激光在医学中的应用研究.ppt

《激光在医学中的应用研究.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、激光在医学中的应用图1生物体中的光衰减特性1.假设生物体中入射的单色平行光强度为I0。若生物体是均匀的吸收物质（a0为吸收系数，见图8-1），入射深度为X处的光强度I为在不能忽略散射的条件下，上式可用衰减系数at和散射系数as改写为1生物体的光学特性一、激光与生物体的相互作用2.如图2（a）所示，单一微粒所引起的光散射在所有方向上都存在。但是如图2（b）所示的多重散射时（反复多次散射），光在生物体内扩散，变得近似于各向同性散射。1生物体的光学特性图2生物体中散射光的特性1.1生物体的光学特性4.由图4可知，在700～1500nm范围的红外光谱带上吸收比较少，因此该

2、光谱带称为生物体光谱学之窗。3.如图3所示为生物体与光的各种相互作用的示意图图3生物体与光的各种相互作用的示意图图4软组织上各种物质的吸收系数与波长的关系5.图5所示的是软组织中各种激光波长的光穿透长度的大致数量。光穿透长度在近红外附近较大，在3μm以上的红外域或300nm以下的紫外域中较小。组织的种类不同，光穿透长度对波长的依赖性也变化。1.1生物体的光学特性图5软组织中各种激光的穿透深度1.2激光对生物体的作用好处:各种不同波长的低功率密度的激光照射生物体时，对生物体的刺激作用和提高非特异性免疫功能，可使局部血管扩张，血液循环改变，改善组织的缺氧状态并减轻慢性

3、炎症反应促使炎症吸收好转1.3激光对生物体的作用2.1激光临床治疗的种类与现状二、激光在临床治疗中的作用临床上激光的用途不外乎切割、分离；汽化、融解；烧灼、止血；凝固、封闭；压电碎石；局部照射等，这些治疗种类就是利用激光对生物体的光热作用、压电作用和光化学作用。压电作用光化学作用压电体外碎石等局部照射切割组织、眼科手术中凝固等光热作用.高功率输出的二氧化碳激光，光点具有200℃以上的高温和一定的压强，不但能熔融而且具有极强的穿透破坏作用。可极其精确切除细小组织。激光经过聚焦后会产生极大的功率密度，是一种很好的烧灼工具。激光止血方法比目前所应用的电烙法快60倍，失血

4、量大大减少。激光是非常可靠的黏着工具，眼科利用激光凝结视网膜剥离症和眼内封闭止血已经有几十年的历史。2.2激光在皮肤科及整形外科领域中的应用1.激光治疗是适当地调整照射条件,在不损坏正常组织的情况下,有选择地破坏病变组织的治疗方法。痔的种类和部位（深度）不同时，激光照射条件也大不一样，因此治疗前准确地进行诊断是很重要的问题。图6所示为皮肤组织。图8-6皮肤的断面构造示意图2.3激光在眼科中的应用1.眼底治疗图7所示的是眼构造，图8中所示的是眼睛对光的聚光特性。图7眼的构造图8眼睛中光的聚光特性示意图2.3激光在眼科中的应用2.近视治疗中的应用治疗近视是利用烧蚀对角

5、膜表面进行精密加工，控制折光率（矫正）的过程。图9所示为采用激光角膜手术的示意图。图9激光角膜手术的示意图目前近视矫正有对角膜表面进行二维切削手术使其曲率半径增大（作成平坦的）的PRK方法和将角膜表面放射状切开的RK方法两种。但目前以副作用小的PRK方法为主流。光源一般采用能得到高质量烧蚀表面的193nmArF准分子激光器。1.利用近红外光谱的代谢功能测量3.1利用激光的生物体光谱测量及诊断如图13所示，血红蛋白被氧化的状态(oxy-Hb)与脱氧化的状态(deoxy-Hb)的吸收光谱具有微妙差别。在600～800nm范围氧化血红蛋白的吸收小而呈鲜红色，而在800n

6、m以上脱氧化血红蛋白的吸收小，从测量它们各自吸收率的不同可以知道组织的氧化程度。图13血红蛋白的吸收光谱三、激光在生物体检测及诊断中的应用2.利用荧光光谱确定病变部位在生物体组织上照射激光时病变部位显示特有的荧光，根据此荧光就能确定病变部位。采用NPe6做光敏感性物质。如图14所示，利用符合它的吸收带范围的光来激励，则发出在662nm处出现峰值的荧光（磷酸溶液中）。图14光敏感性物质NPe6（mono-L-aspartylchlorine6）的吸收光谱与荧光光谱1.光学计算机断层术即光学CT3.2激光断层摄影（1）直线传播光的透射光强非常小，因此问题在于如何将这样

7、的信号选择出来进行高灵敏的检测。目前最有效的方法是光外差探测方法。（2）所谓的外差探测法，一般是对两个不同频率的光波（信号波与参考波）进行混合后检测拍频信号的方法。将激光束分为参考光与入射到生物体试样的信号光。给予参考光一定的频移后与信号光混合，多次散射得到的光与参考光偏振方向不一致，不会产生拍频信号，因此检测出的拍频信号是直线传播光与参考光干涉的结果。利用外差法的光学CT检测的实验装置如图1.激光共焦显微镜3.3激光显微镜（1）图8-19所示为激光共焦显微镜（laserconfocalmicroscope）的原理图。从点光源（激光）发出的光经过透镜聚光后照射到试

8、样内的观察