Средства измерений 22 Приборы и методы измерений, № 1 (8), 2014 УДК 615.849.19 КОНЦЕПЦИЯ УСТРОЙСТВА ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ПРИПОВЕРХНОСТНОГО ЛАЗЕРОФОРЕЗА Рыжевич А.А.1, Солоневич С.В.1, Железнякова Т.А.2 1Институт физики НАН Беларуси, г. Минск, Республика Беларусь 2Белорусский государственный университет, г. Минск, Республика Беларусь e-mail: a.ryzhevich@dragon.bas-net.by Выработана концепция электронно-оптического устройства для проведения процедуры приповерхностного лазерофореза с применением динамических градиентных световых полей (ДГСП) интерференционного типа. С целью выбора оптимальной конструкции рассмотрены несколько вариантов устройств, позволяющих формировать такие ДГСП. В рамках модели биоткани с неравновесным поглощением излучения микроструктурны- ми элементами рассчитана аналитически в общем виде зависимость коэффициента температурного реагирования биоткани от степени когерентности воздействующего на нее ДГСП. Предложен критерий выбора лазерного источника по степени когерент- ности его излучения для проведения приповерхностного лазерофореза посредством ДГСП. Ключевые слова: лазерофорез, динамическое градиентное световое поле, интерференция, сте- пень когерентности. Введение Лазерофорез – сравнительно новый способ введения лекарственного препарата в биоткань под действием лазерного излучения [1–4]. В случаях, когда патологические процессы лока- лизованы на внешних поверхностях организ- ма – верхних слоях кожи и слизистой оболочке, целесообразно вводить лекарственный препа- рат только в пораженные области биоткани, т.е. на небольшую глубину. Для проведения припо- верхностного лазерофореза в [5] нами впервые было предложено применять динамические градиентные световые поля (ДГСП), представ- ляющие собой интерференционные световые поля различных конфигураций с изменяю- щимся во времени распределением интенсив- ности [4, 6, 7]. Динамическая интерференцион- ная картина обеспечивает модуляцию интен- сивности во времени в каждой точке поверхно- сти облучаемой биоткани по определенному закону, что приводит к существенному повы- шению эффективности лазерофореза по коли- честву введенного препарата [5]. Лазерное из- лучение при распространении вглубь биоткани быстро теряет когерентность и деполяризу- ется [8], глубина модуляции интенсивности в ДГСП уменьшается, вследствие чего эффек- тивность лазерофореза с глубиной быстро сни- жается. Глубина пространственной модуляции интенсивности ДГСП интерференционного ти- па на облучаемой поверхности в каждый мо- мент времени определяется степенью коге- рентности излучения используемого лазерного источника. Поэтому в настоящей работе прове- ден расчет зависимости коэффициента темпе- ратурного реагирования биоткани, сильно вли- яющего на эффективность лазерофореза, от степени когерентности воздействующего на нее ДГСП интерференционного типа. На этой ос- нове предложен критерий выбора лазерного источника по степени когерентности излучения для проведения приповерхностного лазерофо- реза. Устройства для формирования динамиче- ского градиентного светового поля и выбор оптимальной конструкции для проведения приповерхностного лазерофореза ДГСП в подавляющем большинстве слу- чаев по своей природе являются интерферен- ционными световыми полями. Градиентными их называют в силу того, что интерференцион- Средства измерений Приборы и методы измерений, № 1 (8), 2014 23 ные минимумы и максимумы могут иметь ма- лые размеры (порядка нескольких длин волн используемого излучения), из-за чего в них наблюдается сравнительно высокие градиенты интенсивности. ДГСП могут быть сформиро- ваны в виде суперпозиций двух и более свето- вых пучков, однако на практике чаще всего ис- пользуются двухлучевые ДГСП. Базовый принцип построения электронно-оптических устройств для формирования двухлучевых ДГСП показан на рисунке 1. Вначале рассмот- рим обычную схему