Экспериментальный комплекс и методы исследования взаимодействия низкоинтенсивного лазерного излучения с кровью человека тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.01 ВАК РФ

На правах рукописи

Павлова Яна Валерьевна

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЙ КОМПЛЕКС И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ НИЗКОИНТЕНСИВНОГО ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ С

КРОВЬЮ ЧЕЛОВЕКА

Специальность 01.04.01 -Приборы и методы! экспериментальной физики

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Барнаул - 2004

Работа выполнена в Алтайском государственном университете

Научный руководитель: доктор физико-математических наук, профессор,

заслуженный работник высшей школы РФ Букатый Владимир Иванович

Научный консультант: доктор медицинских наук, профессор

Устинов Геннадий Георгиевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Маркин Виктор Борисович

кандидат физико-математических наук, доцент Федянин Виктор Яковлевич

Ведущая организация: Томский государственный университет

Зашита состоится 7 декабря 2004г. в Л? на заседании диссертационного совета Д 212.004.06 Алтайского государственного технического университета им. И.И. Ползунова по адресу: 656038, Алтайский край, г.Барнаул, пр. Ленина, 46

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Алтайского государственного технического университета им. И.И. Ползунова.

Автореферат разослан октября 2004 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета Д212.004.06

Я0О5-1/ Я12.00

92\к\Ч

Общая характеристика работы Актуальность темы

В настоящее время лазеры широко применяются в различных областях науки и техники, их роль в научно-техническом прогрессе постоянно растет.

Развитие лазерной физики привело к возникновению новых направлений науки и техники. Одним из таких направлений является лазерная технология, которая имеет дело с самыми разнообразными объектами различной природы: физическими, химическими и биологическими. В применении к биологическим системам она представляет большой практический интерес для медицины.

Применение лазеров в медицине основано на использовании широкого круга явлений, связанных с разнообразными проявлениями взаимодействия света с биологическими объектами. Лазерное излучение, как и обычный свет, проходя через толщу вещества, может им поглощаться, рассеиваться по разным направлениям и с различными частотами или проходить вещество насквозь, без каких-либо изменений.

Биологические проблемы всегда привлекали внимание физиков.' Понятийный аппарат теории поля, эффективно используемый в физике, начал еще в 30-х годах внедряться в теоретическую биологию. Теория когерентности световых полей в виде голографической концепции и ряд понятий квантовой механики находят свое приложение в современной генетической теории.

Специфика биологических исследований заключается в том, что яркая индивидуальность и сложность объектов, как правило, исключает совпадение их количественных характеристик. Организация экспериментальных исследований и теоретическая интерпретация подобных результатов представляются весьма интересными и с точки зрения физики, поскольку они могут способствовать выработке новых концепций и методик.

Цель диссертационной работы - экспериментальное исследование процесса распространения лазерного излучения в крови человека, изучение изменения характеристик прошедшего излучения, а также разработка экспериментальных установок для измерения характеристик прошедшего излучения, создание установок для определения коэффициента ослабления лазерного излучения кровью с различной концентрацией эритроцитов, степени поляризации и степени пространственной когерентности лазерного излучения при прохождении через слой крови, для построения индикатрис рассеяния излучения, а также для измерения динамики температуры крови с помощью термопарного метода.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

1. Разработка экспериментальных методов исследования физических процессов, развивающихся при взаимодействии низкоинтенсивного лазерного излучения с кровью.

2. Экспериментальное исследование зависимости коэффициента ослабления лазерного излучения от длины волн, а также зависимости коэффициента ослабления лазерного излучения кровью человека с различной концентрацией эритроцитов для данных длин волн.

3. Экспериментальное исследование потери степени пространственной ко-

герентности и степени поляризации лазерн

Гавдтжшмнлдьнм!

БИБЛИОТЕКА I

4. Экспериментальное исследование динамики температуры крови при воздействии на неё низкоинтенсивным лазерным излучением.

5. Создание экспериментальных установок и разработка соответствующих методик для комплексной диагностики процессов взаимодействия низкоинтенсивного лазерного излучения с кровью человека.

6. Теоретическое и экспериментальное исследование процесса рассеяния лазерного излучения кровью человека.

На защиту выносятся:

1. Комплекс экспериментальных установок и методики для определения коэффициентов ослабления, степени пространственной когерентности и степени поляризации лазерного излучения при прохождении через кровь, динамики температуры крови.

2. Теоретические и экспериментальные результаты исследования динамики температуры слоя крови в поле действия низкоинтенсивного гелий-неонового лазера.

3. Результаты экспериментов по определению коэффициентов ослабления, степени пространственной когерентности и степени поляризации лазерного излучения для диагностики процессов взаимодействия лазерного излучения с кровью человека.

4. Результаты исследований рассеяния лазерного излучения эритроцитами крови методом Монте-Карло и сравнение с экспериментом.

Научная новизна работы заключается в следующем: Впервые в работе проведено экспериментальное исследование зависимости коэффициента ослабления лазерного излучения от концентрации эритроцитов в крови для длин волн Я = 630 нм, Я = 890 нм. Разработаны установки для комплексного изучения характеристик лазерного излучения, прошедшего через слой крови, которые включают в себя:

1. Установку для определения коэффициента ослабления лазерного излучения.

2. Установку для определения степени пространственной когерентности лазерного излучения.

3. Установку для определения степени поляризации лазерного излучения Разработана методика и установка для определения динамики температуры слоя крови в поле действия излучения низкоинтенсивного гелий-неонового лазера.

Достоверность результатов подтверждается:

Достоверность научных положений и научных данных определяется прежде всего корректностью постановки решаемых задач и их физической обоснованностью, а также большим объемом полученных экспериментальных результатов, их логической взаимосвязью, физической наглядностью, непротиворечивостью и воспроизводимостью, совпадением экспериментальных данных с теоретическими оценками и расчетами. Экспериментально полученные результаты по определению коэффициента ослабления сопоставимы с результатами других авторов.

Апробация работы.

Диссертационная работа выполнена в Алтайском государственном университете. Основные результаты и выводы опубликованы в 12 работах. Материалы и результаты исследований по теме диссертационной работы обсуждались и докладывались на трех Международных научно-технических конференциях «Измерение, контроль, информатизация», Барнаул, 2001 ,2002, 2003 гг., Всероссийской научно-технической конференции «Философия, методология и история науки», Барнаул, 2003 г.

