光纖在醫(yī)療領(lǐng)域中的應(yīng)用

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1、光纖在醫(yī)療領(lǐng)域中的應(yīng)用姓名：?????????學(xué)號(hào)：摘要光纖是光導(dǎo)纖維的簡(jiǎn)寫(xiě)，是一種由玻璃或塑料制成的纖維，可作為光傳導(dǎo)工具。光纖主要是根據(jù)光在光纖中的全反射，把外部的光源發(fā)出的光通過(guò)光纖束導(dǎo)入體內(nèi)，照射人體內(nèi)需要檢查的部位，再通過(guò)光纖束把觀(guān)察到的體內(nèi)器官的病變圖像傳出體外。又由于光纖的柔軟、體積小、重量輕以及靈敏度高等特點(diǎn)，光纖在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用范圍也是十分廣泛的，如內(nèi)窺鏡，光纖診斷系統(tǒng)，光纖治療工具和大醫(yī)院的光纖通信系統(tǒng)等。同時(shí)，隨著光纖在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用，激光器在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用也取得了重大的進(jìn)展。關(guān)鍵字

2、：光纖；?醫(yī)用內(nèi)鏡；光纖治療系統(tǒng)；醫(yī)學(xué)應(yīng)用?光導(dǎo)纖維，簡(jiǎn)稱(chēng)光纖。被廣泛地應(yīng)用于光能或光信號(hào)的傳導(dǎo)，由于其可以彎曲靈活地插入體內(nèi)，實(shí)現(xiàn)導(dǎo)光、傳像，在醫(yī)學(xué)上具有廣泛應(yīng)用。內(nèi)窺鏡技術(shù)已成為促進(jìn)醫(yī)學(xué)學(xué)科發(fā)展的一種強(qiáng)有力的工具。?1.光纖?上世紀(jì)六十年代初，激光已經(jīng)發(fā)明,?但許多人懷疑其應(yīng)用前景。當(dāng)時(shí)高錕(2009年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)得主,?光纖之父,)說(shuō):?“我們?cè)趺纯梢詳喽す鉀](méi)有前途？如果光通訊僅僅停留在理論階段，那就太可惜了?！?高錕經(jīng)過(guò)多年的努力,?最終認(rèn)定了廉價(jià)的玻璃是最可用的透光材料。光纖是光學(xué)纖維

3、的簡(jiǎn)稱(chēng)，它是由玻璃或塑料制成的直徑為若干微米的細(xì)絲，分內(nèi)外兩層，是將低折射率的外層材料包在高折射率的內(nèi)層纖維芯線(xiàn)上，并在兩層之間形成良好的光學(xué)界面。當(dāng)光束以入射角大于可以產(chǎn)生全反射的臨界角入射到纖維的側(cè)壁時(shí)，光束在側(cè)壁產(chǎn)生全反射，全反射在纖維內(nèi)反復(fù)產(chǎn)生，傳播到纖維的另一端，而不會(huì)向外泄露?，F(xiàn)在光導(dǎo)纖維已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用：在醫(yī)院應(yīng)用的內(nèi)窺鏡；光導(dǎo)纖維做成電光纜可用于通信；光導(dǎo)纖維與敏感元件組合，則可以做成各種傳感器，在力學(xué)實(shí)驗(yàn)中測(cè)量壓力、流量、溫度、位移、光澤和顏色等；?光導(dǎo)纖維在能量傳輸和信息傳輸方

4、面也獲得廣泛的應(yīng)用。?2.光纖在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用?2.1??內(nèi)窺鏡光纖內(nèi)鏡光學(xué)纖維簡(jiǎn)稱(chēng)光纖，是由玻璃或塑料制成的直徑為若干微米的細(xì)絲，分內(nèi)外兩層，是將低折射率的外層材料包在高折射率的內(nèi)層纖維芯線(xiàn)上，兩層之間形成良好的光學(xué)界面。當(dāng)光束以人射角大于可以產(chǎn)生全反射的臨界角入射到纖維的側(cè)壁時(shí)，光束在側(cè)壁處產(chǎn)生全反射，全反射在纖維內(nèi)反復(fù)產(chǎn)生，傳播到光纖的另一端，而不會(huì)向外泄露。在醫(yī)院廣泛應(yīng)用的內(nèi)視鏡，如，胃鏡、直腸鏡、支氣管鏡等都是根據(jù)光線(xiàn)在玻璃纖維表面多次發(fā)生全反射的原理制成的。實(shí)際應(yīng)用時(shí)，一般將許多根柔軟可彎

