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1、医用光学技术与仪器医用光学技术与仪器 医用光学仪器主要有医用光学仪器主要有医用光学仪器主要有医用光学仪器主要有眼科光学仪器、显微镜、医用眼科光学仪器、显微镜、医用眼科光学仪器、显微镜、医用眼科光学仪器、显微镜、医用内窥镜和医用激光仪器四大类。内窥镜和医用激光仪器四大类。内窥镜和医用激光仪器四大类。内窥镜和医用激光仪器四大类。眼科光学仪器主要有眼眼科光学仪器主要有眼眼科光学仪器主要有眼眼科光学仪器主要有眼前部、眼压、眼底、视野等多种检查仪器，特别是微电前部、眼压、眼底、视野等多种检查仪器，特别是微电前部、眼压、眼底、视野等多种检查仪器，特别是微电前部、眼压、眼底、视野等多种检查仪器，特别是微电脑
2、及电视图像技术的应用，使传统的眼科光学仪器得以脑及电视图像技术的应用，使传统的眼科光学仪器得以脑及电视图像技术的应用，使传统的眼科光学仪器得以脑及电视图像技术的应用，使传统的眼科光学仪器得以迅速地更新换代。迅速地更新换代。迅速地更新换代。迅速地更新换代。显微镜显微镜显微镜显微镜最早应用在医疗中，最早应用在医疗中，最早应用在医疗中，最早应用在医疗中，现代手术现代手术现代手术现代手术显微镜配备了电视图像系统，称为显微外科电视系统。显微镜配备了电视图像系统，称为显微外科电视系统。显微镜配备了电视图像系统，称为显微外科电视系统。显微镜配备了电视图像系统，称为显微外科电视系统。医用内窥镜是随着光导纤维的
3、出现而发展起来的，医用内窥镜是随着光导纤维的出现而发展起来的，医用内窥镜是随着光导纤维的出现而发展起来的，医用内窥镜是随着光导纤维的出现而发展起来的，广泛广泛广泛广泛应用于消化道、泌尿科、肺科、妇科、五官科、骨科中应用于消化道、泌尿科、肺科、妇科、五官科、骨科中应用于消化道、泌尿科、肺科、妇科、五官科、骨科中应用于消化道、泌尿科、肺科、妇科、五官科、骨科中的诊断和治疗。装有的诊断和治疗。装有的诊断和治疗。装有的诊断和治疗。装有CCDCCD摄像机及电视图像系统的内窥摄像机及电视图像系统的内窥摄像机及电视图像系统的内窥摄像机及电视图像系统的内窥镜又称镜又称镜又称镜又称电子内窥镜电子内窥镜电子内窥镜
4、电子内窥镜，可实时地显示脏器内的黑白或真彩，可实时地显示脏器内的黑白或真彩，可实时地显示脏器内的黑白或真彩，可实时地显示脏器内的黑白或真彩色图像。色图像。色图像。色图像。医用激光仪器医用激光仪器医用激光仪器医用激光仪器主要有主要有主要有主要有COCO2 2、氦氖、氦氖、氦氖、氦氖、YAGYAG及新发及新发及新发及新发展起来的半导体激光器四大类型，展起来的半导体激光器四大类型，展起来的半导体激光器四大类型，展起来的半导体激光器四大类型，主要用于治疗，其次主要用于治疗，其次主要用于治疗，其次主要用于治疗，其次用于诊断。用于诊断。用于诊断。用于诊断。 医用光学技术与仪器医用光学技术与仪器 眼科光学仪
5、器眼科光学仪器 显微镜显微镜医用内窥镜医用内窥镜 医用激光仪器医用激光仪器红外热像仪红外热像仪 1 眼科光学仪器眼科光学仪器 眼科光学仪器属于精密光学仪器，主要有眼底眼科光学仪器属于精密光学仪器，主要有眼底眼科光学仪器属于精密光学仪器，主要有眼底眼科光学仪器属于精密光学仪器，主要有眼底照相机、视野仪、验光仪、眼压仪、角膜曲率仪、照相机、视野仪、验光仪、眼压仪、角膜曲率仪、照相机、视野仪、验光仪、眼压仪、角膜曲率仪、照相机、视野仪、验光仪、眼压仪、角膜曲率仪、裂隙灯显微镜等。现代眼科光学仪器的名称大都在裂隙灯显微镜等。现代眼科光学仪器的名称大都在裂隙灯显微镜等。现代眼科光学仪器的名称大都在裂隙灯
6、显微镜等。现代眼科光学仪器的名称大都在原名称之前加上原名称之前加上原名称之前加上原名称之前加上“ “电脑电脑电脑电脑” ”二字，二字，二字，二字，在传统的光学观察在传统的光学观察在传统的光学观察在传统的光学观察系统基础上加上电视摄像及微机自动控制、处理系系统基础上加上电视摄像及微机自动控制、处理系系统基础上加上电视摄像及微机自动控制、处理系系统基础上加上电视摄像及微机自动控制、处理系统，统，统，统，能进行程序自动控制、电视图像显示、计算机能进行程序自动控制、电视图像显示、计算机能进行程序自动控制、电视图像显示、计算机能进行程序自动控制、电视图像显示、计算机图像处理、数据测算及分析、参数显示及打
7、印报告图像处理、数据测算及分析、参数显示及打印报告图像处理、数据测算及分析、参数显示及打印报告图像处理、数据测算及分析、参数显示及打印报告及资料存档等功能。除此之外，一些新型的光学仪及资料存档等功能。除此之外，一些新型的光学仪及资料存档等功能。除此之外，一些新型的光学仪及资料存档等功能。除此之外，一些新型的光学仪器也不断出现，如近年出现的利用共焦扫描激光技器也不断出现，如近年出现的利用共焦扫描激光技器也不断出现，如近年出现的利用共焦扫描激光技器也不断出现，如近年出现的利用共焦扫描激光技术对眼底成像的术对眼底成像的术对眼底成像的术对眼底成像的 激光眼底扫描照机激光眼底扫描照机激光眼底扫描照机激光
8、眼底扫描照机 。1.1 眼底照相机眼底照相机 眼底照相机是用来观察和记录眼底眼底照相机是用来观察和记录眼底眼底照相机是用来观察和记录眼底眼底照相机是用来观察和记录眼底视网膜视网膜视网膜视网膜状况的光学仪器，状况的光学仪器，状况的光学仪器，状况的光学仪器，它将眼底以黑白或彩色照片的形它将眼底以黑白或彩色照片的形它将眼底以黑白或彩色照片的形它将眼底以黑白或彩色照片的形式保存下来，是眼科医生的主要诊断工具。现代眼式保存下来，是眼科医生的主要诊断工具。现代眼式保存下来，是眼科医生的主要诊断工具。现代眼式保存下来，是眼科医生的主要诊断工具。现代眼底照相机装有微机及电视图像系统，可在电视监视底照相机装有微
9、机及电视图像系统，可在电视监视底照相机装有微机及电视图像系统，可在电视监视底照相机装有微机及电视图像系统，可在电视监视器屏幕上显示眼底图像，供多人同时观察及动态记器屏幕上显示眼底图像，供多人同时观察及动态记器屏幕上显示眼底图像，供多人同时观察及动态记器屏幕上显示眼底图像，供多人同时观察及动态记录录录录 ( (录像录像录像录像) )。（1 1 1 1）眼球）眼球）眼球）眼球 （2 2 2 2）接目物镜）接目物镜）接目物镜）接目物镜 （3 3 3 3）中空反射镜中空反射镜中空反射镜中空反射镜 （4 4 4 4）补偿透镜组）补偿透镜组）补偿透镜组）补偿透镜组 （5 5 5 5）成像物镜组（）成像物镜
10、组（）成像物镜组（）成像物镜组（6 6 6 6）分光棱镜）分光棱镜）分光棱镜）分光棱镜 （7 7 7 7）照相机胶片）照相机胶片）照相机胶片）照相机胶片 （8 8 8 8）反射镜）反射镜）反射镜）反射镜 （9 9 9 9）分划板）分划板）分划板）分划板 （10101010）目镜（）目镜（）目镜（）目镜（11111111）观察者或电视摄像机观察者或电视摄像机观察者或电视摄像机观察者或电视摄像机 （12121212）集光）集光）集光）集光镜镜镜镜 （13131313）环形光阑）环形光阑）环形光阑）环形光阑 （14141414）观察）观察）观察）观察照明白炽灯（照明白炽灯（照明白炽灯（照明白炽灯（1
