Аналіз теплових ефектів при лазерній коагуляції тканин ока

Abstract

У даній роботі наведено схема моделювання теплової взаємодії лазерного випромінювання з тканинами ока для досягнення мінімального впливу на прилеглі тканини до ураженої області. Для передбачення термічної дії на тканини було побудовано модель розподілу температури всередині неї. Основним завданням моделі було визначити глибину проникнення і час експозиції, які потрібні для досягнення відповідної температури, при якій відбувається коагуляція сітківки і склери. Для покращення діагностики і лікування був здійснений розрахунок основних параметрів і характеристик офтальмокоагулятора та представлення відповідних результатів на графіках. Використання даних результатів дозволить оптимізувати параметри лазерного випромінювання в зоні ураженої ділянки ока, що дозволить вибирати конкретні значення параметрів офтальмокоагулятора для різних ефектів та тканин ока. А саме, знаходження необхідної потужності Р лазера для досягнення на поверхні конкретної температури Т, розподіл температури вглиб ока, залежність температури Т від часу t та розрахунок інтенсивності, необхідної для досягнення на поверхні температури плавлення Тm , при λ = 810 нм, λ = 532 нм.В данной работе приведена схема моделирования теплового взаимодействия лазерного излучения с тканями глаза для достижения минимального воздействия на прилегающие ткани к пораженной области. Для предсказания термического воздействия на ткани была построена модель распределения температуры внутри нее. Основной задачей модели было определить глубину проникновения и время экспозиции, которые нужны для достижения нужной температуры, при которой происходит коагуляция сетчатки и склеры. Для улучшения диагностики и лечения был осуществлен расчет основных параметров и характеристик офтальмокоагулятора и представление соответствующих результатов на графиках. Использование данных результатов позволит оптимизировать параметры лазерного излучения в зоне пораженного участка глаза, что позволит выбирать конкретные значения параметров для различных эффектов и тканей глаза. А именно, нахождение необходимой мощности Р лазера для достижения на поверхности конкретной температуры Т, распределение температуры вглубь глаза, зависимость температуры Т от времени t и расчет интенсивности, необходимой для достижения на поверхности температуры плавления Тm при λ = 810 нм, λ = 532 нм .In this paper, a scheme is presented for modeling the thermal interaction of laser radiation with the eye tissues to achieve a minimal effect on the adjacent tissue to the affected area. To predict the thermal effect on tissue, a model was constructed for the distribution of temperature inside it. The main task of the model was to determine the depth of penetration and exposure time that are needed to achieve the desired temperature at which the retina and sclera coagulate. To improve the diagnosis and treatment, the main parameters and characteristics of the ophthalmological coagulator were calculated and the corresponding results were displayed on the graphs. The use of these results will allow us to optimize the parameters of laser radiation in the area of the affected area of the eye, which will allow us to select specific values of parameters for various effects and tissues of the eye. Namely, finding the required power P of the laser to achieve a particular temperature T on the surface, a temperature distribution in the interior of the eye, a dependence of the temperature T from the time t, and calculation of the intensity required to reach the melting temperature Тm on the surface when λ = 810 nm, λ = 532 nm.