Elektroniczna aparatura medyczna VII Lasery i technika światłowodowa

Transkrypt

1 lekronina aparaura medna SMSTR V Cłowiek- najlepsa inwesja Projek współfinansowan pre Unię uropejską w ramah uropejskiego Fundusu Społenego lekronina aparaura medna VII Laser i ehnika świałowodowa Kompabilność elekromagnena Bepieeńswo pajena

2 Laser i ehnika świałowodowa w mednie Laser i ehnika świałowodowa w mednie Zasosowania - diagnoska obraowanie pomiar perfuji - erapia bardo seroki akres asosowań - inne świałowod jako elemen orów pomiarowh słabh sgnałów - świałowod jako elemen iolajne Lieraura. K.Paorski M.Kujawińska L.Sałbu Inerferomeria laserowa OWPW 005. Fiedor P e al. red) Zars klininh asosowań laserów Ankar 995

3 Laser w mednie Promieniowanie laserowe Zasada diałania lasera dosarenie energii ak b nasąpiło prejśie aomu na wżs poiom energen 0 >) aki san san wbudon jes nierwał nasępuje powró do sanu 0 i emisja foonu emisja sponanina. Jeśli do aomu w sanie wbudenia dore kolejn kwan energii o warośi równej różni poiomów wmusi prejśie do niżsego poiomu energenego ora emisję kwanów promieniowania o ej samej faie długośi fali polaraji i kierunku propagaji emisja wmusona podsawa diałania lasera. Laser w mednie Promieniowanie laserowe Warunek niebędn dla uskania emisji wmusonej inwersja obsadeń poiomów energenh j. więej aomów ośrodka powinno naleźć się na poiomie. Wprowadenie do akiego ośrodka promieniowania świała) prniesie siln wros emisji ego ośrodka - w porównaniu e sanem be inwersji obsadeń. Inwersję obsadeń uskuje się pre doprowadenie do ośrodka energii np. pre pompowanie opne świało lamp łukowej błskowej) prepłw prądu pre łąe p-n lub ga.

4 Laser w mednie Promieniowanie laserowe Jeśli w ośrodku nasąpi inwersja obsadeń wówas promieniowanie pohodąe emisji sponaninej spowoduje emisję wmusoną kóra będie narasać lawinowo dla fali świała rohodąej się wdłuż ośrodka. Niewkonalne ehninie rowiąanie bardo długim ośrodkiem asąpiono ssemem wieriadeł kórh jedno odbija nieałkowiie ęść energii prehodi pre nie i sanowi wiąkę laserową. Zjawisko o nasąpi pod warunkiem apewnienia warunku fa fala sojąa w reonaore ałkowia liba połówek fali międ wieriadłami) ora ampliud wmonienie promieniowania w ośrodku reonaora prewżsa sra akże wiąka whodąa lasera jes roumiana jako sraa). Laser w mednie Promieniowanie laserowe Właśiwośi promieniowania laserowego - monohromaność - bieżność > wsoka gęsość mo do 0 W/m ) - spójność - sał wiąek fa fali w prekroju wiąki i międ dwoma prekrojami

5 Laser w mednie Oddiałwanie promieniowania lasera na kanki Oddiałwanie wiąki świała lasera na kanki Zależne od rodaju kanki gęsośi mo promieniowania asu oddiałwania i długośi fali a akże rodaju kanki miękka warda). fek: - fooermine - foojoniajne - foohemine - foooksne - foosmulajne.

6 Laser w mednie Oddiałwanie promieniowania lasera na kanki fek fooermine: absorpja promieniowania nagrewanie denauraja koagulaja odparowanie i usunięie. Zakres skuków ależ od dosaronej energii asu dosarania i skuenośi odprowadania iepła pre kankę. Podgranie do 40 C nie powoduje nieodwraalnh mi an powżej 45 C anają się akie mian powżej C koagulaja kanki pow żej 90 C parowanie wod powżej 00 C wrenie rorwanie kanki dalej węglenie. Laser w mednie Oddiałwanie promieniowania lasera na kanki fek foojoniajne: wnik podawania krókorwałh impulsów promieniowania o dużej gęsośi mo ponad 00MW/m) powsanie plam silnie absorbująej promieniowanie laserowe ekspansja plam powsanie fali udereniowej rorwanie kanki. Wkorswane do mikrohirurgii predniej ęśi oka robijania łogów nerkowh i żółiowh i aorów w naniah krwionośnh.

