ЗМІСТ
ВСТУП
1 ЛАЗЕРИ ТА ЇХ ЗАСТОСУВАННЯ В МЕДИЦИНІ
2 ОСНОВНІ НАПРЯМКИ ТА ЦІЛІ МЕДИКО-БІОЛОГІЧНОГО ВИКОРИСТАННЯ ЛАЗЕРІВ
3 ФІЗИЧНІ ОСНОВИ ЗАСТОСУВАННЯ ЛАЗЕРІВ В МЕДИЧНІЙ ПРАКТИЦІ
4 ЗАХОДИ ЗАХИСТУ ВІД ЛАЗЕРНОГО ВИПРОМІНЮВАННЯ
5 ПРОНИКНЕННЯ ЛАЗЕРНОГО ВИПРОМІНЮВАННЯ В БІОЛОГІЧНІ ТКАНИНИ
6 ПАТОГЕНЕТИЧНІ МЕХАНІЗМИ Взаємодія ЛАЗЕРНОГО ВИПРОМІНЮВАННЯ З біологічних тканин
7 МЕХАНІЗМИ лазерна біостимуляція
ВИКОРИСТАНА ЛІТЕРАТУРА
ВСТУП
Основними інструментами, які застосовує хірург для ДІССЕКЦИЯ тканин, є скальпель і ножиці, тобто ріжучі інструменти. Однак рани і розрізи, вироблені скальпелем і ножицями, супроводжуються кровотечею, що вимагає застосування спеціальних заходів гемостазу. Крім того, при контакті з тканинами ріжучі інструменти можуть поширювати мікрофлору і клітини злоякісних пухлин уздовж лінії розрізу. У зв'язку з цим з давніх пір хірурги мріяли мати у своєму розпорядженні такий інструмент, який виробляв би безкровний розріз, одночасно знищуючи патогенну мікрофлору і пухлинні клітини в операційній рані. Втручання на В«сухому операційному поліВ» є ідеалом для хірургів будь-якого профілю.
Спроби створити В«ідеальнийВ» скальпель відносяться до кінця минулого століття, коли був сконструйований так званий електроніж, що працює з використанням струмів високої частоти. Цей прилад в більш досконалих варіантах в даний час застосовують досить широко хірурги різних спеціальностей. Однак у міру накопичення досвіду виявлені негативні сторони В«електрохірургіїВ», основною з яких є занадто велика зона термічного опіку тканин в області проведення розрізу. Відомо, що чим ширше зона опіку, тим гірше заживає хірургічна рана. Крім того, при використанні електроножа виникає необхідність включення тіла хворого в електричний ланцюг. Електрохірургічні апарати негативно впливають на роботу електронних приладів і пристроїв стеження за життєдіяльністю організму під час операції. Кріохірургічні апарати також викликають значне пошкодження тканин, що погіршує процес загоєння. Швидкість розтину тканин кріоскальпелем дуже низька. Фактично при цьому відбувається не розсічення, а деструкція тканин. Значну зону опіку спостерігають і при використанні плазмового скальпеля. Якщо взяти до уваги, що промінь лазера має вираженими гемостатических властивостями, а також здатністю герметизувати бронхіоли, жовчовивідні протоки і протоки підшлункової залози, то застосування лазерної техніки в хірургії стає виключно перспективним. Коротко перераховані деякі переваги застосування лазерів в хірургії відносяться перш за все до лазерів на вуглекислому газі (С0 2 -лазерам). Крім них, в медицині застосовують лазери, що працюють на інших принципах і на інших робочих речовинах. Ці лазери володіють принципово іншими якостями при впливі на біологічні тканини і застосовують по порівняно вузьким показаннями, в Зокрема в серцево-судинній хірургії, в онкології, для лікування хірургічних захворювань шкіри і видимих ​​слизових оболонок та ін
1 ЛАЗЕРИ ТА ЇХ ЗАСТОСУВАННЯ В МЕДИЦИНІ
Незважаючи на загальну природу світлових і радіохвиль, багато років оптика і радіоелектроніка розвивалися самостійно, незалежно один від одного. Здавалося, що джерела світла - збуджені частки і генератори радіохвиль - мають мало спільного. Лише з середини XX століття з'явилися роботи по створенню молекулярних підсилювачів і генераторів радіохвиль, які поклали початок нової самостійної галузі фізики - квантової електроніки.