Структура и объем работы.

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка литературы. Работа изложена на 116 страницах стандартного формата, содержит 19 рисунков, список литературы включает 101 наименований.

Основное содержание работы

Во введении обосновывается актуальность темы диссертационного исследования, сформулирована его цель, показана научная новизна и практическая значимость работы. Изложены основные выносимые на защиту положения, приведена краткая характеристика работы.

В первой главе на основе обзора литературных данных изложено современное состояние проблемы. В ней рассматриваются процессы взаимодействия низкоинтенсивного лазерного излучения с биотканями и его влияние на организм в целом. Приведен анализ новых направлений применения когерентных волн в биомедицинской практике. Описаны особенности воздействия импульсного и непрерывного лазерного излучения на биоткани.

Рассмотрены преимущества прогрева биообъектов с помощью когерентных волн.

Описаны научные предпосылки для разработки метода внутривенного лазерного облучения крови (ВЛОК). Показано, что даже при местном поверхностном применении данного метода лазерное излучение оказывает благотворное влияние на организм в целом, и в особенности - на состояние крови.

Во второй главе описаны основные закономерности распространения световой волны через биообъекты, которые представляют собой рассеивающую и поглощающую среду.

Проходящий через вещество световой поток не только поглощается, но и рассеивается на оптических неоднородностях среды, вызванных флуктуациями плотности и присутствием инородных тел. Если среда, из которой выходит световой поток, имеет отличающийся от среды, содержащей оптические неодно-родностти, показатель преломления, то необходимо также учитывать отражение. Рассеяние наряду с поглощением также приводит к уменьшению интенсивности падающего излучения.

Поглощение света характеризуется экспоненциальным законом убывания его потока с увеличением толщины слоя вещества

ф(е1,Л )=Ф0 ехр{-а(Л )*/}, (1)

где - поток, падающий на вещество, - поток прошедший через ве-

щество, X - длина электромагнитной волны, й- толщина поглощающего слоя,

а(Х) - коэффициент поглощения вещества. Формула носит название закона Бу-гера-Ламберта. Физический смысл коэффициента поглощения а(Л) легко определить из того условия, что уменьшение светового потока в е раз (Ф=Ф/е) происходит при глубине поглощения с1е= 1 /а(Л).

Поскольку жидкие и газообразные вещества заключаются в кювету, снабженную прозрачными окнами, необходимо учесть потери на отражение на поверхностях окон, а в случае твердых образцов - потери на отражение от поверхностей образца. Эти потери мы учтем, введя коэффициент пропускания кюветы г0(А)<1; тогда

ф(с1,Л)=гдФд ехр(-а(Л . (2)

Для окон кюветы из одинакового материала имеем

где р^р2 - коэффициенты отражения на границе окно-воздух и окно - поглощающее вещество, соответственно. Коэффициент р рассчитывается по формуле: р = (1 - и)2/^ + и)2 , где п - относительный показатель преломления.

Одновременно с поглощением излучения происходит ряд других физических процессов: отражение света от поверхности между двумя средами, преломление при прохождении границы, разделяющей две оптически разнородные среды, рассеяние света частицами тканей и др.

Если наряду с поглощением происходит рассеяние света, то расстояние, на котором в результате совместного действия этих процессов излучение затухает в е раз, называют глубиной ослабления или проникновения излучения

¿ = —, а обратная ей величина - коэффициентом ослабления аЖ11. В этом

случае а^ определяется формулой, аналогичной (2), где йг(Я) заменен на а^.

Кровь состоит из жидкой части - плазмы и взвешенных в ней клеточных элементов. Среди клеточных элементов различают красные и белые кровяные тельца (эритроциты и лейкоциты).

Эритроциты (красные клетки крови) - представляют собой в норме безъядерную двояковогнутую клетку диаметром 5-9 мкм.

Плазма - жидкая часть крови, состоящая из воды и растворенных в ней солей, углеводов, белков и биологически активных соединений.

Поскольку концентрация эритроцитов в крови значительно превышает концентрацию лейкоцитов и тромбоцитов, то в дальнейшем мы будем рассматривать кровь как плазму с взвешенными в ней красными кровяными тельцами - эритроцитами, которые равномерно распределены в слое крови и хаотически ориентированы по отношению друг к другу.

Для подсчета эритроцитов использовалась камера Горяева. Подсчет эритроцитов производят в 5 больших квадратах, разделенных на 16 малых. Глубина камеры равна 1/10 мм, сторона малого квадрата -1/20 мм; таким образом, объём малого квадрата равен 1/4000 мм3. Помимо находящихся внутри квадрата считают все эритроциты, лежащие на двух линиях, например, на левой и верх-

б

ней, и пропускают все лежащие на правой и нижней.

Количество эритроцитов в 1мкл крови рассчитывают по формуле

а•4000•Ъ

м

где х - количество эритроцитов в 1 мкл крови; а - число эритроцитов, сосчитанных в определенном количестве малых квадратов; м - количество малых квадратов, в которых считались эритроциты; Ь - степень разведения крови; 1/4000 - объём малого квадрата (умножая его на 4000, приводим к объёму 1 мкл крови).

Эксперименты по определению коэффициента ослабления лазерного излучения при прохождении через кровь проводились на сконструированных нами установках с гелий - неоновым и полупроводниковым лазерами, изображенных на рисунках 1,2.

Рис.2. Схема экспериментальной установки с п/п лазером для определения коэффициента ослабления

Измерение коэффициентов ослабления производили следующим образом. На выходе гелий - неоновый лазер (Л = 0,63 мкм) дает почти параллельный пучок, который, падая на кювету с кровью К, рассеивается. После этого излучение собирается линзой Л (Г= 0,1м) и фокусируется на фотоэлектронный умножитель (ФЭУ-68). При этом излучение, рассеянное под углом более 1°, отсекается с помощью диафрагмы Д. Показания снимаются с милливольтметра.

Излучение полупроводникового лазера (Л = 0,89мкм), проходя через кювету и систему из двух линз (Г = 0,05м), фокусируется на фотодиод (ФД-24), перед которым расположена диафрагма (угол поля зрения 3,8°) .Для расчета коэффициента ослабления использовали формулу Бугера - Ламберта с учетом коэффициента пропускания кварцевой кюветы с прозрачными окнами, в которую помещалась кровь.

