Методы исследования взаимодействия низкоинтенсивного лазерного излучения с плотноупакованными дисперсными средами на примере венозной крови человека тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.01, кандидат технических наук Сакович, Сергей Иванович

• Сакович, Сергей Иванович
• кандидат технических наук
• 2007

Заключение диссертации по теме «Приборы и методы экспериментальной физики», Сакович, Сергей Иванович

Основные результаты и выводы диссертационной работы сводятся к следующему.

1. Создан комплекс экспериментальных установок для исследования степени пространственной и временной когерентности и индикатрис рассеяния, температуры нагрева крови лазерным излучением, разработаны соответствующие методики.

2. Определены граничные значения глубины проникновения низкоинтенсивного лазерного излучения в кровь человека, начиная с которой оно теряет свои основные отличительные свойства. Так при длине волны А,=0,63 мкм и глубине слоя Ь=0,7 мм степень когерентности и поляризации уменьшаются в е раз, и, следовательно, лазерное излучение становится идентичным по терапевтическому эффекту излучению обычных тепловых и газоразрядных источников.

3. Построена модель нагревания крови в поле действия низкоинтенсивного лазерного излучения. Получены экспериментальные результаты, которые удовлетворительно согласуются с теоретическими, вычисленными на основе уравнения теплового баланса. Получено, что максимальный нагрев крови в поле излучения гелий-неонового лазера составляет 0,5 °С при длине волны излучения А,=0,63 мкм и плотности мощности 1=200 мВт/см .

4. Определены границы применимости закона Бугера для расчета коэффициента ослабления коллимированного лазерного излучения кровью человека. Согласно полученным результатам закон Бугера для плотноупакован-ных сред на примере венозной крови с учетом поправок по формулам однократного рассеяния можно применять при значениях оптических толщ, не превышающих т=9,2.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Сакович, Сергей Иванович, 2007 год

1. Мозговая J1.А. Противовоспалительная активность света гелий-неонового лазера / J1.A. Мозговая, A.C. Закс, Е.А. Усачев // Стоматология. 1982. Т. 61. № 3.

2. Пославский М.В. Некоторые аспекты биологического действия лазерного излучения / М.В. Пославский, В.Г. Башкатова, A.B. Арми-чев, И.М. Корочкин // Применение лазеров в клинике и эксперименте. М.,1987.

3. Авруцкий М.Я. Использование внутривенного низкоинтенсивного лазерного облучения крови в общем комплексе анестезиологической защиты больных от хирургического стресса / М.Я. Авруцкий, Д.Г. Катковский, JI.B. Мусихин // Анест. и реаниматол. 1991. № 2.

4. Авруцкий М.Я. Влияние низкоинтенсивного лазерного излучения на основные биологические процессы и гомеостаз больных / М.Я. Авруцкий, Д.Г. Катковский, Л.В. Мусихин, Т.Ю. Гусейнов // Анест. и реаниматол. 1991. № 5.

5. Баракаев С.Б. Влияние импульсного инфракрасного лазерного излучения на плотность гепатоцитов / С.Б. Баракаев, Т.К. Мироджов, Л.И. Ткаличева//Проблемы гастроэнтерологии. 1994. № 1.

6. Борисова A.M. Действие низкоинтенсивного лазерного излучения на иммунную систему / A.M. Борисова, Н.В. Хорошилова, Г.И. Булгакова // Тер. арх. 1992. № 5.

7. Брискин Б.С. Влияние низкоинтенсивного лазерного излучения на метаболические и репаративные процессы в организме / Б.С. Брискин, А.К. Полонский, И.М. Алиев//Клин, медицина. 1996. № 1.

8. Кару Т.И. Клеточные механизмы низкоинтенсивной лазерной терапии // Успехи совр. биол., 2001, т. 121, № 1. С. 110 120.

9. Девятков Н.Д. Физико-химические механизмы биологического действия лазерного излучения / Н.Д. Девятков, С.М. Зубкова, И.Б. Лап-рун, Н.С. Макеева // Успехи совр. биол., 1987, т. 103, №1. С. 31 43.

10. Карандашов В.И. Квантовая теория. Учебное пособие / В.И. Карандашов, Е.Б. Петухов, B.C. Зродников. Медицина, 2004. 336 с.

11. Гамалея Н. Ф. Лазеры в эксперименте и клинике. М.: Медицина, 1972.

12. Приезжев A.B. Лазерная диагностика в биологии и медицине. /A.B. Приезжев, В.В. Тучин, Л.П. Шубочкин. М., Наука. Гл. ред. физ.-мат. Лит., 1989. 240 с.

