现代医学中应用

1、会计学1现代医学中应用现代医学中应用2022-5-12022-5-14.3.1 激光生物体光谱测量及诊激光生物体光谱测量及诊断断4.3.2 激光断层摄影激光断层摄影4.3.3 激光显微镜激光显微镜4.3.4 视网膜检测中的自适应光视网膜检测中的自适应光学技术学技术4.3.5 人眼视力人眼视力CCD测量技术测量技术 4.4 医用激光装置医用激光装置 4.5 医用光纤医用光纤4.5.1 实心光纤实心光纤4.5.2 空心光纤空心光纤4.5.3 成像光纤束（内窥镜）成像光纤束（内窥镜） 4.6 国内外激光医疗技术的现状国内外激光医疗技术的现状2022-5-12022-5-12022-5-12022-5

2、-1)exp(00 xII)exp(0 xIItst00为吸收系数，为吸收系数，但是，由于生物体对光是很强的但是，由于生物体对光是很强的散射体，因此生物体内光的衰减不仅由于吸收，散射体，因此生物体内光的衰减不仅由于吸收，而且取决于散射的影响。在不能忽略散射的条件而且取决于散射的影响。在不能忽略散射的条件下，上式可用衰减系数下，上式可用衰减系数 t，和散射系数，和散射系数 s改写为改写为：2022-5-1)exp()1 (0 xIRIt图图4-1 4-1 生物体中的光衰减生物体中的光衰减2022-5-1图图4-2 4-2 生物体中散射光的特性生物体中散射光的特性2022-5-1生物体的主成分是水

3、，生物体的主成分是水，此外还有蛋白质、脂肪此外还有蛋白质、脂肪、无机质等。皮肤、肌、无机质等。皮肤、肌肉、内脏等软组织的水肉、内脏等软组织的水分约为分约为70。水对红外。水对红外域有着很强的吸收，因域有着很强的吸收，因此，若在这些软组织上此，若在这些软组织上照射红外光，则可以高照射红外光，则可以高效地把光能转换成热量效地把光能转换成热量。图图4-3 4-3 生物体与光的各种相互作用的示意图生物体与光的各种相互作用的示意图2022-5-1由图由图4-4可知，各可知，各种组织在种组织在700nm1500nm的红外光的红外光谱带的吸收都比较谱带的吸收都比较小，因此该光谱带小，因此该光谱带称为称为生物

4、体光谱学生物体光谱学窗口窗口 。图图4-4 4-4 软组织上各种物质的吸收系数与波长的关系软组织上各种物质的吸收系数与波长的关系2022-5-1光穿透深度在近红外附近光穿透深度在近红外附近较深，在较深，在3 um以上的红以上的红外域或外域或300nm以下的紫外以下的紫外域中较浅。域中较浅。组织的种类不同，光穿透组织的种类不同，光穿透深度对波长的依赖性也变深度对波长的依赖性也变化。化。例如牙齿、骨等硬组织例如牙齿、骨等硬组织(hardtissue)中，蓝绿色中，蓝绿色波长的穿透深度深。波长的穿透深度深。2022-5-12022-5-12022-5-12022-5-12022-5-12022-5-

5、12022-5-12022-5-12022-5-1图图4.6 4.6 眼的构造眼的构造2022-5-1图图4.7 4.7 眼球的成像特性眼球的成像特性2022-5-12022-5-1图图4.8 4.8 激光角膜手术示意图激光角膜手术示意图图图4.8 用于角膜手术的准分用于角膜手术的准分子激光装置子激光装置2022-5-12022-5-1图图4.9 4.9 皮肤的断面构造皮肤的断面构造 2022-5-12022-5-12022-5-12022-5-12022-5-12022-5-12022-5-12022-5-12022-5-1某些光敏感性物质具有肿瘤亲和性，容易某些光敏感性物质具有肿瘤亲和性，

6、容易聚留在生物体内的肿瘤处。癌症患者静脉聚留在生物体内的肿瘤处。癌症患者静脉注射了这种光敏感性物质，经一定时间后注射了这种光敏感性物质，经一定时间后，就可显示出病变部位，再照射激光，可，就可显示出病变部位，再照射激光，可以有选择地破坏癌细胞，被称为光化学治以有选择地破坏癌细胞，被称为光化学治疗或光动力学治疗疗或光动力学治疗(Photodynamic Therapy，PDT)。图图4.10 光敏感物质血卟啉衍生物光敏感物质血卟啉衍生物(HpD)的吸收光谱的吸收光谱2022-5-1PDT的作用机理尚未完全解的作用机理尚未完全解析清楚，一般认为有光敏性析清楚，一般认为有光敏性分子的直接作用分子的直接

7、作用(类型类型I)与活与活性氧的作用性氧的作用(类型类型II)两类机两类机制，如图制，如图4.11所示。所示。图图4.11 光动力治疗的反应机制图光动力治疗的反应机制图2022-5-12022-5-1图图4.12 NPe64.12 NPe6的吸收光谱与荧光光谱的吸收光谱与荧光光谱 2022-5-12022-5-12022-5-12022-5-12022-5-12022-5-12022-5-12022-5-12022-5-12022-5-12022-5-12022-5-12022-5-12022-5-1图图4.13 4.13 血红蛋白质的吸收光谱血红蛋白质的吸收光谱2022-5-12022-5-

8、12022-5-12022-5-12022-5-1图图4.14 4.14 生物体生物体( (散射介质散射介质) )中的透中的透射光示意图射光示意图 1 1一任意方向扩散的成分；一任意方向扩散的成分；2 2一具有小散射角而向前传播的成一具有小散射角而向前传播的成分；分；3 3一向前散射，以直线传播的成分一向前散射，以直线传播的成分( (近似于直线传播的成分近似于直线传播的成分) )。 2022-5-12022-5-1图图4.15 4.15 利用外差法的光学利用外差法的光学CTCT检测实验装置检测实验装置2022-5-12022-5-1图图4.16 OCT4.16 OCT的原理图的原理图2022-

9、5-1图图4.17 4.17 利用光纤干涉利用光纤干涉仪的仪的OCTOCT的装置原理的装置原理2022-5-12022-5-1图图4.18 4.18 激光共焦点显微激光共焦点显微镜的原理图镜的原理图2022-5-1图图4.19 4.19 反射型激反射型激光共焦点显微镜光共焦点显微镜 2022-5-12022-5-1图图4.20 4.20 邻近场光学显微镜与邻近场光学显微镜与普通光学显微镜普通光学显微镜 2022-5-12022-5-12022-5-12022-5-12022-5-14.21 4.21 视网膜图像视网膜图像 (a)(a)正常的视网膜；正常的视网膜；(b)(b)糖尿病；糖尿病；(c)(c)高血压；高血压；(d)(d)动脉硬化动脉硬化 2022-5-12022-5-12022-5-12022-5-12022-5-14.24 4.24 测量系统测量系统光学图光学图2022-5-12022-5-1图图4.26 4.26 电子系统结构图电子系统结构图2022-5-12022-5-12022-5-12022-5-1图图4.27 4.27 扫描视度与环扫描视度与环像直径的关系像直径的关系2022-5-12022-5-12022