11、5151515）聚光镜）聚光镜）聚光镜）聚光镜 （16161616）聚光镜聚光镜聚光镜聚光镜 （17171717）照相闪光灯）照相闪光灯）照相闪光灯）照相闪光灯(1)(1)照照照照相相相相系系系系统统统统：由由由由接接接接目目目目物物物物镜镜镜镜、补补补补偿偿偿偿透透透透镜镜镜镜组组组组、成成成成像像像像系系系系统统统统、 分光棱镜及分光棱镜及分光棱镜及分光棱镜及3535mmmm照相机组成。照相机组成。照相机组成。照相机组成。(2)(2)观察瞄准系统：由分光棱镜、反射镜、分划板及观察瞄准系统：由分光棱镜、反射镜、分划板及观察瞄准系统：由分光棱镜、反射镜、分划板及观察瞄准系统：由分光棱镜、反射镜
12、、分划板及 观察目镜组成的光路。观察目镜组成的光路。观察目镜组成的光路。观察目镜组成的光路。(3) (3) 照明系统。照明系统。照明系统。照明系统。(4) (4) 机架、调节机构及操纵手柄。机架、调节机构及操纵手柄。机架、调节机构及操纵手柄。机架、调节机构及操纵手柄。(5) (5) 电视图像系统及电脑系统，在观察目镜位置装有电视图像系统及电脑系统，在观察目镜位置装有电视图像系统及电脑系统，在观察目镜位置装有电视图像系统及电脑系统，在观察目镜位置装有 CCD CCD摄像机，并由摄像机，并由摄像机，并由摄像机，并由5 5” ” 单色监视显示图像。微电脑单色监视显示图像。微电脑单色监视显示图像。微电
13、脑单色监视显示图像。微电脑 系统可在屏幕上完成测算功能。此外微电脑还能系统可在屏幕上完成测算功能。此外微电脑还能系统可在屏幕上完成测算功能。此外微电脑还能系统可在屏幕上完成测算功能。此外微电脑还能 自动决定摄影条件，在荧光摄影时能自动插入滤自动决定摄影条件，在荧光摄影时能自动插入滤自动决定摄影条件，在荧光摄影时能自动插入滤自动决定摄影条件，在荧光摄影时能自动插入滤 色镜。色镜。色镜。色镜。 利利用用眼眼底底照照相相机机可可获获得得眼眼底底血血管管荧荧光光造造影影像像。由由前前肘肘静静脉脉注注射射荧荧光光素素钠钠造造影影剂剂1015秒秒之之后后，眼眼底底血血管管即即可可依依照照先先动动脉脉，后后
14、静静脉脉，而而后后脉脉络络膜膜血血管管的的顺顺序序显显示示荧荧光光。用用连连续续摄摄影影机机拍拍摄摄其其过过程程，从从而而对对眼眼底底血血管性状、眼底视网膜病变做出诊断。管性状、眼底视网膜病变做出诊断。1.2 激光眼底扫描成像激光眼底扫描成像 该系统采用该系统采用共焦扫描激光共焦扫描激光(Confocal Scanning Laser)技术对眼底进行成像，通技术对眼底进行成像，通过计算机分析，绘制出视盘表面的三维地过计算机分析，绘制出视盘表面的三维地形图。所以，此类仪器又叫扫描激光眼底形图。所以，此类仪器又叫扫描激光眼底地形图仪、视网膜层面分析仪、视神经图地形图仪、视网膜层面分析仪、视神经图像
15、处理系统等。像处理系统等。 共共共共焦焦焦焦扫扫扫扫描描描描技技技技术术术术可可可可在在在在1 1秒秒秒秒内内内内，对对对对视视视视盘盘盘盘表表表表面面面面1313mmmm的的的的深深深深度度度度范范范范围围围围内内内内，进进进进行行行行3232个个个个层层层层面面面面的的的的共共共共焦焦焦焦扫扫扫扫描描描描，每每每每个个个个层层层层面面面面采采采采集集集集256256 256256个个个个数数数数据据据据点点点点。在在在在某某某某一一一一层层层层面面面面上上上上，如如如如处处处处于于于于共共共共焦焦焦焦点点点点部部部部位位位位的的的的反反反反射射射射成成成成像像像像是是是是清清清清晰晰晰晰的
16、的的的，这这这这个个个个扫扫扫扫描描描描层层层层面面面面也也也也就就就就是是是是此此此此共共共共焦焦焦焦部部部部位位位位的的的的高高高高度度度度，未未未未处处处处于于于于共共共共焦焦焦焦的的的的部部部部位位位位不不不不能能能能成成成成像像像像。通通通通过过过过3232个个个个层层层层面面面面的的的的扫扫扫扫描描描描及及及及计计计计算算算算机机机机图图图图像像像像处处处处理理理理，就就就就可可可可给给给给出出出出视视视视盘盘盘盘表表表表面面面面的的的的三三三三维维维维地形图，并计算出有关参数。地形图，并计算出有关参数。地形图，并计算出有关参数。地形图，并计算出有关参数。 视视视视盘盘盘盘的的的的
17、改改改改变变变变是是是是青青青青光光光光眼眼眼眼的的的的早早早早期期期期诊诊诊诊断断断断唯唯唯唯一一一一的的的的客客客客观观观观指指指指标标标标。近近近近年年年年又又又又出出出出现现现现了了了了利利利利用用用用相相相相交交交交的的的的激激激激光光光光偏偏偏偏振振振振光光光光扫扫扫扫描描描描视视视视网网网网膜膜膜膜神神神神经经经经纤纤纤纤维维维维层层层层的的的的视视视视神神神神经经经经纤纤纤纤维维维维分分分分析析析析仪仪仪仪，对于青光眼的早期诊断更有用。对于青光眼的早期诊断更有用。对于青光眼的早期诊断更有用。对于青光眼的早期诊断更有用。 1.3 电脑视野仪电脑视野仪 视视视视野野野野仪仪仪仪用用
18、用用以以以以测测测测定定定定视视视视区区区区范范范范围围围围及及及及某某某某视视视视区有无功能损害。区有无功能损害。区有无功能损害。区有无功能损害。 视野仪已由早期的弧形动态视野视野仪已由早期的弧形动态视野视野仪已由早期的弧形动态视野视野仪已由早期的弧形动态视野仪而发展的微机程序控制静态自动仪而发展的微机程序控制静态自动仪而发展的微机程序控制静态自动仪而发展的微机程序控制静态自动视野仪。电脑视野仪在球形屏幕积视野仪。电脑视野仪在球形屏幕积视野仪。电脑视野仪在球形屏幕积视野仪。电脑视野仪在球形屏幕积分球的白色背景上，分布有不同亮分球的白色背景上，分布有不同亮分球的白色背景上，分布有不同亮分球的白
19、色背景上，分布有不同亮度梯度的光刺激点。这些光刺激点度梯度的光刺激点。这些光刺激点度梯度的光刺激点。这些光刺激点度梯度的光刺激点。这些光刺激点用发光二极管或导光纤维制作，在用发光二极管或导光纤维制作，在用发光二极管或导光纤维制作，在用发光二极管或导光纤维制作，在微机控制下显示不同的亮度梯度，微机控制下显示不同的亮度梯度，微机控制下显示不同的亮度梯度，微机控制下显示不同的亮度梯度，给眼以刺激。根据病人分辨这些刺给眼以刺激。根据病人分辨这些刺给眼以刺激。根据病人分辨这些刺给眼以刺激。根据病人分辨这些刺激点的多少及亮度梯度，可自动打激点的多少及亮度梯度，可自动打激点的多少及亮度梯度，可自动打激点的多
20、少及亮度梯度，可自动打印出视野范围的大小、功能缺损的印出视野范围的大小、功能缺损的印出视野范围的大小、功能缺损的印出视野范围的大小、功能缺损的部位及缺损的程度，定量显示出二部位及缺损的程度，定量显示出二部位及缺损的程度，定量显示出二部位及缺损的程度，定量显示出二维视野状态，进一步有三维立体定维视野状态，进一步有三维立体定维视野状态，进一步有三维立体定维视野状态，进一步有三维立体定量显示视野改变的结果。量显示视野改变的结果。量显示视野改变的结果。量显示视野改变的结果。1.4 电脑角膜曲率仪电脑角膜曲率仪 角角角角膜膜膜膜的的的的曲曲曲曲率率率率是是是是影影影影响响响响眼眼眼眼屈屈屈屈光光光光状状
