Лазеры в медицине
Физические основы применения лазерной техники в медицине. Типы лазеров, принципы действия. Механизм взаимодействия лазерного излучения с биотканями. Перспективные лазерные методы в медицине и биологии. Серийно выпускаемая медицинская лазерная аппаратура.
| Рубрика | Медицина |
| Вид | реферат |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 30.08.2009 |
| Размер файла | 8,0 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
при блоке питания с ограниченным потреблением тока:
на роговице: 50 мВт - 2500 мВт для всех линий, 50 мВт - 1000 мВт для 514 нм
- Пилотный луч аргоновый для всех линий или 514 нм, максимально 1мВт
- Длительность импульса 0,02 - 2,0 сек, регулируемая в 25 ступенях или плавно
- Последовательность импульсов 0,1 - 2,5 сек., с промежутками, регулируемыми в 24 ступенях
- Запуск импульса ножным выключателем; в режиме последовательности импульсов нужная серия вспышек включается нажатием ножного выключателя;
функция прерывается при отпускании педали
- Подвод луча световодом, волокно диам. 50 мкм, длиной 4,5 м, на обоих концах с разъемом SMA
- Дистанционное управление для выбора предлагаются:
дистанционное управление 1: настройка вручную маховичком;
дистанционное управление 2: настройка контактными площадками пленочной клавиатуры.
- Общие признаки: электролюминесцентный дисплей, индикация мощности в цифровом и аналоговом виде, цифровое показание всех остальных параметров настройки, показание рабочего состояния (напр. рекомендации по сервису) явным текстом
- Управление микропроцессорное, контроль над мощностью, защитным фильтром для врача и затворами в 10-миллисекундном режиме
- Охлаждение
воздухом: интегрированные вентиляторы пониженного уровня шума
водой: расход от 1 до 4 л/мин, при давлении от 2 до 4 бар и температуре не выше 24 єС
- Сетевое питание для выбора предлагаюрся три различных блока:
перем. ток, однофазн с нулевым проводом 230 В, 32 А, 50/60 Гц
перем. ток, однофазн. с органичением максимально потребляемого тока на 25 А
трехфазный ток, три фазы и нулевой провод, 400 В, 16 А, 50/60 Гц
- Протоколирование результатов: печать параметров лечения с помощью опционального принтера
- Габариты
прибор: 95см х 37см х 62см (Ш х Г х В)
столик: 93см х 40см (Ш х Г)
высота столика: 70 - 90 см
«Лазерный скальпель» нашел применение при заболеваниях органов пищеварения (O.K. Скобелкин), кожно-пластическои хирургии и при заболеваниях желчных путей (А.А. Вишневский), в кардиохирургии (А. Д. Арапов) и многих других областях хирургии.
В хирургии применяется СО2 лазеры, излучающие в невидимой инфракрасной области электромагнитного спектра, что накладывает определенные условия при хирургическом вмешательстве, особенно во внутренние органы человека. Из-за невидимости лазерного луча и сложности манипулирования им (рука хирурга не имеет обратной связи не чувствует момент и глубину рассечения) используются зажимы и указки, обеспечивающие точность разреза.
Первые попытки применения лазера в хирургии удачными были не всегда, травмировались близлежащие органы, луч прожигал ткани. Кроме того, при неосторожном обращении лазерный луч мог оказаться опасным и для врача. Но несмотря на перечисленные трудности лазерная хирургия прогрессировала. Так, в начале 70-х годов под руководством академика Б. Петровского, профессор Скобелкин, доктор Брехов и инженер А. Иванов приступили к созданию лазерного скальпеля «Скальпель 1» (рисунок 12).
Рисунок 12 - Лазерная хирургическая установка «Скальпель-1»
Лазерная хирургическая установка «Скальпель 1» применяется при операциях на органах желудочно-кишечного тракта, при остановке кровотечений из острых язв желудочно-кишечного тракта, при кожно-пластических операциях, при лечении гнойных ран, при гинекологических операциях. Использован СО2 лазер непрерывного излучения с мощностью на выходе из световода 20 Вт. Диаметр лазерного пятна от 1 до 20 мкм.
Схема механизма действия света СО2 лазера на ткани представлена на рисунке 13.
