, но является причиной определенных биохимических и физиологических сдвигов в организме, или воздействия физиотерапевтического типа.

В связи со сложностью структуры биологических объектов, разнообразным характером взаимодействия со светом, современная медицина продуктивно пользуется разнообразными лазерными аппаратами для хирургии. Для того, чтобы повысить эффективность воздействия, специалисты пользуются различными фокусирующими устройствами, а также специальными насадками, способствующими контролю температуры в месте взаимодействия. Определяясь с типом лазера, следует руководствоваться оптическими, термическими и механическими свойствами, характеризующими биологическую ткань. При попадании на ткань происходят процессы, связанные с отражением, рассеиванием и трансформацией лазерного луча и образованием других видов энергии. Поэтому с количественным соотношением между данными составляющими определяются по длине волны излучения.