В настоящей работе исследовалась в том числе когерентность излучения гелий-неонового лазера при прохождении через слой крови.

Измерение степени пространственной когерентности излучения при прохождении через кровь проводились на следующей экспериментальной установке (рис.3) в соответствии с опытом Юнга.

Излучение гелий-неонового лазера (№-№ типа ЛГ - 75) при прохождении через кювету с кровью расширяется и коллимируется посредством линзы Л1, после чего направляется на экран Э. Отверстия 01 и 02 с диаметрами d=0,l мм в экране становятся источниками вторичных волн, которые линза Л2 сводит в фокальную плоскость, где расположена прямоугольная диафрагма Д. Интенсивность света в плоскости диафрагмы определяется по показаниям вольтметра постоянного тока мВ (типа Щ-1516), подключенного к нагрузке фотоумножителя ФЭУ-68. Измеряя интенсивность в максимуме и соседнем минимуме интерференционной картины, можно рассчитать степень пространственной когерентности как видимость интерференционной картины, т.е.

I™ +1.

где максимальная и минимальная интенсивности в окрестности точки

Р. Таким образом, определялась степень когерентности излучения гелий-неонового лазера при прохождении через воздух. Затем на пути пучка помещалась кювета К с кровью. В эксперименте использовались кюветы с толщинами в пределах 0,1 - 1,08 мм.

Частично-поляризованный свет можно представить в виде наложения двух некогерентных плоскополяризованных волн с взаимно-перпендикулярными плоскостями поляризации, но разными по интенсивности. Частично-поляризованный свет характеризуют степенью поляризации Р, которую определяют как

где максимальная и минимальная интенсивности

Для измерения степени поляризации лазерного излучения после прохождения

слоя крови была создана установка (рис.4).

Рис.4. Схема экспериментальной установки для определения степени поляризации

Излучение гелий-неонового лазера с длиной волны Я — 0,63 мкм, проходя через слой крови, рассеивается и поглощается. Затем с помощью линзы Л прошедшее излучение фокусируется на диафрагму Д. С помощью диафрагмы удается отсечь рассеянный свет и определить степень поляризации только прямого прошедшего пучка. После кюветы луч проходит через поляризатор, который не пропускает волны с перпендикулярной поляризацией. Этот пучок затем попадает на фотодиод ФП (ФД-24), подключенный к вольтметру постоянного тока мВ (типа Щ-1516), с помощью которого регистрируется изменение сигнала. Вращая поляризатор П, измеряем минимальное и максимальное значение интенсивности. Затем по формуле вычисляли степень поляризации.

В ходе экспериментов по определению коэффициентов ослабления, степени поляризации и пространственной когерентности были получены следующие результаты.

Разброс полученных значений'коэффициента ослабления для исследуемых проб неразбавленной крови при одинаковой толщине слоя ¿=1,08мм и \=0,63 мкм составил 8,74 - 8,97мм'1, для ¡1=0,89 мкм - 7,92 - 8,15мм"1, что обу-

словлено различными размерами и концентрацией эритроцитов.

Нами также были проведены эксперименты по измерению коэффициента ослабления при изменении количества эритроцитов. Количество эритроцитов изменялось путем разбавления цельной крови её плазмой в интервале от N =3,7 • 10б доМ=1,5-105 в одном микролитре крови, при этом коэффициент ослабления изменялся от 8,97мм'1 до 7,91мм"1 для гелий - неонового лазера и от 8,15мм"1 до 6,58мм"1 для полупроводникового лазера. Таким образом, можно сказать, что изменив концентрацию почти в 25 раз, коэффициент ослабления изменился очень незначительно.

Полученные в ходе эксперимента данные приведены на рисунке 5.

Концентрация эритроцитов в одном микролитре крови описывается величиной называемой гематокритом Н. Гематокрит - это объемная доля эритроцитов в крови. В нормальной крови Н=0,4. Гематокрит Н связан с концентрацией эритроцитов N и объемом одного эритроцита Уе соотношением М=Н/УС. При гематокрите Н<0,2 коэффициент рассеяния рассчитывается по формуле

При Н>0,2 частицы становятся тесно упакованными, а среда

становится почти однородной. В этом случае всю кровь можно рассматривать как однородную среду, состоящую из гемоглобина, в которую вкраплены рассеивающие частицы из плазмы, окружающей красные кровяные тельца. В результате разбавления среда все равно остается плотноупакованной.

В ходе эксперимента по определению степени пространственной когерентности были получены следующие результаты. Степень пространственной когерентности лазерного излучения при прохождении через пустую кювету составила 0,9. При прохождении через слои крови, с толщинами равными 0,1,

0,3, 0,5, 0,7, 0,9 и 1,08 мм она составила 0,82, 0,58, 0,44, 0,35, 0,21 и 0,13, соответственно. Таким образом, показано, что степень когерентности уменьшается с увеличением числа эритроцитов во взаимодействующем объеме (рис.6). Погрешность измерений не превышала 3,5%.

0,8 0,6 0,4 0,2

0

0,1 0,3 0,5 0,7 0,9 Рис. 6. Зависимость степени пространственной когерентности лазерного излучения от толщины слоя крови

При измерении степени поляризации были получены следующие результаты (рис.7). При толщине слоя крови 0,1 мм и длине волны Х=0,63 мкм степень поляризации составила 68%, при 0,2 мм - 46%, при 0,3 мм - 35%, при 0,4 мм -24%, при 0,5 мм - 18%. Погрешность измерений не превышала 1,7%.

Р,% г 60

40

20

0

0,1 0,2 0,3 0,4 п,мм

Рис. 7. Зависимость степени поляризации лазерного излучения от толщины слоя крови

В третьей главе рассмотрено рассеяние, которое наряду с поглощением, является основным процессом, определяющим распространение света в газообразных, жидких и твердых телах, в том числе и в биологических объектах. Рассеяние света кровью связано с ее структурой, которая состоит из большого чис-

ла случайно распределенных в объеме рассеивающих центров. Процесс рассеяния приводит к изменениям в пространственном распределении интенсивности света, поэтому одной из основных характеристик при изучении светорассеяния является индикатриса, определяющая интенсивность света как функцию угла рассеяния. Измерение индикатрисы рассеяния заключается в освещении слоя крови, помещенного в кювету, пучком света и регистрации интенсивности рассеянного веществом излучения под различными углами. Блок-схема установки представлена на рисунке 8.

