Скачать электронную версию статьи (в свободном доступе).
Цель: Исследование лазерно-индуцированной коагуляция биомоделей печени и условий получения максимального коагуляционного объёма
ткани без карбонизации для разных длин волн лазерного излучения ближнего ИК диапазона.
Материал и методы: Использовались биомодели двух типов – на основе альбумина и тканей печени свиньи in vitro. Исследования проводились
как при комнатной температуре, так и при моделировании температуры человеческого тела нагревом до 36–37°С. В качестве источников лазерного излучения
использовались непрерывные лазеры ближнего ИК-диапазона длин волн п/п лазер с длиной волны 0,98 мкм, волоконные лазеры с длиной волны 1,56 и 1,94 мкм.
Излучение к биомодели подводилось оптоволокном с плоским торцом. В экспериментах на образцах печени критерием коагуляции являлось изменение цвета
ткани ("побледнение"), карбонизации – появление области черного цвета.
Результаты и заключение: Исследованы особенности формирования коагуляционных объемов в биомоделях печени при нагреве непрерывным лазерным
излучением ближнего ИК-диапазона. Установлено, что получение коагулятов максимальных размеров без эффекта карбонизации в области торца волокна
может быть достигнуто уменьшением мощности излучения при длительном лазерном воздействии. Максимальные размеры коагулятов в печени свиньи
без карбонизации ткани получены в течение 25 мин облучения, достигая 20 мм на длине волны излучения 0,98 мкм при мощности 1,2 Вт, 8,5 мм
на длине волны 1,56 мкм при мощности 0,52 Вт и 4,5 мм на длине волны 1,94 мкм при мощности 0,3 Вт.
Предложена модель формирования температурного поля в биоткани при воздействии излучения, выходящего из торца волокна. Получена формула для оценки
максимального размера коагулята и максимальной мощности лазерного излучения при условии отсутствия карбонизации ткани. Результаты работы могут быть
использованы для предоперационного прогнозирования с использованием излучателей разных длин волн.
Ключевые слова: лазер, биомодели печени, оптическое волокно, лазерная коагуляция, карбонизация биоткани
Purpose: A study of laser-induced coagulation of liver biomodels and conditions for obtaining maximum coagulation volume of tissue
without carbonization for different wavelengths of near-IR laser radiations.
Material and methods: Two types of biomodels were used: one based on albumin and one based on in vitro porcine liver tissue. Studies were
conducted both at room temperature and at simulated human body temperature, heated to 36–37°C. CW near-infrared lasers were used as laser sources:
a semiconductor laser with a wavelength of 0.98 µm and fiber lasers with wavelengths of 1.56 and 1.94 µm. Radiation was delivered to the biomodel
via a flat-ended optical fiber. In experiments on liver samples, coagulation was indicated by a change in tissue color ("blanching"),
while carbonization was indicated by the appearance of a black area.
Results and conclusion: The formation of coagulated volumes in liver biomodels heated with continuous near-IR laser radiation was studied.
It has been established that obtaining coagulates of maximumsize without carbonization at the fiber tip can be achieved by reducing the radiation
power during prolonged laser exposure. The maximum sizes of coagulates in pig liver without tissue carbonization were obtained within 25 minutes
of irradiation and reached: 20 mm at a radiation wavelength of 0.98 µm with a power of 1.2 W, 8.5 mm at a wavelength of 1.56 µm with a power of 0.52 W,
and 4.5 mm at a wavelength of 1.94 µm with a power of 0.3 W. A model for the formation of a temperature field in biological tissue under the influence
of radiation emanating from the fiber tip is proposed. A formula was obtained for estimating the maximum coagulate size and maximum laser radiation
power in the absence of tissue carbonization. The results can be used for preoperative prognostication using emitters of different wavelengths.
Key words: laser, liver biomodels, optical fiber, laser coagulation, biotissue carbonization
DOI: 10.52775/1810-200X-2026-111-3-27-35