на рисунке 1а. Излучение лазерного источника 1 с помощью светодели- тельного элемента 2 (предпочтительно светоде- лительного кубика) разделяется на два свето- вых пучка, обычно близких по мощности. От- ражательные элементы 3 и 4 (зеркала либо по- воротные призмы) поворачивают световые пучки примерно на 90 градусов. Устройство 6 изменяет направление распространения и/или фазу одного из пучков, а отражающий элемент 3 поворачивает другой пучок таким образом, чтобы он пересекся с первым. Вблизи плоско- сти 7 в результате интерференции формируется ДГСП, чаще всего имеющее распределение ин- тенсивности в виде периодических парал- лельных световых полос, перпендикулярных плоскости, в которой лежат пересекающиеся световые пучки. При изменении фазы либо направления распространения одного из пучков интерференционные полосы с определенной скоростью смещаются по плоскости наблюде- ния 7 в направлении, лежащем в плоскости ин- терферирующих световых пучков. Смещение интерференционных полос приводит к измене- нию во времени интенсивности облучения в каждой точке плоскости 7. Если по точке плос- кости пробегают последовательно и с одинако- вой скоростью несколько интерференционных полос, в этой точке наблюдается временная мо- дуляция интенсивности по гармоническому закону. Поверхность облучаемой биоткани для проведения приповерхностного лазерофореза должна быть расположена именно вблизи плоскости 7. Устройство 8 служит для вырав- нивания интенсивностей интерферирующих световых пучков. Это нужно для обеспечения максимальной пространственной модуляции интенсивности интерференционного поля в каждый момент времени и, соответственно, обеспечения наибольшей эффективности при- поверхностного лазерофореза, что будет пока- зано ниже. В случае если излучение лазерного источника 1 обладает достаточно высокой сте- пенью пространственной и временной коге- рентности (как, например, у гелий-неоновых лазеров), аксиально симметричным распреде- лением интенсивности в своем поперечном се- чении и при этом угол, под которым интерфе- рируют световые пучки, не слишком мал [9, 10], вполне оправдано применение для форми- рования ДГСП упрощенной оптической схемы, показанной на рисунке 1б. а б Рисунок 1 – Обычная (а) и упрощенная (б) оптиче- ские схемы для формирования динамических гради- ентных световых полей: 1 – лазерный источник; 2 – светоделительный элемент; 3, 4, 5 – отражатель- ные элементы; 6 – устройство для изменения направления распространения и/или фазы светового пучка; 7 – плоскость наблюдения динамических градиентных световых полей; 8 – устройство для уменьшения интенсивности светового пучка Данная схема позволяет уменьшить коли- чество используемых оптических элементов (удаляются отражательные элементы 4 и 5). Но если предполагается использование в качестве лазерного источника полупроводникового ла- зера, излучение которого обладает не слишком высокой степенью когерентности, то упрощен- ная схема совершенно непригодна для форми- рования ДГСП, поскольку оптические пути ин- терферирующих пучков существенно различа- Средства измерений 24 Приборы и методы измерений, № 1 (8), 2014 ются. В дальнейшем обсуждении будем иметь в виду обычную схему (рисунок 1а), в которой интерферирующие световые пучки имеют оди- наковые интенсивности. При этом будем счи- тать, что энергетические потери, связанные с поглощением и паразитным отражением в ис- пользуемых оптических элементах, пренебре- жимо малы благодаря применению просветля- ющих технологий и качественных оптических материалов. Для характеристики качества формируе- мого ДГСП обычно используют видность, ко- торая рассчитывается по максимальному Imax и минимальному Imin значению интенсивности в этом поле в конкретный момент времени: v = (Imax – Imin)/(Imax + Imin). (1) Для рассматриваемого случая можно запи- сать (1) также в следующем виде: v = AI / I0, (2) где AI – амплитуда колебаний интенсивности интерференционной картины; I0 – интенсив- ность исходного излучения (см. рисунок 2). Та- ким образом, если нам известны величины v и I0, мы при необходимости можем определить из (2), что AI = vI0. Рисунок 2 – Схематическое изображение зави- симости интенсивности излучения I в частично ко- герентном динамическом градиентном световом поле от координаты x В случае если интенсивность двух ин- терферирующих пучков одинакова, видность интерференционной картины равна доле коге- рентного света, присутствующего в интерфери- рующих световых пучках, т.