Квантова електроніка вивчає методи посилення і генерації електромагнітних коливань з використанням вимушеного випромінювання квантових систем. Досягнення в цій галузі знань знаходять все більше застосування в науці і техніці. Ознайомимося з деякими явищами, лежать в основі квантової електроніки та роботи оптичних квантових генераторів - лазерів.
Лазери являють собою джерела світла, що працюють на базі процесу вимушеного (Стимульованого, індукованого) випускання фотонів збудженими атомами або молекулами під впливом фотонів випромінювання, що мають ту ж частоту. Відмінною рисою цього процесу є те, що фотон, що виникає при вимушеному випусканні, ідентичний викликав його поява зовнішньому фотону по частоті, фазі, напрямку і поляризації. Це визначає унікальні властивості квантових генераторів: висока когерентність випромінювання в просторі і в часі, висока монохроматичністю, вузька спрямованість пучка випромінювання, величезна концентрація потоку потужності і здатність фокусуватися в дуже малі обсяги. Лазери створюються на базі різних активних середовищ: газоподібному, рідкому або твердої. Вони можуть давати випромінювання в досить широкому діапазоні довжин хвиль - від 100 нм (ультрафіолетове світло) до 1.2 мкм (інфрачервоне випромінювання) - і можуть працювати як в безперервному, так і в імпульсному режимах.
Лазер складається з трьох принципово важливих вузлів: випромінювача, системи накачування і джерела харчування, робота яких забезпечується за допомогою спеціальних допоміжних пристроїв.
Випромінювач призначений для перетворення енергії накачування (перекладу гелій-неонової суміші 3 в активний стан) в лазерне випромінювання і містить оптичний резонатор, представляє собою в загальному випадку систему ретельно виготовлених відображають, заломлюючих і фокусуючих елементів, у внутрішньому просторі якого збуджується і підтримується певний тип електромагнітних коливань оптичного діапазону. Оптичний резонатор повинен мати мінімальні втрати в робочій частині спектру, високу точність виготовлення вузлів і їх взаємної установки.
Створення лазерів виявилося можливим в результаті реалізації трьох фундаментальних фізичних ідей: вимушеного випромінювання, створення термодинамічно нерівноважної інверсної населеності енергетичних рівнів атомів та використання позитивного зворотного зв'язку.
Збуджені молекули (атоми) здатні випромінювати фотони люмінесценції. Таке випромінювання є спонтанним процесом. Воно випадково і хаотично за часом, частоті (можуть бути переходи між різними рівнями), у напрямку поширення й поляризації. Інше випромінювання - вимушене, або індуковане - виникає при взаємодії фотона з збудженої молекулою, якщо енергія фотона дорівнює різниці відповідних рівнів енергії. При вимушеному (індукованому) випромінюванні число переходів, скоєних в секунду, залежить від числа фотонів, потрапляють в речовину за цей же час, тобто від інтенсивності світла, а також від числа збуджених молекул. Іншими словами, число вимушених переходів буде тим більше, чим вище населеність відповідних збуджених енергетичних станів.
Індуковане випромінювання тотожне падаючому у всіх відносинах, у тому числі і по фазі, тому можна говорити про когерентному посиленні електромагнітної хвилі, що використовується в якості першої основоположної ідеї в принципах лазерної генерації.
Друга ідея, реалізована при створенні лазерів, полягає в створенні термодинамічно нерівноважних систем, в яких всупереч закону Больцмана, на більш високому рівні знаходиться більше часток, ніж на більш низькому. Стан середовища, в якому хоча б для двох енергетичних рівнів виявляється, що число часток з більшою енергією перевершує число частинок з меншою енергією, називається станом з інверсної населеністю рівнів, а середа - активною. Саме активна середу, в якої фотони взаємодіють з порушеними атомами, викликаючи їх вимушені переходи на більш низький рівень з випускання квантів індукованого (змушеного) випромінювання, є робочою речовиною лазера. Стан з інверсної населеністю, рівнів формально виходить з розподілу Больцмана для Т <Про К, тому іноді називається станом з В«негативноюВ» температурою. У міру поширення світла в активній середовищ інтенсивність його зростає, має місце явище, зворотне поглинання, тобто посилення с...
