RU2228209C2 - Способ контроля поглощенной дозы при низкоинтенсивной лазерной терапии - Google Patents
Способ контроля поглощенной дозы при низкоинтенсивной лазерной терапии Download PDFInfo
- Publication number
- RU2228209C2 RU2228209C2 RU2002115213/14A RU2002115213A RU2228209C2 RU 2228209 C2 RU2228209 C2 RU 2228209C2 RU 2002115213/14 A RU2002115213/14 A RU 2002115213/14A RU 2002115213 A RU2002115213 A RU 2002115213A RU 2228209 C2 RU2228209 C2 RU 2228209C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- epidermis
- absorbed dose
- coefficient
- dose
- biological tissue
- Prior art date
Links
Abstract
Изобретение относится к медицинской технике, а именно к методам контроля физиотерапевтического воздействия инфракрасным лазерным импульсным излучением на внутренние ткани биологического объекта. Технический результат - повышение точности контроля поглощенной дозы при низкоинтенсивной лазерной терапии внутренних органов. Для этого регистрируют отраженную часть энергии от биоткани, вычисляют коэффициент отражения и по полученному значению коэффициента отражения и значению падающей дозы вычисляют поглощенную дозу, при этом, выделяют часть энергии, затраченную на локальный нагрев эпидермиса, регистрируют с помощью контактного измерения максимальные температуры нагрева эпидермиса датчиками температуры в двух точках вне светового пятна, рассчитывают коэффициент поглощения лазерного излучения внутренними тканями с учетом коэффициента отражения биоткани и коэффициента теплового поглощения эпидермиса, а затем определяют поглощенную дозу внутренними тканями. 1 табл.
Description
Изобретение относится к медицинской технике, а именно к методам контроля физиотерапевтического воздействия инфракрасным лазерным импульсным излучением на внутренние ткани биологического объекта для терапии внутренних органов при лечении различных заболеваний.
Известен способ контроля лазерного излучения на основе метода импульсной фототермической радиометрии биотканей (В.П. Жаров, В.И. Лощилов, Г.П. Чеботарева. Контроль лазерного воздействия на основе метода импульсной фототермической радиометрии биотканей // Тезисы докладов IV Всесоюзной конференции "Тепловизионная медицинская аппаратура и практика ее применения" - Л., 1988. - с.152-153), заключающийся в регистрации неравновесного теплового излучения, вызываемого лазерным облучением биоткани, и определении коэффициента поглощения биотканью лазерной энергии.
Недостатками данного способа контроля являются использование дорогостоящего тепловизионного оборудования и недостаточная точность определения поглощенной дозы при терапии внутренних органов.
Известен аппарат для диагностики и магнитолазерной терапии (патент RU №2143293, А 61 N 5/06, 1999 г.), в котором реализован биофотометрический метод контроля поглощенной дозы, заключающийся в том, что регистрируют отраженную часть энергии от биоткани, вычисляют коэффициент отражения и по полученному значению коэффициента отражения и значению падающей дозы вычисляют поглощенную дозу.
Недостатком данного способа контроля, применяемого в приведенном аппарате, является низкая точность контроля поглощенной дозы при терапии внутренних органов вследствие того, что не учитываются потери энергии на локальный нагрев эпидермиса.
Решаемая задача - повышение точности контроля поглощенной дозы при низкоинтенсивной лазерной терапии внутренних органов.
Для этого регистрируют отраженную часть энергии от биоткани, вычисляют коэффициент отражения и по полученному значению коэффициента отражения и значению падающей дозы вычисляют поглощенную дозу, при этом, энергию, затраченную на локальный нагрев эпидермиса, регистрируют с помощью контактного измерения максимальных температур нагрева эпидермиса датчиками температуры в двух точках вне светового пятна, рассчитывают коэффициент поглощения лазерного излучения внутренними тканями с учетом коэффициента отражения биоткани и коэффициента теплового поглощения эпидермиса, а затем определяют поглощенную дозу внутренними тканями по выражению
где Dпогл - поглощенная доза лазерной энергии внутренними тканями;
Dпaд - падающая доза лазерной энергии;
[1-(ρ+ξ)] - коэффициент поглощения лазерного излучения внутренними тканями;
ρ - коэффициент отражения биоткани;
ξ - коэффициент теплового поглощения эпидермиса.