Рис. 8. Схема экспериментальной установки для изучения углового распределения. 1. Система диафрагм. 2. Поворотный столик. НЕ-ЫЕ - гелий - неоновый лазер. БП - блок питания лазера. К - кювета. ФЭУ - фотоэлектронный умножитель. МВ - милливольтметр.

Определение индикатрисы рассеяния, а также распределения интенсивности прошедшего света по сечению выходного пучка дает возможность качественно и количественно судить о размерах зоны влияния излучения на кровь.

Эксперименты по определению угловой зависимости светорассеяния проводились при двух различных концентрациях крови. В ходе работы использовалась цельная кровь и разбавленная в 25 раз при сохранении всех прочих условий эксперимента неизменными. Подсчет количества эритроцитов проводился с использованием сетки Горяева. Кровь разбавлялась плазмой. Концентрация эритроцитов составляла 3,70-106 1/мкл и 0,15-106 1/мкл для цельной и разбавленной проб крови, соответственно. Также были проведены опыты с использованием набора кювет различной толщины. Толщина слоя крови в этой серии экспериментов изменялась в интервале 0,1 - 1,08 мм.

Зависимости интенсивности лазерного излучения от угла рассеяния для различных концентраций крови приведены на рисунке 9.

Анализ полученных результатов показывает, что при уменьшении концентрации эритроцитов в крови в 25 раз, значения интенсивности рассеяного излучения увеличиваются. Как видно из рисунка кривая, описывающая угловую зависимость разбавленной крови, расположена выше кривой, описывающей угловую зависимость лазерного излучения при прохождении через цельную кровь. Это хорошо согласуется с данными о том, что основными центрами рассеяния в крови являются эритроциты. Цельную кровь рассматривают как среду с плотной упаковкой, с увеличением которой уменьшается коэффициент

О -I-,-.-.-,-----,-.---,-,-,-----г—,-,-,

О 10 20 30 40 50 60 70 80 90 Угол рассеяния, град -•—Цельная кровь Разбавленная в 25 раз

Рис. 9. Зависимость интенсивности рассеянного излучения от угла рассеяния

рассеяния, а, значит, и интенсивность рассеянного света. В пределе, когда плотность упаковки крови достигает своего максимального значения, коэффициент рассеяния стремится к нулю. С уменьшением количества эритроцитов вклад рассеяния лазерного излучения вперед существенно повышается, а рассеяние в обратном направлении уменьшается. В целом, качественный вид индикатрисы рассеяния не изменяется. Также проводилось изучение угловой зависимости интенсивности лазерного излучения при прохождении через слои крови различной толщины. В данных экспериментах использовалась цельная кровь с концентрацией частиц N=3,70-10'' 1/мкл Толщина кювет изменялась в пределах 0,1 - 1,08 мм. По полученным данным были построены индикатрисы рассеяния.

В четвертой главе описана динамика температуры крови человека в поле действия низкоинтенсивного излучения гелий-неонового лазера. Для сравнения результатов экспериментов с теорией было выведено и рассчитано уравнение теплового баланса.

Из уравнения теплового баланса нами была вычислена теоретическая температура крови в поле низкоинтенсивного лазерного излучения. Так как поглощение кровью обусловлено, в основном, поглощением энергии лазерного излучения эритроцитами (поглощением энергии плазмой можно пренебречь в виду его малости), тогда в общем виде уравнение баланса энергии частицы -эритроцита можно представить

йи

где

¿и

Л

изменение внутренней энергии частицы, - поглощенный эритроци-

том поток энергии лазерного излучения, <72 - поток за счет кондуктивного теплообмена с окружающей средой, - поток энергии переизлучения.

Здесь а - эквивалентный радиус эритроцита, р - плотность крови, ср -

т Р

удельная теплоемкость вещества частицы, - плотность потока энергии

лазфного излучения, где Р - мощность излучения, Я - радиус светового пучка, кп - фактор эффективности поглощения, Ят - коэффициент теплопроводности крови, Т^ - начальная температура крови, О - постоянная Стефана-Больцмана, а, - степень черноты.

Пренебрегая потоком энергии переизлучения ввиду его малости (последний член), получаем

(10)

Путем несложных математических преобразований получаем выражение для искомой температуры

(И)

Данное соотношение является решением уравнения теплового баланса для слоя крови. Сделаем оценки для Т , взяв а = 2,75 мкм, р=1100 кг/м3,

Эксперименты проводились с использованием низкоинтенсивного лазерного излучения. В качестве источника использовался гелий-неоновый лазер типа ЛГ-75 (длина волны Х=0,63 мкм, плотность мощности I = —- = 200—

яИ2 см2

где Р - мощность излучения, Я - радиус пучка). На рисунке 10 представлено схематическое изображение экспериментальной установки.

л д к

БП

Рис.10. Схема экспериментальной установки для измерения температуры крови. Здесь Не-Ые - гелий-неоновый лазер. БП - блок питания лазера. Т - термопара. К - кювета. Л - линза. Д - диафрагма. мВ - милливольтметр.

Лазерное излучение, проходя через кювету К толщиной 5 мм, заполненной кровью, передает ей некоторое количество теплоты. С помощью термопары Т, подключенной к милливольтметру постоянного тока Щ-1516, регистрировалось изменение сигнала. В ходе эксперимента регистрировалось изменение температуры при времени воздействия лазерного излучения до 30 секунд. При времени, превышающем 30 секунд, изменение температуры зафиксировано не было.

Также было получено распределение температур вдоль оси луча и перпендикулярно ей. Зависимость изменения температуры крови от расстояния по ходу луча в кювете от входа до точки измерения при плотности мощности 1=200 мВт/см2 и диаметре пучка 11=0,2 см изображена на рисунке 11.

Рис. 11. Зависимость температуры крови от толщины кюветы.