13. Мешалкин E.H. Применение прямого лазерного излучения в экспериментальной и клинической медицине / E.H. Мешалкин, B.C. Сергиевский. Новосибирск: Наука, 1981.

14. Прикладная лазерная медицина. Учебное и справочное пособие. / Под ред. Мюллера Г.Й., Берлиена Х.П. М.: Интерэксперт, 1997. 346 с.

15. Рогаткин Д. А. Современные методы лазерной клинической био-спектрофотометрии. Часть 1. Используемые методики и аппаратное оснащение. / Д.А. Рогаткин. Л.Г. Моисеева. М.: Изд-во ВИНИТИ, 1997. 53 с.

16. Karu T.I. Photobiological fundamentals of low-lewel laser therapy. // J. Quant. Elect., 1987, v. QE-23. P. 1703 1717.

17. Скобелкин O.K. Применение низкоинтенсивных лазеров в клинической практике. М.: 1997. 302 с.

18. Катаев М.И. //Применение методов и средств лазерной техники в биологии и медицине. Киев, 1980.

19. Гамалея Н.Ф. Внутрисосудистое лазерное облучение крови / Н.Ф. Гамалея, В.Я. Стадник // Вестник хирургии, 1987. №4. С. 143 146.

20. Гамалея Н.Ф. Влияние низкоэнергетического лазерного облучения на кровь / Н.Ф. Гамалея, В.Я. Стадник // Врачебное дело, 1989, №9. С. 67-70.

21. Капустина Г.М. Внутривенное лазерное облучение крови (BJIOK) / Г.М. Капустина, C.B. Москвин, М.Н. Титов // Медикал маркет, 1996, №6. С. 20-21.

22. Владимиров Ю.А. Три гипотезы о механизме действия лазерного облучения на клетки и организм человека // Эфферентная медицина. М.: ИБМХ РАМН, 1994. С. 51-67.

23. Саркисян А.П. Результаты воздействия излучения гелий-неонового лазера на систему кроветворения в эксперименте и при лазерной терапии хирургических заболеваний //Вестн. хир. 1979. - №8. С. 65-68.

24. Жеманкулов М.С. Фотореактивация церулоплазмина как один из механизмов действия гелий-неонового лазера на кровь / М.С. Жеманкулов, JI.B. Шабуневич, Л.И. Басиладзе, Л.А. Александрова // Лазеры и медицина, 1989. С. 73 74

25. Мешалкин E.H. Применение лазеров в экспериментальной и клинической хирургии и терапии./ E.H. Мешалкин, B.C. Сергиевский // Всесоюзная конференция по применению лазеров в медицине. -М, 1984.-С. 119.

26. Головин Г.В. Влияние лазерного излучения на морфологический состав периферической крови и костного мозга в эксперименте иклинике / Г.В. Головин, И.Г. Дуткевич, А.П. Саркисян //Вестник хирургии, 1978. №8. С. 121 -126.

27. Захаров С.Д. Методы изучения и механизм действия излучения на эритроциты с участием кислорода / С.Д. Захаров, Б.В. Еремеев, С.Н. Перов, М.А. Панасенко // Методы лазерной биофизики и их применение в биологии и медицине / Тарту, 1989. С. 59 92.

28. Действие низкоинтенсивного лазерного излучения на кровь // Тезисы Всесоюзной конференции 27 29 сентября, Киев, 1989.

29. Инюшин В.М. О возможном механизме действия излучения гелий-неонового лазера на организм через кровь / В.М. Инюшин, И.Б. Беклемишев // Сб. работ по курортам Казахстана. Алма-Ата, 1975. -Вып. 4. С. 235-240.

30. Мешалкин E.H. Применение прямого лазерного облучения в экспериментальной и клинической кардиохирургии // Новосибирск, 1981. С. 54-58.

31. Karu T.I. Primary and secondary mechanism of action of visible and infra red radiation on cell // J. Photochem. Photobiol., 1999. V.2. №1. P. 1 -17.

32. Крюк A.C. Терапевтическая эффективность низкоинтенсивного лазерного излучения / A.C. Крюк, В.А. Мостовников, И.В. Хохлов, Н.С. Сердюченко. Минск, 1986. 232 с.

33. Сергеева Л.И. Гемолитическая устойчивость эритроцитов животных и человека при действии лазерного излучения. / Л.И. Сергеева, C.B. Еремина //Биологичекое действие лазерного излучения. Куйбышев, 1984. С. 98- 104.

34. Мамонтова Л.И. Лазерная терапия крови //Калужский лазер. Ml 1(32), 1996. с. 3-11.

