激光技术在医学上的应用(一)

激光技术在医学上的应用(一)

摘要主要介绍了激光全息技术和C02医用激光的兴起和在医学领域的应用，从激光全息技术的原理到原先再现，都作了详细的说明。对C02医用激光器在实际工作中的具体应用和改进作了详细介绍。

关键词全息技术；全息照相术；全息再现；C02医用激光器

1激光全患技术

激光全息技术是20世纪60年代初兴起的一门技术。激光全息技术发展很快，已在生产和科研的许多领域中广泛应用。最先把激光全息技术应用于医学的是VanUgten，他于1966年在世界上首次摄得眼全息图，但限于当时的技术水平，再现像的分辨率较差。以后各国科学家相继开始将激光全息技术应用于医学领域，从眼科扩展至胸外科、口腔科等。二次曝光的成功，促成了全息测量技术的发展，20世纪70年代出现的超声全息技术，将全息技术推进了一大步。由于超声可深入人体内部，因而超声全息可探测人体内部器官，如肠、胃、肝、胆及主胎儿等的生理异常，肢端和关节软组织的超声全息成像是极有价值的，超声全息还有希望应用于腱、肌肉和神经结构的显示。激光全息医学诊断术虽然产生的时间不长，但由于它具有种种优点，已越来越为人们所重视，并日益广泛地应用于临床。

1.1全患照相术

全息照相术与一般照相不同，照相是记录物体信息的一种技术，一般是将物体通过透镜成像在底片上，底片乳胶只记录光强(振幅)，而不能记录相位，因而失掉了三维特征。而全息照相底片上不只记录光强(振幅)，也记录相位(各点间的相互位相关系)，也就是记录物的全部信息，所以称为全息。

全息照片最早是由英国汤姆逊-豪斯敦公司的：盖宝摄得。照片的实质是将来自物体的波前和另一个参考波(通常是平面波或球面波)相干涉，底片记录干涉条纹，将同样的参考波照射此底片时，可在相应位置重新出现三维物体。

由此可见，全息照相和一般照相具有相同之处，即同样是记录物体信息的一种手段，但又有所不同，其特点如下：

(1)因为全息照相记录的是物体的光波，而不是物体的像，因而用这种底片来观察物体时，可以变换视点来改变观察方向，亦即可以从不同的位置来考察物体(而一般照相只是从照相位置观察物体，即在照相镜头处观察物体)。观察方向只受到照片尺寸大小的限制。

(2)全息照相不需要透镜，但需要一个参考波源，如果参考波和再现波采用不同的波长，那么还可以具有放大或缩小的功能。

(3)全息照相具有深度效应(体视效应)。如变换观察方向时，后面部分可被前面部分遮挡，远处物体随着观察者运动而近处的不动，闪光忽隐忽现等。

(4)普通照相底片能直接看出物体的形状，而全息照相由于在激光照射下，记录的是干涉图样，所以在普通光线下观察时，看不到什么物体，而只是灰色的一片，要想见到展现物，必须用再现光照射(目前已制出一种能在普通光照射下再现的全息照片)。

(5)全息片记录的是干涉条纹，对底片的分辨率要求较高(在参考光和物体之间夹角很小时，可采用分辨率略低些的底片)。因此，稍有振动，就会使照片模糊，故必须采取严格的防震措施。

(6)普通相正负片的结果正好相反，而在全息照片中，不论正片还是负片结果一样。

1.2全息技术在医学上的应用

眼全息照相实验装置简图。激光由半反镜分成两束，一束为球面波参考光，另一束通过纤维光束，以球状通过接触镜进入眼球，眼球各部分的反射光和慢射光由瞳孔中央部6mm直径处射出，经投影透镜作为物波记录在全息底版上，激光是氩离子激光器，λ=0.5145UmP=100mWt=10ms-30ms，眼底网膜上的光亮约为3×10-3J／cm2。重现象可观察

晶体表面、虹膜和视网膜。这样就能用一张全息照片对从晶体到网膜的眼球各部分自由地进行三维检测。