ДИНАМІКА ЗМІН ТЕМПЕРАТУРНИХ ПАРАМЕТРІВ У БІОЛОГІЧНИХ ТКАНИНАХ ПРИ ДІЇ ЛАЗЕРНОГО ВИПРОМІНЮВАННЯ РІЗНИХ ДОВЖИН ХВИЛЬ

Oksana H. Shmendel; Mykola F. Tereshchenko; Gregory S. Tymchik; Illia A. Danyliuk

doi:10.20535/kpi-sn.2019.5-6.188316

Т. · № 5-6 · 2019 гру 19, 2019 статті

ДИНАМІКА ЗМІН ТЕМПЕРАТУРНИХ ПАРАМЕТРІВ У БІОЛОГІЧНИХ ТКАНИНАХ ПРИ ДІЇ ЛАЗЕРНОГО ВИПРОМІНЮВАННЯ РІЗНИХ ДОВЖИН ХВИЛЬ

Oksana H. Shmendel Відповідальний Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute, Ukraine Україна

Mykola F. Tereshchenko Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute, Ukraine Україна

Gregory S. Tymchik Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute, Ukraine Україна

Illia A. Danyliuk Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute, Ukraine Україна

Опублікованогру 19, 2019

PDF

НВКПІ 5-6 ТОМ · 5-6

ТОМ · № 5-6 · 2019 Переглянути випуск

Анотація

Проблематика. Застосування лазерів є одним із перспективних напрямів розвитку терапії та хірургії. Вплив низькоінтенсивного лазерного випромінювання (ЛВ) у терапевтичних дозах активує відновлювальні процеси в тканинах, що дає змогу стимулювати процеси регенерації завдяки інтенсифікації мікроциркуляції обмінних процесів, а також впливає на нервово-рефлекторні й гуморальні механізми болю та на больові рецептори. Існує необхідність чіткого встановлення параметрів ЛВ, які важливі при відпрацюванні та отриманні дієвих результатів терапії. Діагностика in vivo дає змогу отримати зворотну відповідь про реакцію організму на опромінення з різними показниками дози, щільності потужності та довжини хвилі, при цьому не ушкоджуючи біологічну тканину. Мета дослідження. Оскільки лазерні апарати застосовуються для багатьох фізіотерапевтичних і діагностичних процедур, то для правильного використання низькоінтенсивного ЛВ необхідно враховувати всі особливості структури біосередовища зони впливу, наприклад шкіри людини та процесів взаємодії ЛВ із шарами біологічних тканин і мікроциркуляцією органічних рідин. Під впливом ЛВ починається перебіг широкого спектра фотофізичних і фотохімічних змін, відбуваються підвищення температури на поверхні опромінюваної ділянки шкіри та фізико-хімічні перетворення. Головною метою роботи є визначення динаміки змін температури шкірного покриву під впливом ЛВ. Методика реалізації. Обґрунтовано використання математичної залежності для визначення необхідної дози ЛВ і математичної моделі розрахунку зміни температури шкіри під впливом ЛВ. Проведено експеримент із порівнянням результатів розрахунку за математичною моделлю та результатів проведеного експерименту з впливу ЛВ із довжинами хвиль 0,66, 0,63 та 0,46 мкм на характер і динаміку перебігу температурних процесів у верхніх шарах шкірного покрову. Результати дослідження. Як узагальнюючий результат отримано дані про динаміку змін температури шкірного покриву під впливом ЛВ. Результати проведених дослідів та порівняння результатів експериментів із розрахунками математичної моделі показали, що існує залежність зміни температури від будови і параметрів біологічної тканини, щільності потужності ЛВ, дози опромінення та часу впливу. Висновки. За результатами проведеної роботи зроблено висновок, що більша інтенсивність відведення тепла відбувається в шкірному покриві саме живих тканини. Це відбувається переважно за рахунок мікроциркуляції органічних рідин і крові.