е. степени коге- рентности излучения в этой области простран- ства. Кроме того, видность также имеет смысл коэффициента амплитудной модуляции. Рассмотрим далее виды устройств для формирования ДГСП с точки зрения целесооб- разности их применения для проведения при- поверхностного лазерофореза. Наиболее уни- версальным устройством для формирования ДГСП, несомненно, являются пространствен- ные модуляторы света (spatial light modulator, SLM), управляемые компьютером. Данные устройства работают по схеме, отличной от приведенной на рисунке 1. Матрицы управляе- мых элементов SLM могут работать либо на пропускание, либо на отражение света. Изме- няя интенсивность и/или фазу парциальных пучков, SLM могут формировать ДГСП самых различных конфигураций. SLM, по нашему мнению, имеют только один недостаток – срав- нительно высокую стоимость. В качестве устройства 6 для отклонения одного из интер- ферирующих световых пучков при формирова- нии ДГСП может применяться электрооптиче- ский дефлектор [9]. При изменении угла, под которым сходятся интерферирующие пучки, происходит не только смещение интерферен- ционных полос, но и изменение их ширины, хотя и незначительное. Заданное отклонение пучка и формирование ДГСП происходит при подаче на обкладки электрооптического кри- сталла определенного напряжения. В принципе, устройства на основе электрооптического де- флектора могли бы использоваться для припо- верхностного лазерофореза, однако малая ра- бочая апертура (около 1 мм), сложность в изго- товлении и отсутствие серийного производства дефлекторов являются в комплексе серьезным отрицательным фактором, препятствующим широкому их использованию. Для плавного изменения фазы одного из пучков в качестве устройства 6 может исполь- зоваться плоскопараллельная стеклянная пла- стина, поворачиваемая, например, шаговым двигателем. Однако после достижения некото- рого крайнего положения пластина должна ли- бо моментально вернуться в начальное по- ложение, что невозможно при использовании шагового двигателя, либо начать вращаться в обратном направлении. Частые изменения направления вращения, необходимые для до- стижения оптимальной для лазерофореза ча- стоты пульсации интенсивности (40–400 Гц) [5], приводят к возникновению вибрации уст- Средства измерений Приборы и методы измерений, № 1 (8), 2014 25 ройства, что недопустимо при формировании ДГСП интерференционного типа. Наиболее оптимальной, по нашему мне- нию, в качестве устройства 6 выглядит пьезо- керамическая подложка, которая может быть конструктивно установлена под отражающий элемент 4 или 5. Размер отражающих элемен- тов 3, 4, 5 выбирается в зависимости от диа- метра выходного пучка лазерного излучателя. Работа данного устройства подробно описана в работе [10]. На пьезокерамическую подложку подается специально рассчитанное по ампли- туде пилообразно модулированное во времени напряжение с вертикальным задним фронтом, зеркало изменяет фазу одного из интерфериру- ющих пучков, вследствие чего интерференци- онные полосы плавно смещаются в плоскости 7 с постоянной скоростью на целое число перио- дов, обеспечивая при этом оптимальную для лазерофореза частоту пульсации интенсивности облучения, затем очень быстро возвращаются в исходное положение. Вертикальным может быть передний фронт пилообразно модулиро- ванного