7.1. Расчет доз лазерного воздействия

Используемые сегодня многочисленные методики лазеротерапии (в большинстве своем они были разработаны эмпирически) с применением различных способов и доз лазерного воздействия показали свою целесообразность при клиническом применении. Инфракрасное лазерное излучение достаточно глубоко проникает в биологические ткани и распределяется по их объему в соответствии с законами оптики. Исходя из современных представлений о дозиметрии лазерного воздействия на биологический объект, в идеале следовало бы учитывать объемную поглощенную дозу (Дж/см), но аналитическое определение количества поглощенной энергии представляет сложную задачу.

Существуют общепринятые методы расчета разовых доз лазерного излучения. Для непрерывного излучения лазера доза рассчитывается по формуле:

Q = P T (Дж),

где Р – мощность непрерывного лазерного излучения (Вт);

Т – длительность экспозиции в сеансе (с).

При фиксированной мощности изменение дозы возможно путем изменения длительности экспозиции.

Для импульсного излучения доза лазерного воздействия рассчитывается по формуле:

Q = (K Pи • t • f) • T = Pэкв. • T (Дж),

где К – коэффициент усиления биоэффекта при импульсном излучении по сравнению с непрерывным (найденный опытным путем К = 8);

Ри – импульсная мощность лазера (с);

t – длительность импульса лазерного излучателя (с);

f – частота следования импульсов (Гц);

Т – длительность экспозиции в сеансе (с);

Рэкв. – эквивалентная мощность импульсного излучения (Вт).

Величины Ри и t обычно фиксированы, поэтому изменение дозы импульсного излучения возможно только путем изменения частоты следования импульсов и длительности экспозиции [В. И. Корепанов, 1995].

В некоторых случаях (при применении лазерных аппаратов с расфокусированным световым пучком или с несколькими лазерными излучателями) существует необходимость определения плотности потока мощности и плотности потока энергии лазера [В. Е. Илларионов, 1994].

Для лазерных аппаратов непрерывного и импульсного действия при расчете плотности потока мощности применима следующая формула:

P = P/S = Pэкв. / S (Вт/см²),

где S – площадь поперечного сечения облучаемой зоны, перпендикулярной лучу лазера.

Плотность потока энергии лазерного излучения для аппаратов непрерывного и импульсного действия вычисляется по формуле:

Q = Q/S = Qэкв. / S (Дж/см²)

Облучаемая площадь S зависит от конструкции излучателя аппарата и расстояния от излучателя до объекта воздействия. В случае контакта излучателя с тканями облучаемого объекта эта площадь равна площади выходного отверстия (апертуры) излучателя, а при удалении от тела возрастает пропорционально квадрату расстояния от объекта воздействия с учетом угла расхождения лазерного пучка [В. И. Корепанов, 1995].

Обращает на себя внимание тот факт, что в вышеприведенных формулах расчета дозы лазерного излучения отсутствуют какие-либо данные о самом биологическом объекте, на который должно быть направлено лазерное воздействие. Собственно приведенные формулы и рассчитанные по ним дозы лазерного воздействия необходимы в большей степени для приведения к некому единому знаменателю технических характеристик большого парка лазерной терапевтической аппаратуры.