35. Саркисян А.П. Влияние лазерного облучения на течение восстановительных процесов в кроветворной системе кроликов приотравлении бензолом / А.П. Саркисян, В.П. Теодорович //Гигиена труда и проф. заб., 1980, №3. С. 9 13.

36. Тетерина Н.В. Воздействие лазерного излучения на организм человека / Н.В. Тетерина, З.И. Вергунова // Казанский медицинский журнал, 1981, №5. С. 36-41.

37. Механизмы биостимуляции низкоинтенсивного лазерного излучения. / Под ред. д.м.н. Ляндрес И.Г. Минск, 1998. 116 с.

38. Кару Т. И. Изменение спектра поглощения монослоя живых клеток после низкоинтенсивного лазерного облучения //ДАН, 1998, т.360. С. 267 270.

39. Иванов А.П. распространение света в плотноупакованных дисперсных средах / А.П. Иванов, В.А. Лойко, В.П. Дик. Минск: Наука и техника, 1998. 191 с.

40. Головин Г.В. Влияние лазерного излучения на морфологический состав периферической крови и костного мозга в эксперименте и клинике / Г.В. Головин, И.Г. Дуткевич, А.П. Саркисян // Вестник хирургии, 1978. №8. С. 121 -126.

41. Иссимару А. Распространение и рассеяние волн в случайно-неоднородных средах, т. 1, перевод на русский язык, М.: Мир, 1981. 280 с.

42. Кару Т.И. Зависимость биологического действия низкоинтенсивного видимого света на клетки HeLa от когерентности, дозы, длины волны и режима облучения / Т.И. Кару, Г.С. Календо, B.C. Летохов, И.И. Лобко //Квантовая электроника, 9, №9. 1982. С. 1761 1767.

43. Кемп П. Введение в биологию / П. Кемп, К. Арме. М.: Мир, 1988. 671 с.

44. Педли Т. Гидродинамика крупных кровеносных сосудов. М: Москва, 1983.267 с.

45. Павловский Ю.Н. О пристеночном эффекте //Механика жидкостей и газов. -1967, №2. С. 160- 165.

46. Левтов В.А. Реология крови. М., 1982. 269 с.

47. Плахин В.В. Руководство по медицине. М., 1982. 269 с.

48. Козловская A.B. Учебное пособие по клиническим лабораторным методам исследования / A.B. Козловская, А.Ю. Николаев. М., Медицина. 1985. 225 с.

49. Капитаненко A.M. Клинический анализ лабораторных исследований в практике военного врача / A.M. Капитаненко, И.И. Дочкин, под ред. Гембицкого Е.В. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Воениздат, 1988. 270 с.

50. Иродов И.Е. Волновые процессы. Основные законы: Учебное пособие для вузов. М.: Лаборатория Базовых Знаний, 1999. 256 с.

51. Кабанов М.В. Рассеяние оптических волн дисперсными средами. Часть 3. Атмосферный аэрозоль. / М.В. Кабанов, М.В. Панченко Издание Томского филиала СО АН СССР, Томск, 1984, 189 с.

52. Вавилов С.И. Микроструктура света (исследования и очерки). М.: издание АН СССР, 1952.

53. Зуев В.Е. Распространение видимых и инфракрасных волн в атмосфере. М.: Сов. радио, 1970.

54. Зуев В.Е. Перенос оптических сигналов в земной атмосфере (в условиях шумов). / В.Е. Зуев, М.В. Кабанов. М.: Сов. радио, 1977. 368 с.

55. Сакович С.И. Энергетическое ослабление оптических волн. Условия и границы применимости закона Бугера / С.И. Сакович, Я.В. Павлова // Известия АГУ, № 1, 2005.

56. Сакович С.И. О границах применимости закона Бугера к исследованиям взаимодействия низкоинтенсивного лазерного излучения с кровью человека / В.И. Букатый, Я.В. Павлова, С.И. Сакович // Биомедицинские технологии и радиоэлектроника, № 10, 2006.

57. Борен К, Хафман Д. Поглощение и рассеяние света малыми частицами. М., 1987. 660 с.

58. Сакович С.И. Некоторые подходы к оптимизации выбора параметров лазеротерапии / Я.В. Павлова, Е.Г. Прохорова, С.И. Сакович, Г.Г. Устинов // Известия Алт. ун-та, 2001. С. 119-120.

59. Сакович С.И. Взаимодействие лазерного излучения с кровью человека / В.И. Букатый, Я.В. Павлова, С.И. Сакович, Г.Г. Устинов // Вестник САН ВШ, 2003. С. 5-10.