Ключові слова

#Лазерне випромінювання #Регенерація #Типи шкіри #Лазерний терапевтичний апарат

Посилання

M. Tereshchenko et al. , Biophysics . Kyiv, Ukraine: Polytechnika, 2019. Available: http://ela.kpi.ua/handle/123456789/27589
G. Tymchik et al. , “Investigation thermal conductivity of biological materials by direct heating thermistor method”, in Proc. IEEE 38th Int. Conf. Electronics and Nanotechnology (ELNANO) , Kyiv, 2018, pp. 429–434. doi: 10.1109/ELNANO.2018.8477460
G. Tymchik et al. , “Monitoring of temperature changes during laser therapy”, Bulletin of Kyiv Polytechnic Institute. Series Instrument Making , vol. 47, pp. 156–162, 2014.
M. Kokodiy et al. , “Thermal processes in human skin during laser pulse irradiation”, Photobiology and Photomedicine , vol. 24, pp. 69–72, 2018.
G. Tymchik et al. , “Research of the influence of laser radiation on temperature processes in biological tissues”, Bulletin of Kyiv Polytechnic Institute. Series Instrument Making , vol. 49, pp. 153–158, 2015.
A. Pushkareva, Methods of Mathematical Modeling in Optics of Biological Tissue. Saint Petersburg, Russia: SPbSU ITMO, 2008.
O. Shmendel et al. , “Processes of changes of temperature gradients in biological tissues under the action of laser radiation”, in Proc. XII Conf. Looking into the Future of Instrument Making , Kyiv, Ukraine, 2019, pp. 337–340.
L.E. Dolotov et al. , “Design and evaluation of a novel portable erythema-melanin-meter”, Lasers in Surgery and Medicine , vol. 34, pp. 127–135, 2004, doi: 10.1002/lsm.10233
A. Dunaev and S. Korndorf, “Control of laser radiation power absorbed in the epidermis during low-intensity laser therapy”, Vestnik Novych Medicinskich Technologyi , vol. 9, no. 4, pp. 63–66, 2002.
Guide on Operation “Lika Therapevt M” . Cherkasy, Ukraine: PSIE “Photonica Plus”, 2016.
M. Kokodiy et al. , “Thermal processes in the human skin irradiated with LEDs”, in Proc. XLV Int. Conf. Application of Lasers in Medicine and Biology , Kharkiv, Bukovel, Ukraine, 2016, pp. 124–8.
S. Matvienko et al. , “Influence of convection processes in a liquid on the error of measurement of thermal conductivity by the method of direct heating of a thermistor”, Naukovi Visti NTUU KPI , no. 4, pp. 121–130, 2017. doi: 10.20535/1810-0546.2017.5.107938
S. Matvienko et al. , “Investigation of thermal conductivity of inhomogeneous biological solutions by the method of direct heating of the thermistor”, in Proc. X Int. Conf. Instrumentmaking–2017 , Minsk, Republic of Belarus, 2017, pp. 110–111.
V. Shvidky and M. Tereshchenko, “Dynamics of changes in laser radiation parameters in biological tissues”, Bulletin of Kyiv Polytechnic Institute. Series Instrument Making , vol. 54, no. 2, pp. 111–117, 2017. doi: 10.20535/1970.54(2).2017.119570
M. Tereshchenko et al. , “Using the CARDIOMOOD hardware and software complex in estimating the effect of laser radiation on the state of the autonomic nervous system of a person”, Bulletin of Kyiv Polytechnic Institute. Series Instrument Making , vol. 50, no. 2, pp. 160–169, 2015.
D. Sliney et al. , Safety with Lasers and Other Optical Sources: A Comprehensive Handbook . New York: Springer Science+Business Media, 1980. doi: 10.1007/978-1-4899-3596-0
S. Hellwig et al. , “Aktueller Stand der Lasertherapie in der Dermatologie”, Hautarzt, Germany: Springer-Verlag, 1998, pp. 690–704. doi: 10.1007/s001050050811
M.O. Bodendorf et al. , “Fraktionale Lasertherapie der Haut”, J. Compilation , vol. 7, no. 4, pp. 301–308, 2009. doi: 10.1111/j.1610-0387.2008.06845.x
R. Webb et al . , “Thermal transport characteristics of human skin measured in vivo using ultrathin conformal arrays of thermal sensors and actuators”, PLoS ONE , vol. 10, no. 2, 2015. doi: 10.1371/journal.pone.0118131
F.J.C. Lima et al. , “Use alone or in combination of red and infrared laser in skin wounds”, J. Lasers. Med ., vol. 5, no. 2, pp. 51–57, 2014.
S. Moskvin, “Low-level laser therapy in Russia: history, science and practice”, Lasers Med. Sci. , vol. 8, no. 2, pp. 56–65, 2017.
V.G. Petruk et al. , “Modelling of spectral characteristics of biological tissues skin layer of the epidermis as objects of biomedical diagnostics”, Visnyk Khmelnytskogo Nationalnogo Universitetu. Ser. Technichni Nauki , no. 2, pp. 218–222. 2015.
P. Oltulu et al. , “Measurement of epidermis, dermis, and total skin thicknesses from six different body regions with a new ethical histometric technique”, Turk. J. Plast. Surg. , vol. 26, pp. 56–61, 2018. doi: 10.4103/tjps.tjps_2_17
P. Avci et al. , “Low-level laser (light) therapy (LLLT) in skin: stimulating, healing, restoring”, Semin. Cutan. Med. Surg ., vol. 32, pp. 41–52, 2013.