7 Laser w mednie Oddiałwanie promieniowania lasera na kanki fek foohemine/foooksne: wnik selekwnej absorpji promieniowania pre kanki hromofor). DNA absorbuje nadfiole mian hemine. Fooablaja na imno krókorwałe impuls promieniowania laserowego UV o dużej gęsośi mo mogą rorwać wiąania hemine be nagrewania kanki hirurgia rogówki). Laser w mednie Oddiałwanie promieniowania lasera na kanki fek foosmulajne: absorpja promieniowania laserowego o małej mo. Prpusenia promieniowanie laserowe powoduje smulaję ransporu elekronów i angiogene. Zasosowania - erapia bólu uraów

8 Laser w mednie Oddiałwanie promieniowania lasera na kanki Laser w mednie Oddiałwanie promieniowania lasera na kanki Zależność progowej warośi gęsośi energii powodująej erminą eroję kanki od długośi fali lasera ) i współnnik absorpji wod )

9 Laser w mednie Oddiałwanie promieniowania lasera na kanki Uproson model wrosu emperaur podas oddiał- wania erminego lasera ależn od długośi fali i mo promieniowania ora kanki Shema kraeru wworonego pre laser. srefa węglona i koagulaji - mian nieodwraalne; srefa obręku mian na ogół odwraalne mikropęhere wnikłe wrenia wod) Laser w mednie Oddiałwanie promieniowania lasera na kanki Rodaje emisji laserowej Długorwałe diałanie promieniowania laserowego powżej kilku ms) prewodenie iepła pre kanki powięksa obsar eroji i marwi. Wielokrone oddiałwanie krókih impulsów promieniowania o małej ęsoliwośi powarania rośnie głębokość kraeru pole eroji i marwi nie ulega nanemu powiękseniu.

10 Obraowanie opne Opna omografia koherenjna OCT Inerferomeria pomiar/obraowanie wkorsująe nakładanie się inerferenję) dwóh lub więej fal świała kórego wnik ależ od relaji faowh międ mi falami. Fala elekromagnena A - ampliuda ω - pulsaja φ - faa Dwie fale i Suma fal ))] )ep[ ) j A φ ω ))] ) ep[ ) j A φ ω ))] )ep[ ) j A φ ω i i ) ) Inerferenja wnik koherennej superpoji fal Naężenie świała dla sum fal inenswność - warość średniokwadraowa sum fal * onaa wielkość sprężoną) : Dla dwóh fal o h samh pulsajah i równoległh polarajah rokład inenswnośi ma posać: I I - inenswność fal i φ - różnia fa h fal Obraowanie opne Opna omografia koherenjna OCT ) I + * * * * ) I I I )] os[ ) I I I I I φ + + ))] ) ep[ ) j A φ ω ))] )ep[ ) j A φ ω

11 Obraowanie opne Opna omografia koherenjna OCT Inenswność I ) I + I + II os[ φ )] Obra prążkow inenswnośi Maksima inerferogramu wsępują dla różni fa będąej wielokronośią π lub różni długośi dróg opnh równej wielokronośi λ. γ - konras inenswnośi I γ ) I ma ma ) I ) + I min min ) ) Obraowanie opne Opna omografia koherenjna OCT Inerferomeria ehnika pomiarowa wkorsująa inerferenję wiąek świała w najprossm prpadku dwóh) Shema blokow inerferomeru

12 Obraowanie opne Opna omografia koherenjna OCT Paramer źródła laserowego Droga koherenji l : dioda laserowa 6m świało białe.um laser He-Ne 300m as koherenji: l τ τ f f - serokość widmowa wnaana rokładu widmowej gęsośi mo promieniowania WGMf): f WGM f ) df ) 0 WGM f ) df 0 Obraowanie opne Opna omografia koherenjna OCT Zakres jednonanego inerferomernego pomiaru różni dróg fa) ogranion jes do ęśi długośi fali λ /4). Zakres en można roserć sosują dwie długośi fali promieniowania. Wed w. ekwiwalenna długośi fali wnosi λ ekw λ λ / λ - λ. l f Innm skueniejsm rowiąaniem jes śledenie maksimum koherenji asowej korelaji) międ wiąkami predmioową i odniesienia. Wmaga o asosowania źródła o niskiej koherenji asowej li o serokim widmie emiowanej wiąki np. diod laserowej. Wed długość koherenji jes l mała i sgnał inerferenjn ma posać jak na rsunku.