Таким образом, эксперимент показал, что максимальное изменение температуры в направлении распространения луча составило 0,5 °С. Изменение температуры на 0,5 °С фиксировалось на расстоянии 0,1 мм от стенки кюветы, для того чтобы избежать эффектов, связанных с нагревом стенки и явлением конвекции. На расстоянии равном 5 мм изменение температуры уменьшалось от 0,5 °С до 0 С. В перпендикулярных направлениях было получено следующее распределение температур. По вертикали над лучом и под лучом изменение температуры на 0,5 °С фиксировалось на расстоянии от центра пучка равном 3 мм и 4 мм, соответственно. Данное значение изменения температуры соответствует выше сделанным оценкам.

В заключении приведены основные результаты и выводы диссертационной работы.

Основные результаты и выводы диссертационной работы сводятся к следующему.

1. Создан комплекс экспериментальных установок для определения коэффициентов ослабления, степени пространственной когерентности и поляризации, температуры нагрева в процессе взаимодействия низкоинтенсивного лазерного излучения с кровью человека и разработаны соответствующие методики.

2. Разработана методика измерения динамики температуры слоя крови в поле действия низкоинтенсивного гелий-неонового лазера. Получены экспериментальные результаты, которые удовлетворительно согласовываются с теоретическими, вычисленными на основе уравнения теплового баланса и заключаются в повышении температуры на 0,1 - 0,5°С, что является принципиальным для решения задач лазерной терапии.

3. Проведенные эксперименты по определению степени пространственной когерентности и поляризации лазерного излучения с длиной волны

мкм показали, что данные величины уменьшаются в 7,' и 5,5 раз, соответственно, с увеличением толщины исследуемого слоя крови.

4. Установлено, что при изменении концентрации эритроцитов в 25 раз коэффициент ослабления, а, следовательно, и глубина проникновения лазерного излучения изменились незначительно, т.е. лечебное воздействие на кровь как систему с плотной упаковкой частиц, остается прежним при используемых параметрах лазерного излучения (длина волны ^.=0,63 мкм, плотность мощности 1=200 мВт/см2).

Основное содержание диссертации изложено в следующих работах:

1. Павлова Я.В., Прохорова Е.Г., Сакович СИ., Устинов Г.Г. Некоторые подходы к оптимизации выбора параметров лазеротерапии // Известия АГУ, 2001. С. 119-120.

2. Букатый В.И., Павлова Я.В., Устинов Г.Г. Измерение коэффициента ослабления при прохождении лазерного излучения через кровь и биологические ткани //Измерение, контроль, информатизация: Материалы Второй Международной научно-технической конференции. -Барнаул: изд-во АГТУ, 2001. С.174 -175.

3. Букатый В.И., Павлова Я.В., Сакович СИ., Устинов ГГ. Рассеяние лазерного излучения кровью человека //Измерение, контроль, информатизация: Материалы Второй Международной научно-технической конференции. - Барнаул: изд-во АГТУ, 2002.

4. Букатый В.И., Павлова Я.В., Сакович СИ., Устинов Г.Г. Взаимодействие лазерного излучения с кровью человека // Вестник САН ВШ, 2003. № 5. С 5-10.

5. Букатый В.И., Павлова Я.В., Сакович СИ., Устинов Г.Г. Прохождение лазерного излучения с различными длинами волн через кровь человека // Биомедицинская техника и радиоэлектроника, 2002, № 12. С. 29-36.

6. Букатый В.И., Павлова Я.В., Сакович СИ., Устинов Г.Г. Измерение степени пространственной когерентности излучения гелий-неонового лазера при прохождении через слой крови. // Биомедицинская техника и радиоэлектроника, 2004, № 1. С. 18-24.

7. Букатый В.И., Павлова Я.В., Сакович СИ. Угловое распределение излучения гелий-неонового лазера при прохождении через слой крови // Известия АТУ, 2003, № 1. С. 64-65.

8. Павлова Я.В., Сакович СИ. Измерение температуры в слое крови при облучении гелий-неоновым лазером // Известия АГУ, 2003, № 1. С 86 -87.

9. Букатый В.И., Павлова Я.В., Сакович СИ. Измерение температуры крови человека при облучении ее низкоинтенсивным лазерным пучком //Измерение, контроль, информатизация: Материалы Второй Международной научно-технической конференции. - Барнаул: изд-во АГТУ, 2003.

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

11. Павлова Я.В., Сакович СИ. Температура слоя крови в поле излучения гелий-неонового лазера. // Известия АГУ, 2004, №1. С. 108 -110.

12. Павлова Я.В., Сакович СИ. Ослабление лазерного излучения кровью человека.// Интеллектуальный потенциал ученых России: труды сибирского института знаниеведения. - Барнаул: изд-во Алт. ун.-та, 2004. - Вып. 3. С 164-165.

Подписано в печать 1S.io.oii_ формат 60x84/16. Бумага офсетная. Печать офсетная. Усл. печ. л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ Типография Алтайского государственного университета: 656049, Барнаул, ул.

Димитрова,66.

»21775

РНБ Русский фонд

2005-4 21200

i А /1

Введение.

Глава 1. Влияние низкоинтенсивного лазерного излучения на организм человека. Оптические характеристики лазерного излучения при его прохождении через кровь (литературный обзор).

1.1 Лазерное воздействие на биоткани. Механизм лечебного действия на организм человека.

1.2 Влияние лазерного излучения на форменные элементы крови.

Глава 2. Основные характеристики лазерного излучения при его прохождение через кровь человека.

2.1. Закон Бугера — Ламберта.

2.2. Кровь как объект изучения. Способ подсчета эритроцитов.

2.3. Изучение коэффициентов ослабления лазерного излучения при прохождении через кровь человека.

2.4. Временная и пространственная когерентность излучения при прохождении через кровь.:.

2.5. Деполяризация лазерного излучения кровью человека.

2.6. Описание установок, методик и погрешностей измерений.

2.7. Результаты измерений; коэффициентов ослабления, поляризации и когерентности.

Глава 3. Угловое распределение излучения гелий - неонового лазера при прохождении через слой крови.

3.1. Теория рассеяния света в биотканях. Метод Монте-Карло.

3.2. Описание экспериментальной установки и обоснование метода получения углового распределения излучения гелий — неонового лазера при прохождении через слой крови.

3.3. Результаты измерений индикатрисы рассеяния.

Глава 4. Измерение температуры в слое крови в поле излучения гелий - неонового лазера.

АЛ. Уравнение теплового баланса.