60. Сакович С.И. Прохождение лазерного излучения с различными длинами волн через кровь человека / В.И. Букатый, Я.В. Павлова,

61. С.И. Сакович, Г.Г. Устинов // Биомедицинская техника и радиоэлектроника, №12, 2002. С. 29-36.

62. Сакович С.И. Ослабление лазерного излучения кровью человека / С.И. Сакович, Я.В. Павлова // Интеллектуальный потенциал ученых России. Труды Сибирского института знаниеведения, Барнаул, Москва, 2004

63. Сакович С.И. Воздействие лазерного излучения на кровь человека / С.И. Сакович, Я.В. Павлова// Сборник тезисов одиннадцатой Всероссийской конференции студентов-физиков и молодых ученых: Тезисы докладов, Екатеринбург: издательство АСФ России, 2005

64. Справочник по переливанию крови и кровезаменителей / Под ред. О. К. Гаврилова. М.: Медицина, 1982. - 304 с.

65. Деденко Л.Г. Математическая обработка и оформление результатов эксперимента / Л.Г. Деденко, В.В. Керженцев. М.: Изд. МГУ. 1977. 180 с.

66. Ведерникова Е.А. О рассеянии света вперед системой частиц с плотной упаковкой / Е.А. Ведерникова, М.В. Кабанов // Рассеяние света, сборник тезисов. С. 108-109.

67. Букатый В.И. Пространственное и угловое распределение светового поля в ансамбле частиц с сильно вытянутой индикатрисой рассеяния / В.И. Букатый, Т.К. Кронберг, Д.В. Михеев // Оптика атмосферы и океана, 2001. Т. 14. №3. С. 230 232.

68. Лопатин В.В. Численное моделирование процесса распространения и рассеяния света в мутных биологических средах / В.В. Лопатин, A.B. Приезжев, В.В. Федосеев // Биомедицинская радиоэлектроника, №7, 2000. С. 29-41.

69. Ермаков С.М. Метод Монте-Карло и смежные вопросы. М.: Наука, 1975. 178 с.

70. Букатый В.И. Энергетические характеристики светового пучка прошедшего через ансамбль частиц с сильно вытянутойиндикатриссой рассеяния / В.И. Букатый, Т.К. Кронберг // Оптика атмосферы и океана, 2003, т. 14, № 2. С. 100 -103.

71. Сакович С.И. Рассеяние лазерного излучения кровью человека / В.И. Букатый, Я.В. Павлова, С.И. Сакович, Г.Г. Устинов // Измерение, контроль, информатизация: Материалы третьей международной научно-технической конференции. Барнаул: АГТУ, 2002. С. 76-78.

72. Сакович С.И. Угловое распределение излучения гелий-неонового лазера при прохождении через слой крови / В.И. Букатый, Я.В. Павлова, С.И. Сакович, Г.Г. Устинов // Известия Алт. ун-та, №1, 2003. С. 64-65.

73. Сакович С.И. Интенсивность рассеяного лазерного излучения при прохождении через слой крови / В.И. Букатый, Т.К. Кронберг, Я.В. Павлова, С.И. Сакович // Известия Алт. ун-та, 2004, №1. С. 86 90.

74. Сакович С.И. Экспериментальное обоснование применения лазерного излучения в лечебных целях // Молодежь-Барнаулу. Материалы научно-практической конференции, Барнаул, 2007. С. 277-279.

75. Сакович С.И. Прохождение лазерного излучения через живую кровь человека // Молодежь-Барнаулу. Материалы научно-практической конференции, Барнаул, 2007. С. 281 -282.

76. Сакович С.И. Клиническое и экспериментальное обоснование применения лазерного излучения в лечебных целях / В.И. Букатый, Я.В. Павлова, С.И. Сакович Г.Г. Устинов // Вестник алтайской науки, 2006, №2. С. 75-77.

77. Каплан М.А. Лазерная терапия механизмы действия и возможности //Тезисы межд. конф «Laser Health'97" - М.: фирма «Техника», 1997. С. 88-92.

78. Карлов Н.В. Лекции по квантовой электронике. Учебное пособие. М.: Наука. Главная редакция физико-математической литературы, 1983.320 с.

79. Тучин В.В. Лазеры и волоконная оптика в биомедицинских исследованиях. Изд-во Саратовского университета, 1998. 382 с.

80. Рогаткин Д.А., Черный В.В. Низкоинтенсивная лазерная терапия. Взгляд физика на механизмы действия и опыт применения / Д.А. Рогаткин, В.В. Черный //http://www.MONIC.ru

81. Бунин А.Я. Клиническое и экспериментальное влияние лазера на опухоли / А.Я. Бунин, А.Ф. Бровкина, В.Н. Ермакова // Применение методов и средств лазерной техники в биологии и медицине: труды всесоюзной конференции. Киев: Наукова думка, 1981. С. 112-117.