21、状状态态态态的的的的重重重重要要要要因因因因素素素素。配配配配戴戴戴戴角角角角膜膜膜膜接接接接触触触触镜镜镜镜、白白白白内内内内障障障障术术术术后后后后置置置置入入入入人人人人工工工工晶晶晶晶体体体体的的的的度度度度数数数数的的的的选选选选择择择择，以以以以及及及及近近近近视视视视眼眼眼眼手手手手术术术术放放放放射射射射状状状状角角角角膜膜膜膜切切切切开开开开等等等等都都都都需需需需要要要要测测测测定角膜曲率。定角膜曲率。定角膜曲率。定角膜曲率。 角膜曲率计是利用角膜的角膜曲率计是利用角膜的角膜曲率计是利用角膜的角膜曲率计是利用角膜的反射性质来测量角膜曲率半径反射性质来测量角膜曲率半径反射性质
22、来测量角膜曲率半径反射性质来测量角膜曲率半径的。的。的。的。在角膜前的一特定位置放在角膜前的一特定位置放在角膜前的一特定位置放在角膜前的一特定位置放一特定大小的物体，该物体经一特定大小的物体，该物体经一特定大小的物体，该物体经一特定大小的物体，该物体经角膜反射后产生像，测量此像角膜反射后产生像，测量此像角膜反射后产生像，测量此像角膜反射后产生像，测量此像的大小即可计算出角膜前表面的大小即可计算出角膜前表面的大小即可计算出角膜前表面的大小即可计算出角膜前表面的曲率半径。的曲率半径。的曲率半径。的曲率半径。1.5 电脑眼压仪电脑眼压仪 老老式式的的眼眼压压仪仪是是一一种种带带有有仪仪表表指指示示的
23、的机机械械装装置置。现现代代眼眼压压仪仪由由微微机机控控制制，测测量量探探头头上上带带有有压压力力传传感感器器，压压力力信信号号经经放放大大由由A/D转转换换为为数数字字信信号号，由由微微机机处处理理后后显显示示出出4分分钟钟的的眼眼压压变变化化曲曲线线，依依据据此此曲曲线线可可判判定定房房水水生生成成、排排出出量量以以及及眼眼压压的的水水平平，用用以以判判定定有有无无早早期期青青光光眼眼。因因为为眼眼内内房房水水循循环环失失调调则则导导致致眼眼内内压压异异常常，从从而而发发生生青青光眼。光眼。1.6光学显微镜的成像原理光学显微镜的成像原理 物体物体物体物体ABAB发出的光线经物镜发出的光线经
24、物镜发出的光线经物镜发出的光线经物镜OO1 1放大后成一倒立实像放大后成一倒立实像放大后成一倒立实像放大后成一倒立实像ABAB，再经，再经，再经，再经目镜目镜目镜目镜OO2 2放大后，就可以获得一个经放大后，就可以获得一个经放大后，就可以获得一个经放大后，就可以获得一个经两次放大两次放大两次放大两次放大的倒立虚像的倒立虚像的倒立虚像的倒立虚像A A BB，该虚像成在观察者的明视距离处。，该虚像成在观察者的明视距离处。，该虚像成在观察者的明视距离处。，该虚像成在观察者的明视距离处。 显微镜原理与结构显微镜原理与结构光学显微镜的成像原理 显微镜的成像光路如图，它通过目镜、物镜等光学器件构成放大光路
25、，而使所得虚像AB的距离恰好等于人眼的明视距离250毫米，以获得将标本放大10200倍的可见影像。 显微镜原理与结构显微镜原理与结构显微镜的光学参数l l镜检时，我们希望能看到反差适度、清晰明了的理想图像。这镜检时，我们希望能看到反差适度、清晰明了的理想图像。这镜检时，我们希望能看到反差适度、清晰明了的理想图像。这镜检时，我们希望能看到反差适度、清晰明了的理想图像。这不仅要求所观察的标本适于某种显微镜的镜检方法，同时也要不仅要求所观察的标本适于某种显微镜的镜检方法，同时也要不仅要求所观察的标本适于某种显微镜的镜检方法，同时也要不仅要求所观察的标本适于某种显微镜的镜检方法，同时也要求将显微镜的各
26、项技术性能充分发挥出来。求将显微镜的各项技术性能充分发挥出来。求将显微镜的各项技术性能充分发挥出来。求将显微镜的各项技术性能充分发挥出来。l l光学显微镜光学显微镜光学显微镜光学显微镜主要的技术参数主要的技术参数主要的技术参数主要的技术参数包括：包括：包括：包括：数值孔径、分辨率、放大率数值孔径、分辨率、放大率数值孔径、分辨率、放大率数值孔径、分辨率、放大率焦深、视场宽度、覆盖差、工作距离和图像亮度与视场亮度焦深、视场宽度、覆盖差、工作距离和图像亮度与视场亮度焦深、视场宽度、覆盖差、工作距离和图像亮度与视场亮度焦深、视场宽度、覆盖差、工作距离和图像亮度与视场亮度等。这些参数在观测过程中必须达到
27、最佳状态。等。这些参数在观测过程中必须达到最佳状态。等。这些参数在观测过程中必须达到最佳状态。等。这些参数在观测过程中必须达到最佳状态。l l各项技术参数使用过程中彼此之间既相互联系又相互制约，每各项技术参数使用过程中彼此之间既相互联系又相互制约，每各项技术参数使用过程中彼此之间既相互联系又相互制约，每各项技术参数使用过程中彼此之间既相互联系又相互制约，每个参数都有其自身的合理界限。在使用时，应根据镜检的目的个参数都有其自身的合理界限。在使用时，应根据镜检的目的个参数都有其自身的合理界限。在使用时，应根据镜检的目的个参数都有其自身的合理界限。在使用时，应根据镜检的目的和实际情况加以协调，以适应
28、最佳分辨率为准绳，争取达到最和实际情况加以协调，以适应最佳分辨率为准绳，争取达到最和实际情况加以协调，以适应最佳分辨率为准绳，争取达到最和实际情况加以协调，以适应最佳分辨率为准绳，争取达到最好的镜检效果。好的镜检效果。好的镜检效果。好的镜检效果。 显微镜原理与结构显微镜原理与结构显微镜的光学参数显微镜的光学参数-放大率l l放大率放大率 是指物体经物镜、目镜两次成像后眼睛所是指物体经物镜、目镜两次成像后眼睛所是指物体经物镜、目镜两次成像后眼睛所是指物体经物镜、目镜两次成像后眼睛所能看到像的大小对原物体大小的比值。能看到像的大小对原物体大小的比值。能看到像的大小对原物体大小的比值。能看到像的大小
29、对原物体大小的比值。 l l显微镜配有放大倍数不同的物镜和目镜，各厂家均显微镜配有放大倍数不同的物镜和目镜，各厂家均显微镜配有放大倍数不同的物镜和目镜，各厂家均显微镜配有放大倍数不同的物镜和目镜，各厂家均已在物镜和目镜上标出各自的放大倍数，两者相乘已在物镜和目镜上标出各自的放大倍数，两者相乘已在物镜和目镜上标出各自的放大倍数，两者相乘已在物镜和目镜上标出各自的放大倍数，两者相乘即可。即可。即可。即可。 l l如在双目镜或三目镜筒内增加棱镜，有的棱镜也有如在双目镜或三目镜筒内增加棱镜，有的棱镜也有如在双目镜或三目镜筒内增加棱镜，有的棱镜也有如在双目镜或三目镜筒内增加棱镜，有的棱镜也有放大倍数，因
30、此显微镜的总放大率应加以考虑。放大倍数，因此显微镜的总放大率应加以考虑。放大倍数，因此显微镜的总放大率应加以考虑。放大倍数，因此显微镜的总放大率应加以考虑。 显微镜原理与结构显微镜原理与结构Magnification1000mm35 mm slide24x35 mmM = 1000 mm35 mm= 28投影出去的图像是我们人眼在250mm处看到图像的28倍如果我们用一个10倍的放大镜观察投影图像，我们可以得到一个280倍的图像，但我们减少10倍的视场范围。如：一台投影仪p显微镜的光学参数显微镜的光学参数-孔径角孔径角l l 孔径角孔径角孔径角孔径角( (镜口角镜口角镜口角镜口角) )，是物镜
31、光轴，是物镜光轴，是物镜光轴，是物镜光轴上的物体点与物镜前透镜的有上的物体点与物镜前透镜的有上的物体点与物镜前透镜的有上的物体点与物镜前透镜的有效直径所形成的角度。孔径角效直径所形成的角度。孔径角效直径所形成的角度。孔径角效直径所形成的角度。孔径角越大，物镜的光通量就越高。越大，物镜的光通量就越高。越大，物镜的光通量就越高。越大，物镜的光通量就越高。 它与物镜前透镜的有效直径它与物镜前透镜的有效直径它与物镜前透镜的有效直径它与物镜前透镜的有效直径成正比，但与焦点的距离成反成正比，但与焦点的距离成反成正比，但与焦点的距离成反成正比，但与焦点的距离成反比。比。比。比。显微镜原理与结构显微镜原理与结
