Рогаткин Дмитрий Алексеевич – доктор технических наук, заведующий лабораторией медико-физических исследований
Москва
Dmitriy Rogatkin – Dr. Sci. (Tech.), head of the laboratory of medical and physicalresearches
Moscow
Тарасов Андрей Петрович – кандидат физико-математических наук,, научныйсотрудник лаборатории медико-физических исследований
Москва
Andrey Tarasov – Cand. Sci. (Phys.-Math.), researcher at the laboratory of medicaland physical researches
Moscow
Штыфлюк Мария Евгеньевна – младший научный сотрудник лабораториимедико-физических исследований
Москва
Maria Shtyfl yuk – younger researcher at the laboratory of medical and physicalresearches
Moscow
Цель. Общая цель данной методической статьи, состоящей из двух частей, – дать объединяющий теоретический подход к дискутируемым до сих пор проблемам определения глубины проникновения лазерного излучения в ткани и дозы лазерного терапевтического воздействия с позиций современной медицинской физики. Целью второй части статьи является демонстрация возможности оценки дозы воздействия при лазерной терапии по аналогии с классическими дозами в радиобиологии и лучевой терапии.Материалы и методы. Проведен обзор современного состояния с терминами и определениями, касающимися вопросов определения доз воздействия при использовании ионизирующих и неионизирующих излучений. Методом Монте-Карло смоделирован объем мягких тканей, в котором поглощается до 95 % энергии лазерного излучения. На его основе оценена классическая радиобиологическая поглощенная доза лазерного излучения, измеряемая в греях (Гр). Выполнено численное моделирование поглощенных доз для разных типовых процедур лазерной терапии.Результаты. Показано, что эффективный облучаемый объем тканей с учетом несущественных вариаций в плотности мягких тканей от пациента к пациенту позволяет вычислять поглощенную дозу излучения в Гр аналогично дозам в радиобиологии. Сравнительные данные по разовой очаговой поглощенной дозе для разных накожных терапевтических процедур не противоречат известным клиническим данным и более контрастно подчеркивают соотношение разных доз для разных целей терапии. Типовые дозы лежат в диапазоне от 0,7 Гр для процедур внутрисосудистого облучения крови до 106 Гр для «разрушающих» процедур фотодинамической терапии и ультрафиолетовой терапии в дерматологии.Заключение. Предложенный методический подход позволяет по-новому и с единых медико-физических позиций взглянуть на проблему как глубины проникновения лазерного излучения в ткани, так и дозы лазерного воздействия при лечебных и диагностических процедура
Purpose. The general goal of this methodological article, consisting of two parts, is to provide a unifying theoretical approach to the still debated problem on determining the depth of laser light penetration into biotissues and the dosage of laser therapeutic effect from the standpoint of modern medical physics. The purpose of the second part of the article is to demonstrate that calculation of the absorbed dosage at laser therapy sessions is similar to the calculation of classical doses in radiobiology and radiation therapy.Materials and methods. The authors reviewed current state of terms and definitions related to the calculation of doses in ionizing and non-ionizing radiation. The Monte Carlo method was used to simulate the soft tissue volume in which 95 % of radiation energy is absorbed. A classical absorbed dose measured in Grays was estimated. Numerical simulation of absorbed doses for various typical laser therapy procedures was performed.Results. It has been shown that the effective irradiated volume of tissues, despite of small variations in soft tissue density between patients, allows to calculate the absorbed radiation dose in Grays, similar to radiobiological doses. Comparative findings on a single local absorbed dose for various percutaneous therapeutic procedures do not contradict the known clinical data, and even more, make the relationship of different doses for different therapeutic purposes more clear. As it has been found, typical doses range from 0.7 Gy for intravascular blood irradiation to 106 Gy for destructive photodynamic therapy and UV therapy procedures in dermatology.Conclusion. The proposed methodological approach proposes a new look at both the problem of the depth of laser light penetration into biotissues and the problem of laser light doses during therapeutic and diagnostic procedures from a unified medical and physical standpoint.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.