激光技術(shù)在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用

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1、激光技術(shù)在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用摘要主要介紹了激光全息技術(shù)和C02醫(yī)用激光的興起和在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用，從激光全息技術(shù)的原理到原先再現(xiàn)，都作了詳細(xì)的說(shuō)明。對(duì)C02醫(yī)用激光器在實(shí)際工作中的具體應(yīng)用和改進(jìn)作了詳細(xì)介紹。關(guān)鍵詞全息技術(shù)；全息照相術(shù)；全息再現(xiàn)；C02醫(yī)用激光器1激光全患技術(shù)激光全息技術(shù)是20世紀(jì)60年代初興起的一門技術(shù)。激光全息技術(shù)發(fā)展很快，已在生產(chǎn)和科研的許多領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用。最先把激光全息技術(shù)應(yīng)用于醫(yī)學(xué)的是VanUgten，他于1966年在世界上首次攝得眼全息圖，但限于當(dāng)時(shí)的技術(shù)水平，再現(xiàn)像的分辨率較差。以后各國(guó)

2、科學(xué)家相繼開(kāi)始將激光全息技術(shù)應(yīng)用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，從眼科擴(kuò)展至胸外科、口腔科等。二次曝光的成功，促成了全息測(cè)量技術(shù)的發(fā)展，20世紀(jì)70年代出現(xiàn)的超聲全息技術(shù)，將全息技術(shù)推進(jìn)了一大步。由于超聲可深入人體內(nèi)部，因而超聲全息可探測(cè)人體內(nèi)部器官，如腸、胃、肝、膽及主胎兒等的生理異常，肢端和關(guān)節(jié)軟組織的超聲全息成像是極有價(jià)值的，超聲全息還有希望應(yīng)用于腱、肌肉和神經(jīng)結(jié)構(gòu)的顯示。激光全息醫(yī)學(xué)診斷術(shù)雖然產(chǎn)生的時(shí)間不長(zhǎng)，但由于它具有種種優(yōu)點(diǎn)，已越來(lái)越為人們所重視，并日益廣泛地應(yīng)用于臨床。1.1全患照相術(shù)全息照相術(shù)與一般照相不同，照相

3、是記錄物體信息的一種技術(shù)，一般是將物體通過(guò)透鏡成像在底片上，底片乳膠只記錄光強(qiáng)(振幅)，而不能記錄相位，因而失掉了三維特征。而全息照相底片上不只記錄光強(qiáng)(振幅)，也記錄相位(各點(diǎn)間的相互位相關(guān)系)，也就是記錄物的全部信息，所以稱為全息。全息照片最早是由英國(guó)湯姆遜-豪斯敦公司的：蓋寶攝得。照片的實(shí)質(zhì)是將來(lái)自物體的波前和另一個(gè)參考波(通常是平面波或球面波)相干涉，底片記錄干涉條紋，將同樣的參考波照射此底片時(shí)，可在相應(yīng)位置重新出現(xiàn)三維物體。由此可見(jiàn)，全息照相和一般照相具有相同之處，即同樣是記錄物體信息的一種手段，但

4、又有所不同，其特點(diǎn)如下：(1)因?yàn)槿⒄障嘤涗浀氖俏矬w的光波，而不是物體的像，因而用這種底片來(lái)觀察物體時(shí)，可以變換視點(diǎn)來(lái)改變觀察方向，亦即可以從不同的位置來(lái)考察物體(而一般照相只是從照相位置觀察物體，即在照相鏡頭處觀察物體)。觀察方向只受到照片尺寸大小的限制。(2)全息照相不需要透鏡，但需要一個(gè)參考波源，如果參考波和再現(xiàn)波采用不同的波長(zhǎng)，那么還可以具有放大或縮小的功能。(3)全息照相具有深度效應(yīng)(體視效應(yīng))。如變換觀察方向時(shí)，后面部分可被前面部分遮擋，遠(yuǎn)處物體隨著觀察者運(yùn)動(dòng)而近處的不動(dòng)，閃光忽隱忽現(xiàn)等。(4)

5、普通照相底片能直接看出物體的形狀，而全息照相由于在激光照射下，記錄的是干涉圖樣，所以在普通光線下觀察時(shí)，看不到什么物體，而只是灰色的一片，要想見(jiàn)到展現(xiàn)物，必須用再現(xiàn)光照射(目前已制出一種能在普通光照射下再現(xiàn)的全息照片)。(5)全息片記錄的是干涉條紋，對(duì)底片的分辨率要求較高(在參考光和物體之間夾角很小時(shí)，可采用分辨率略低些的底片)。因此，稍有振動(dòng)，就會(huì)使照片模糊，故必須采取嚴(yán)格的防震措施。(6)普通相正負(fù)片的結(jié)果正好相反，而在全息照片中，不論正片還是負(fù)片結(jié)果一樣。1.2全息技術(shù)在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用眼全息照相實(shí)驗(yàn)裝置簡(jiǎn)

6、圖。激光由半反鏡分成兩束，一束為球面波參考光，另一束通過(guò)纖維光束，以球狀通過(guò)接觸鏡進(jìn)入眼球，眼球各部分的反射光和慢射光由瞳孔中央部6mm直徑處射出，經(jīng)投影透鏡作為物波記錄在全息底版上，激光是氬離子激光器，λ=0.5145UmP=100ms-30ms，眼底網(wǎng)膜上的光亮約為3×10-3J／cm2。重現(xiàn)象可觀察晶體表面、虹膜和視網(wǎng)膜。這樣就能用一張全息照片對(duì)從晶體到網(wǎng)膜的眼球各部分自由地進(jìn)行三維檢測(cè)。為使全息像精確地再現(xiàn)，必須在再現(xiàn)時(shí)精確地重復(fù)參考光。沖洗好的全息片必須精確放好，誤差一般應(yīng)小于幾秒弧度，以免發(fā)生慧差

7、和相差，再現(xiàn)裝置的示意圖，激光經(jīng)準(zhǔn)直器照亮全息圖片，通過(guò)顯微鏡或閉路電視系統(tǒng)觀察實(shí)像。全息圖片夾在可以多維精確微量調(diào)整的定位器上，以作精密定位，調(diào)整時(shí)在顯微鏡下或電視屏幕上觀察，使失真和像差最小，而成像清晰。利用全息可以拍到活體眼的角膜、晶狀體和視網(wǎng)膜相片，從而對(duì)眼的各層介質(zhì)進(jìn)行活體觀察，這是用其它方法難以辦到的眼全息圖，亦可表示出眼內(nèi)的異物的大小、形狀和位置。此外，利用激光全息二次曝光法，可對(duì)人體各部分進(jìn)行三維記錄。而根據(jù)再現(xiàn)圖上的干涉條紋又可以測(cè)量人體器官的變形、內(nèi)力和振動(dòng)等。用全息測(cè)量矯形手術(shù)，前后股骨

8、的髕骨端的變形，以使人工髖關(guān)節(jié)的形狀達(dá)到最佳程度，還可利用二次曝光法分析人體胸廓的變形，以尋找癌變部位和大小，也可對(duì)眼底的微循環(huán)進(jìn)行研究，利用超聲全息技術(shù)，可以獲得一般照相技術(shù)無(wú)法得到的體內(nèi)器官全息像。由于超聲的無(wú)損性，因而這一方法被認(rèn)為是探測(cè)人體內(nèi)臟器官和胎兒的最佳方法。2C02醫(yī)用激光器在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用及改進(jìn)2.1C02醫(yī)用激光器在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用隨著激光技術(shù)的迅猛發(fā)展，激光在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，