4.2. Обоснование выбора термопарного метода измерения температуры.

4.3. Экспериментальные исследования динамики температуры крови в поле излучения гелий — неоновым лазером.

Актуальность темы.

В настоящее время лазеры широко применяются в различных областях науки и техники; их роль в научно-техническом прогрессе постоянно растет.

Развитие лазерной ^ физики привело к возникновению новых направлений науки и техники. Одним из таких направлений является лазерная технология, которая имеет дело с: самыми разнообразными объектами различной природы: физическими, химическими и биологическими. В применении к биологическим системам она представляет большой практический интерес для медицины.

Применение лазеров в медицине основано на использовании широкого * круга явлений; связанных с разнообразными проявлениями взаимодействия света с биологическими объектами. Лазерное излучение, как и обычный свет, проходя через толщу вещества, может им поглощаться, рассеиваться по разным направлениям и > с различными частотами или проходить вещество насквозь, , без каких-либо изменений. Таким образом; только энергия, переданная ; веществу, может оказывать влияние на изменение состояния самого вещества.

Феномен лазерной биостимуляции (ЛБС) широко используется в медицинской практике, хотя его сущность и механизмы еще далеко не полностью раскрыты. Имеющаяся литература по ЛБС и лазерной терапии: по степени внятности > объяснения причин * эффективности для биосистем ? лазерного ? воздействия напоминает магико-астрологические и экстрасенсорные публикации. К основным; неясностям * относятся, во-первых, избирательность действия : лазерного ^ излучения только на "больные" клетки и ? биосистемы, и, во-вторых, наличие практически одинакового терапевтического эффекта для лазерного излучения с самой различной длиной волны.

Биологические проблемы всегда привлекали внимание физиков. Понятийный аппарат теории поля, эффективно используемый в физике, начал еще в 30-х годах внедряться в £ теоретическую г биологию. Теория когерентности ? световых полей в виде голографической концепции; и ряд понятий квантовой; механики находят свое приложение в современной5 генетической теории. Специфика биологических исследований заключается г в том, что яркая индивидуальность и сложность объектов, как; правило,, исключает совпадение их количественных характеристик. Организация экспериментальных исследованию и теоретическая интерпретация подобных результатов представляются весьма интересными и с точки зрения физики, поскольку они могут способствовать выработке новых концепций и методик. .

Цель диссертационной работы1 - экспериментальное; исследование процесса распространения лазерного излучения в крови человека, изучение изменения? характеристик прошедшего излучения, а также разработка экспериментальных I установок для» измерения; характеристик прошедшего излучения. Создание установок для определения коэффициента ослабления лазерного излучения кровью с различной концентрацией эритроцитов, степени * поляризации и степени пространственной^ когерентности лазерного излучения при прохождении через слой крови; для í построения ? индикатрис рассеяния излучения; а также для измерения динамики температуры крови с помощью термопарного метода.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

1. Разработка экспериментальных методов? исследования физических процессов, развивающихся при взаимодействии низкоинтенсивного лазерного излучения с кровью.

2. Экспериментальное исследование зависимости коэффициента ослабления лазерного излучения от длины волн, а также зависимости коэффициента ослабления лазерного излучения кровью человека с различной концентрацией эритроцитов для данных длин волн.

3. Экспериментальное исследование потери степени пространственной когерентности и степени поляризации лазерного излучения.

4. Экспериментальное исследование динамики температуры крови при воздействии на неё низкоинтенсивным лазерным излучением.

5. Создание экспериментальных установок и разработка соответствующих методик для комплексной диагностики процессов взаимодействия низкоинтенсивного лазерного излучения с кровью человека.

6. Теоретическое и экспериментальное исследование процесса рассеяния лазерного излучения кровью человека.

На защиту выносятся:

1. Комплекс экспериментальных установок и методики для определения коэффициентов ослабления, степени пространственной! когерентности и степени поляризации лазерного излучения при прохождении через* кровь, динамики температуры крови.

2. Теоретические и экспериментальные результаты исследования динамики ^ температуры слоя крови в поле действия низкоинтенсивного гелий-неонового лазера.

3. Результаты 1 экспериментов по определению коэффициентов ослабления, степени пространственной когерентности и степени поляризации лазерного излучения для диагностики процессов взаимодействия лазерного излучения с кровью человека.

4; Результаты исследований рассеяния лазерного излучения эритроцитами крови методом Монте-Карло и сравнение с экспериментом.

Научная новизна работы заключается в следующем:

Впервые в работе проведено экспериментальное исследование зависимости коэффициента ослабления лазерного излучения от концентрации эритроцитов в одном микролитре крови для длин волн Л = бЗОнм, Я = 890 нм. Разработаны установки для комплексного изучения характеристик лазерного излучения, прошедшего через слой крови, которые включают в себя:

1. Установку для определения коэффициента ослабления лазерного излучения.

2. Установку для определения степени пространственной когерентности лазерного излучения.

3. Установку для определения степени поляризации лазерного излучения Разработана методика и установка для определения динамики температуры слоя крови в ^ поле действия излучения низкоинтенсивного гелий-неонового лазера.

Достоверность результатов подтверждается:

Достоверность научных положений и научных данных определяется прежде всего корректностью постановки решаемых задач и их физической обоснованностью, а также большим объемом полученных экспериментальных результатов, их логической взаимосвязью, физической наглядностью, непротиворечивостью и воспроизводимостью, совпадением экспериментальных данных с теоретическими оценками и расчетами. Экспериментально полученные результаты по определению коэффициента ослабления сопоставимы с результатами других авторов.

Апробация работы.

Диссертационная работа выполнена в Алтайском государственном университете. Основные результаты и выводы опубликованы в работах [43 -48, 65, 96, 97]. Материалы и результаты исследований по теме диссертационной работы обсуждались и докладывались на трех Международных; научно-технических конференциях «Измерение, контроль, информатизация», Барнаул, 200,2002, 2003 гг., Всероссийской научно-технической конференции «Философия, методология и история науки», Барнаул, 2003 г.

Структура и объем работы.

