вход Вход Регистрация



После воздействия лазерного излучения наряду с термической коагуляцией клеток обнаруживаются [17] механические повреждения тканей.

Теоретически возможны следующие источники возникновения механических напряжений в тканях при воздействии импульсного излучения:

· давление света, обусловленное тем, что фотон обладает определенным количеством движения. Световое давление приобретает большее значение в том случае, если все излучение поглощается на поверхности ткани. Величина давления определяется [17]:

,

где I0 – плотность мощности излучения, Вт/см2,

С – скорость света (300000 км/с).

Величина скорости света очень велика, поэтому световое давление даже для коротких лазерных импульсов, характеризуемых высокой плотностью мощности, имеет малое значение.

Пример: для лазерного импульса длительностью 50 мс при плотности мощности 2*107 Вт/см2, Ризлучения = 0,64 кПа [18].

· Электрострикция (от лат. «стягивание» или деформация диэлектрика под действием внешнего поля). Электрическое поле световой волны, взаимодействуя с диэлектриком, создает электрический дипольный момент. Перераспределение заряда приводит к возникновению механического вращательного момента, ( вклад электрострикции при тех же параметрах излучения –1,3 кПа [17]). Электрострикция не зависит прямо от поглощения лазерной энергии. Давление электрострикции значительно при облучении оптически прозрачной биологической ткани ( например: стекловидное тело глаза).

· Давление отдачи: извержение частиц материала с поверхности облучаемого объекта приводит, в соответствии с законом сохранения момента количества движения, к образованию механического импульса (давления отдачи), направленного в сторону, противоположную направлению движения извергаемых частиц, т.е. по ходу луча лазера. Давление отдачи более важный источник возникновения механического напряжения чем давление света и электрострикция.

· Тепловое объемное расширение. Поглощенная тканью энергия короткого лазерного импульса вызывает быстрое нагревание облученного участка, за пределы которого тепло не успевает распространиться. Это приводит к локальному расширению ткани и возникновению в ней импульса давления (акустических волн). Эти колебания распространяются в тканях, приводя к повреждениям более удаленных от точки облучения, чем термические повреждения. Особенности возникновения акустических колебаний под влиянием импульсного лазерного излучения могут быть установлены из уравнения движения светопоглощающей среды [17], основанного на втором законе Нютона. Внешняя сила, действующая на биологическую ткань (тело), представляет собой тепловое давление F

F = - BbDQ,

где

В – объемный модуль упругости,

b - коэффициент линейного теплового расширения,

DQ - градиент температуры.

Возникновение в облучаемых тканях значительного температурного градиента приводит к появлению в них упругих колебаний, лежащих в ультразвуковом диапазоне.

· Внутреннее парообразование. В результате нагрева ткани лазерным излучением может быть превышен температурный порог испарения жидкой фазы, и тогда в тканях образуются заполненные паром полости, что создает в ней дополнительное механическое напряжение.

· Диэлектрический пробой. Диэлектрик теряет изоляционные свойства при наложении электрического поля с напряженностью выше определенного значения – 105 Вт/см (при высоких значениях пиковой мощности лазерные импульсы создают сильные электрические поля).

© 2018
  • Сайт "Литературка"
  • мы собираем различную техническую, образовательную, научную литратуру