82. Плетнев С.Д. Лазеры в клинической медицине. Руководство для врачей. М.: Медицина, 1996. 432 с.

83. Баранов В.Ю. Физические методы в медицине и биологии //http://www.kiae.ru

84. Шубочкин Л.П. Диагностическое применение лазеров // Лазеры в офтальмологии. Саратов: изд-во Саратов.ГУ, 1982. С. 174- 185.

85. Гамалея Н.Ф. Новые данные по фоточувствительности животной клетки и механизмы лазерной стимуляции / Н.Ф. Гамалея, Е.Д. Шишко, Ю.В. Яниш // Докл. АН СССР. 1983. Т. 273, №1. С. 224 -227.

86. Исаченко В.П. Теплопередача. Учебник для вузов, изд. 3-е, перераб. и доп. М.: Энергия, 1975. 488 с.

87. Кикоин А.К. Молекулярная физика / А.К. Кикоин, И.К. Кикоин. М.:Наука, 1976. 480 с.

88. Козлов В.И. Лазеротерапия / В.И. Козлов, В.А. Буйлин. М.Астра, 1993. 148 с.

89. Ильин А.Б. Исследование рефракционного канала зондирующим пучком / А.Б. Ильин, А.Р. Ларичев, В.М. Сазанович, Р.Ш. Цвык // Оптика атмосферы и океана, №1, 1992. С. 50 56.

90. Олейник Б.Н. Приборы и методы температурных измерений / Б.Н. Олейник, С.И. Лаздина, В.П. Лаздин. М.: изд-во стандартов, 1987. 296 с.

91. Сакович С.И. Измерение температуры в слое крови при облучении гелий-неоновым лазером / Я.В. Павлова, С.И. Сакович // Известия Алт. ун-та, №1, 2003. С. 86 87.

92. Сакович С.И. Температура слоя крови в поле излучения гелий-неонового лазера. / Я.В. Павлова, С.И. Сакович // Известия Алт. унта, 2004, №1. С. 108-110.

93. Сакович С.И. Нагрев крови человека низкоинтенсивным лазерным излучением / В.И. Букатый, Я.В. Павлова, С.И. Сакович, Г.Г. Устинов // Биомедицинские технологии и радиоэлектроника 2005, №1. С. 46-57.

94. Сакович С.И. Оценка вклада конвекции в теплообмен слоя крови при нагреве низкоинтенсивным лазерным лучом / В.И. Букатый, Я.В. Павлова, С.И. Сакович, // Измерение, контроль, информатизация:

95. Материалы шестой международной научно-технической конференции. Барнаул: АГТУ, 2005. С. 100 - 101.

96. Сакович С.И. Нагревание крови человека низкоинтенсивным излучением гелий-неонового лазера / Я.В. Павлова, С.И. Сакович, Г.Г. Устинов // Известия Алт. ун-та, 2006, №1. С. 135 139.

97. Новицкий П.В. Оценка погрешностей результатов измерений / П.В. Новицкий, И.А. Зограф. JL: Энергоатомиздат, 1991. 304 с.

98. Горбачев Г.Н. Промышленная электроника: учебник для вузов / Г.Н. Горбачев, Е.Е. Чаплыгин. Под ред. В. А. Лабунцова. М.: Энергоатомиздат, 1988. 320 с.

99. Перина Я. Когерентность света. М.: Мир, 1974. 368 с.

100. Tuner J. The laser therapy handbook / J. Tuner, L. Hode. Prima books AB, Grandgesberg, 2004.

101. Кару Т.И. Зависимость биостимуляциоиного эффекта от когерентности лазерного излучения / Т.И. Кару, Г.С. Календо, B.C. Летохов //Квантовая электроника, 1981, Т. 8. С. 2540 2543.

102. Кару Т.И. Зависимость биостимуляциоиного эффекта от параметров излучения / Т.И. Кару, Г.С. Календо, B.C. Летохов //Квантовая электроника, 1982. Т. 9. С. 141 -147.

103. ИЗ. Клементьева М.С. Влияние когерентности на терапевтический эффект. // Труды всесоюз. конф. «Применение методов и средств лазерной техники в биологии и медицине». Киев: Наукова думка, 1981. С. 93 94.

104. Сакович С.И. Взаимодействие низкоинтенсивного лазерного излучения с кровью человека / В.И. Букатый, О.В. Гаськова, Я.В. Павлова, С.И. Сакович, Г.Г. Устинов // Известия Томского политехнического университета, 2007. Т. 310, № 2. С. 118 -125.