напряжения. Тогда смещение полос и их возвращение в исходную позицию происхо- дят в обратном порядке. Данное устройство имеет сравнительно невысокую стоимость и может без особых затруднений выпускаться массово. Влияние динамических градиентных свето- вых полей на процесс лазерофореза Для описания взаимодействия биоткани с лазерным излучением в процессе лазерофореза мы будем использовать модель биоткани с неравновесным поглощением излучения мик- роструктурными элементами, описанную в [5]. При воздействии на биоткань излучения с постоянной интенсивностью происходит один цикл нагрев–остывание, т.е. подвижные эле- менты билипидной оболочки поглощающего излучения структурного элемента биоткани начинают выдвигаться после начала облучения и начинают возвращаться в исходное положе- ние после прекращения облучения. Поскольку лазерофорез представляет собой проникнове- ние молекул препарата внутрь ткани, то чем большее количество подвижных элементов вы- двинется на как можно большее расстояние в результате воздействия лазерного излучения и чем больше таких изменений конфигурации мембраны будет происходить в единицу вре- мени, тем больше будет проницаемость мем- браны и соответственно выше эффективность лазерофореза [5]. Изменение объёма структурного элемента в зависимости от изменения температуры равно ∆V(t) = βТV0∆T(t), (3) где βТ – термический коэффициент объемного расширения вещества; V0 – первоначальный объем некоторой замкнутой области; ∆T(t) – изменение температуры. Для определения функции ∆V(t) по фор- муле (3) нужно получить явный вид зависимо- сти ∆T(t). При облучении рассматриваемого участка в течение времени t излучением с дли- ной волны λ и интенсивностью I(t) при наличии оттока тепла из нагретой области структурного элемента величина отклонения температуры ∆T от первоначального значения в момент времени t определяется из дифференциального уравне- ния: ∆T(t)'t = bI(t) – ∆T(t) / τ, (4) где τ = L2/χ – характерное время температурной релаксации структурного элемента; L – линей- ный размер структурного элемента; χ = κ/(ρc) – коэффициент температуропроводности биот- кани; κ – коэффициент теплопроводности био- ткани; b = ∆α(λ)/(ρc), ∆α(λ) = α1(λ)–α2(λ), α1(λ) и α2(λ) – коэффициенты поглощения среды на длине волны λ для областей 1 (структурного элемента) и 2 (жидкости, окружающей струк- турный элемент) соответственно; ρ, c – плот- ность и удельная теплоемкость среды в струк- турном элементе. Поскольку в данном случае под структурными элементами биоткани мы понимаем биологические клетки, характерный размер которых составляет L ≈ 10 мкм (диаметр эритроцитов, мышечных клеток), а коэффици- ент температуропроводности внутри- и меж- клеточной жидкости близок к таковому у воды и для большинства тканей составляет χ = (1,2– 1,4)·10–7 м2/с [11, с. 81–83], то характерное вре- мя температурной релаксации биологической клетки составляет τ = (0,7–0,8) мс. Для случая, когда интенсивность излуче- ния постоянна I1(t) = I10 и в начальный момент времени (t = 0) ∆T1(0) = 0, решение уравнения (4) выглядит следующим образом: ∆T1(t) = bI10τ [1 – exp(– t/τ)]. (5) Средства измерений 26 Приборы и методы измерений, № 1 (8), 2014 Из (5) для случая облучения биоткани не- прерывным лазерным излучением с постоянной интенсивностью для достаточно большого вре- мени облучения (t → ∞) получаем предельно возможное изменение температуры: ∆T1 lim = bI10τ. (6) После прекращения облучения происходит постепенное охлаждение структурного элемента. При воздействии лазерного излучения с модулированной во времени интенсивностью в мембранах происходит периодическое смеще- ние кластеров липидов и возвращение их в по- ложение, близкое к первоначальному. Модуля- ция интенсивности излучения дополнительно и в значительной мере увеличивает эффектив- ность лазерофореза за счет многократных цик- личных процессов увеличения-уменьшения объема структурных элементов биоткани [5]. Для случая, когда интенсивность излуче- ния изменяется по закону I2(t) = I20sin 2 (ωt), где I20 – максимальное значение интенсивности; ω – циклическая частота, изменение темпера- туры рассчитывается так: . 