Podczas przeprowadzania zabiegów biostymulacji laserowej, dla uzyskania żądanego efektu, do tkanki musi zostać doprowadzona odpowiednia dawka energii promieniowania. W celu określenia tej dawki trzeba wziąć pod uwagę kilka wielkości fizycznych.

   Energia dawki E (w dżulach [J])
Wyznacza ją iloczyn dobranej mocy promieniowania P (określanej w watach [W]) wychodzącego z lasera i czasu zabiegu t (w sekundach [s]):

   Powierzchniowa gęstość mocy GP (w watach na m² [W/m²])
Przy zadanej mocy promieniowania P, gęstość mocy dostarczanej na jednostkę powierzchni wyznaczona jest ilorazem:

    Powierzchniowa gęstość mocy GP informuje, jaka moc jest dostarczana na jednostkę powierzchni tkanki (1 m² lub 1 cm²) podczas trwania zabiegu. Mówiąc inaczej, GPokreśla jaka energia jest dostarczana w jednostce czasu (1 s) na jednostkę powierzchni.

Wielkość naświetlanej powierzchni można wyznaczyć - w przypadku naświetlania punktowego - w oparciu o znaną geometrię wiązki promieniowania wychodzącego z głowicy lasera (najczęściej w formie stożka lub walca). Naświetlany obszar S jest wówczas porównywalny do pola powierzchni przekroju wiązki laserowej. Większość zabiegów wymaga jednak naświetlania znacznie większej powierzchni. W tym celu przesuwa się sondę powoli i równomiernie po powierzchni tkanki (skanowanie) z prędkością ok. 0,5 do 1 cm/s, tak aby zapewnić jednakowe naświetlenie całego leczonego obszaru.

   Powierzchniowa gęstość energii GE (w dżulach na m² [J/m²])
Iloczyn powierzchniowej gęstości mocy GP i czasu trwania zabiegu t daje w wyniku powierzchniową gęstość energii GE:

ponieważ       więc    

Powierzchniowa gęstość energii GE jest wielkością najczęściej stosowaną w praktyce, ponieważ określają ją łatwe do kontrolowania parametry, takie jak moc promieniowania lasera, czas trwania zabiegu oraz wielkość naświetlanej powierzchni. W przypadku skanowania (omiatania), końcowy wzór pozwala - poprzez zastąpienie powierzchni S, powierzchnią całego obszaru A - w prosty sposób obliczyć całkowitą energię dostarczoną do obszaru leczonej tkanki:

Przedstawiona metoda obliczania dawki energii dotyczy laserów pracujących w trybie ciągłym. Dla lasera emitującego promieniowanie w impulsach, do wyznaczenia E oraz GE potrzebne jest obliczenie średniej mocy promieniowania P_śr, która w tym przypadku zastępuje w podanych wyżej wzorach wielkość P. Wyliczoną tą drogą energię E zastępuje się odpowiednio wartością średnią E_śr. Jest ona zdefiniowana jako iloczyn mocy promieniowania w jednym impulsie P_i, czasu trwania tego impulsu t_i i liczby impulsów na sekundę f (częstotliwość impulsów - w hercach Hz):

Jako uzupełnienie należy dodać, że częstotliwość impulsów jest parametrem ściśle związanym z okresem ich występowania określanym jako odwrotność wielkości f.

Okres T jest definiowany jako czas, który upływa pomiędzy pojawianiem się kolejnych impulsów i jest mierzony w sekundach.

    Przedstawione powyżej wzory wystarczą w zupełności do określenia wszystkich potrzebnych parametrów zabiegu. Należy jednak pamiętać o prawidłowym podstawianiu jednostek poszczególnych wielkości fizycznych: jeżeli np. moc podawana jest w mW (1 mW = 10^-3 W) to wszystkie pozostałe zmienne określające moc lub zawierające jednostkę mocy jak np. gęstość mocy GP powinny również zostać przeliczone tak, aby zawierały ten sam mnożnik wata (np. mW/m²).

Literatura