Суть предлагаемого способа контроля поглощенной дозы при низкоинтенсивной лазерной терапии заключается в следующем.
Во время процедуры лазерной терапии внутренних органов регистрируют отраженную часть лазерной энергии от биоткани, производят контактное измерение максимальных температур нагрева эпидермиса датчиками температуры в двух точках вне светового пятна, лежащих на продолжении прямой с центром светового пятна, и определяют градиент температуры на границе светового пятна и окружающих тканей из уравнения теплового баланса эпидермиса в статическом режиме:
где Θ - максимальная температура нагрева эпидермиса на расстоянии r от центра светового пятна;
kв - коэффициент теплоотдачи эпидермис-воздух;
km - коэффициент теплоотдачи эпидермис-внутренние слои биоткани;
kmn - коэффициент теплопроводности эпидермиса;
h - толщина эпидермиса;
Θв и Θт - температура окружающего воздуха и внутренних слоев биоткани соответственно.
Затем рассчитывают мощность РТ, расходуемую на нагрев эпидермиса, по следующему выражению:
где R - радиус светового пятна;
Вычисляют коэффициент теплового поглощения эпидермиса ξ из следующего выражения:
где Рпад - падающая средняя мощность лазерного излучения, задаваемая при воздействии;
Poтр - отраженная средняя мощность, определяемая по выражению:
где ρ - коэффициент отражения биоткани.
А затем коэффициент поглощения лазерного излучения внутренними тканями к определяют из следующего выражения:
По полученному коэффициенту поглощения лазерного излучения внутренними тканями к и известной падающей дозе Dпад рассчитывают поглощенную дозу внутренними тканями при лазерной терапии внутренних органов по выражению:
Падающую дозу лазерной энергии согласно выбранным параметрам воздействия определяют из следующего выражения:
где S - площадь облучаемого участка биоткани;
t - экспозиция (время воздействия).
Пример реализации предлагаемого способа контроля поглощенной дозы при низкоинтенсивной лазерной терапии внутренних органов.
Падающую дозу лазерной энергии определяют по параметрам воздействия в используемом лазерном терапевтическом аппарате МИЛТА-Ф, а именно, падающей средней мощности Рпад=8,1 мВт, экспозиции t=5 мин и площади облучения биоткани S=4,5 см2. Коэффициент отражения биоткани измеряют с помощью биофотометра, входящего в состав используемого аппарата. Измеряют максимальные температуры нагрева эпидермиса в двух точках вне светового пятна датчиками температуры DS1820 и вычисляют градиент температуры на границе светового пятна с радиусом R=12 мм из уравнения (1) методом численного интегрирования. Коэффициент теплового поглощения эпидермиса рассчитывают по выражению (3). Коэффициент поглощения и поглощенную дозу внутренними тканями вычисляют по выражениям (5) и (6) соответственно.
Результаты вычисления поглощенных доз предложенным способом при низкоинтенсивной лазерной терапии внутренних органов для трех пациентов по сравнению с прототипом представлены в таблице.
Таким образом, с помощью измерения коэффициента отражения лазерной энергии от биоткани и регистрации энергии, затраченной на локальный нагрев эпидермиса, контактным измерением максимальных температур нагрева эпидермиса в двух точках вне светового пятна, рассчитывают коэффициент поглощения и поглощенную дозу лазерной энергии внутренними тканями и, тем самым, учитывают не только оптические, но и теплофизические свойства биоткани, а значит, повышают точность контроля поглощенной дозы внутренними тканями при низкоинтенсивной лазерной терапии внутренних органов.
