激光医学第三章幻灯片.pptVIP

五、激光的计量 光辐射能量(光能量) 光辐射功率(光功率) 光的能量密度(激光的物理剂量) 光的功率密度(光强度) 对CW激光的计量 对脉冲激光的计量 医学上使用CW激光时的计量 需知道：激光输出功率（ P） 被照射面积（s） 被照射时间（t） 给出：功率密度（I）、能量密度（D） 对脉冲激光的计量 需知道：激光单脉冲能量（E） 脉冲宽度（Δt） 重复频率（f） 被照射面积（s） 被照射时间（t） 给出：峰值功率（Peak Power）、脉冲数、功率密度（I） 、能量密度（D） 激光是一种光源，也是一种电磁波，但它对生物体的作用与普通光源和普通电磁波相比有其独特之处。为什么？这与激光所具有的特性是分不开的。 激光的基本特性 1、单色性好 2、方向性好 3、亮度高强度大 4、相干性好 激光的基本特性 激光的上述几个特性都是相互关联的，单色性好、方向性好导致亮度高强度大。 二、激光生物效应 激光生物效应的概念 两类激光生物效应 两种生物反应水平的激光 激光生物作用 激光生物效应的概念 激光与生物组织相互作用后引起的生物组织的任何变化，都称为激光生物效应。 两类激光生物效应 第一类激光生物效应：激光与生物组织相互作用的结果，因生物组织的作用，使激光参量发生改变的现象。是激光诊病的依据。 第二类激光生物效应： 因激光的作用，使生物组织发生形态或机能改变的现象。是激光治病的基础。 两种生物反应水平的激光 强激光：用这种生物学剂量水平的激光直接辐照生物组织时可导致生物组织发生不可逆性损伤，则定义这种强反应水平的激光为强激光。 弱激光：用这种生物学剂量水平的激光直接照射生物组织，不会引起生物组织直接发生不可逆性损伤，则定义这种反应水平的激光为弱激光。 激光生物作用 发生激光生物效应的过程叫激光生物作用。 主要有： 1）光致发光作用 2）光致发热作用 3）光致压强作用 4）光致化学作用 5）弱激光的生物刺激作用。 (一) 光致发光作用 光致发光作用：生物组织吸收了激光能量之 后又以辐射的方式释放光能的过程。 通常有两类发光；一类是热辐射发光，另一类是非热辐射发光。 非热辐射发光又称冷光。例：萤火虫的生物发光；高能粒子发光（闪烁计数器）。 光致发光作用 光致发光作用可用于临床检测与诊断。目前已用到的有载体荧光法、自体荧光法、偏光法等 。 载体荧光法 给体内注入易于潴留在癌组织内的的荧光素药物后若干小时，再用较短波长的激光照射待检处，若能发现荧光素药物发出的荧光，则该处可能为病灶，并以此定位。由于此法的光致发光光源是外来药物，所以成为载体荧光。 自体荧光法 组织发生良性病变或恶变时，会发生结构或生物物理学参量改变，用较短波长的激光照射这些组织时可发出带有病变信息的特征荧光。 例如：用波长为365nm的氙离子激光照射，若出现肿瘤特有的630nm波峰的特异荧光，则提示肿瘤阳性反应。 荧光产生原理当紫外光或波长较短的可见光照射到某些物质时，这些物质会发射出各种颜色和不同强度的可见光，而当光源停止照射时，这种光线随之消失。这种在激发光诱导下产生的光称为荧光，能发出荧光的物质称为荧光物质。 几乎所有物质分子都有吸收光谱，但不是所有物质都会发荧光。 产生荧光必须具备以下条件:1.该物质分子必须具有与所照射的光线相同的频率,这与分子的结构密切相关。2.吸收了与本身特征频率相同的能量之后的物质分子,必须具有高的荧光效率。 许多吸光物质并不产生荧光，主要是因为它们将所吸收能量消耗于与溶剂分子或其它分子之间的相互碰撞中，还可能消耗于一次光化学反应中，因而无法发射荧光，即荧光效率很低。??? 由荧光的发光原理可知，分子荧光光谱与激发光源的波长无关，只与荧光物质本身的能级结构有关，所以，可以根据荧光谱线对荧光物质进行定性分析鉴别。 照射光越强，被激发到激发态的分子数越多，因而产生的荧光强度越强，测量时灵敏度越高。一般由激光诱导荧光测量物质的特性比由一般光源诱导荧光所测的灵敏度提高2-10倍。 生物组织的自体荧光属于分子荧光。在能量释放过程中,生物组织通过三种方式消耗能量：热消耗、荧光发射、在一个光化学反应中被利用。在热消耗过程中，光线仅仅被吸收而无荧光产生；在光诱发的光化学反应表现为褪色。所以，生物组织的自体荧光是与热消耗和光化学反应相互竞争的结果，哪一种情况的发生率高，则哪一种情况占主导地位。荧光光谱较宽。 实际上，探测器接收到的生物组织发出的自体荧光是激发