32、构显微镜的光学参数显微镜的光学参数-数值孔径数值孔径l l数值孔径数值孔径数值孔径数值孔径：物体与物镜间媒质：物体与物镜间媒质：物体与物镜间媒质：物体与物镜间媒质的折射率的折射率的折射率的折射率n n与物镜孔径角的一与物镜孔径角的一与物镜孔径角的一与物镜孔径角的一半半半半 的正弦值的乘积。的正弦值的乘积。的正弦值的乘积。的正弦值的乘积。l l干物镜的数值孔径始终小于干物镜的数值孔径始终小于干物镜的数值孔径始终小于干物镜的数值孔径始终小于1 1，浸液（水、油）物镜增大浸液（水、油）物镜增大浸液（水、油）物镜增大浸液（水、油）物镜增大n n值，值，值，值， 值，结果值，结果值，结果值，结果增大数值
33、孔径值增大数值孔径值增大数值孔径值增大数值孔径值 。显微镜原理与结构显微镜原理与结构数值孔径l lResolving power is directly related to numerical Resolving power is directly related to numerical aperture.aperture.分辨能力直接与数值孔径有关分辨能力直接与数值孔径有关分辨能力直接与数值孔径有关分辨能力直接与数值孔径有关l lThe higher the NA the greater the resolutionThe higher the NA the greater the re
34、solution数值孔径数值孔径数值孔径数值孔径越高，分辨能力越强。越高，分辨能力越强。越高，分辨能力越强。越高，分辨能力越强。l lResolving power:Resolving power:分辨能力分辨能力分辨能力分辨能力 a aThe ability of an objective to resolve two distinct lines very close The ability of an objective to resolve two distinct lines very close together together 物镜分辨两个非常接近的两条线的能力物镜分辨两个非常
35、接近的两条线的能力a = 0.61a = 0.61 / /n sin n sin u u (n=the lowest refractive index between the object and first (n=the lowest refractive index between the object and first objective element) (hopefully 1)objective element) (hopefully 1) u u is 1/2 the angular aperture of the objective is 1/2 the angular ap
36、erture of the objectiveAmNA=n(sin m)Light cone(n=refractive index)6.2 手术显微镜手术显微镜( (显微外科电视系统显微外科电视系统) ) 手手手手术术术术显显显显微微微微镜镜镜镜的的的的产产产产生生生生和和和和手手手手术术术术水水水水平平平平的的的的提提提提高高高高形形形形成成成成了了了了一一一一门门门门崭崭崭崭新新新新的的的的学学学学科科科科显显显显微微微微外外外外科科科科。显显显显微微微微外外外外科科科科应应应应用用用用手手手手术术术术显显显显微微微微镜镜镜镜进进进进行行行行精精精精细细细细的的的的手手手手术术术术（如如如
37、如小小小小血血血血管管管管的的的的对对对对接接接接缝缝缝缝合合合合），被被被被广广广广泛泛泛泛地地地地应应应应用用用用于于于于眼眼眼眼科科科科、耳耳耳耳鼻鼻鼻鼻喉喉喉喉科科科科、外外外外科科科科、妇妇妇妇科科科科、整整整整形外科中。形外科中。形外科中。形外科中。 传统的手术显微镜是双目传统的手术显微镜是双目传统的手术显微镜是双目传统的手术显微镜是双目立体显微镜，观察时有立体立体显微镜，观察时有立体立体显微镜，观察时有立体立体显微镜，观察时有立体感，以保证手术精确顺利。感，以保证手术精确顺利。感，以保证手术精确顺利。感，以保证手术精确顺利。放大倍数放大倍数放大倍数放大倍数1.6801.680倍可
38、变，有足倍可变，有足倍可变，有足倍可变，有足够大的工作距离够大的工作距离够大的工作距离够大的工作距离 (9 (9cm40cm)cm40cm)，物镜视场较大物镜视场较大物镜视场较大物镜视场较大 ( (通常通常通常通常l5mm40mm)l5mm40mm)。现代手术显现代手术显现代手术显现代手术显微镜上装有电视图像系统微镜上装有电视图像系统微镜上装有电视图像系统微镜上装有电视图像系统，又称为显微外科电视系统。又称为显微外科电视系统。又称为显微外科电视系统。又称为显微外科电视系统。 手术显微镜结构形式很多，有可移动式及手术显微镜结构形式很多，有可移动式及手术显微镜结构形式很多，有可移动式及手术显微镜结
39、构形式很多，有可移动式及固定式两大类。可移动式又有立柱式和夹持式固定式两大类。可移动式又有立柱式和夹持式固定式两大类。可移动式又有立柱式和夹持式固定式两大类。可移动式又有立柱式和夹持式两种，固定式又有吊式、墙式、桌式等多种。两种，固定式又有吊式、墙式、桌式等多种。两种，固定式又有吊式、墙式、桌式等多种。两种，固定式又有吊式、墙式、桌式等多种。手术显微镜的组成由观察系统、照明、支架及手术显微镜的组成由观察系统、照明、支架及手术显微镜的组成由观察系统、照明、支架及手术显微镜的组成由观察系统、照明、支架及照相、电视摄像显示系统组成。其中观察系统照相、电视摄像显示系统组成。其中观察系统照相、电视摄像显
40、示系统组成。其中观察系统照相、电视摄像显示系统组成。其中观察系统有两支独立的光路以一定的夹角对物体成像，有两支独立的光路以一定的夹角对物体成像，有两支独立的光路以一定的夹角对物体成像，有两支独立的光路以一定的夹角对物体成像，所以从两个目镜观察到的是立体像。照相机或所以从两个目镜观察到的是立体像。照相机或所以从两个目镜观察到的是立体像。照相机或所以从两个目镜观察到的是立体像。照相机或电视摄像系统通过光学接口与手术显微镜相连，电视摄像系统通过光学接口与手术显微镜相连，电视摄像系统通过光学接口与手术显微镜相连，电视摄像系统通过光学接口与手术显微镜相连，在电视监视器上显示手术情况，可供多人共览、在电视
41、监视器上显示手术情况，可供多人共览、在电视监视器上显示手术情况，可供多人共览、在电视监视器上显示手术情况，可供多人共览、会诊、教学科研及录像机记录存档。会诊、教学科研及录像机记录存档。会诊、教学科研及录像机记录存档。会诊、教学科研及录像机记录存档。内窥镜内窥镜 ENDOSCOPY内窥镜内窥镜 EndoscopyEndoscopy, is the , is the examination of internal examination of internal body cavities using a body cavities using a specialized medical speci