Claims (1)
- Способ контроля поглощенной дозы лазерного излучения при низкоинтенсивной лазерной терапии, заключающийся в том, что регистрируют отраженную часть энергии от биоткани, вычисляют коэффициент отражения и по полученному значению коэффициента отражения и значению падающей дозы вычисляют поглощенную дозу, отличающийся тем, что энергию, затраченную на локальный нагрев эпидермиса, регистрируют с помощью контактного измерения максимальных температур нагрева эпидермиса датчиками температуры в двух точках вне светового пятна, рассчитывают коэффициент поглощения лазерного излучения внутренними тканями с учетом коэффициента отражения биоткани и коэффициента теплового поглощения эпидермиса, а затем определяют поглощенную дозу внутренними тканями по выражениюDпогл=Dпад·[1-(ρ+ξ)],где Dпогл - поглощенная доза лазерной энергии внутренними тканями;Dпад - падающая доза лазерной энергии;[1-(ρ+ξ)] - коэффициент поглощения лазерного излучения внутренними тканями;ρ - коэффициент отражения биоткани;ξ - коэффициент теплового поглощения эпидермиса.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002115213/14A RU2228209C2 (ru) | 2002-06-06 | 2002-06-06 | Способ контроля поглощенной дозы при низкоинтенсивной лазерной терапии |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002115213/14A RU2228209C2 (ru) | 2002-06-06 | 2002-06-06 | Способ контроля поглощенной дозы при низкоинтенсивной лазерной терапии |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2002115213A RU2002115213A (ru) | 2003-12-27 |
RU2228209C2 true RU2228209C2 (ru) | 2004-05-10 |
Family
ID=32678567
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2002115213/14A RU2228209C2 (ru) | 2002-06-06 | 2002-06-06 | Способ контроля поглощенной дозы при низкоинтенсивной лазерной терапии |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2228209C2 (ru) |
-
2002
- 2002-06-06 RU RU2002115213/14A patent/RU2228209C2/ru not_active IP Right Cessation
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6381488B1 (en) | Method and apparatus to measure the depth of skin burns | |
KR20140096267A (ko) | 안전한 개인용 피부 치료 장치 및 그것의 사용 방법 | |
US20110230942A1 (en) | High-resolution infrared imaging for enhanced detection, diagnosis, and treatment of cutaneous lesions | |
CN108478192B (zh) | 一种用于估测皮肤组织微血管深度的测量系统 | |
Bornmyr et al. | Skin temperature changes and changes in skin blood flow monitored with laser Doppler flowmetry and imaging: a methodological study in normal humans | |
JP2023100670A (ja) | 選択的光熱分解を最適化するための方法および装置 | |
Milne et al. | Development of stereotactically guided laser interstitial thermotherapy of breast cancer: In situ measurement and analysis of the temperature field in ex vivo and in vivo adipose tissue | |
RU2228209C2 (ru) | Способ контроля поглощенной дозы при низкоинтенсивной лазерной терапии | |
Jiang et al. | Dynamic modeling of photothermal interactions for laser-induced interstitial thermotherapy: parameter sensitivity analysis | |
Milner et al. | Analysis of nonablative skin resurfacing | |
CN113598943A (zh) | 外科器械和测量方法 | |
Durmuş et al. | Investigation of temperature effects of a 635 nm low power solid-state diode laser on agar phantom using two different thermocouples | |
JP2016123520A (ja) | 治療装置 | |
Chang et al. | Real-time photothermal imaging and response in pulsed dye laser treatment for port wine stain patients | |
Cho et al. | Temperature distribution in deep tissue phantom during laser irradiation at 1,064 nm measured by thermocouples and thermal imaging technique | |
Kaczmarek et al. | Rating burn wounds by dynamic thermography | |
Sun et al. | Thermal modeling and experimental validation of human hair and skin heated by broadband light | |
Li et al. | Interstitial photoacoustic technique and computational simulation for temperature distribution and tissue optical properties in interstitial laser photothermal interaction | |
Dunaev | Method and installation used for testing of the absorbed dose of radiation during low-level laser therapy | |
RU2214844C1 (ru) | Лазерное терапевтическое устройство | |
Anosov et al. | Combined Use of Passive Acoustic and Infrared Thermometry for Monitoring Uhf Heating | |
CN105435380B (zh) | 基于反向热传导的hifu治疗设备的风险评估方法 | |
Soriani et al. | Physical and dosimetric optimization of laser equipment in dermatology: a preliminary study | |
Ting et al. | Prediction of skin temperature distribution in cosmetic laser surgery | |
Rogatkin et al. | Thermal-vision monitoring of processes of heating and microcirculation of blood accompanying low-intensity laser therapeutic procedures |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20040607 |