Некоторые свойства биологических тканей biologik to‘qimalarning bazi xususiyatlari

2.3. Оптический и термический перенос энергии
2.3. Optik va issiqlik energiyasini uzatish
Как мы уже видели, биологические ткани вследствие своего сложного состава отличаются широким спектральным диапазоном показателя поглощения и, соответственно, глубины проникновения излучения. Глубина проникновения излучения l_опт : 1/α изменяется от микронного диапазона
(для жесткого УФ и дальней и средней ИК области – Er, СО₂ лазеры) до миллиметрового диапазона (видимая область) и сантиметрового диапазона (ближний ИК диапазон Nd:YAG лазер).
Yuqorida aytib o'tganimizdek, biologik to'qimalar o'zlarining murakkab tarkibiga ko'ra, yutilish koeffitsientining keng spektrli diapazoni va shunga mos ravishda nurlanishning kirib borish chuqurligi bilan ajralib turadi. Radiatsiyaning kirib borish chuqurligi lopt: 1/a mikron diapazonidan farq qiladi
(qattiq UV va uzoq va o'rta IR mintaqasi uchun - Er, CO2 lazerlari) millimetr diapazoniga (ko'rinadigan hudud) va santimetr diapazoniga (Nd yaqinidagi IQ diapazoni: YAG lazer).


Размер слоя, прогретого за счет теплопроводности, составляет величину l_терм ≈ 2 aτ. Рассмотрим величину aτ для биотканей. Температуропроводность мало различается для различных мягких биотканей a ≈1,2 10⋅ ⁻⁷ м²/с. Длительность воздействия в различных медицинских приложениях меняется также в очень широких пределах: от наносекунд до десятков минут и даже больше. Соответствующие значения глубины проникновения энергии в ткань за счет теплопроводности приведены в таблице 10.
Issiqlik o'tkazuvchanligi bilan isitiladigan qatlamning o'lchami lterm ≈ 2 at. Biologik to'qimalar uchun at qiymatini ko'rib chiqing. Har xil yumshoq biologik to'qimalarda issiqlik tarqalishi unchalik farq qilmaydi a ≈1,2 10⋅ -7 m2/s. Turli xil tibbiy ilovalarda ta'sir qilish muddati ham juda keng diapazonda o'zgarib turadi: nanosekundlardan o'nlab daqiqalargacha va undan ham ko'proq. Issiqlik o'tkazuvchanligi tufayli energiyaning to'qimalarga kirish chuqurligi uchun mos keladigan qiymatlar 10-jadvalda keltirilgan.

Таким образом, в зависимости от длины волны используемого излучения, может преобладать или оптический перенос энергии, глубина проникновения излучения l_опт > l_терм (например, при облучении ткани излучением Nd:YAG лазера λ=1,06 мкм при длительности воздействия меньше минуты), или перенос энергии за счет теплопроводности – термический перенос энергии l_терм > l_опт (например, при использовании СО₂ лазера при длительности воздействия τ>1 мс).

Shunday qilib, ishlatiladigan nurlanishning to'lqin uzunligiga qarab, yoki optik energiya uzatilishi, nurlanishning kirib borish chuqurligi lopt > lterm (masalan, to'qimalar Nd:YAG lazer nurlanishi bilan nurlanganda l = 1,06 mkm, ta'sir qilish vaqti bir daqiqadan kam). ), yoki issiqlik o'tkazuvchanligi tufayli uzatish energiyasi - issiqlik energiyasini uzatish ltherm > lopt (masalan, ta'sir qilish vaqti t>1 ms bo'lgan CO2 lazeridan foydalanganda).
Диаграмма, определяющая области значений длины волны излучения и длительности воздействия, при которых преобладает оптический или термический перенос энергии вглубь ткани, приведена на рисунке 6.
To'qimalarning chuqurligiga energiyaning optik yoki termal uzatilishi ustunlik qiladigan radiatsiya to'lqin uzunligi va ta'sir qilish davomiyligi qiymatlari diapazonini belgilaydigan diagramma 6-rasmda ko'rsatilgan.
Таблица 10. Оценочные значения термической глубины проникновения энергии в биоткани для разных длительностях воздействия излучения.