激光在生物体检测及诊断中的应用ppt课件.ppt

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1、1.利用近红外光谱的代谢功能测量8.3.1利用激光的生物体光谱测量及诊断如图8-13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800nm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8-13血红蛋白的吸收光谱2.利用荧光光谱确定病变部位8.3.1利用激光的生物体光谱测量及诊断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8-14所示，利用符合它的吸收

2、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8-14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CT（opticalcomputedtomography）8.3.2激光断层摄影（1）X射线CT围绕人体旋转小型X射线源，由检测器阵列测定X射线透射量后进行数字化，再对这些数据以特定的算法（CT算法）利用计算机求解后构成断层像（tomography）。如图8-15所示，光从A点入射到生物体内，在点B上观察透射光，此时透射光中包含着三种不同的光线，一种是受到散射后向任意

3、方向散射的成分；第二种是具有较小的散射角且向前传播的成分；第三种是向前透射直线传播的成分。为了实现光学CT必须检测出第三种直线传播的透射成分的光。图8-15透过生物体（散射介质）中的光示意图1.光学计算机断层术即光学CT（opticalcomputedtomography）8.3.2激光断层摄影（2）直线传播光的透射光强非常小，因此问题在于如何将这样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。图8-16利用外差法的光学CT检测的实验装置（3）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

4、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（参见图8.15），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8-162.光学相干层析术即光学OCT（opticalcoherencetomography）8.3.2激光断层摄影（1）光学相干层析术的原理如图8-17所示，其基本结构为迈克耳孙干涉仪。OCT把光分成两束——信号光与参考光，其中信号光聚焦后照射到组织内得到向后散射光，参考光在压电陶瓷等器件调制的反射镜上反射回来得到光程调

5、制。两束光进行干涉后用外差探测法检测。图8-17光学相干层析术OCT原理图2.光学相干层析术即光学OCT（opticalcoherencetomography）8.3.2激光断层摄影（2）利用如图8-18所示的石英光纤传光的干涉仪，还有可能用导管等得到生物体内部组织的断层图像。图8-18利用光纤干涉仪的OCT（opticalcoherencetomography）的装置示意图1.激光共焦显微镜8.3.3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样内的观

6、察点上，此时在试样内形成照射光的斑点，利用物镜通过空间滤波器使这些斑点在检测器上成像。图8-19激光共焦显微镜的原理图（2）以上用透射型模型说明了其原理，但实际上采用如图8-20所示的反射型结构。图8-20反射型激光共焦显微镜的原理图2.近场光学显微镜8.3.3激光显微镜（1）图8-21所示的是近场光学显微镜与通常的显微镜的示意图。两者基本结构相似，但近场光学显微镜在离试样表面很近处存在探头，该探头起着实现超分辨率的关键作用。图8-21近场光学显微镜（a）与通常光学显微镜（b）的示意图