Попередня у випуску ЧОТИРИКОМПОНЕНТНІ ЛІНЗОВІ ЗУМ-АФОКАЛЬНІ СИСТЕМИ Наступна у випуску ТЕХНОЛОГІЧНІ ЗАСАДИ ОЧИЩЕННЯ ЗАБРУДНЕНОГО ВОДНОГО СЕРЕДОВИЩА ТА РЕГЕНЕРАЦІЯ КОНЦЕНТРОВАНИХ ВІДПРАЦЬОВАНИХ НІТРАТНО-ХЛОРИДНО-СУЛЬФАТНИХ ПРОМИСЛОВИХ РОЗЧИНІВ

§ 06 — Пов'язані

Схожі статті в цьому журналі

Пов'язані рецензовані дослідження, опубліковані в цьому журналі.

Усі випуски

МЕТОДИКА ФОРМУВАННЯ ІНФОРМАТИВНОГО ПРОСТОРУ ОЗНАК ТЕХНІЧНИХ ІНДИКАТОРІВ ФІНАНСОВИХ ПРОЦЕСІВ НА ОСНОВІ НЕЙРОМЕРЕЖЕВИХ МОДЕЛЕЙ

Роман Тертичний, Денис Чупрін, Петро Бідюк

Проблематика. Фінансові часові ряди характеризуються нелінійністю, нестаціонарністю та високим рівнем шуму, що суттєво ускладнює їх моделювання та прогнозування.…

#методика формування інформативного простору ознак #технічні індикатори #волатильність Паркінсона #нейронні мережі

10.20535/kpisn.2026.3.359610

МЕТОДИ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ ЦІЛІСНОСТІ ОБРОБКИ ТА ПЕРЕДАЧІ ДАНИХ У ПРОМИСЛОВИХ СИСТЕМАХ АВТОМАТИЗАЦІЇ

Ярослав Корпань, Євген Федоров, Ольга Нечипоренко

Проблематика. Сучасні промислові системи контролю характеризуються високим рівнем інтеграції інформаційних і фізичних процесів та використанням розподілених…

#промислові системи автоматизації #SCADA-системи #цілісність даних #кібербезпека ICS

10.20535/kpisn.2026.3.361520

МЕТОДИКА ПАРАМЕТРИЧНОГО СИНТЕЗУ ЗУМ-АФОКАЛЬНИХ СИСТЕМ НА ОСНОВІ НЕРУХОМИХ ВАРІОЛІНЗ

Ігор Г. Чиж

Проблематика Зум-оптичні системи, в яких використовуються механічно нерухомі електрично керовані варіолінзи, не можуть вважатися такими, що мають нерухомі оптичні…

