goslasmedЛазерная медицинаLaser Medicine2071-80042686-8644Skobelkin Centre for Laser Medicine - a branch of the Federal Clinical Center for High Medical Technologies, FMBA of Russia10.37895/2071-8004-2018-22-3-30-33goslasmed-422Research ArticleОРИГИНАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯORIGINAL RESEARCHESЛазерно-стимулированная фотодиссоциация карбоксигемоглобина как перспективный метод детоксикации при отравлении угарным газомLaser-assisted blood carboxyhemoglobin photodissociation: a promising technique for decreasing carbon monoxide intoxicationМамиловС. О.MamilovS. O.MamilovSO@nas.gov.uaЕсьманС. С.EsmanS. S.noemail@neicon.ruАсимовМ. М.AsimovM. M.noemail@neicon.ruГизбрехтА. И.GisbrechtA. I.noemail@neicon.ruИнститут прикладных проблем физики и биофизики НАН УкраиныРоссияInstitute of Applied Problems of Physics and Biophysics of National Academy of Sciences of UkraineRussian FederationИнститут физики НАН БеларусиРоссияInstitute of Physics of National Academy of Sciences of BelarusRussian FederationИнститут электроники Болгарской АНРоссияInstitute of Electronics, Bulgarian Academy of SciencesRussian Federation2018241220182233033Copyright © Мамилов С.О., Есьман С.С., Асимов М.М., Гизбрехт А.И., 20182018Мамилов С.О., Есьман С.С., Асимов М.М., Гизбрехт А.И.Mamilov S.O., Esman S.S., Asimov M.M., Gisbrecht A.I.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://goslasmed.elpub.ru/jour/article/view/422

Приведены результаты исследований спектральной зависимости степени лазерно-стимулированной фотодиссоциации карбоксигемоглобина (HbCO) в артериальной крови при облучении первой фаланги пальца руки. Определение относительной концентрации HbCO проводится методом пульсовой оксиметрии. По данным статистической обработки измерений в спектральном диапазоне 400-940 нм получено значение изменения относительной концентрации HbCO в зависимости от длины волны источника излучения. Показано, что в спектрах HbCO наблюдаются три максимума (на 525, 600 и 850 нм), где уменьшение относительной концентрации HbCO достигает 2,5%. В области максимального эффекта в видимой области спектра было проведено исследование эффекта от мощности облучения. На обеих длинах волн изменение относительной концентрации HbCO выходит на насыщение при мощности более 40 мВт. Скорость фотодиссоциации HbCO очень высока, и ее квантовый выход, который составляет почти 80% в области максимального эффекта, позволяет ожидать высокой эффективности предлагаемого оптического метода устранения токсического действия угарного газа.

Experimental results of in-vivo studies on laser-assisted photodissociation of carboxyhemoglobin (HbCO) under visible and near IR optical irradiation of arterial blood in the first hand finger are presented. Arterial HbCO concentration was measured by the fingertip pulse oximetry. The statistical assessment of obtained measurements in the spectral range of 400-940 nm has revealed changes in HbCO rela tive concentration depending on radiation source wavelength. It was shown that there are three maxima (at 525, 600 and 850 nm) HbCO spectra where HbCO concentration decreases by 2.5%. The impact of irradiation power was studied at the area of maximal effect in the visible region of the spectrum. Changes in HbCO relative concentration reach saturation level when laser light power exceeds 40 mW at both wavelengths. HbCO photodissociation rate is very high, and its quantum yield, which is almost 80% in the region of maximal effect, allows to expect high efficiency of the proposed optical method for eliminating toxic effect of carbon monoxide.

карбоксигемоглобинугарный газлазерно-стимулированная фотодиссоциацияcarboxyhemoglobinlaser-induced photodissociationReferencesAsimov M., Asimov R., Gisbrecht A. New approach to carbon monoxide poisoning treatment by laser-induced photodissociation of carboxyhemoglobin of cutaneous blood vessels. Proc. SPIE. 2004; 5830: 414-419.Asimov M., Asimov R., Gisbrecht A. New approach to carbon monoxide poisoning treatment by laser-induced photodissociation of carboxyhemoglobin of cutaneous blood vessels. Proc. SPIE. 2004; 5830: 414-419.Asimov M., Asimov R., Mamilov S. High sensitive pulsoximeter spectrophotometer for laser optical dosimetry in biology and medicine. Proc. SPIE. 2006; 6251: 147-154.Asimov M., Asimov R., Mamilov S. High sensitive pulsoximeter spectrophotometer for laser optical dosimetry in biology and medicine. Proc. SPIE. 2006; 6251: 147-154.Egan W., Brewer W., Morgan S. Measurement of Carboxyhemoglobin in Forensic Blood Samples Using UV-Visible Spectrometry and Improved Principal Component Regression. Appl. Spectroscopy. 1999; 53: 218-225.Egan W., Brewer W., Morgan S. Measurement of Carboxyhemoglobin in Forensic Blood Samples Using UV-Visible Spectrometry and Improved Principal Component Regression. Appl. Spectroscopy. 1999; 53: 218-225.Fierro M. Carbon monoxide (CO). Air Updates. Health professional pages. 2001: 1-11.Fierro M. Carbon monoxide (CO). Air Updates. Health professional pages. 2001: 1-11.Karu T. Biomedical Photonics Handbook, Editor Tuan Vo-Dinh, Boca Raton, Fl., CRC Press LLC, 2003, 48-1-48-21.Karu T. Biomedical Photonics Handbook, Editor Tuan Vo-Dinh, Boca Raton, Fl., CRC Press LLC, 2003, 48-1-48-21.Mamilov S., Esman S., Veligodski D., Asimov M., Gisbrecht A. The dependence of the efficiency of photolysis of carboxyhemoglobin in vivo on wavelength. J. of Appl. Spectroscopy. 2014; 81 (3): 432-436.Mamilov S., Esman S., Veligodski D., Asimov M., Gisbrecht A. The dependence of the efficiency of photolysis of carboxyhemoglobin in vivo on wavelength. J. of Appl. Spectroscopy. 2014; 81 (3): 432-436.Raub J.A. Carbon monoxide poisoning - a public health perspective. Toxicology. 2000; 145 (1): 1-14.Raub J.A. Carbon monoxide poisoning - a public health perspective. Toxicology. 2000; 145 (1): 1-14.Von Burg R. Toxicology Update. J. Appl. Toxicology. 1999; 19: 379-386.Von Burg R. Toxicology Update. J. Appl. Toxicology. 1999; 19: 379-386.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.