goslasmedЛазерная медицинаLaser Medicine2071-80042686-8644Skobelkin Centre for Laser Medicine - a branch of the Federal Clinical Center for High Medical Technologies, FMBA of Russia10.37895/2071-8004-2019-23-2-44-51goslasmed-467Research ArticleОРИГИНАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯORIGINAL RESEARCHESОценка оптических свойств крови в диапазоне длин волн излучения 1,3–2,0 мкмEvaluation of blood optical properties in the wavelength range of 1.3–2.0 µmМарченкоА. А.MarchenkoA. A.МинаевВ. П.MinaevV. P.minaev46@mail.ruСмирновИ. В.SmirnovI. V.ШевелкинаЕ. Д.ShevelkinaE. D.ООО «Научно-техническое объединение «ИРЭ-Полюс»Россия«IRE-Polus» LtdRussian FederationООО «Агат-Мед»РоссияLLC «Agat-Med»Russian Federation2019091120192324451Copyright © Марченко А.А., Минаев В.П., Смирнов И.В., Шевелкина Е.Д., 20192019Марченко А.А., Минаев В.П., Смирнов И.В., Шевелкина Е.Д.Marchenko A.A., Minaev V.P., Smirnov I.V., Shevelkina E.D.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://goslasmed.elpub.ru/jour/article/view/467

Целью настоящей работы является оценка соотношений коэффициентов поглощения лазерного излучения µа в воде и в крови, а также эффективного коэффициента ослабления излучения µэфф в крови в диапазоне длин волн излучения 1,3–2,0 мкм. Для моделирующих кровь растворов окси- и метгемоглобина с концентрацией, соответствующей гематокриту Hct ≈ 50% экспериментально измерены коэффициенты поглощения. Проведенная оценка подтвердила, что вблизи локальных максимумов поглощения лазерного излучения, соответствующих длинам волн 1,45 и 1,94 мкм, поглощение в воде превосходит поглощение в крови. Полученные зависимости позволяют оценить глубину воздействия лазерных излучений с длинами волн в указанном диапазоне на биоткани при облучении через поверхность и размеры области, в которой поглощается излучение в крови при интерстициальном воздействии, а также распределение количеств поглощенной энергии между водой и гемоглобином.

Purpose. To find out the ratio of laser light absorption coefficients µа in water and in blood and the effective attenuation coefficient of radiation µeff in blood in the wavelength range of 1.3–2.0 µm. Absorption coefficients were experimentally measured for blood modeling solutions of oksi- and methemoglobin with concentration corresponding to hematocrit Hct ≈ 50%. The performed estimations confirmed that absorption in water exceeds absorption in blood close to local maxima of laser light absorption which correspond to wavelengths 1.45 and 1.94 µm. The obtained dependences allow to define the depth of effective impact of superficial laser irradiation of studied wavelengths at biotissues. They also allow to find out dimensions of areas in which laser radiation is absorbed in blood under interstitial irradiation and to find out distribution of absorbed energy amounts in water and in hemoglobin.

лазеры в хирургииоптические свойства кровиlasers in surgeryoptical properties of bloodReferencesЖилин К.М., Минаев В.П., Соколов А.Л. О влиянии особенностей поглощения лазерного излучения в воде и крови на выбор рабочей длины волны для эндовенозной облитерации вен при лечении варикозной болезни // Квантовая электроника. – 2009. – Т. 39. – Вып. 8. – С. 781–784.Zhilin K.M., Minayev V.P., Sokolov A.L. Influence of absorption characteristics of laser radiation in water and blood on the selection of working wavelengths for endovenous obliteration of the veins in the treatment of varicose disease. Quantоvaya electronica. 2009; 39 (8): 781–784. [In Russ.].Кушаковский М.С. Клинические формы повреждения гемоглобина. Л.: Медицина, 1968. – 324 с.Kushakovsky M.S. Clinical forms of hemoglobin damage. L: Medicina, 1968: 324. [In Russ.].Плужников М.С., Березин Ю.Д., Иванов Б.С. и др. Лазерный коагулятор в оториноларингологии // Вестник оториноларингологии. – 1986. – Вып. 6. – С. 68–72.PluzhnikovM.S., Berezin Yu.D., IvanovB.S. et al. Laser coagulator in otorhinolaryngology. Vest. otorhinolaryngologia. 1986; 6: 68–72. [In Russ.].Тучин В.В. Лазеры и волоконная оптика в биомедицинских исследованиях. 2-е изд. – М.: Физматлит, 2010. – 478 с.Tuchin V.V. Lasers and fiber optics in biomedical researches. 2nd ed. Moscow. Fizmatlit. 2010: 478. [In Russ.].Хачатурьян А.А., Смирнов И.В., Иванов Ю.Г. и др. Модификация метода выделения гемоглобина из эритроцитов быка // Гематология и трансфузиология. – 1988. – Т. 33. – Вып. 9. – C. 55–57.Khachaturian A.A., Smirnov I.V., Ivanov Yu.G. et al. Modification of the technique of hemoglobin isolation from bull erythrocytes. Hematologia i transfusiologia. 1988; 33 (9): 55–57. [In Russ.].Friebel M., Helfmann J., Netz U.J., Meinke M.C. Influence of oxygen saturation on the optical scattering properties of human red blood cells in the spectral range 250 to 2000 nm. J. of Biomedical Optics. 2009; 14 (03): 034001-1-034001-6.Friebel M., Helfmann J., Netz U.J., Meinke M.C. Influence of oxygen saturation on the optical scattering properties of human red blood cells in the spectral range 250 to 2000 nm. J. of Biomedical Optics. 2009; 14 (03): 034001-1-034001-6.Roggan A., Friebel M., Doerschel K. et al. Optical Properties of Circulating Human Blood in the Wavelength Range 400–2500 nm. J. of Biomedical Optics. 1999; 4 (01): 36–46.Roggan A., Friebel M., Doerschel K. et al. Optical Properties of Circulating Human Blood in the Wavelength Range 400–2500 nm. J. of Biomedical Optics. 1999; 4 (01): 36–46.

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