а) Воздействие лазера на воду. Трансмиссионная спектроскопия — вода. Большинство мягких тканей человеческого тела содержат 50-75% внутриклеточной воды. Лазерная абляция мягких тканей наступает тогда, когда внутриклеточная вода нагревается до температуры кипения, взрывая клетку.
Зависимость характера взаимодействия лазера и тканей от длины волны становится очевидной из-за больших различий в способности воды поглощать излучение от УФ до ИК части спектра. На рисунке ниже отражены коэффициенты поглощения воды в зависимости от длины волны. Этот коэффициент используется для расчета расстояния, которое фотон определенной длины волны пройдет в воде до момента поглощения 50% излучения.
На практике это означает, что квант света с длиной волны 0,5 мкм должен пройти в морской воде 229 футов до момента поглощения 50% его энергии. Так как энергия КТР-лазера плохо поглощается водой, она используется на подводных лодках в состоянии погружения для связи с орбитальными навигационными спутниками.
И наоборот, энергия СO2 лазера ослабевает вдвое на глубине 0,007 мм, эрбиевого лазера — на глубине 0,0007 мм. Поверхность перилимфы быстро поглотит эти два инфракрасных луча, тем самым, защищая внутреннее ухо. Однако эти лучи должны быть разбиты на короткие микросекундные импульсы, чтобы предотвратить распространение тепла с поверхности перилимфы в более глубокие слои в преддверии лабиринта.
Ослабление излучения в морской воде в зависимости от длины волны.
Электромагнитное излучение с длиной волны 0,5 мкм (аргоновый и КТР лазеры) пройдет путь в 229 футов до того момента, как его энергия уменьшится вдвое.
Ослабление интенсивности излучения на 50% наступает в пределах 0,0007 мм для эрбиевого (2,94 мкм) и 0,007 мм для СO2 (10,6 мкм) лазера.
б) Воздействие лазера на коллаген. Трансмиссионная спектроскопия — коллаген. Для определения длин волн, лучше всего поглощаемых коллагеном, Yannas провел трансмиссионную спектроскопию в диапазоне от УФ до дальней ИК частей спектра на измельченном в порошок бычьем коллагене и подвергнутом горячему литью желатине.16
Несмотря на то, что для УФ, видимого и ИК света использовалась различная толщина коллагена, автор экстраполировал данные на срезы коллагена в 10 мкм. В этой таблице перечислена эффективность поглощения фотонов отохирургических лазеров коллагеном. Коллаген лучше всего поглощает излучение эрбиевого лазера, хуже всего — КТР.