Рисунок 13 - Схема механизма действия света CO2 лазера на ткани [4]
С помощью лазерного скальпеля операции проводят бесконтактно, свет CO2-лазера обладает антисептическим и антибластическим действиями, при этом образуется плотная коагуляционная плёнка, которая обусловливает эффективный гемостаз (просветы артериальных сосудов до 0,5 мм и венозных до 1 мм в диаметре завариваются и не требуют перевязки лигатурами), создаёт барьер против инфекционных (включая вирусы) и токсических агентов, обеспечивая при этом высокоэффективную абластику, стимулирует посттравматическую регенерацию тканей и предотвращает их рубцовые изменения (см. схему).
Лазерный хирургический аппарат «Лазермед» (Конструкторское бюро приборостроения) построен на основе полупроводниковых лазеров, излучающих на длине волны 1,06 мкм. Аппарат отличается высокой надежностью, малыми габаритными размерами и весом. Доставка излучения к биоткани производится через лазерный блок либо при помощи световода. Наведение основного излучения производится пилотной подсветкой полупроводникового лазера. Лазер 4 класса опасности по ГОСТ Р 50723-94, I класса электробезопасности с типом защиты B по ГОСТ Р 50267.0-92.
Лазерный хирургический аппарат «Ланцет-1» (рисунок 14) - модель СО2-лазера, предназначенная для проведения хирургических операций в различных областях медицинской практики.
Рисунок 14 - Лазерный хирургический аппарат «Ланцет-1»
Аппарат горизонтальной компоновки, портативный, имеет оригинальную упаковку в виде кейса, отвечает самым современным требованиям, предъявляемым к хирургическим лазерным установкам как по своим техническим возможностям, так и по обеспечению оптимальных условий труда хирурга, простоте управления и дизайну.
Технические характеристики аппарата приведены в таблице 2.
Таблица 2 - Технические характеристики лазерного хирургического аппарата «Ланцет-1»
|
Длина волны излучения, мкм |
10,6 |
|
|
Выходная мощность излучения (регулируемая), Вт |
0,1 - 20 |
|
|
Мощность в режиме Медипульс, Вт |
50 |
|
|
Диаметр лазерного луча на ткани (переключаемый), мкм |
200; 300; 500 |
|
|
Наведение основного излучения лучом диодного лазера |
2 мВт, 635 нм |
|
|
Режимы излучения (переключаемые) |
непрерывный, импульсно-периодический, Медипульс |
|
|
Время экспозиции излучения (регулируемое), мин |
0,1 - 25 |
|
|
Длительность импульса излучения в импульсно-периодическом режиме (регулируемая), с |
0,05 - 1,0 |
|
|
Длительность паузы между импульсами, с |
0,05 - 1,0 |
|
|
Пульт управления |
выносной |
|
|
Включение излучения |
ножная педаль |
|
|
Удаление продуктов сгорания |
система эвакуации дыма |
|
|
Радиус операционного пространства, мм |
1000 |
|
|
Система охлаждения |
автономная, воздушно-жидкостного типа |
|
|
Размещение в операционной |
настольное |
|
|
Электропитание (переменный ток) |
220 В, 50 Гц, |
|
|
Габаритные размеры, мм |
640х440х240 |
|
|
Масса, кг |
25 |
6. Медицинская лазерная аппаратура, разработанная КБАС
Насадка оптическая универсальная (НОУ) к лазерам типа ЛГН-111, ЛГ-75-1 (рисунок 15) предназначена для фокусировки лазерного излучения в световод и измененения диаметра пятна при внешнем облучении.
Рисунок 15 - Насадка оптическая универсальная (НОУ)
Насадка применяется при лечении ряда заболеваний, связанных с нарушением кровообращения, путем ввода световода в вену и облучения крови, а также при лечении дерматологических и ревматических заболеваний. Насадка проста в обращении, легко монтируется на корпусе лазера, быстро настраивается на рабочий режим. При внешнем облучении изменение диаметра пятна производится перемещением линзы конденсора.
Технические характеристики НОУ приведены в таблице 3.
Таблица 3 - Технические характеристики НОУ
|
Мощность излучения на входе в световод, мВт |
до 50 |
|
|
Потери мощности излучения в световоде, % |
не более 20 |
|
|
Диаметр световедущей жилы, мм |
0,125 0,2 |
|
|
Диапазон изменения диаметра пятна на расстоянии 1 м от излучателя, мм |
20 - 100 |
Установка физиотерапевтическая «Спрут-1» (рисунок 16) предназначена для лечения ряда заболеваний в различных областях медицины: травматология, дерматология, стоматология, ортопедия, рефлексотерапия, невралгия.