42、alized medical instrument called an instrument called an endoscope.endoscope.内窥镜是用来内窥镜是用来内窥镜是用来内窥镜是用来检测人体内腔道的特殊医检测人体内腔道的特殊医检测人体内腔道的特殊医检测人体内腔道的特殊医疗仪器。疗仪器。疗仪器。疗仪器。 Physicians use endoscopy Physicians use endoscopy to diagnose, monitor, and to diagnose, monitor, and surgically treat various surgically
43、treat various medical problems.medical problems.病理学病理学病理学病理学家使用内窥镜诊断，监测家使用内窥镜诊断，监测家使用内窥镜诊断，监测家使用内窥镜诊断，监测和手术处理各种医学问题。和手术处理各种医学问题。和手术处理各种医学问题。和手术处理各种医学问题。全反射，光学纤维全反射，光学纤维若若则则与入射光线相比，折射光线将偏离法线。与入射光线相比，折射光线将偏离法线。当当 时，时，当当 时，就不再有折射光线而光全时，就不再有折射光线而光全部被反射。这种对光线只有反射而无部被反射。这种对光线只有反射而无 折射的现象叫全反射。折射的现象叫全反射。 称为
44、临界角。称为临界角。n2=1的空气相对于的空气相对于n1=1.5的玻璃而言，的玻璃而言， 临界角临界角 光光学学纤纤维维：使使光光线线沿沿着着弯弯曲曲路路程程传传播播的的光光学学元元件件，由由直直径径约约几几微微米米的的多多根根或或单单根玻璃纤维组成的，每根纤维也分内外两层，内层根玻璃纤维组成的，每根纤维也分内外两层，内层 左右，左右， 左右。左右。可得：可得： 对于空气中的纤维对于空气中的纤维 则：则： 为为了了使使更更大大范范围围内内的的光光束束能能在在纤纤维维中中传传播播，我我们们应应选选择择n1和和n2的的差差值值较较大的材料去制造光学纤维。大的材料去制造光学纤维。医用内窥镜按结构可分
45、为四类：医用内窥镜按结构可分为四类：医用内窥镜按结构可分为四类：医用内窥镜按结构可分为四类： 1.1.1.1.硬性内窥镜硬性内窥镜硬性内窥镜硬性内窥镜 硬硬硬硬性性性性内内内内窥窥窥窥镜镜镜镜的的的的发发发发展展展展已已已已经经经经历历历历了了了了漫漫漫漫长长长长的的的的历历历历史史史史。早早早早在在在在17951795年年年年BozzineBozzine就就就就首首首首次次次次制制制制造造造造出出出出一一一一个个个个以以以以烛烛烛烛光光光光为为为为光光光光源源源源的的的的硬硬硬硬件件件件内内内内窥窥窥窥镜镜镜镜，可可可可观观观观察察察察到到到到直直直直肠肠肠肠和和和和子子子子宫宫宫宫内内内内
46、腔腔腔腔。硬硬硬硬性性性性内内内内窥窥窥窥镜镜镜镜以以以以金金金金属属属属管管管管为为为为外外外外壳壳壳壳，内内内内装装装装有有有有物物物物镜镜镜镜，目目目目镜镜镜镜、棱棱棱棱镜镜镜镜、反反反反光光光光镜镜镜镜等等等等光光光光学学学学元元元元件件件件的的的的硬硬硬硬性性性性直直直直管管管管性性性性内内内内窥窥窥窥镜镜镜镜。其其其其种种种种类类类类主主主主要要要要有有有有腹腹腹腹腔腔腔腔镜镜镜镜、宫宫宫宫腔腔腔腔镜镜镜镜、尿尿尿尿道道道道膀膀膀膀恍恍恍恍镜镜镜镜、关关关关节节节节镜镜镜镜、胸胸胸胸腔腔腔腔镜镜镜镜、脑脑脑脑颅颅颅颅镜镜镜镜、直直直直肠肠肠肠镜镜镜镜、鼻鼻鼻鼻窦镜等。窦镜等。窦镜等
47、。窦镜等。 2. 2.软性内窥镜软性内窥镜 软性内窥镜出现于软性内窥镜出现于20世纪世纪50年代年代光纤出现以后，它以柔韧的光纤传导光纤出现以后，它以柔韧的光纤传导光源和影像，称为光导纤维内窥镜。光源和影像，称为光导纤维内窥镜。主要种类有胃肠镜、肺镜、肾结石镜主要种类有胃肠镜、肺镜、肾结石镜等。等。 光导纤维内窥镜分头光导纤维内窥镜分头光导纤维内窥镜分头光导纤维内窥镜分头端端端端( (医生手持操纵端医生手持操纵端医生手持操纵端医生手持操纵端) )、远、远、远、远端端端端( (插入脏器端插入脏器端插入脏器端插入脏器端) )及弯曲部及弯曲部及弯曲部及弯曲部分三部分组成。弯曲部分分三部分组成。弯曲部
48、分分三部分组成。弯曲部分分三部分组成。弯曲部分是密封的软性套管，内有是密封的软性套管，内有是密封的软性套管，内有是密封的软性套管，内有两种光导纤维光束，导光两种光导纤维光束，导光两种光导纤维光束，导光两种光导纤维光束，导光束和传像束，它们都是由束和传像束，它们都是由束和传像束，它们都是由束和传像束，它们都是由3 3万万万万55万根光导纤维组成万根光导纤维组成万根光导纤维组成万根光导纤维组成的光导纤维束。导光束用的光导纤维束。导光束用的光导纤维束。导光束用的光导纤维束。导光束用于照明，它将来自光源的于照明，它将来自光源的于照明，它将来自光源的于照明，它将来自光源的光传输到内窥镜的末端以照明视场。
49、导光束一般有两个，光传输到内窥镜的末端以照明视场。导光束一般有两个，光传输到内窥镜的末端以照明视场。导光束一般有两个，光传输到内窥镜的末端以照明视场。导光束一般有两个，两端都安装有导光透镜。传像束有一个，远端装有物镜，两端都安装有导光透镜。传像束有一个，远端装有物镜，两端都安装有导光透镜。传像束有一个，远端装有物镜，两端都安装有导光透镜。传像束有一个，远端装有物镜，头端装有目镜，传像束的每根光导纤维在内窥镜头尾两头端装有目镜，传像束的每根光导纤维在内窥镜头尾两头端装有目镜，传像束的每根光导纤维在内窥镜头尾两头端装有目镜，传像束的每根光导纤维在内窥镜头尾两端的相对位置总是一致的，因此在目镜上重建
50、一幅拼成端的相对位置总是一致的，因此在目镜上重建一幅拼成端的相对位置总是一致的，因此在目镜上重建一幅拼成端的相对位置总是一致的，因此在目镜上重建一幅拼成的图像的位置不会混乱。的图像的位置不会混乱。的图像的位置不会混乱。的图像的位置不会混乱。 一般来说，内窥镜套管还有一般来说，内窥镜套管还有12个个工作钳道，以便插入外科器械；另外还工作钳道，以便插入外科器械；另外还有送气有送气/送水孔道，以清洗镜面和充气及送水孔道，以清洗镜面和充气及清洗操作部位。内窥镜头端部有操纵件，清洗操作部位。内窥镜头端部有操纵件，可操纵插入管远端的弯曲头能上、下、可操纵插入管远端的弯曲头能上、下、左、右四个方向强烈弯角，
51、以便观察脏左、右四个方向强烈弯角，以便观察脏器内的任何位置器内的任何位置 (不同用途的内窥镜，不同用途的内窥镜，远端结构不一样远端结构不一样)。 3.3.3.3.电子内窥镜电子内窥镜电子内窥镜电子内窥镜 电子内窥镜是电子内窥镜是电子内窥镜是电子内窥镜是19831983年由美国年由美国年由美国年由美国Welch-Welch-AllynAllyn公公公公司首次推出的，被称为第三代内窥镜。电子内司首次推出的，被称为第三代内窥镜。电子内司首次推出的，被称为第三代内窥镜。电子内司首次推出的，被称为第三代内窥镜。电子内窥镜由光源、视频图像系统及外科工作钳道组窥镜由光源、视频图像系统及外科工作钳道组窥镜由光