2τω8 )ω2sin(ωτ2)ω2cos(1τω4τω4 τ)( 22 22τ22 202      tte bItT t (7) В этом случае предельно возможное изме- нение температуры составляет: ∆T2 lim = bI20τ. (8) Если степень когерентности v излучения отлична от 1, то интенсивность излучения в определенном месте интерференционной кар- тины можно представить как сумму постоян- ной I10 и переменной I2(t) составляющих: I(t) = I10 + I20sin 2 (ωt). (9) С учетом (2) получаем, что: I10 = Imin = I0 – AI = I0(1 – v) (10) и: I20 = 2AI = 2vI0. (11) С учетом (10) и (11) из (9) получаем: I(t) = I0(1 – v) + 2vI0sin 2 (ωt). (12) Полное изменение температуры ∆T(t) структурного элемента в таком случае также можно представить в виде суммы: ∆T(t) = ∆T1(t) + ∆T2(t). (13) С учетом (5), (7), (10) и (11) из (13) полу- чим величину температурного реагирования биоткани: ∆T(t) = (1 – v)I0bτ [1 – exp(– t/τ)] + τ2 0bvI 2τω8 )ω2sin(ωτ2)ω2cos(1τω4τω4 22 22τ22     tte t = = (1 – v)f1(t) + 2vf2(t), (14) где f1(t) = I0bτ [1 – exp(– t/τ)]; f2(t) = 2τω8 )ω2sin(ωτ2)ω2cos(1τω4τω4 τ 22 22τ22 0    tte bI t . Одним из параметров состояния струк- турного элемента, характеризующих эффектив- ность лазерофореза, является отношение вели- чины изменения его температуры ∆T в данный момент времени к предельно возможному из- менению температуры структурного элемента ∆Tlim. Из (14) с учётом (6), (8), (10) и (11) полу- чаем, что предельно возможное изменение тем- пературы структурного элемента биоткани со- ставляет: ∆Tlim = ∆T1 lim + ∆T2 lim = (1 + v)I0bτ. (15) С использованием (12), (14) и (15) получены приведенные на рисунке 3 графики зависимости величин I(t) и ∆T/∆Tlim от времени при разных значениях степени когерентности излучения. Для теоретической оценки эффективности воздействия модулированного излучения при произвольном значении v может применяться так называемый коэффициент температурного реа- гирования биоткани, равный отношению разно- сти максимального ∆Tmax и минимального ∆Tmin изменения температуры D∆T к предельно воз- можному изменению температуры ∆T lim: lim minmax lim T TT T D T      . (16) В случае ДГСП величина D∆T полностью определяется синусоидальной составляющей Средства измерений Приборы и методы измерений, № 1 (8), 2014 27 колебаний температуры структурного эле- мента. В целом для импульсов излучения про- извольной формы величина D∆T обычно опре- деляется численными методами, однако для синусоидальных импульсов она может быть рассчитана аналитически при допущении, что колебания температуры уже установились (t >> τ). а б в г д е Рисунок 3 – Функции интенсивности лазерного излучения и изменения температуры структурного элемента по отношению к максимально достижимому значению температуры ΔT lim при воздействии динамического градиентного светового поля с v = 0 (а); 1/4 (б); 1/3 (в); 1/2 (г); 2/3 (д) и 1 (е) при интенсивности исходного излучения I0 = 100 мВт/см 2 В таком случае функция (7) имеет экстре- мумы в моменты времени: ω2 n t e   , n = 0, 1, 2, 3, (17) где β = arctg (2ωτ). Анализируя (14) и (17), по- лучаем, что в момент времени te1 = β/(2ω) вели- чина ∆T(t) достигает минимального значения ∆Tmin, а при te2 = (β + π)/(2ω) – максимального ∆Tmax. Средства измерений 28 Приборы и методы измерений, № 1 (8), 2014 После подстановки соответствующих зна- чений для D∆T получаем:    .sinωτ2cos 1τω4 τ sinωτ4cos2 2τω8 τ ))sin(ωτ2 )cos(sinωτ2(cos 2τω8 τ 22 20 22 20 22 20           bI bI bI D T (18) С учетом того, что 222 41 1 tg1 1 cos     и 222 41 2 tg1 tg sin       , из (18) получим следующее выражение: . 41 τ 41 4 41 1 1τω4 τ 22 20 22 22 2222 20               bI bI D T (19) Так как sin2(ωτ) ~ cos (2ωτ), то циклическая частота изменения интенсивности в интерфе- ренционной картине составляет 2ω = 2π/tпер, т.