激光醫(yī)學生工

激光醫(yī)學生工第一頁，共二十五頁，2022年，8月28日第一節(jié)激光基礎一、光的發(fā)射與吸收二、激光振蕩三、激光諧振腔四、激光模式與特性第二頁，共二十五頁，2022年，8月28日第二節(jié)生物組織的物理性質一、激光在生物組織中的傳輸過程二、皮膚的物理性質三、眼的光學性質第三頁，共二十五頁，2022年，8月28日激光生物學作用與生物組織的特性和激光參數(shù)有關常用的激光參數(shù)有：一、激光在生物組織中的傳輸過程能量、功率、能量密度、功率密度、波長、脈寬、模式、發(fā)散角等。（一）生物組織對激光的反射和透射吸收散射第四頁，共二十五頁，2022年，8月28日鏡式反射生物組織對激光的反射漫反射（光潔的皮膚）表面漫反射內部漫反射反射率入射角鏡式反射率與入射角的關系后向散射內部漫反射強吸收與散射相當?shù)谖屙?，共二十五頁?022年，8月28日氬激光氬激光氬激光氬激光氬激光氬激光氬激光氬激光氦氖激光氪激光紅寶石激光反射百分比波長激光四種激光器11種波長的反射百分比人體組織對激光的反射百分比第六頁，共二十五頁，2022年，8月28日彈道直射光生物組織對激光的透射蛇行折射光漫透射光激光透照技術可進行乳腺癌早期診斷第七頁，共二十五頁，2022年，8月28日（二）生物組織對激光的散射彈性散射激光散射不發(fā)生波長改變瑞利散射非彈性散射發(fā)生波長改變彈性散射非彈性散射廷德爾散射米氏散射拉曼散射布里淵散射第八頁，共二十五頁，2022年，8月28日0，各項同性散射各項異性系數(shù)1，完全前向散射-1，完全后向散射大多數(shù)生物組織散射系數(shù)第九頁，共二十五頁，2022年，8月28日（三）生物組織對激光的吸收吸收率選擇性吸收吸收系數(shù)氧合血紅蛋白黑色素氧合血紅蛋白及黑色素吸收光譜波長(nm)摩爾消光0.51.0400300500600氬激光染料激光488514577一般吸收朗伯-比爾定律吸收長度第十頁，共二十五頁，2022年，8月28日混濁介質吸收和散射同時存在的介質全衰減系數(shù)入射光子的平均自由光程光漫反照率第十一頁，共二十五頁，2022年，8月28日多數(shù)普通激光（波長為）穿入皮膚的輻射能中的99%被組織的外層吸收。Nd：YAG激光表面體積吸收系數(shù)波長光源吸收深度效應二種激光器對組織作用的比較第十二頁，共二十五頁，2022年，8月28日Er：YAG激光波長(um)213945698水的吸收光譜第十三頁，共二十五頁，2022年，8月28日研究表明，組織對激光的最小和最大吸收相符合。最大和最小反射分別與其（四）反射、透射和吸收的關系波長(nm)0.55004006007000.30.10.70.9800反射率透射率吸收率黃種人活性游離皮膚(表皮+真皮)的反射率(a)透射率(b)和吸收率(c)曲線第十四頁，共二十五頁，2022年，8月28日二、皮膚的物理特性表皮皮膚的構成真皮皮下組織影響皮膚熱導率的因素：皮膚的厚度、溫度高低、血流快慢、色澤等。皮膚與水一樣是不良導熱體。汽油燃燒皮膚下1mm處1.5mm處第十五頁，共二十五頁，2022年，8月28日反射規(guī)律白種人黑種人白種人和黑種人皮膚反射率光譜406020反射率（%）50.50.21.0波長(mm)2102040血液透射率曲線婦女手指黃種人皮膚反射率光譜反射率（%）波長(mm)406020500040070060080080100男子手指第十六頁，共二十五頁，2022年，8月28日三、眼的光學性質眼的結構圖第十七頁，共二十五頁，2022年，8月28日（一）眼的屈光特性與反射特性眼的結構圖眼的屈光特性角膜中心厚度0.6mm；周邊厚度約1.0mm；角膜總屈光度為41.34D晶狀體屈光度為19.11D第十八頁，共二十五頁，2022年，8月28日眼對激光的反射正入射角膜時透過屈光介質到達視網(wǎng)膜的光人眼這一光學系統(tǒng)其反射率可忽略第十九頁，共二十五頁，2022年，8月28日（二）眼對激光的透射、散射和聚焦眼對激光的透射角膜晶狀體玻璃體眼對激光的散射前向散射占總透射光約一半，且與波長有關。1.20601008040200.400.600.80波長(mm)1.001.40透射率（%）總透射率扣除散射光的透射率眼屈光介質對光的透射率第二十頁，共二十五頁，2022年，8月28日成像聚焦眼屈光介質的總屈光度為60.42D。明視時瞳孔直徑約2~3mm，視網(wǎng)膜上所成實像的直徑約5~50mm。瞳孔面積是實像的10萬倍。第二十一頁，共二十五頁，2022年，8月28日（三）眼對激光的吸收眼屈光介質的吸收特性角膜對波長短于的遠紫外線吸收率對以上的中、遠紅外線全部吸收。對可見光到的近紅外線幾乎不吸收；對的中紅外線部分吸收；近為100%；第二十二頁，共二十五頁，2022年，8月28日晶狀體對紫外線的吸收類似角膜。對可見光幾乎不吸收；對近紅外線是主要中吸收體。房水對和的激光少量吸收。對可見光幾乎不吸收；玻璃體對光波長沒有特征吸收；第二十三頁，共二十五頁，2022年，8月28日眼底的吸收特性1.20601008040200.400.600.80波長(mm)1.001.40透射率（%）總透射率扣除散射光的透射率眼屈光介質對光的透射率眼底的吸收光譜600.404020801001.40波長0.600.801.001.20第二十四頁，共二十五頁，2022年，8月28日作用效率譜T—