МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

ВИЩИЙ ДЕРЖАВНИЙ НАВЧАЛЬНИЙ ЗАКЛАД УКРАЇНИ

“УКРАЇНСЬКА МЕДИЧНА СТОМАТОЛОГІЧНА АКАДЕМІЯ”

КАФЕДРА МЕДИЧНОЇ ІНФОРМАТИКИ, МЕДИЧНОЇ І БІОЛОГІЧНОЇ ФІЗИКИ

РЕФЕРАТ

ЛАЗЕРИ ТА ЇХ ЗАСТОСУВАННЯ В МЕДИЦИНІ

Виконав: Студент медичного факультету №1, групи 4

Клямар Ю. В.

Перевірив: Викладач

Коровіна Л. Д.

Дата виконання 3 квітня 2014р.

Полтава - 2014

Зміст.

Введення ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .............................. 3

Лазерні методи діагностики ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 4 1.1 ОПТИЧНІ КВАНТОВІ ГЕНЕРАТОРИ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 4 1.2 ОСНОВНІ НАПРЯМКИ І ЦІЛІ МЕДИКО-БІОЛОГІЧНОГО ВИКОРИСТАННЯ ЛАЗЕРІВ .... ... ... ... ... .6 1.3 Лазерна діагностика в офтальмології ... ... ... ... ... ... .7

1.3.1 АНГІОГРАФІЇ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...... 7

1.3.2 ДІАГНОСТИЧНІ МОЖЛИВОСТІ ГОЛОГРАФІЯ ... .10

2. Термографії ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .11

2.1 Біофізичні аспекти теплобачення ... ... ... ... ... ... 11 2.2 МЕТОДИКИ Тепловізіонная ДОСЛІДЖЕННЯ ... ... ... 13

2.3 тепловізійної техніки І ПЕРСПЕКТИВИ ЇЇ ВДОСКОНАЛЕННЯ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... 15

3. Лазерна медична установка для цільових перевірок променевої терапії "Імпульс-1" ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 19 3.1 Структурна схема ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 19 3.2 Функціональна схема ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 20 3.3 Принцип дії ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 21 3.4 Основні параметри та характеристики ... ... ... ... .23 3.5 Висновки ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .... .24 Список використаної літератури ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 25

Введення

В даний час лазерне випромінювання з більшим чи меншим успіхом застосовується в різних галузях науки. Унікальні властивості випромінювання лазерів, такі, як монохроматичністю, когерентність, мала розбіжність і можливість при фокусуванні отримувати дуже високу щільність потужності на облучаемой поверхні забезпечили широке застосування лазерів. Використання квантової електроніки виявилося, зокрема, дуже корисним для клінічної медицини. У медичних цілях використовуються, в основному, твердотільні і газові лазери. Імпульсні твердотільні лазери застосовують переважно в офтальмології для операцій з усунення відшарування сітківки ока і при лікуванні глаукоми. Для цих цілей була розроблена спеціальна апаратура з використанням неодімових та рубінових лазерів. Для операцій з розтином тканин імпульсні лазери виявилися непридатні, тому для цих цілей застосовують лазери безперервної дії. У Радянському Союзі була створена хірургічна апаратура на СО ₂ лазерах. Такі хірургічні установки застосовують в загальній хірургії, онкології та інших областях. Установками на основі аргонових лазерів безперервної дії з використанням спеціальних світловодів користуються медики при порожнинних операціях. У терапії різних хвороб широко застосовуються газові гелій-неонові лазери. Наприклад, позитивні результати отримані при лікуванні трофічних виразок, ран, запальних процесів, деяких судинних захворювань і в кардіології. Не викликає сумніву стимулюючу дію випромінювання гелій-неонових лазерів при регенерації і поліпшення обмінних процесів. Основними перевагами, що стимулюють застосування лазерів в медицині, є радикальність лікування, зниження термінів втручання, зменшення кількості ускладнень, крововтрати, поліпшення умов стерильності і т. д.

I. Лазерні методи діагностики

1.1 Оптичні квантові генератори

Лазери являють собою джерела світла, що працюють на базі процесу вимушеного (стимульованого, індукованого) випускання фотонів збудженими атомами або молекулами під впливом фотонів випромінювання, що мають ту ж частоту. Відмінною рисою цього процесу є те, що фотон, що виникає при вимушеному випущенні, ідентичний викликав його поява зовнішнього фотону по частоті, фазі, спрямування та поляризації. Це визначає унікальні властивості квантових генераторів: висока когерентність випромінювання в просторі і в часі, висока монохроматичность, вузька спрямованість пучка випромінювання, величезна концентрація потоку потужності і здатність фокусуватися в дуже малі обсяги. Лазери створюються на базі різних активних середовищ: газоподібного, рідкого або твердою. Вони можуть давати випромінювання в досить широкому діапазоні довжин хвиль - від 100 нм (ультрафіолетове світло) до 1.2 мкм (інфрачервоне випромінювання) - і можуть працювати як в безперервному, так і в імпульсному режимах. Лазер складається з трьох принципово важливих вузлів: випромінювача, системи накачування і джерела живлення, робота яких забезпечується за допомогою спеціальних допоміжних пристроїв. Спрощена конструктивна схема гелій-неонового лазера показана на малюнку нижче. Випромінювач призначений для перетворення енергії накачування (перекладу гелій-неоновим суміші 3 в активний стан) у лазерне випромінювання і містить оптичний резонатор, що представляє собою в загальному випадку систему ретельно виготовлених відображають, заломлюючих і фокусуючих елементів, у внутрішньому просторі якого збуджується і підтримується певний тип електромагнітних коливань оптичного діапазону. Оптичний резонатор повинен мати мінімальні втрати в робочій частині спектру, високу точність виготовлення вузлів і їх взаємної установки. У лазері, показаному на малюнку, оптичний резонатор виконаний у вигляді двох паралельних дзеркал 1 і 5, розташованих поза активною частиною середовища 3, яка відокремлена від навколишнього середовища колбою 6 розрядної трубки і двома вікнами 2,4 з плоскопараллельних кордонами, що утворюють з віссю випромінювання кут Брюстера. Зовнішні дзеркала 1 і 5 забезпечують багаторазове проходження випромінювання через активне середовище з наростанням потужності потоку лазерного випромінювання. Для виходу випромінювання одне з дзеркал (5) робиться з отвором або напівпрозорим. Система накачування призначена для перетворення енергії джерела електричного живлення 8 в енергію іонізованої активної середи 3 лазера. Накачування здійснюється електричним розрядом, для чого в ньому встановлюються два електроди - катод 7 і анод 9, між якими подається напруга від джерела живлення. Атоми гелію збуджуються при зіткненні з швидкими електронами і, стикаючись з атомами неону, передають їм свою енергію. У деяких типах лазерів застосовують фокусують магніти або обмотки і спеціальні відвідні трубки для циркуляції активного середовища.