е. ω = π/tпер, где tпер – период пульсации излу- чения. Подставляем полученное выражение в (19) и получаем:     τ, 4/ /τ /41 τ 20 22 20 222 20 abI t tbI t bI D пер пер пер T         (20) где     22 4/ /    пер пер t t а – константа, которая определяется периодом пульсации излучения и физическими свойствами структурного эле- мента облучаемой биоткани. После подстановки (20) в (16) с учетом (15) получим окончательно: v v a bIv аbI T D T       1 2 τ)1( τ 0 20 lim . (21) Разделив левую и правую части (21) на па- раметр a, получим приведенный коэффициент температурного реагирования биоткани, кото- рый зависит только от свойств используемого излучения: v v Ta D T     1 2 lim . (22) На рисунке 4 представлен построенный на основании (22) график зависимости приведен- ного коэффициента температурного реагирова- ния биоткани от степени когерентности излу- чения. Данную зависимость можно использо- вать, чтобы ввести критерий применимости ла- зерного источника для проведения приповерх- ностного лазерофореза. В [5] показано, что эф- фективность лазерофореза модулированным во времени по интенсивности излучением (при 100 %-ной модуляции) примерно равна эффек- тивности лазерофореза постоянным излучени- ем, мощность которого в 2 раза больше средней мощности модулированного излучения. Поэто- му для приповерхностного лазерофореза следу- ет использовать такие лазерные источники, для которых средняя мощность модулированной по интенсивности компоненты излучения I20/2 бу- дет составлять не менее половины постоянной по интенсивности компоненты излучения I10. Рисунок 4 – Зависимость приведенного коэффициента температурного реагирования биоткани от степени когерентности излучения v Данное требование выполняется в том слу- чае, если приведенный коэффициент темпера- турного реагирования биоткани равен 0,5 (гра- ничная ситуация показана на верхнем графике рисунке 3в). Согласно зависимости, показанной на рисунке 4, степень когерентности должна составлять при этом не менее 1/3. Чтобы обеспечить максимальную эффек- тивность процесса лазерофореза посредством ДГСП, интерференционные полосы должны смещаться по облучаемой поверхности на Средства измерений Приборы и методы измерений, № 1 (8), 2014 29 1 межполосное расстояние за время от 4 до 20 τ [5]. Заключение Применяя ДГСП интерференционного ти- па для лазерофореза, можно существенно осла- бить нежелательное поступление лекарст- венного препарата в глубинные слои биоткани и общий кровоток, поскольку при распро- странении в сильно рассеивающих биотканях интерферирующие световые пучки теряют ко- герентность и деполяризуются, из-за чего вид- ность интерференционной картины быстро па- дает. Вследствие этого эффективность лазеро- фореза при облучении биоткани ДГСП в более глубинных слоях будет намного меньше, чем в поверхностных. Выработана концепция электронно-опти- ческого устройства для проведения приповерх- ностного лазерофореза с помощью ДГСП. Наиболее оптимальной для массового произ- водства, по мнению авторов, является кон- струкция устройства на основе двухлучевой интерференционной схемы с изменением фазы одного из интерферирующих пучков с помо- щью пьезокерамической подложки, управляе- мой пилообразно модулированным во времени напряжением. Данное устройство позволяет использовать практически любые (твердотель- ные, полупроводниковые, газовые, жидкост- ные) типы лазеров, генерирующие излучение с нужной длиной волны, с любым диаметром выходного пучка и может обеспечить необхо- димые частоты пульсации интенсивности излу- чения на поверхности облучаемой биоткани. Проведен расчет величины температурного реагирования структурных элементов биоткани на воздействие ДГСП в рамках математической модели с неравновесным поглощением излучения структурными элементами биоткани. Показано, что результат воздействия ДГСП на био- ткань может быть описан