2. Теплові впливи на тканину. Вплив лазерного випромінювання

Під тепловим впливом лазерного випромінювання в медицині розуміють в основному випар (різання) і коагуляцію біотканини. Це стосується різних лазерів із шільністю потужності від 1 до 10⁷(Вт/см²) і тривалістю опромінення від мілісекунд до декількох секунд.

На діаграмі щільності потужності/тривалості імпульсу різні впливи лазера зазначені по діагоналі. Теплові впливи показані в залежності як від тривалості імпульсу, так і від щільності і розташовані між фотохімічними реакціями і нелінійними ефектами.

Різні теплові впливи описуються на основі досягнутій шляхом температури лазерного опромінення і тривалості цього температурного впливу. У залежності від оптичних властивостей біотканини при різній довжині хвилі лазера ці температури в тканині можуть бути досягнуті з різними рівнями потужності і тривалості опромінення.

Тепловий вплив лазерного випромінювання в біотканині ґрунтується на поглинанні випромінювання і перетворенні його енергії в тепло. У залежності від коефіцієнта поглинання в тканині поглинається визначена потужність і в залежності від тривалості опромінення депонується визначена енергія. Коефіцієнт поглинання залежить від виду тканини і від довжини хвилі лазерного випромінювання.

В ультрафіолетовій, видимій, та ІЧ області спектра ЛВ поглинається в основному електронами атомів і потім перетвориться в тепло при безвипромінювальній релаксації. У ІЧ області спектра випромінювання поглинається через порушення обертального і коливального станів молекул. За допомогою атомарного і молекулярного поглинання і наступної релаксації збуджених частинок оптична енергія перетвориться в теплову. У залежності від теплоємності матеріалу досягається та або інща температура.

Кількість поглиненого випромінення зменшується з глибиною (закон Ламберта-Бугера), тому теплова енергія і температура зменшується в глибині тканини. У наслідок багаторазового розсіювання значна частина світла поглинається осторонь від первісного напрямку поширення пучка.

Одночасно тепло перерозподіляється внаслідок теплопровідностей і току кроку. Таким чином, виникає температурний градієнт, як по глибині так і в перпендикулярному напрямку.

Оптичні і термічні властивості тієї або іншої тканини відіграють вирішальну роль для досягнення визначеної температури за допомогою ЛВ.

3. Методи та засоби оптичної двовимірної кореляції

Серед різновидів варіантів побудови оптичних кореляторів найчастіше використовуються

• корелятор з частотною площиною

• корелятор з одночасним перетворенням

В якості корелятора з частотною площиною може використовуватися ОС просторової фільтрації.

Якщо на вхід системи подавати вхідний сигнал , а у фурє площині сформувати фільтр з передаточною функцією виду

. (1)

То на виході отримаємо сигнал

, (2)

який представляє собою крос-кореляцію сигналів V i U.

Якщо V=U то отримаємо функцію автокореляції.

Операція фільтрації з передаточною функцією виду (1) називається узгодженим фільтром, а а відповідний оптичний – сигналом узгодженої фільтрації.

Узгоджена фільтрація зазвичай використовується при розпізнаванні образів у заданому зображенні: окремих букв, символів, простих малюнків, спец. Інформації. Для цього записують фільтр, який узгоджений з образом що належить розпізнати. Потім використовують його взаємну кореляцію із заданим зображенням. Якщо зображення містить зачумлений образ, то в результаті автокореляції у вихідні площині системи формується яскрава світла пляма, яка визначає наявність образу та його місцезнаходження у зображенні. Отже, таким чином розпізнають відбитки пальців, слова на сторінці тексту, спеціальні об’єкти на карті місцевості тощо.

У кореляторі з одночасним перетворенням функції V₁(x,y) i V₂(x,y) вводять за допомогою транспарантів якіы розміщуються поруч у вихідні площині.

Необхідно отримати кореляцію цих функцій.

Припустимо що кожна функція має ширину а, а відстань між щими функціями дорівнює 2а. Пропускання транспарантів можна записати:

. (3)

Розподіл комплексної амплітуди світла у фурє площині з точністю до постійного множника співпадає з фурє образом виразу

.

Відомо, що реєструючи середовище записує квадрат модуля даного розподілення, тому наступне амплітудне пропусканя має вигляд:

(4)

Цей фільтр записується за допомогою когерентного світлового пучка з довжиною хвилі λ і представляє собою голограму з кодованим опорним пучком.

Фільтр з функцією пропускання (4) освітлюється плоскою світловою хвилею з довжиною хвилі λ₂ що відбита від світло подільника m. У вихідні площині Пd формується зображення що має таке розподілення амплітуд:

. (5)

Отже, у вихідні площині системи формується крос-кореляція вхідних функцій V₁ i V₂ ,які локалізуються навколо точок з координатами .

Білет№9