Моделювання теплових процесів при дії лазерного випромінювання на біотканину

Abstract

Запропоновано математичну модель термічного впливу сфокусованим випромінюванням високоінтенсивного лазерного джерела на шар біологічної тканини. Отримано залежності температурного поля від теплофізичних характеристик для модельованого шару біотканини (епідермісу шкіри) для імпульсного і неперервного режимів роботи лазера. Наведені кількісні оцінки можуть бути використані для аналізу змін оптичних властивостей шарів шкіри, а також для розрахунку характеристик лазерного джерела, необхідних для одержання відповідного фототермічного ефекту в біологічному середовищі (денатурація білків, коагуляція, випаровування тканини та ін.)

Предложена математическая модель термического воздействия сфокусированным излучением высокоинтенсивного лазерного источника на слой биологической ткани. Получены зависимости температурного поля от теплофизических характеристик для моделируемого слоя биоткани (эпидермиса кожи) для импульсного и непрерывного режимов работы лазера. Приведенные количественные оценки могут быть использованы для анализа изменений оптических свойств слоев кожи, а также для расчета характеристик лазерного источника, необходимых для получения соответствующего фототермическая эффекта в биологической среде (денатурация белков, коагуляция, испарения ткани и др.)

A mathematical model of thermal radiation exposure focused high-intensity laser source to a layer of biological tissue. The dependencies temperature field of thermal characteristics for the simulated biological tissue layer (epidermis skin) for continuous and pulsed modes of the laser. These quantitative estimates can be used to analyze changes in the optical properties of the layers of the skin, and to calculate the characteristics of laser sources are required to obtain photothermal effect in the biological environment (denaturation of proteins, coagulation, tissue vaporization, etc.).