как сумма эффектов от когерентной и некогерентной компонент лазер- ного излучения, формирующего ДГСП. Рассчитана зависимость приведенного коэффи- циента температурного реагирования биоткани от степени когерентности лазерного излучения, используемого для формирования ДГСП интер- ференционного типа. Чем выше степень коге- рентности лазерного излучения, тем выше эф- фективность лазерофореза с помощью ДГСП на поверхности биоткани. Предложен критерий вы- бора лазерного источника для проведения припо- верхностного лазерофореза по степени когерент- ности лазерного излучения, которая должна со- ставлять величину, не меньшую, чем 1/3. Список использованных источников 1. Киселёв, Г.А. Лазерное излучение: действие на распределение лекарственных веществ в тка- нях глаза (в эксперименте) / Г.А. Киселёв [и др.] // Вестник офтальмологии. – 1988. – Т. 104, № 1. – С. 40–43; № 2. – С. 40–43. 2. Басинский, С.Н. Лечение дистрофических забо- леваний в сетчатке и зрительного нерва мето- дом лазерофореза / С.Н. Басинский, В.Н. Крас- ногорская // Офтальмохирургия. − 1996. – № 2. – С. 18–22. 3. Москвин, С.В. / Механизм переноса лекар- ственных веществ через кожу методом лазе- рофореза / С.В. Москвин, А.А. Миненков // Клиническая дерматология и венерология. – 2010. – Т. 79, № 5. – С. 79–84. 4. Введение препаратов в организм под дей- ствием лазерного излучения. Эксперимен- тальная база, закономерности, область приме- нения и перспективы развития лазерофореза / А.А. Рыжевич, Т.А. Железнякова, С.В. Соло- невич. – Саарбрюккен : Lambert Academic Publishing, 2011. – 216 с. 5. Железнякова, Т.А. Метод лазерофореза по- средством излучения с периодически изме- няющейся во времени интенсивностью / Т.А. Железнякова, М.М. Кугейко, С.В. Соло- невич, А. А. Рыжевич // Вестн. БГУ. Сер. 1. – 2009. – № 3. – С. 24–30. 6. Способ формирования переменного градиент- ного светового поля : пат. 10393 Респ. Бела- русь, МПК (2006) G 02F 1/01 / А.А. Рыжевич, Ю.А. Куприянова; заявители ГНУ «Институт физики Б.И. Степанова НАН Беларуси», Ю.А. Куприянова. – № a 20050993; заявл. 17.10.2005; опубл. 28.02.2008 // Афіцыйны бюл. / Нац. цэнтр інтэлектуал. уласнасці. – 2008. – № 1 (60). – Ч. 1. – С. 146–147. 7. Устройство для формирования динамического градиентного светового поля: пат. № 7053 Респ. Беларусь, МПК (2009) G 02F 1/01 / А.А. Ры- жевич, Т.А. Железнякова, С.В. Солоневич; за- явитель ГНУ «Институт физики Б.И. Степанова НАН Беларуси». – № u 20100682; заявл. 30.07.2010; опубл. 28.02.2011 // Афіцыйны бюл. Вынаходствы. Карысныя мадэлі. Прамысловыя ўзоры / Нац. цэнтр інтэлектуал. уласнасці. – 2011. – № 1 (78). – С. 223–224. 8. Лобко, В.В. Существенна ли когерентность низкоинтенсивного лазерного света при его воздействии на биологические объекты? / Средства измерений 30 Приборы и методы измерений, № 1 (8), 2014 В.В. Лобко, Т.Й. Кару, В.С. Летохов // Биофи- зика. – 1985. – Т. 30, вып. 2. – С. 366–371. 9. Солоневич, С.В. Метод формирования управля- емого градиентного светового поля с исполь- зованием электрооптического кристалла / С.В. Солоневич, П.М. Алешко, А.А. Рыже- вич, А.Г. Мащенко // Вес. Нац. акад. навук Беларусі. Сер. фіз.-мат. навук. – 2006. – № 5. – С. 115–118. 10. Железнякова, Т.А. Возможность применения полупроводниковых лазеров для проведения приповерхностного лазерофореза / Т.А. Же- лезнякова, А.А. Рыжевич, С.В. Солоневич // Электроника Инфо. – 2013. – № 12 (102). – С. 36–42. 11. Прикладная лазерная медицина : учеб. и справ. пособие / под. ред. Х.-П. Берлиена, Г.Й. Мюллера ; сокращ. пер. с нем. ; под ред. Н.И. Коротеева, О.