#зум-афокальні системи #головні точки варіолінз #синтез зум-афокальних систем #стабільна афокальність зум-системи

10.20535/kpisn.2026.3.351645

Статті цього автора (цих авторів), які найбільше читають

Anatolii Yu. Kravchenko, Mykola F. Tereshchenko, Sergiy P. Vysloukh, Gregory S. Tymchik, МОДЕЛЮВАННЯ ТЕМПЕРАТУРНОГО ПОЛЯ НА РОБОЧІЙ ПОВЕРХНІ УЛЬТРАЗВУКОВОГО ВИПРОМІНЮВАЧА , Наукові вісті КПІ: № 2 (2019)
Valentyn V. Tsapenko, Mykola F. Tereshchenko, Grygorii S. Tymchik, МОДЕЛІ ОЦІНЮВАННЯ БІОМЕХАНІЧНИХ ПАРАМЕТРІВ НИЖНІХ КІНЦІВОК У ДІТЕЙ , Наукові вісті КПІ: № 1 (2019)
Anatolii Yu. Kravchenko, Mykola F. Tereshchenko, Grigory S. Tymchik, ВИМІРЮВАННЯ ПОТУЖНОСТІ УЛЬТРАЗВУКУ ВИПРОМІНЮВАЧІВ АПАРАТІВ УЛЬТРАЗВУКОВОЇ ТЕРАПІЇ , Наукові вісті КПІ: № 4 (2019)

Схожі статті

Павло Кость, Лариса Гліненко, МЕТОДИКА ВИБОРУ СТРУКТУРИ ПЕРЕДАВАЛЬНОГО ТРАКТУ ДЛЯ ТЕРМОЯДЕРНИХ УСТАНОВОК , Наукові вісті КПІ: Том 143 № 2 (2026)
Костянтин Бровко, Павло Буданов, Олег Великогорський, Юлія Олійник, Наталія Винокурова, Сергій Войтенко, ІМІТАЦІЙНА МОДЕЛЬ ЦИФРОВОГО ДВІЙНИКА ТЕХНОЛОГІЧНОГО ПРОЦЕСУ ЕНЕРГОБЛОКУ АЕС , Наукові вісті КПІ: Том 143 № 2 (2026)
Євген Панкратов, Григорій Тимчик, МІКРОСЕРВІСНА АРХІТЕКТУРА ТА АЛГОРИТМИ МОДУЛЬНОЇ СИСТЕМИ АВТОМАТИЗАЦІЇ ТЕХНОЛОГІЧНИХ ПРОЦЕСІВ МАЛОГО БІЗНЕСУ , Наукові вісті КПІ: Том 143 № 2 (2026)
Євгеній Алексеїк, Ольга Алексеїк, КОНСТРУКЦІЇ ТЕПЛООБМІННИХ АПАРАТІВ НА ДВОФАЗНИХ ТЕПЛОПЕРЕДАВАЛЬНИХ ЕЛЕМЕНТАХ ДЛЯ УТИЛІЗАЦІЇ ТЕПЛОТИ ПОВІТРЯ У ВЕНТИЛЯЦІЙНИХ СИСТЕМАХ: ОГЛЯД , Наукові вісті КПІ: Том 135 № 1-2 (2022)
Надія Іванівна Бурау, Сергій Миколайович Величко, Станіслав Олегович Гуриненко, МОДЕЛЮВАННЯ ДИНАМІКИ АВТОНОМНОГО БЕЗПІЛОТНОГО ПІДВОДНОГО АПАРАТА ЗА ПРОСТОГО РУХУ , Наукові вісті КПІ: № 3 (2021)
Сергій Володимирович Титенко, КАРТИ ПОНЯТЬ, ЇХ ВИДИ ТА МЕТОДИ ЗАСТОСУВАННЯ В ІНФОРМАЦІЙНО-НАВЧАЛЬНИХ СИСТЕМАХ , Наукові вісті КПІ: № 4 (2020)
Вадим Володимирович Цибуленко, Станіслав Вікторович Шутов, Олег Осипович Боскін, НАНЕСЕННЯ ОМІЧНОГО КОНТАКТУ Al/SnAl НА КРЕМНІЙ З РІДИННОЇ ФАЗИ , Наукові вісті КПІ: № 2 (2021)
Vadym V. Tsybulenko, Stanislav V. Shutov, Oleg O. Boskin, ОСОБЛИВОСТІ ВИКОРИСТАННЯ МEТОДУ СКАНУЮЧОЇ РІДИННОФАЗОВОЇ ЕПІТАКСІЇ ДЛЯ ВИРОЩУВАННЯ ТОВСТИХ ЕПІТАКСІЙНИХ ШАРІВ , Наукові вісті КПІ: № 3 (2020)
Dmitry Yu. Ushchapovskyi, Oleksander G. Liniuchev, Tetyana I. Motronyuk, Olga V. Linyucheva, Aleksandr Yu. Bilchenko, ТЕХНОЛОГІЧНІ ЗАСАДИ ОЧИЩЕННЯ ЗАБРУДНЕНОГО ВОДНОГО СЕРЕДОВИЩА ТА РЕГЕНЕРАЦІЯ КОНЦЕНТРОВАНИХ ВІДПРАЦЬОВАНИХ НІТРАТНО-ХЛОРИДНО-СУЛЬФАТНИХ ПРОМИСЛОВИХ РОЗЧИНІВ , Наукові вісті КПІ: № 5-6 (2019)
Олексій Зарицкий, Валерій Данилов, МОДЕЛЬ КЛАСИФІКАЦІЇ РАКОВИХ ЗАХВОРЮВАНЬ ШКІРИ НА ОСНОВІ ІНТЕГРАЦІЇ ДИСКРИМІНАТОРА В АРХІТЕКТУРУ СХОДОВИХ НЕЙРОННИХ МЕРЕЖ , Наукові вісті КПІ: Том 139 № 2 (2025)