52、源、视频图像系统及外科工作钳道组窥镜由光源、视频图像系统及外科工作钳道组成。成。成。成。电子内窥镜是在光导纤维内窥镜的基础上电子内窥镜是在光导纤维内窥镜的基础上电子内窥镜是在光导纤维内窥镜的基础上电子内窥镜是在光导纤维内窥镜的基础上加视频图像系统组成的，加视频图像系统组成的，加视频图像系统组成的，加视频图像系统组成的，但它不需要传像束和但它不需要传像束和但它不需要传像束和但它不需要传像束和目镜，而是在物镜后装一个目镜，而是在物镜后装一个目镜，而是在物镜后装一个目镜，而是在物镜后装一个CCDCCD摄像头，由导摄像头，由导摄像头，由导摄像头，由导线引出电信号，传送到视频处理器经处理后，线引出电信号
53、，传送到视频处理器经处理后，线引出电信号，传送到视频处理器经处理后，线引出电信号，传送到视频处理器经处理后，显示在彩色监视器上。屏幕上的图像还可以记显示在彩色监视器上。屏幕上的图像还可以记显示在彩色监视器上。屏幕上的图像还可以记显示在彩色监视器上。屏幕上的图像还可以记录在录像机上，或用视频激光打印机打印出来，录在录像机上，或用视频激光打印机打印出来，录在录像机上，或用视频激光打印机打印出来，录在录像机上，或用视频激光打印机打印出来，或存储在磁盘上，由计算机进一步处理。或存储在磁盘上，由计算机进一步处理。或存储在磁盘上，由计算机进一步处理。或存储在磁盘上，由计算机进一步处理。 电子内窥镜代表了内
54、窥镜技术发展的电子内窥镜代表了内窥镜技术发展的高峰，但由于价格、稳定性、可靠性、方高峰，但由于价格、稳定性、可靠性、方便性等诸多因素的限制，现在医院里大量便性等诸多因素的限制，现在医院里大量使用的仍是光导纤维内窥镜。电子内窥镜使用的仍是光导纤维内窥镜。电子内窥镜将进一步提高将进一步提高CCD的性质以使之超小型化，的性质以使之超小型化，采用高保真图像技术和计算机图像文件管采用高保真图像技术和计算机图像文件管理系统，并实现图像实时高速处理。理系统，并实现图像实时高速处理。 4.4.4.4.超声内窥镜超声内窥镜超声内窥镜超声内窥镜 超超超超声声声声内内内内窥窥窥窥镜镜镜镜于于于于2020世世世世纪纪
55、纪纪8080年年年年代代代代初初初初问问问问世世世世。它它它它是是是是将将将将超超超超声声声声探探探探头头头头 ( (线线线线阵阵阵阵和和和和扇扇扇扇形形形形) )装装装装入入入入内内内内窥窥窥窥镜镜镜镜中中中中，在在在在内内内内窥窥窥窥镜镜镜镜导导导导引引引引下下下下，将将将将超超超超声声声声探探探探头头头头插插插插入入入入体体体体内内内内进进进进行行行行扫扫扫扫描描描描，通通通通过过过过此此此此方方方方式式式式得得得得到到到到的的的的信信信信息息息息要要要要比比比比在在在在体体体体表表表表上上上上获获获获得得得得的的的的扫扫扫扫描信息准确详细。描信息准确详细。描信息准确详细。描信息准确详细
56、。 此外，激光内窥镜、三维内窥镜和检查肠此外，激光内窥镜、三维内窥镜和检查肠此外，激光内窥镜、三维内窥镜和检查肠此外，激光内窥镜、三维内窥镜和检查肠弯曲部内窥镜也在发展之中。激光内窥镜是内弯曲部内窥镜也在发展之中。激光内窥镜是内弯曲部内窥镜也在发展之中。激光内窥镜是内弯曲部内窥镜也在发展之中。激光内窥镜是内窥镜诊断和激光治疗结合在一起的新一代内窥窥镜诊断和激光治疗结合在一起的新一代内窥窥镜诊断和激光治疗结合在一起的新一代内窥窥镜诊断和激光治疗结合在一起的新一代内窥镜。三维内窥镜将三台电子内窥镜结合可提供镜。三维内窥镜将三台电子内窥镜结合可提供镜。三维内窥镜将三台电子内窥镜结合可提供镜。三维内窥
57、镜将三台电子内窥镜结合可提供三维立体图像，能使许多高难度的手术得以顺三维立体图像，能使许多高难度的手术得以顺三维立体图像，能使许多高难度的手术得以顺三维立体图像，能使许多高难度的手术得以顺利进行。利进行。利进行。利进行。 医医医医用用用用内内内内窥窥窥窥镜镜镜镜若若若若以以以以临临临临床床床床应应应应用用用用范范范范围围围围分分分分类类类类，可可可可分分分分为为为为以以以以下下下下八八八八类类类类：胃胃胃胃肠肠肠肠内内内内窥窥窥窥镜镜镜镜，腹腹腹腹腔腔腔腔内内内内窥窥窥窥镜镜镜镜，脊脊脊脊柱柱柱柱内内内内窥窥窥窥镜镜镜镜，颅颅颅颅内内内内内内内内窥窥窥窥镜镜镜镜，关关关关节节节节内内内内窥窥窥
58、窥镜镜镜镜，泌泌泌泌尿尿尿尿系系系系统统统统内内内内窥窥窥窥镜镜镜镜 ( (膀膀膀膀恍恍恍恍镜镜镜镜、前前前前列列列列腺腺腺腺镜镜镜镜、肾肾肾肾镜镜镜镜、输输输输尿尿尿尿管管管管镜镜镜镜) )，妇妇妇妇产产产产科科科科内内内内窥窥窥窥镜镜镜镜，内内内内窥窥窥窥镜镜镜镜视视视视频频频频摄摄摄摄像机。像机。像机。像机。 医医医医用用用用内内内内窥窥窥窥镜镜镜镜朝朝朝朝着着着着超超超超细细细细径径径径化化化化 ( (胃胃胃胃肠肠肠肠窥窥窥窥镜镜镜镜的的的的直直直直径径径径为为为为7.912.87.912.8mmmm，而而而而近近近近年年年年出出出出现现现现可可可可观观观观察察察察深深深深部部部部栓栓
59、栓栓塞塞塞塞及及及及肾肾肾肾结结结结石石石石的的的的内内内内窥窥窥窥镜镜镜镜，直直直直径径径径为为为为0.190.19mm)mm)、配配配配各各各各种种种种传传传传感感感感器器器器以以以以检检检检测测测测各各各各种种种种参参参参数数数数、装装装装配配配配机机机机械械械械式式式式治治治治疗疗疗疗装装装装置置置置及及及及激激激激光光光光、微微微微波波波波、高高高高频频频频电电电电灼灼灼灼、电电电电气气气气水水水水压压压压等等等等先先先先进进进进技技技技术术术术的的的的治治治治疗疗疗疗装装装装置置置置、装装装装配配配配超超超超小小小小型型型型摄摄摄摄像像像像机机机机及及及及计计计计算算算算机机机机图
60、图图图像像像像处处处处理系统等方向发展。理系统等方向发展。理系统等方向发展。理系统等方向发展。4 医用激光仪器医用激光仪器 激光器是利用受激辐射放大电磁波的原激光器是利用受激辐射放大电磁波的原激光器是利用受激辐射放大电磁波的原激光器是利用受激辐射放大电磁波的原理，在可见光、红外以及紫外区产生激光辐理，在可见光、红外以及紫外区产生激光辐理，在可见光、红外以及紫外区产生激光辐理，在可见光、红外以及紫外区产生激光辐射的器件。射的器件。射的器件。射的器件。根据受激工作物质的不同，激光根据受激工作物质的不同，激光根据受激工作物质的不同，激光根据受激工作物质的不同，激光器可分为固体激光器器可分为固体激光器
61、器可分为固体激光器器可分为固体激光器( (红宝石、钕玻璃、钇铝红宝石、钕玻璃、钇铝红宝石、钕玻璃、钇铝红宝石、钕玻璃、钇铝石榴石石榴石石榴石石榴石( (YAG)YAG)、气体激光器气体激光器气体激光器气体激光器( (二氧化碳二氧化碳二氧化碳二氧化碳( (COCO2 2) )、氦氖氦氖氦氖氦氖 ( (He-Ne)He-Ne)、氩氩氩氩( (ArAr+ +) )等等等等) )、半导体激光器和、半导体激光器和、半导体激光器和、半导体激光器和液体激光器。激光的特点是具有极高的亮度、液体激光器。激光的特点是具有极高的亮度、液体激光器。激光的特点是具有极高的亮度、液体激光器。激光的特点是具有极高的亮度、放
