Аналитический подход к описанию нагрева многокомпонентных биологических тканей лазерным пучком

Развит аналитический подход к решению системы уравнений теплопроводности в двухкомпонентных биологических тканях при внешнем облучении узким лазерным пучком. Учтены осевой и радиальный перенос тепла в среде, теплообмен между капиллярами и окружающей их тканью, а также теплоотдача во внешнюю среду. Получены простые формулы, описывающие пространственно-временные распределения температуры ткани, которые практически не требуют использования средств программирования для вычислений. На основе разработанной методики приведены примеры полей температуры в среде для различных длин волн облучения в диапазоне 400–700 нм при широкой вариации геометрических и оптико-теплофизических параметров задачи. Оценены временные интервалы, в которых можно пользоваться более простым приближением бесконечно широкого пучка для анализа теплового режима ткани, облучаемой узким пучком света. Аналитическая запись функции Грина задачи с узким пучком, полученная в работе, показывает, что применимость указанного приближения определяется не условием существенного превышения ширины пучка над глубиной проникновения света в среду, а радиусом пучка, коэффициентом температуропроводности и моментом времени после начала светового воздействия.