1-10 з 13 Наступне

Ви також можете розпочати розширений пошук схожих статей для цієї статті.

[1] M. Tereshchenko et al. , Biophysics . Kyiv, Ukraine: Polytechnika, 2019. Available: http://ela.kpi.ua/handle/123456789/27589

[2] G. Tymchik et al. , “Investigation thermal conductivity of biological materials by direct heating thermistor method”, in Proc. IEEE 38th Int. Conf. Electronics and Nanotechnology (ELNANO) , Kyiv, 2018, pp. 429–434. doi: 10.1109/ELNANO.2018.8477460

[3] G. Tymchik et al. , “Monitoring of temperature changes during laser therapy”, Bulletin of Kyiv Polytechnic Institute. Series Instrument Making , vol. 47, pp. 156–162, 2014.

[4] M. Kokodiy et al. , “Thermal processes in human skin during laser pulse irradiation”, Photobiology and Photomedicine , vol. 24, pp. 69–72, 2018.

[5] G. Tymchik et al. , “Research of the influence of laser radiation on temperature processes in biological tissues”, Bulletin of Kyiv Polytechnic Institute. Series Instrument Making , vol. 49, pp. 153–158, 2015.

[6] A. Pushkareva, Methods of Mathematical Modeling in Optics of Biological Tissue. Saint Petersburg, Russia: SPbSU ITMO, 2008.

[7] O. Shmendel et al. , “Processes of changes of temperature gradients in biological tissues under the action of laser radiation”, in Proc. XII Conf. Looking into the Future of Instrument Making , Kyiv, Ukraine, 2019, pp. 337–340.

