Біологічні ефекти, які виникають у тканині під впливом лазерного випромінювання

В залежності від потужності, лазерне випромінювання може викликати три різні ефекти в біологічній тканині. При малій і середній потужності будуть відбуватися хімічні та метаболічні реакції в клітинах тканини (біостимуляційні процеси). З ростом потужності випромінювання виникає термічний ефект, який широко використовують у хірургії для термічного випаровування тканини (лазер СО , імпульсний режим ІАГ:Nd) чи коагуляції (аргоновий лазер, постійний режим ІАГ:Nd). При екстремально високій потужності у випадку короткотривалих імпульсів тканина підлягає "мікровибуху" перед її термічним розкладом (ексимерні і барвникові лазери, ІАГ:Nd в режимі модульованої добротності).

Отже розрізняють три групи фотобіологічних ефектів при взаємодії лазерного випромінювання з тканиною:

1) фотобіохімічні ефекти;

2) фототермічні ефекти;

3) фотоіонізаційні ефекти;

Перша група об'єднує такі фотонні механізми, як фотоіндукція (фотозбудження), фоторезонанс і фотоактивація, які складають біостимуляційні процеси. Серед фотобіохімічних виділяють підгрупу так званих фотодинамічних ефектів, які використовуються в медицині для лазерної діагностики. Друга група - термічні ефекти. Оптичне випромінювання перетворюється в тепло і викликає коагуляцію, випаровування або карбонізацію (обвуглення), в залежності від викликаної в тканині температури.

Третя група об'єднує фотоабляцію (деструкційна нетермічна дія) і фотоподріблення.

Порівняння всіх описаних процесів представлено в табл.2.1.

На рис.2.10. схематично показано часову послідовність біофізичних процесів, які виникають від моменту подання лазерного світла на тканину [1].

Рисунок 2.10 – Схема часової послідовності біофізичних процесів