5、且具有一定機(jī)械強(qiáng)度的光學(xué)纖維有規(guī)則的排列在一起組成纖維束，兩端必須粘結(jié)牢固，兩端的纖維絲排列也須完全對(duì)應(yīng)，以免圖像錯(cuò)亂、不清晰。纖維束兩端粘結(jié)牢固后，中間部分并不粘結(jié)，這樣整個(gè)纖維束很柔軟，可彎曲，并具有一定的機(jī)械強(qiáng)度，使用時(shí)非常方便[1]。?用它制成的玻璃纖維內(nèi)鏡，簡(jiǎn)稱(chēng)纖鏡。纖鏡在傳遞圖像時(shí)，傳像束中每根光纖分別傳遞一個(gè)像元，這樣整個(gè)圖像就被這些光纖分解后傳送到另一端面。光纖在醫(yī)學(xué)上主要是用來(lái)制作各種內(nèi)視鏡的導(dǎo)像系統(tǒng)。醫(yī)學(xué)所用纖鏡有兩個(gè)作用：一是將外部強(qiáng)光導(dǎo)人人體器官內(nèi)；二是把器官內(nèi)壁圖像導(dǎo)出體外

6、。光學(xué)纖維可以導(dǎo)出黑白圖像，也可以導(dǎo)出彩色圖像。?利用光纖制成的內(nèi)視鏡，在檢查胃部疾病時(shí)，由于光纖有輸送光線(xiàn)、傳導(dǎo)圖像的本領(lǐng)，又有柔軟、靈活，可以任意彎曲等優(yōu)點(diǎn)，所以，可以通過(guò)食道插入胃里，這樣光導(dǎo)纖維把胃里的圖像傳出來(lái)，醫(yī)生就可以窺見(jiàn)胃里的情形，然后，根據(jù)情況進(jìn)行診斷和治療。此外，醫(yī)生還可以利用光纖內(nèi)鏡檢查食道、十二指腸等的疾病?，F(xiàn)在利用內(nèi)視鏡系統(tǒng)可以到達(dá)人體的膀胱、直腸、食道、心臟、腹腔等部位。光纖內(nèi)視鏡還可導(dǎo)人心臟和腦室，測(cè)量心臟中的血壓、血液中氧的飽和度、體溫等[2]。?2.2光學(xué)診斷系統(tǒng)醫(yī)

7、用光纖傳感器。其一是測(cè)量血液液速，可以用光纖多普勒測(cè)速儀，光纖通過(guò)導(dǎo)管插入血管，由于紅細(xì)胞發(fā)生散射而進(jìn)行測(cè)速。其二利用反射特性來(lái)測(cè)量血液中氧的濃度。其三，人們可通過(guò)光纖發(fā)送紫外線(xiàn)，使細(xì)胞組織激發(fā)出光束，這種激發(fā)光可通過(guò)同一光纖或通過(guò)另一個(gè)光纖后向傳輸，這種激勵(lì)光譜可指出細(xì)胞組織的健康情況。其四，內(nèi)壓測(cè)量。其五，體內(nèi)溫度的測(cè)量，其六，生理pH的測(cè)量。診斷攝像。為獲得較佳的對(duì)比度或增強(qiáng)圖像要素，在光纖診斷中往往可以把幾種攝像方法結(jié)合起來(lái)，如檢測(cè)癌細(xì)胞的技術(shù)就是一例。2.3光學(xué)治療系統(tǒng)可用光纖把光能輸送進(jìn)

8、人體，以實(shí)施治療任務(wù)。用較低的激光能量對(duì)局部進(jìn)行加熱，使血液凝結(jié)以達(dá)到止血的目的。激光束也可以使兩個(gè)軟組織的細(xì)胞之間的界面處蛋白凝結(jié)，起愈合細(xì)胞組織的凝結(jié)作用，可用以封合傷口或連接血管[3]。光纖在醫(yī)學(xué)治療領(lǐng)域有很廣泛的應(yīng)用，例如，石英光纖、多組份玻璃光纖、聚合物光纖以及紅外晶體光纖、氟化物玻璃光纖等在醫(yī)學(xué)治療方面有許多應(yīng)用。其中石英光纖已在醫(yī)學(xué)美容、手術(shù)治療和光動(dòng)力療法等方面獲得廣泛應(yīng)用，多組份玻璃光纖可應(yīng)用于光炙儀、光熱治療儀、牙科光固化機(jī)、牙齒美白儀、光纖內(nèi)視鏡