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка литературы. Работа изложена на 116 страницах стандартного формата, содержит 19 рисунков, список литературы включает 101 наименование.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В ^ ходе работы исследовалось взаимодействие низкоинтенсивного лазерного излучения гелий-неонового лазера с длиной волны Х=630 нм и полупроводникового лазера с длиной волны А,=890 нм с кровью человека. Разработаны методики проведения физических экспериментов и создан комплекс экспериментальных установок по исследованию процесса распространения лазерного излучения в биотканях.

Определена зависимость коэффициентов ослабления лазерного излучения от длины волны излучения и от концентрации * рассеивающих частиц — эритроцитов крови. Разброс полученных значений коэффициента ослабления для разных проб неразбавленной крови при ¿/=1,08 мм и А,=0,63 мкм составил 8,74-8,97 мм'1, при А,=0,89 мкм, соответственно, 8,15-8,30 мм"1. При разбавлении крови плазмой количество эритроцитов варьировало в интервале от N =3,7-106 до К =1,5 -105 в одном микролитре крови, при этом коэффициент ослабления изменялся от 8,97мм"1 до 7,91мм"1 для гелий — неонового лазера и от 8,15 мм"1 до 6,58 мм"1 для полупроводникового лазера.

Построены индикатрисы рассеяния лазерного излучения кровью человека для толщин слоя крови равных 0,25, 100, 500, 850 мкм. Установлено, что качественный вид индикатрисы рассеяния не изменяется. С ростом толщины слоя крови уменьшается только пик индикатрисы. Данные результаты хорошо согласуются с теоретическими выкладками.

Определена зависимость изменения степени пространственной: когерентности излучения: от толщины слоя крови. При?прохождении через слои: крови, с толщинами равными 0,1, 0,3^0,5, 0,7, 0,9 и 1,08 мм она составила 0,82, 0,58, 0,44; 0,35,0,21 и 0,13, соответственно.

Также определена зависимость степени поляризации от толщины слоя крови. При толщине слоя < крови 0,1 мм и длине волны А=0,63 мкм степень поляризации составила 68%, при 0,2 мм - 46%, при 0,3 мм — 35%, при 0,4 мм - 24%, при 0,5 мм - 18%, т.е. существенно уменьшилась.

Была? разработана методика и проведены эксперименты по определению температуры слоя крови ? в г поле действия > низкоинтенсивного лазерного излучения гелий-неонового лазера с помощью термопарного метода, а также: проведены сооответствующие теоретические г оценки. Эксперимент показал, что максимальное изменение температуры объема облучаемой крови по ходу луча; а также в перпендикулярных направлениях; выше: и ниже пучка составило 0,5 °С. Для интерпретации. экспериментальных результатов было получено ? и решено уравнение теплового баланса применительно к слою крови; Температура, рассчитанная с помощью уравнения теплового баланса при изменении времени от 0 до 30 секунд, изменялась в пределах 0 до 0,5 °С.

Таким образом, основные результаты и выводы диссертационной работы сводятся к следующему.

1. Создан комплекс экспериментальных установок для- определения? коэффициентов ! ослабления; степени«пространственной когерентности ? и * поляризации,,температуры нагрева, разработаны соответствующие методики;

2. Разработана; методика измерения динамики температуры слоя < крови? в; поле действия • низкоинтенсивного гелий-неонового лазера; Получены экспериментальные результаты, которые удовлетворительно согласовываются * с;теоретическими; вычисленными на основе уравнения теплового баланса и заключается; в» повышении» температуры на 0,1 - 0,5°С, что является принципиальным для решения задач лазерной терапии.

3. Проведенные1 эксперименты; по определению степени пространственной! когерентности и: поляризации лазерного излучения- показывали, что данные величины уменьшаются в 7,6 и 5,5 раз, соответственно, с увеличением толщины исследуемого слоя крови.

4. Установлено; что при изменении = концентрации эритроцитов в 25 раз; коэффициент ослабления, а, следовательно, и »глубина проникновения лазерного излучения изменились незначительно,. т.е. лечебное воздействие на кровь как систему с плотной упаковкой частиц, остается прежним при используемых параметрах лазерного излучения (длина волны А,=0,63 мкм, л плотность мощности 1=200 мВт/см ).

1. Девятков Н.Д., Бецкий О.В., Голант М.Б. Использование когерентных волн в медицине и биологии //«МИС-РТ», 1998г, сборник №2-2. С. 1216.

2. Москвин C.B. Лазерная терапия, как современный этап развития гелиотерапии (исторический аспект) //Лазерная медицина, 1997, т. 1, в. 1. С. 44-49.

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

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

5. Доровских В.А., Бородин Е.А. Влияние низкоэнергетических лазеров на свободнорадикальное окисление липидов в микросомах печени и активность глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы и каталазы эритроцитов //Лазерная медицина, 1998, т.2, в.2-3 С. 16-20.

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

7. Хищенко К.В., Рогаткин Д. А. и др. Некоторые результаты исследования кинетики терморазложения и испарения высокоперегретых веществ //Теплофизика высоких температур. 1998, т.36. С. 227 230.

8. Кару T. И. и др. Изменение спектра поглощения монослоя живых клеток после низкоинтенсивного лазерного облучения //ДАН; 1998, т.З60. С. 267 270.

9. Малов ; А.Н. и др. Лазерная биостимуляция как самоорганизующийся неравновесный процесс //Тезисы IV Межд. Конгресса "Проблемы лазерной медицины" -Москва-Видное, 1997. С. 278 279;

10. Мамонтова Л.И; Лазерная терапия крови > //Калужский< лазер. Ml 1 (32), 1996. с. 3 11.

11. Физиология человека //T1 Под ред. Р.Шмидта и Г.Тевса-М.:Мир, 1996. С. 323.

12. Козлов В.И,. Буйлин В. А. и др. Основы лазерной физио- и рефлексотерапии. Самара-Киев, 1993. 216 с.

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

14. Пасынков Е.И; Физиотерапия. М.: Медицина, 1975. 151 с.

15. Илларионов В.Е Техника5 и методики процедур лазерной терапии. Справочник. М.: 1994. 180 с.

16. Полонский А.К. О некоторых аспектах лазерной терапии //В ' сб. Применение полупроводниковых лазеров и~ светодиодов в • медицине, вып. 4. Калуга, 1994. С. 1-5.

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

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

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

20. Богданович У.Я: Биостимуляционный эффект лазерного излучения //Казан, мед. журн. 1981. - №5. С. 59 - 62.