Рисунок 16 - Лазерная физиотерапевтическая установка «Спрут-1»
Лечение установкой «Спрут-1» обеспечивает отсутствие аллергических реакций, безболезненность и асептичность, а так же ведет к существенному сокращению сроков лечения, экономии лекарственных средств.
Принцип работы основан на использовании стимулирующего воздействия энергии лазерного излучения с длиной волны 0,63 мкм.
Установка состоит из излучателя, положение которого плавно регулируется относительно горизонтальной плоскости, блока питания с конструктивно включенными в него счетчиком количества включений и счетчиком суммарной наработки установки.
Излучатель и блок питания крепятся на легкую мобильную подставку.
Технические характеристики установки «Спрут-1» приведены в таблице 4.
Таблица 4 - Технические характеристики установки физиотерапевтической «Спрут-1»
|
Номинальная выходная мощность, мВт |
20 |
|
|
Дискретное изменение выходной мощности, мВт |
1 - 20 |
|
|
Длина волны лазерного излучения, мкм |
0,63 |
|
|
Диапазон регулировки диаметра светового пучка, мм |
20 - 200 |
|
|
Длина световода, мм |
1500 - 2000 |
|
|
Технический ресурс, лет |
5 |
|
|
Масса, кг, не более |
5 |
Лазерная офтальмологическая терапевтическая установка «Лота» (рисунок 17) применяется при лечении эрозий и язв трофического характера, после травм, ожогов, кератитов и кератоконъюктивитов, послеоперационных кератопатий, а так же для ускорения процесса приживления трансплантанта при пересадке роговицы.
Рисунок 17 - Лазерная офтальмологическая терапевтическая установка «Лота»
Технические характеристики установки приведены в таблице 5.
Таблица 5 - Технические характеристики лазерной установки «Лота»
|
Длина волны излучения, мкм |
0,63 |
|
|
Плотность мощности излучения в плоскости облучения, Вт/см2 |
не более 5х105 |
|
|
Мощность излучения на выходе установки, мВт |
от 0,5 до 1 |
|
|
Характер регулировки мощности в указанном диапазоне |
плавный |
|
|
Потребляемая мощность, ВА |
не более 15 |
|
|
Напряжение питающей сети при частоте 50 Гц, В |
220±20 |
|
|
Средняя наработка на отказ, час |
не менее 5000 |
|
|
Средний ресурс |
не менее 20000 |
|
|
Масса, кг |
5,9 |
Медицинская лазерная установка «Альмицин» (рисунок 18) применяется в терапии, стоматологии, фтизиатрии, пульмонологии, дерматологии, хирургии, гинекологии, проктологии и урологии. Методы обработки: бактерицидный эффект, стимуляция микроциркуляции источника повреждения, нормализация иммунных и биохимических процессов, улучшение регенерации, увеличение эффективности медикаментозной терапии.
Рисунок 18 - Медицинская лазерная установка «Альмицин»
Технические характеристики установки приведены в таблице 6.
Таблица 6 - Технические характеристики медицинской лазерной установки «Альмицин»
|
Спектральный диапазон |
близкий к УФ |
|
|
Конструкция |
блочная |
|
|
Вывод пучка |
световод |
|
|
Диаметр световода, мкм |
400 - 800 |
|
|
Длина световода, м |
1,5 м |
|
|
Напряжение питающей сети при частоте 50 Гц, В |
220 |
|
|
Потребление энергии, Вт |
не более 200 |
|
|
Управление |
автоматическое |
|
|
Время облучения, мин |
не более 3 |
|
|
Размеры каждого из блоков, мм |
220х320х450 |
|
|
Масса |
не более 40 кг |
Световолоконная приставка «Ариадна-10» (рисунок 19) предлагается взамен имеющего малую степень подвижности и инерционного зеркально-шарнирного механизма передачи излучения для хирургических установок (типа «Скальпель-1») на CO2-лазерах.
Основными элементами приставки являются: устройство ввода излучения и световод общей хирургии.
Рисунок 19 - Световолоконная приставка «Ариадна-10»
Световод приставки работает совместно с дымоотсосным устройством, что позволяет одновременно с проведением хирургических операций удалять продукты взаимодействия излучения с биотканями из операционного пространства.
Благодаря гибкости световода существенно расширяются возможности использования лазерных хирургических установок на CO2-лазерах.
Технические характеристики установки приведены в таблице 7.
