Метрология лазерной медицинской техники

Внедрение в медицине высокоэффективных лазерных технологий не может осуществляться без соответствующего развития и совершенствования метрологического обслуживания лазерной медицинской аппаратуры. Достижение достоверности и единства измерений основных параметров и характеристик лазерных аппаратов неразрывно связано с созданием и внедрением системы метрологического обеспечения в области лазерной медицины.

Ряд основных параметров и характеристик лазерной медицинской аппаратуры (спектральный, частотный, временной диапазоны и режимы излучения) определяются фундаментальными константами или техническими решениями, обеспечивающими их высокую точность и воспроизводимость, при которых параметры сохраняют в течение всего срока эксплуатации аппарата свои значения без изменения, либо с незначительными изменениями, не оказывающими существенного влияния на результаты лечебного процесса. Поэтому достаточным является их контроль и измерения лишь при выпуске аппарата.

В то же время энергетические параметры излучения во многом зависят от числа факторов в процессе эксплуатации и часто требуют управляемого варьирования их значением. Поэтому необходимым является не только контроль и калибровка аппаратов при выпуске, но и обеспечение возможности измерения их энергетических параметров в процессе медицинской эксплуатации аппаратов для установления требуемой в каждом конкретном случае дозировки. Это подтверждает необходимость применения фотометров, как правило, входящих в состав лазерных аппаратов последних лет разработки, в качестве средства измерения и их периодической поверки и регулировки в процессе эксплуатации аппаратов. Приемлемая и достаточная для медицинской практики погрешность измерения мощности излучения при этом составляет 15-20% ‒ для непрерывного и 25-30 % ‒ для импульсного излучения.

Особенности метрологии лазерной медицинской техники связаны, в первую очередь, со спецификой взаимодействия лазерного излучения с биотканью и доминирующим применением полупроводниковых излучателей (более 90 % аппаратуры) с расходимостью в десятки градусов. Помимо этого широко используются различные формирующие устройства (линзы, рассеиватели, волоконная оптика, насадки и т. п.). Поэтому использование для контроля мощности излучения стандартных СИ (например ИМО-2) с допустимой расходимостью в единицы градусов в большинстве случаев является некорректным и требуется применение специализированного измерительного и поверочного оборудования

Так для поверки и калибровки лазерной медицинской аппаратуры как терапевтического, так и хирургического назначения созданы установки для поверки фотометров «Альфа-Стандарт» и «Градиент». Указанная контрольно-измерительная аппаратура обеспечивает возможность поверки и калибровки встроенных и внешних СИ, используемых в лазерной медицинской аппаратуре. Она адаптирована к геометрическим характеристикам пучков лазерного излучения, применяемым в медицинской практике, позволяет проводить измерения значений средней мощности как непрерывного, так и импульсного и импульсно-модулированного лазерного излучения. При этом для аппаратуры «Альфа-Стандарт» предельное значение пиковой мощности составляет 20 Вт при длительности импульса 60-180 не и частоте следования до 15 кГц в спектральном диапазоне 0,63- 1,8мкм с погрешностью измерения (5-8) %. Для аппаратуры «Градиент» допустимая локальная плотность мощности 1000 Вт/см² в спектральном диапазоне 0,24-12,0 мкм с погрешностью измерений (2-5) %.

Аппаратура «Альфа-Стандарт» и «Градиент» предназначена для оснащения предприятий-производителей лазерной медицинской аппаратуры, подразделений и организаций осуществляющих обслуживание и ремонт лазерной медицинской техники, отделений медтехники.