13 Obraowanie opne Opna omografia koherenjna OCT l f Długość koherenji jes mała i sgnał inerferenjn ma posać jak obok. Konras wsokie ampliud) wsępują lko w obsare koherenji. Rodielość wdłużną określa wię długość koherenji pasmo promieniowania) w akim akresie można deekować odbie lub roprosone pre badan obiek promieniowanie skanują głębokość popre mianę położenia wieriadła odniesienia a skanowanie laeralne apewnia inne wieriadło pewna analogia do ulrasonografii). Obraowanie wmaga emisji bardo krókih impulsów świała fs). Obraowanie opne Opna omografia koherenjna OCT Konras wsokie ampliud koherenji) wsępują lko w obsare koherenji. Rodielość wdłużną określa wię długość koherenji pasmo promieniowania) w akim akresie można deekować odbie lub roprosone pre badan obiek promieniowanie skanują głębokość popre mianę położenia wieriadła odniesienia a skanowanie laeralne apewnia odpowiednie wieriadło pewna analogia do ulrasonografii). Obraowanie wmaga emisji bardo krókih impulsów świała fs).

14 Obraowanie opne Opna omografia koherenjna OCT Inerferomerne OCT) obra śian pęhera moowego. pielium w prpadku fijologinm jes nanie iemniejse od kanki łąnej niż w prpadku wsępowania sanu apalnego biała kreska - odinek mm). A.Johansson K.Kromer R.Sroka H. Sepp Clinial opial diagnosis saus and perspeives Medial Laser Appliaion 3 008)55 74 Laser i ehnika świałowodowa w mednie Świałowod w ehnie pomiarowej Prawo Snelliusa n sin Θ n sin Θ Jeśli ośrodek II jes opnie mniej gęs od ośrodka I j. n <n może dojść do ałkowiego odbiia fali świała na grani ośrodków. Ką dla kórego o jawisko ahodi nawan kąem graninm. sin Θ n gr n To właśnie jawisko wkorswane jes w ehnie świałowodowej.

15 Laser i ehnika świałowodowa w mednie Świałowod w ehnie pomiarowej Gęss opnie rdeń ooon jes mniej gęsą powłoką. Sożek akepaji sożek uworon pre krn ka Θa dla kórego promień może wniknąć do świałowodu powiera. n 3 sin Θa n sin Θ b Laser i ehnika świałowodowa w mednie Świałowod w ehnie pomiarowej W obrębie sożka akepaji możliwe są różne warośi kąa Θ o onaa że promienie może mieć różnej długośi drogi w świałowodie. Mówim wed o różnh modah. Drogi modów mogą nanie się różnić o prowadi do dspersji.

16 Laser i ehnika świałowodowa w mednie Świałowod w ehnie pomiarowej dspersja Sgnał wejśiow Skuek dspersji I Skuek dspersji II nakładanie się impulsów świała Laser i ehnika świałowodowa w mednie Świałowod w ehnie pomiarowej Wnikająe uskodeń powłoki Sra Wnikająe odbić ahodąh na połąeniah apewnienie dopasowania

17 Laser i ehnika świałowodowa w mednie Dioda laserowa i jej paramer prkład) Paramer Prąd progow Wjśiowa mo opna Nahlenie h-ki prejśiowej Długość fali Robieżność wiąki podłużna) 50mA p) 0mW min) 0.5mW/mA p) 785nm p) deg p) Robieżność wiąki poprena) 30 deg p) Laser i ehnika świałowodowa w mednie Dioda laserowa i jej paramer prkład)

18 Laser i ehnika świałowodowa w mednie Dioda laserowa Świałowod i diod laserowe w ehnie pomiarowej

19 Świałowod i diod laserowe w ehnie pomiarowej Świałowod i diod laserowe w ehnie pomiarowej Pomiar słuhowh poenjałów wwołanh sanu usalonego Sanowisko do badań - predwmania HS4 i wmania DB4 firm Tuker-Davis Tehnologies uwaga połąenie świałowodowe HS4 i DB4!) - słuhawki audiomerne TDH-39 - kompuer karą dźwiękową