Таблица 7 - Технические характеристики световолоконной приставки «Ариадна-10»
|
Длина волны лазерного излучения, мкм |
10,6 |
|
|
Входная мощность, Вт |
20 |
|
|
Длина гибкой части, мм, не менее |
1000 |
|
|
Коэффициент пропускания, не менее |
0,5 |
|
|
Диаметр излучения в плоскости фокусировки, мм, не менее |
1 |
|
|
Радиус изгиба световода, мм, не менее |
100 |
|
|
Размер операционного пространства, мм, не менее |
500х500х400 |
Схема приставки представлена на рисунке 20.
Рисунок 20 - Схема световолоконной приставки «Ариадна-10»
Список использованных источников
1. Захаров В.П., Шахматов Е.В. Лазерная техника: учеб. пособие. - Самара: Изд-во Самар. гос. аэрокосм. ун-та, 2006. - 278 с.
2. Справочник по лазерной технике. Пер. с немецкого. М., Энергоатомиздат, 1991. - 544 с.
3. Жуков Б.Н., Лысов Н.А., Бакуцкий В.Н., Анисимов В.И. Лекции по лазерной медицине: Учебное пособие. - Самара: СМИ, 1993. - 52 с.
4. Применение лазерной хирургической установки «Скальпель-1» для лечения стоматологических заболеваний. - М.: Министерство здравоохранения СССР, 1986. - 4 с.
5. Канюков В.Н., Терегулов Н.Г., Винярский В.Ф., Осипов В.В. Развитие научно-технических решений в медицине: Учебное пособие. - Оренбург: ОГУ, 2000. - 255 с.
Подобные документы
Основные направления и цели медико-биологического использования лазеров. Меры защиты от лазерного излучения. Проникновение лазерного излучения в биологические ткани, их патогенетические механизмы взаимодействия. Механизм лазерной биостимуляции.
реферат [693,2 K], добавлен 24.01.2011Лазерные методы диагностики. Оптические квантовые генераторы. Основные направления и цели медико-биологического использования лазеров. Ангиография. Диагностические возможности голографии. Термография. Лазерная медицинская установка длялучевой терапии.
реферат [178,1 K], добавлен 12.02.2005Процесс лазерного излучения. Исследования в области лазеров в диапазоне рентгеновских волн. Медицинское применение CO2–лазеров и лазеров на ионах аргона и криптона. Генерация лазерного излучения. Коэффициент полезного действия лазеров различных типов.
реферат [7,1 M], добавлен 17.01.2009Общее понятие о квантовой электронике. История развития и принцип устройства лазера, свойства лазерного излучения. Низкоинтенсивные и высокоинтенсивные лазеры: свойства, действие на биологические ткани. Применение лазерных технологий в медицине.
реферат [37,7 K], добавлен 28.05.2015Основы квантовой теории. Понятие и виды флуоресценции, квантовый выход. Совмещение флуорохромов и задача колокализации. Подбор пар для FRET-микроскопии, ее механизм и физические показатели. FRET-исследования в области клеточной биологии и медицине.
курсовая работа [3,3 M], добавлен 18.10.2013Применение ионизирующего излучения в медицине. Технология лечебных процедур. Установки для дистанционной лучевой терапии. Применение изотопов в медицине. Средства защиты от ионизирующего излучения. Процесс получения и использования радионуклидов.
презентация [1016,4 K], добавлен 21.02.2016Лечение бронхиальной астмы инфракрасным излучением. Искусственные источники ультрафиолетового (УФ) излучения в медицине. Озонные и безозонные бактерицидные лампы. Дезинфекция питьевой воды с помощью УФ-излучения. Рентгенодиагностика, устройство аппарата.
реферат [25,4 K], добавлен 27.08.2009Змеиный яд, его физические и химические свойства, особенности применения в медицине. Получение пантов из пятнистого оленя. Основные свойства мускуса и амбры, специфика и сферы его применения. Использование пиявок и бодяги в медицине и косметологии.
курсовая работа [2,8 M], добавлен 22.01.2013Применение в медицине микроскопических устройств на основе нанотехнологий. Создание микроустройств для работы внутри организма. Методы молекулярной биологии. Нанотехнологические сенсоры и анализаторы. Контейнеры для доставки лекарств и клеточной терапии.
реферат [431,5 K], добавлен 08.03.2011Изучение фармакогнозии как отрасли фармации. Применение в современной медицине лекарств растительного происхождения. Механизм действия горечи, ее физические и химические свойства. Применение растения для повышения аппетита и улучшения пищеварения.
курсовая работа [1,0 M], добавлен 28.01.2015
