Lasers are generating systems that implement the extreme concentration of the emitted energy in the spectrum, space and time. Heating of biological tissues by electromagnetic radiation, including powerful infrared laser radiation, can cause of their destruction: evaporation, sublimation and dissection. Blood circulation causes efficient cooling, and mechanical pressure tissueinduces intensive penetration of the laser radiation with lower loss of coherence. The special series of surgical instruments has been developed, patented and used in practical activities for 4 decades. Theinstruments allowed to reaching a mechanical compression of tissue, positioning and moving the laser beam, locally block the blood circulation, the optimal regimes of laser surgical exposure of tissues were estimated by using the real thermo-physical characteristics for different tissues.
laser radiation, laser surgery
Лазеры – генераторные системы, реализующие экстремальные концентрации энергии излучения во времени, спектре и пространстве. С появлением мощных инфракрасных лазеров непрерывного действия открылись возможности быстрого бесконтактного нагрева, плавления, испарения, сублимации вещества [1].
Создание лазерных технологий обработки материалов, высокоточной резки и сварки металлов естественным образом поставило вопрос о возможности использования эффектов лазерного воздействия в хирургии [2-4]. Воздействие лазерного излучения на биологические ткани характеризуется рядом физических особенностей. Процессы нагрева и испарения биологических тканей мощным электромагнитным излучением явилось предметом большой серии работ [2-10], причём первые теоретические построения, учитывающие процессы теплообмена в живых системах, относятся к 1959 году. Предполагалось, что скорости метаболических процессов и эффективность охлаждающего и теплопереносящего действия кровотока нелинейно связаны с локальными температурами. Уравнение теплопроводности в этом случае записывается в виде:
1. Redi Dzh. Deystvie moshchnogo lazernogo izlucheniya. Moscow: MIR; 1974. Russian.
2. Goldman L. Medical and Surgical uses for lasers. New Scientists. 1964;21:284-6.
3. Goldman L. Biomedical aspects of laser. NY.: Springer-Verlag; 1967.
4. Gamaleya NF. Lazery v eksperimente i klinike. Moscow: Meditsina; 1972. Russian.
5. Carslaw HS, Jaeger JC. Conduction of heat in solids. Oxford Univ.Press-N.Y.; 1959.
6. Caorsi S. Electromagnetic heating of the layered bioilogical systems with nonlinear thermoregulatory properties. Radio. 1984;19(5):1199-204.
7. Bardati F. Time-dependent microwave heating and sorface cooling of simulated living tissues; solutiion of heat conduction equation. Radio 1984;19(5):1204-8.
8. Guy AW, Lehmann J, Stonebridge JB. Therapeutic applications 0f electromagnetic power. Proc. IEEE. 1974;62(1):55-75.
9. Askar´yan GA. Uvelichenie prokhozhdeniya lazernogo i drugogo izlucheniya cherez poristye i neodnorodnye sredy pri ikh mekhanichesom uplotnenii. Kvantovaya elektronika. 1982;9. Russian.
10. Brekhov EI, Skobelkin OK, ue al, inventors; Ustroystvo dlya rassecheniya tkaney/ Russian federation patent RU 1021034. 1983. Russian.
11. Brekhov EI, Skobelkin OK, Malyshev BN, inventors; Sposob beskrovnogo razveza biotkaney lazernym izlucheniem i apparat dlya ego osushchestvleniya. Russian Federation patent RU 10739141. 1983. Russian.
12. Brekhov EI, Skobelkin OK, inventors; Resection apparatus. USA patent 4,485,811. 1984.
13. Brekhov EI, Skobelkin OK, inventors; Khirurgiche-skiy zazhim dlya lazernogo rassecheniya tkaney. Russian Federation patent RU 1319343. 1987. Russian.