62、向性高度集中、高单色性和具有良好的相放向性高度集中、高单色性和具有良好的相放向性高度集中、高单色性和具有良好的相放向性高度集中、高单色性和具有良好的相干性。在工业上用于打孔、切割、焊接高熔干性。在工业上用于打孔、切割、焊接高熔干性。在工业上用于打孔、切割、焊接高熔干性。在工业上用于打孔、切割、焊接高熔点材料，点材料，点材料，点材料，在医学上主要用于治疗。在医学上主要用于治疗。在医学上主要用于治疗。在医学上主要用于治疗。 自从自从自从自从19601960年梅曼（年梅曼（年梅曼（年梅曼（T.H.MaimanT.H.Maiman）制成第一台制成第一台制成第一台制成第一台红宝石激光器之后，第二年激光就
63、被用于眼科的视红宝石激光器之后，第二年激光就被用于眼科的视红宝石激光器之后，第二年激光就被用于眼科的视红宝石激光器之后，第二年激光就被用于眼科的视网膜焊接。此后的几十年间，激光的应用逐渐发展，网膜焊接。此后的几十年间，激光的应用逐渐发展，网膜焊接。此后的几十年间，激光的应用逐渐发展，网膜焊接。此后的几十年间，激光的应用逐渐发展，成为一门应用十分广泛的科学技术。成为一门应用十分广泛的科学技术。成为一门应用十分广泛的科学技术。成为一门应用十分广泛的科学技术。激光对人体组激光对人体组激光对人体组激光对人体组织有热效应、电离效应、机械效应、非线性效应和织有热效应、电离效应、机械效应、非线性效应和织有热
64、效应、电离效应、机械效应、非线性效应和织有热效应、电离效应、机械效应、非线性效应和光化学效应。光化学效应。光化学效应。光化学效应。激光照射后组织吸收光能转换为热量，激光照射后组织吸收光能转换为热量，激光照射后组织吸收光能转换为热量，激光照射后组织吸收光能转换为热量，使使使使组织局部温度升高，引起组织内蛋白质变性而发组织局部温度升高，引起组织内蛋白质变性而发组织局部温度升高，引起组织内蛋白质变性而发组织局部温度升高，引起组织内蛋白质变性而发生凝固，称为光凝作用生凝固，称为光凝作用生凝固，称为光凝作用生凝固，称为光凝作用；组织接受更强的激光照射，；组织接受更强的激光照射，；组织接受更强的激光照射，
65、；组织接受更强的激光照射，细胞内外的水会汽化变成水蒸汽，同时产生细胞内外的水会汽化变成水蒸汽，同时产生细胞内外的水会汽化变成水蒸汽，同时产生细胞内外的水会汽化变成水蒸汽，同时产生电离效电离效电离效电离效应，使细胞膨胀破裂应，使细胞膨胀破裂应，使细胞膨胀破裂应，使细胞膨胀破裂，从而达到切割组织的作用；，从而达到切割组织的作用；，从而达到切割组织的作用；，从而达到切割组织的作用；组织达到汽化后如再持续照射，可使组织达到碳化组织达到汽化后如再持续照射，可使组织达到碳化组织达到汽化后如再持续照射，可使组织达到碳化组织达到汽化后如再持续照射，可使组织达到碳化的程度，用来切割骨组织。医用激光仪器主要使用的
66、程度，用来切割骨组织。医用激光仪器主要使用的程度，用来切割骨组织。医用激光仪器主要使用的程度，用来切割骨组织。医用激光仪器主要使用COCO2 2、YAGYAG、ArAr+ + 及半导体激光器。在临床上，激及半导体激光器。在临床上，激及半导体激光器。在临床上，激及半导体激光器。在临床上，激光已广泛的应用到眼科、皮肤科、肿瘤科、外科、光已广泛的应用到眼科、皮肤科、肿瘤科、外科、光已广泛的应用到眼科、皮肤科、肿瘤科、外科、光已广泛的应用到眼科、皮肤科、肿瘤科、外科、内科、妇产科、神经科、耳鼻喉科和口腔科等各个内科、妇产科、神经科、耳鼻喉科和口腔科等各个内科、妇产科、神经科、耳鼻喉科和口腔科等各个内科
67、、妇产科、神经科、耳鼻喉科和口腔科等各个方面。方面。方面。方面。 1. 1.对组织进行切割和分离对组织进行切割和分离 激光对组织进行切割和分离时，由于激光对组织进行切割和分离时，由于激光束聚焦后的光点非常小，能量高度集激光束聚焦后的光点非常小，能量高度集中，作用时间又短，因而它对组织的破坏中，作用时间又短，因而它对组织的破坏最小，并且其创面或器官表面如遇出血或最小，并且其创面或器官表面如遇出血或附着粘液时，就会阻碍进一步照射，临床附着粘液时，就会阻碍进一步照射，临床表明，用激光进行分离和切割，操作简便，表明，用激光进行分离和切割，操作简便，防护措施也很简单，患者出血也少，切口防护措施也很简单，
68、患者出血也少，切口愈合平滑、整齐。因而深受医护人员和患愈合平滑、整齐。因而深受医护人员和患者的欢迎。者的欢迎。 2. 2. 2. 2.对组织进行气化和融解对组织进行气化和融解对组织进行气化和融解对组织进行气化和融解 由由由由于于于于高高高高功功功功率率率率的的的的COCO2 2激激激激光光光光器器器器，其其其其光光光光点点点点温温温温度度度度可可可可达达达达200200以以以以上上上上，并并并并具具具具有有有有一一一一定定定定的的的的压压压压强强强强，它它它它不不不不仅仅仅仅能能能能熔熔熔熔融融融融组组组组织织织织，而而而而且且且且具具具具有有有有很很很很强强强强的的的的穿穿穿穿透透透透破破破
69、破坏坏坏坏作作作作用用用用。临临临临床床床床表表表表明明明明，激激激激光光光光对对对对机机机机体体体体皮皮皮皮肤肤肤肤粘粘粘粘膜膜膜膜的的的的表表表表浅浅浅浅病病病病变变变变以以以以及及及及通通通通过过过过手手手手术术术术暴暴暴暴露露露露的的的的深深深深部部部部肿肿肿肿瘤瘤瘤瘤，经经经经过过过过照照照照射射射射治治治治疗疗疗疗，其其其其病病病病变变变变的的的的表表表表层层层层将将将将立立立立即即即即气气气气化化化化，而而而而周周周周围围围围的的的的健健健健康康康康组组组组织织织织界界界界限限限限清清清清楚楚楚楚，若若若若进进进进行行行行反反反反复复复复气气气气化化化化融融融融解解解解，可可可可
70、使使使使大大大大块块块块实实实实体体体体组组组组织织织织蒸蒸蒸蒸发发发发消消消消融融融融。其其其其特特特特点点点点是是是是方方方方法法法法简简简简便便便便，治治治治疗疗疗疗愈愈愈愈合合合合快快快快，周围组织反应小，功能基本不受影响。周围组织反应小，功能基本不受影响。周围组织反应小，功能基本不受影响。周围组织反应小，功能基本不受影响。 3. 3. 3. 3.对组织进行烧灼和止血对组织进行烧灼和止血对组织进行烧灼和止血对组织进行烧灼和止血 因因因因为为为为激激激激光光光光光光光光点点点点具具具具有有有有高高高高温温温温，可可可可使使使使组组组组织织织织凝凝凝凝固固固固，脱脱脱脱水水水水和和和和细细
71、细细胞胞胞胞破破破破坏坏坏坏。临临临临床床床床上上上上已已已已成成成成为为为为一一一一种种种种很很很很好好好好的的的的烧烧烧烧灼灼灼灼工工工工具具具具。若若若若用用用用于于于于止止止止血血血血，其其其其失失失失血血血血量量量量和和和和止止止止血血血血速速速速度度度度都都都都比目前所比目前所比目前所比目前所应应应应用的用的用的用的电电电电烙法效果好。烙法效果好。烙法效果好。烙法效果好。 4.4.4.4.对组织进行凝固和封闭对组织进行凝固和封闭对组织进行凝固和封闭对组织进行凝固和封闭 临临临临床床床床表表表表明明明明，激激激激光光光光的的的的凝凝凝凝结结结结作作作作用用用用，可可可可使使使使组组组