[8] L.E. Dolotov et al. , “Design and evaluation of a novel portable erythema-melanin-meter”, Lasers in Surgery and Medicine , vol. 34, pp. 127–135, 2004, doi: 10.1002/lsm.10233

[9] A. Dunaev and S. Korndorf, “Control of laser radiation power absorbed in the epidermis during low-intensity laser therapy”, Vestnik Novych Medicinskich Technologyi , vol. 9, no. 4, pp. 63–66, 2002.

[10] Guide on Operation “Lika Therapevt M” . Cherkasy, Ukraine: PSIE “Photonica Plus”, 2016.

[11] M. Kokodiy et al. , “Thermal processes in the human skin irradiated with LEDs”, in Proc. XLV Int. Conf. Application of Lasers in Medicine and Biology , Kharkiv, Bukovel, Ukraine, 2016, pp. 124–8.

[12] S. Matvienko et al. , “Influence of convection processes in a liquid on the error of measurement of thermal conductivity by the method of direct heating of a thermistor”, Naukovi Visti NTUU KPI , no. 4, pp. 121–130, 2017. doi: 10.20535/1810-0546.2017.5.107938

[13] S. Matvienko et al. , “Investigation of thermal conductivity of inhomogeneous biological solutions by the method of direct heating of the thermistor”, in Proc. X Int. Conf. Instrumentmaking–2017 , Minsk, Republic of Belarus, 2017, pp. 110–111.

[14] V. Shvidky and M. Tereshchenko, “Dynamics of changes in laser radiation parameters in biological tissues”, Bulletin of Kyiv Polytechnic Institute. Series Instrument Making , vol. 54, no. 2, pp. 111–117, 2017. doi: 10.20535/1970.54(2).2017.119570

[15] M. Tereshchenko et al. , “Using the CARDIOMOOD hardware and software complex in estimating the effect of laser radiation on the state of the autonomic nervous system of a person”, Bulletin of Kyiv Polytechnic Institute. Series Instrument Making , vol. 50, no. 2, pp. 160–169, 2015.

[16] D. Sliney et al. , Safety with Lasers and Other Optical Sources: A Comprehensive Handbook . New York: Springer Science+Business Media, 1980. doi: 10.1007/978-1-4899-3596-0

[17] S. Hellwig et al. , “Aktueller Stand der Lasertherapie in der Dermatologie”, Hautarzt, Germany: Springer-Verlag, 1998, pp. 690–704. doi: 10.1007/s001050050811

[18] M.O. Bodendorf et al. , “Fraktionale Lasertherapie der Haut”, J. Compilation , vol. 7, no. 4, pp. 301–308, 2009. doi: 10.1111/j.1610-0387.2008.06845.x

[19] R. Webb et al . , “Thermal transport characteristics of human skin measured in vivo using ultrathin conformal arrays of thermal sensors and actuators”, PLoS ONE , vol. 10, no. 2, 2015. doi: 10.1371/journal.pone.0118131

[20] F.J.C. Lima et al. , “Use alone or in combination of red and infrared laser in skin wounds”, J. Lasers. Med ., vol. 5, no. 2, pp. 51–57, 2014.

[21] S. Moskvin, “Low-level laser therapy in Russia: history, science and practice”, Lasers Med. Sci. , vol. 8, no. 2, pp. 56–65, 2017.

[22] V.G. Petruk et al. , “Modelling of spectral characteristics of biological tissues skin layer of the epidermis as objects of biomedical diagnostics”, Visnyk Khmelnytskogo Nationalnogo Universitetu. Ser. Technichni Nauki , no. 2, pp. 218–222. 2015.

[23] P. Oltulu et al. , “Measurement of epidermis, dermis, and total skin thicknesses from six different body regions with a new ethical histometric technique”, Turk. J. Plast. Surg. , vol. 26, pp. 56–61, 2018. doi: 10.4103/tjps.tjps_2_17

[24] P. Avci et al. , “Low-level laser (light) therapy (LLLT) in skin: stimulating, healing, restoring”, Semin. Cutan. Med. Surg ., vol. 32, pp. 41–52, 2013.