21. Катаев М.И. Применение методов и средств лазерной техники в биологии и медицине. Киев, 1980. 200 с.

22. Мешалкин E.H. Применение прямого лазерного облучения в* экспериментальной и клинической кардиохирургии. — Новосибирск,1981. 172 с.

23. Суворов И.М., Добрынина В.В., Ушакова И.Н., Лычакова Л.Н. Применение лазеров в медицине //Врач. дело. — 1981 №9. С. 10-15;

24. Никитин Е.С Применение лазерного излучения в офтальмологии. Тезисы докладов Весоюзной конференции по применению лазеров в медицине. Красноярск, 1984. С. 72-74

25. Carruh J.A. // J. Med. Eng. Tehnol. 1984. - Vol. 8, № 4. P. 161 - 167.

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

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

28. Древаль В.Н., Бажанова С.А., 1Слючников В.М., Мануева О.Н. // Сравнительная биохимия обмена веществ у животных. — Куйбышев,1982. С. 48-52.

29. Лаптева P.M., Башиева С.А., Макарова О.И. Функциональная активность элементов крови //Здравоохр. Казахстана. — 1984. №11. С. 51-53.

30. Попова В.И. Влияние низкоинтенсивного лазерного излучения на организм //Гиг. труда. 1985. -№11. С. 44 - 45.

31. Трапезников H.H., Купин В.И., Иванов A.B. и др. Поведение эритроцитов и лейкоцитов после облучения крови. //Вестн. АМН СССР. 1984. - №5. С. 40 - 44.

32. Joyce Y.J., Meyers A.D., Cohen JJ. // Laser Surg. Med. 1986/ - Vol. 6, №2. — P.171.

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

34. 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.

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

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

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

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

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

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

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

42. Букатый В.И., Павлова Я.В., Сакович С.И., Устинов Г.Г. Прохождение лазерного излучения с различными длинами волн через кровь человека // Биомедицинская техника и радиоэлектроника, №12, 2002. С. 29-36.

43. Букатый В.И., Павлова Я.В., Сакович С.И., Устинов Г.Г. Измерение степени пространственной когерентности излучения гелий-неонового лазера при прохождении через слой крови. // Биомедицинская техника и радиоэлектроника, № 1, 2004. С.

44. Годжаев Н.М. Оптика. Учебное пособие для вузов. М., «Высшая школа», 1977. 432 с.

45. Кемп П., Арме К. Введение в биологию. — М.: Мир, 1988. 671 с.

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

47. Павловский Ю.Н. О пристеночном эффекте //Механика жидкостей и газов. -1967, № 2. С. 160 165.53Шевтов В.А. Реология крови. М., 1982. 269 с.54; Плахин В.В. Руководство по медицине. М., 1982. 269 с.

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

49. Капитаненко A.M., Дочкин И.И. Клинический анализ лабораторных исследований в практике военного врача / 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. ПеринаЯ. Когерентность света. М.: Мир. 1974. 368 с.

52. Ремизов А.Н. Медицинская и биологическая физика: Учеб. для мед. спец. вузов. 3-е изд. испр. - М.: Высшая школа, 1999: 616 с.

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

54. Исимару А. Распространение и рассеяние волн в случайно-неоднородных средах. Т.1, М.: Мир, 1981. 280 с.

55. Кару Т.И., Календо Г.С., Летохов B.C. и др. Зависимость биостимуля-ционного эффекта от когерентности лазерного излучения //Квантовая электроника, 8. 1981. С. 2540 2543.

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

57. 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. G. 93 -94:

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

59. Борен. К., Хафмен Д. Поглощение и рассеяние света малыми частицами. М., 1987. 660 с.

60. Хайрулина А.Я. Пространственное распределение излучения // Опт. и спектр. 1982. Т. 53. В. 6. С. 1043 1048

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

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

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

64. Максимова И.Л., Зимняков Д.А., Тучин В.В. Управление оптическими свойствами биотканей. Спектральные характеристики склеры глаза // Оптика и спектороскопия, т. 89, №1, 2000. С. 86-95.

65. Хюлст Г. Рассеяние света малыми частицами. М.: ИЛ, 1961. 264 с.

66. Тучин В.В. Оптика биотканей: основы лазерной диагностики и дозиметрии. М.: Наука, 1995. 465 с.

67. Савельев Б.А. О применимости теории теории однократного рассеяния? для узких световых пучков. Изв. вузов СССР, Физика №6, 1989. С. 2528.

68. Савельев Б.А. О двух подходах к понятию однократного рассеяния. Изв. вузов СССР, Физика №4, 1989. С.74-75.76.3уев В.Е., Кабанов М.В., Боровой А.Г. Изв. вузов СССР, Физика №6, 162, 1963.

69. Гершун A.A. Избранные труды по фотометрии и светотехнике, ИФМЛ, М., 1958.300 с.

70. Пендорф Р. Апроксимационная формула для рассеянного вперед света //IOSA, 1962, 52, №7. С. 797 800.

71. Соболь И.М. Метод Монте-Карло М.: Наука, 1985. 78 с.

72. Бусленко Н.П. и др. Метод статистических испытаний (метод Монте-Карло) / Под редакциейШрейдера Ю.А. М.: Физматиз, 1962. 376 с.

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

74. Ермаков С.М., Михайлов Г.А. Курс статистического моделирования. М.: Наука, 1976. 288 с.

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

76. Карлов Н.В. Лекции по квантовой электронике. Учебное пособие. М.: Наука. Главная редакция физико-математической литературы, 1983. 320 с.

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

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

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

80. Шубочкин Л.П. Диагностическое применение лазеров // Лазеры в офтальмологии. Саратов: изд-во Саратов.ГУ, 19821 С. 174 185.

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

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

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

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

85. Новицкий П.В., Зограф И.А. Оценка погрешностей результатов измерений. JL: Энергоатомиздат, 1991. 304 с.95.3айдель А.Н. Ошибки измерений физических величин. Изд-во Наука, Ленинградское отделение, 108 с.

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

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

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

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

90. Павлова Я.В., Сакович С.И. Ослабление лазерного излучения кровью человека.// Интеллектуальный потенциал ученых России: труды сибирского института знаниеведения. — Барнаул: изд-во Алт. ун.-та, 2004. — Вып. 3. С. 164 -165.