С. Медведева. – Берлин : Центр лазерной и медицинской технологии; М. : Интерэксперт, 1997. – 356 с. ________________________________________________________ CONCEPTION OF A DEVICE FOR CARRYING OUT OF NEAR-SURFACE LASER PHORESIS Ryzhevich A.A. 1 , Solonevich S.V. 1 , Zheleznyakova T.A. 2 1 B.I. Stepanov Institute of Physics of NAS of Belarus, Minsk, Belarus 2 Belarusian State University, Minsk, Belarus e-mail: a.ryzhevich@dragon.bas-net.by Abstract. We developed a conception of the electronic-optical device for carrying out of the near- surface laser phoresis procedure using the dynamical gradient light field (DGLF) of the interference type. To select an optimal construction we considered some variants of devices for formation of the such DGLFs. In the framework of a model of biological tissues with nonequilibrium radiation absorption by its microstruc- tures we calculated the general form of the temperature response dependence on the coherence ratio of the affecting DGLF. We proposed a criterion for choice of a laser source on the coherence ratio of its radiation for near-surface laser phoresis with DGLF. Keywords: laser phoresis, dynamic gradient light field, interference, coherence ratio. References 1. Kiseliov G.A., Lebedev O.I., Pospelov V.S., Lukoshkin A.V. [Laser radiation: influence on the distribution of medical drugs in tissues of an eye (in experiment)]. Vestnik oftal’mologii, 1988, vol. 104, no. 1, pp. 40−43; no. 2, pp. 40−43 (in Russian). 2. Basinskii S.N., Krasnogorskaia V.N. [Treatment of atherosclerotic sicknesses in retina and optic nerve by the method of laser phoresis]. Oftal’mokhirurgiya, 1996, no. 2, pp. 18−22 (in Russian). 3. Moskvin S.V., Minenkov A.A. [The mechanism of transcutaneous drug transfer assisted by laserophoresis]. Klinicheskaya dermatologiya i venerologiya, 2010, vol. 79, no. 5, pp. 79–84 (in Russian). 4. Ryzhevich A.A., Zheleznyakova T.A., Solonevich S.V. Vvedeniye preparatov v organism pod deystviyem la- zernogo izlucheniya. Eksperimental’naya baza, zakonomernosti, oblast’ primeneniya i perspektivy razvitiya [In- troduction of medications in organism under laser radiation influence. Experimental base, regularities, range of application and prospect of development]. Saarbrucken, Lambert Academic Publ., 2011, 500 p. (in Russian). 5. Zheleznyakova T.A., Kugeiko M.M., Solonevich S.V., Ryzhevich A.A. [The method of laser phoresis using ra- diation with intensity changing periodically in time]. Vestnik Belorusskogo gosudarstvennogo universiteta. Se- riia 1, 2009, no. 3, pp. 24–30 (in Russian). 6. Ryzhevich A.A., Kupriyanova Yu.A. Sposob formirovaniya peremennogo gradientnogo svetovogo polya [The method of variable gradient light field formation]. Patent of Republic of Belarus, no. 10393, 2008 (in Russian). Средства измерений Приборы и методы измерений, № 1 (8), 2014 31 7. Ryzhevich A.A., Zheleznyakova T.A., Solonevich S.V. Ustroystvo dlya formirovaniya dinamicheskogo gradiyentnogo svetovogo polya [The device for formation of dynamical gradient light field]. Patent of Republic of Belarus on useful model, no. 7053, 2011 (in Russian). 8. Lobko V.V., Karu T.I., Letokhov V.S. [Is low-intensity laser light coherence essential when biological objects are affected?]. Biofizika, 1985, vol. 30, no. 2, pp. 366−371 (in Russian). 9. Solonevich S.V., Aleshko P.M., Ryzhevich A.A., Mashchenko A.G. [The method for controlled gradient light formation with use of electro-optical crystal]. Vestsi Natsyyanal’naj Akademii Navuk Belarusi. Seryya fiz.-mat. navuk, 2006, no. 5, pp. 115−118 (in Russian). 10. Zheleznyakova T.A., Ryzhevich A.A., Solonevich S.V. [Possibility of near-surface laser phoresis by semicon- ductor lasers radiation]. Elektronika Info, 2013, no. 12 (102), pp. 36–42 (in Russian). 11. Edited by Berlien Kh.-P., Miuller G.J. Prikladnaya lazernaya meditsina: Uchebnoye i spravochnoye posobiye. Sokrashchennyy perevod c nemetskogo jazyka [Applied laser medicine: School-book and manual. Brief transla- tion from German edited by Koroteeva N.I., Medvedeva O.S.]. Berlin, Tsentr lazernoy i meditsinskoy tekhnologii, Moscow, AO «Interekspert», 1997, 356 p. (in Russian). Поступила в редакцию 20.01.2014.