Лазеры. Физические основы применения лазерной техники в медицине
 Скачать 3.18 Mb.
|
ОглавлениеВведение 3 1. Физические основы применения лазерной техники в медицине 4 1.1 Принцип действия лазера 5 1.2 Типы лазеров 6 1.3 Характеристики лазерного излучения 6 2. Механизм взаимодействия лазерного излучения с биотканями 8 2.1 Виды взаимодействия 8 2.2 Особенности лазерного взаимодействия при различных параметрах излучения 10 3. Перспективные лазерные методы в медицине и биологии 12 4. Лазеры, применяемые в медицинской технике 13 4.1 CO2-лазеры 13 4.2 Гелий-неоновые лазеры 15 4.3 ИАГ-лазеры 18 4.4 Полупроводниковые лазеры 19 4.5 Эксимерные лазеры 20 5. Меры защиты от лазерного излучения 21 5.1. Механизмы лазерной биостимуляции 22 Заключение 29 Литература 30 ВведениеСвет всегда использовался для лечения разнообразных болезней испокон веков. Различные источники нам говорят о том, что древние греки и римляне часто «принимали солнце» в качестве лекарства, при этом список болезней, которые приписывалось лечить светом, был достаточно велик. Настоящий рассвет фототерапии пришелся на 19 век – с изобретением электрических ламп появились новые возможности. В конце XIX столетия красным светом пытались лечить оспу и корь, помещая пациента в специальную камеру с красными излучателями. Также различные «цветовые ванны» (то есть свет различных цветов) успешно применялись для лечения психических заболеваний. Причём лидирующую позицию в области светолечения к началу двадцатого столетия занимала Российская Империя. В начале шестидесятых годов появились первые лазерные медицинские устройства. Сегодня лазерные технологии применяются практически при любых заболеваниях. Сегодня, внедрение лазерной техники во все отрасли народного хозяйства значительно расширилось. Уже сейчас лазеры используются в космических исследованиях, в машиностроении, в медицине, в вычислительной технике, в самолетостроении и военной технике. Появились публикации, в которых отмечается, что лазеры пригодились и в агропроме. Непрерывно совершенствуется применение лазеров в научных исследованиях – физических, химических, биологических. B результате гонки вооружений ускоренными темпами идет использование лазеров в различных видах военной техники – наземной, морской, воздушной. Ряд образцов лазерной техники – дальномеры, высотомеры, локаторы, системы самонаведения – поступили па вооружение в армиях. В военных приборах в качестве источника излучения используется лазер. В 1955–1957 годах появились работы Н.Г. Басова, Б.М. Вула, Ю.М. Попова и А.М. Прохорова в России, а также американских ученых Ч. Таунса и А. Шавлова, в которых были приведены научные обоснования для создания квантовых генераторов оптического диапазона. В декабре 1960 года Т. Мейман сумел построить первый, успешно работающий лазер с рубиновым стержнем в качестве активного вещества. В 1960 году под руководством американского ученого А. Джавана был создан газовый лазер. Он использовал в качестве активной среды смесь газов гелия и неона. В 1962 году практически одновременно в России и в США был создан лазер, у которого в качестве активного вещества применили полупроводниковый элемент. Заслуги русских ученых в деле развития квантовой электроники, а также вклад американских ученых были отмечены Нобелевской премией. Её получили в 1964 году Н.Г. Басов, А.М. Прохоров и Ч. Таунс. С этого момента началось бурное развитие лазеров и приборов, основанных на их использовании. Большой вклад советские ученые и инженеры внесли в решение такой проблемы, как обеспечение безопасности посадки самолетов в сложных условиях. В последнее время получила распространение еще одна важная область применения лазеров – лазерная технология, с помощью которой обеспечивается резка, сварка, легирование, скрайбирование1 металлов и обработка интегральных микросхем. Значительный эффект получен и при использовании лазеров в медицине. Был создан лазерный скальпель. Возникла лазерная микрохирургия глаза. Лазеры применяются в стоматологии, нейрохирургии, при операциях на сердце и диагностике заболеваний. Ультрафиолетовые лазеры применяют для раннего обнаружения раковых опухолей. Имеются определенные успехи и по использованию лазеров в агропроме. В пищевой промышленности исследуются возможности применения лазеров для улучшения качества хлебопродуктов, ускорения производства безалкогольных напитков с улучшенными свойствами, сохранения качества мяса и мясопродуктов. Даже такие работы, как предварительная обработка режущего инструмента и подшипников в аппаратах пищевого машиностроения, дает значительное увеличение срока службы этих устройств. Огромные средства направляются на создание лазеров большой мощности, а также рентгеновских и химических лазеров. Целью проекта является получение знаний о том, что такое лазер, принципы действия лазерных технологий и непосредственное применение его в медицине. |