72、组织织织织结结结结疤疤疤疤，阻阻阻阻塞塞塞塞和和和和封封封封闭闭闭闭血血血血管管管管及及及及淋淋淋淋巴巴巴巴管管管管，还还还还可可可可以以以以引引引引起起起起组组组组织织织织萎萎萎萎缩缩缩缩。利利利利用用用用这这这这一一一一特特特特点点点点可可可可用用用用于于于于治治治治疗疗疗疗上上上上唇唇唇唇血血血血管管管管瘤瘤瘤瘤和淋巴管瘤以及背部血管瘤。和淋巴管瘤以及背部血管瘤。和淋巴管瘤以及背部血管瘤。和淋巴管瘤以及背部血管瘤。 5. 5.对组织进行离焦照射对组织进行离焦照射 若若将将激激光光不不予予聚聚焦焦，而而进进行行散散射射。当当散散射射到到适适当当距距离离时时，再再进进行行照照射射，这这种种方
73、方法适用于治法适用于治疗疗下肢下肢溃疡溃疡，慢性鼻炎等。，慢性鼻炎等。 6.6.对穴位进行照射对穴位进行照射 临临床床表表明明，利利用用激激光光进进行行穴穴位位照照射射，一一方方面面给给穴穴位位以以刺刺激激，另另一一方方面面给给穴穴位位也也输输入入一一定定的的能能量量，故故激激光光照照射射具具有有针针刺刺和和炙法的作用。炙法的作用。 7.7.眼科治疗眼科治疗 激光在治疗方面首先应用于眼科。激光在治疗方面首先应用于眼科。如如眼科中治疗眼底病、屈光不正眼科中治疗眼底病、屈光不正(近视、远近视、远视、角膜切除、角膜成形视、角膜切除、角膜成形)、白内障、青、白内障、青光眼等。光眼等。有些国家已把激光作
74、为眼科常规有些国家已把激光作为眼科常规疗法，世界各国用激光器做视网膜剥离凝疗法，世界各国用激光器做视网膜剥离凝固术已治愈数万人，治愈率达固术已治愈数万人，治愈率达80%以上。以上。如果采用波长为如果采用波长为694.3nm的红宝石激光器，的红宝石激光器，就可以将凝固区的直径缩小到就可以将凝固区的直径缩小到0.3mm。所所以激光不仅可治疗视网膜剥离和破裂，也以激光不仅可治疗视网膜剥离和破裂，也可以治疗中心性视网膜炎。可以治疗中心性视网膜炎。 氩激光器发射波长氩激光器发射波长氩激光器发射波长氩激光器发射波长488488nmnm和和和和514.5514.5nmnm的光，的光，的光，的光，血液和血管可
75、很好地吸收它。而且它比红宝石血液和血管可很好地吸收它。而且它比红宝石血液和血管可很好地吸收它。而且它比红宝石血液和血管可很好地吸收它。而且它比红宝石激光器能更好地聚焦和连续地发射光，这样可激光器能更好地聚焦和连续地发射光，这样可激光器能更好地聚焦和连续地发射光，这样可激光器能更好地聚焦和连续地发射光，这样可使它自由地调节照射时间和调节凝固视网膜病使它自由地调节照射时间和调节凝固视网膜病使它自由地调节照射时间和调节凝固视网膜病使它自由地调节照射时间和调节凝固视网膜病变的大小。由于这种特点，可用来治疗糖尿病变的大小。由于这种特点，可用来治疗糖尿病变的大小。由于这种特点，可用来治疗糖尿病变的大小。由
76、于这种特点，可用来治疗糖尿病视网膜病和出血性病变。除上述外，应用激光视网膜病和出血性病变。除上述外，应用激光视网膜病和出血性病变。除上述外，应用激光视网膜病和出血性病变。除上述外，应用激光还可以治疗眼内炎、近视、青光眼、眼底血管还可以治疗眼内炎、近视、青光眼、眼底血管还可以治疗眼内炎、近视、青光眼、眼底血管还可以治疗眼内炎、近视、青光眼、眼底血管瘤、凝固睫状体、前房玻璃体出血和虹膜切开瘤、凝固睫状体、前房玻璃体出血和虹膜切开瘤、凝固睫状体、前房玻璃体出血和虹膜切开瘤、凝固睫状体、前房玻璃体出血和虹膜切开术等多种眼科疾病。利用激光治疗眼病，其优术等多种眼科疾病。利用激光治疗眼病，其优术等多种眼科
77、疾病。利用激光治疗眼病，其优术等多种眼科疾病。利用激光治疗眼病，其优点是能量集中、作用时间只几毫秒、无疼感，点是能量集中、作用时间只几毫秒、无疼感，点是能量集中、作用时间只几毫秒、无疼感，点是能量集中、作用时间只几毫秒、无疼感，凝固面小、愈合快等。凝固面小、愈合快等。凝固面小、愈合快等。凝固面小、愈合快等。 8.8.8.8.肿瘤治疗肿瘤治疗肿瘤治疗肿瘤治疗 用激光治疗肿瘤已为治疗肿瘤开创了新途用激光治疗肿瘤已为治疗肿瘤开创了新途用激光治疗肿瘤已为治疗肿瘤开创了新途用激光治疗肿瘤已为治疗肿瘤开创了新途径。剂量不大的氦氖激光器发生的单一红色激径。剂量不大的氦氖激光器发生的单一红色激径。剂量不大的氦
78、氖激光器发生的单一红色激径。剂量不大的氦氖激光器发生的单一红色激 光的作用能提高组织再生能力，并对各种病理光的作用能提高组织再生能力，并对各种病理光的作用能提高组织再生能力，并对各种病理光的作用能提高组织再生能力，并对各种病理过程有着刺激作用，用这种激光器照射慢性而过程有着刺激作用，用这种激光器照射慢性而过程有着刺激作用，用这种激光器照射慢性而过程有着刺激作用，用这种激光器照射慢性而长期不愈的伤口、灼伤面、营养性和光照后的长期不愈的伤口、灼伤面、营养性和光照后的长期不愈的伤口、灼伤面、营养性和光照后的长期不愈的伤口、灼伤面、营养性和光照后的溃疡，能便愈合过程明显加快。治疗皮肤癌及溃疡，能便愈合
79、过程明显加快。治疗皮肤癌及溃疡，能便愈合过程明显加快。治疗皮肤癌及溃疡，能便愈合过程明显加快。治疗皮肤癌及癌的皮性转移可使用不同的激光作用，采用激癌的皮性转移可使用不同的激光作用，采用激癌的皮性转移可使用不同的激光作用，采用激癌的皮性转移可使用不同的激光作用，采用激光聚焦光照射、聚焦光凝固、光聚焦光照射、聚焦光凝固、光聚焦光照射、聚焦光凝固、光聚焦光照射、聚焦光凝固、 光刀光刀光刀光刀 切除的综切除的综切除的综切除的综合方法及激光配合手术、化疗治疗肿瘤结节、合方法及激光配合手术、化疗治疗肿瘤结节、合方法及激光配合手术、化疗治疗肿瘤结节、合方法及激光配合手术、化疗治疗肿瘤结节、散性黑色素瘤、和有
80、多发性转移的结节都获得散性黑色素瘤、和有多发性转移的结节都获得散性黑色素瘤、和有多发性转移的结节都获得散性黑色素瘤、和有多发性转移的结节都获得了完全满意的直接和近期效果，临床观察表明，了完全满意的直接和近期效果，临床观察表明，了完全满意的直接和近期效果，临床观察表明，了完全满意的直接和近期效果，临床观察表明，连续作用的气体激光，不仅能够破坏面积不大连续作用的气体激光，不仅能够破坏面积不大连续作用的气体激光，不仅能够破坏面积不大连续作用的气体激光，不仅能够破坏面积不大的肿瘤，而且能够破坏扩散型肿瘤。的肿瘤，而且能够破坏扩散型肿瘤。的肿瘤，而且能够破坏扩散型肿瘤。的肿瘤，而且能够破坏扩散型肿瘤。
81、对于破坏较小面积的恶性皮肤瘤及癌的皮对于破坏较小面积的恶性皮肤瘤及癌的皮对于破坏较小面积的恶性皮肤瘤及癌的皮对于破坏较小面积的恶性皮肤瘤及癌的皮肤性转移，激光凝固法能够同时凝固多发性的肤性转移，激光凝固法能够同时凝固多发性的肤性转移，激光凝固法能够同时凝固多发性的肤性转移，激光凝固法能够同时凝固多发性的肿瘤结节。而且具有照射时间短，对祝体副作肿瘤结节。而且具有照射时间短，对祝体副作肿瘤结节。而且具有照射时间短，对祝体副作肿瘤结节。而且具有照射时间短，对祝体副作用极少、直接和近期疗效好。激光的特别价值用极少、直接和近期疗效好。激光的特别价值用极少、直接和近期疗效好。激光的特别价值用极少、直接和近
82、期疗效好。激光的特别价值是，能保证手术伤口不发生肿瘤转移，大大减是，能保证手术伤口不发生肿瘤转移，大大减是，能保证手术伤口不发生肿瘤转移，大大减是，能保证手术伤口不发生肿瘤转移，大大减少手术部位的肿瘤复发的危险性。目前常采用少手术部位的肿瘤复发的危险性。目前常采用少手术部位的肿瘤复发的危险性。目前常采用少手术部位的肿瘤复发的危险性。目前常采用二氧化碳、氩、红宝石以及钕玻璃激光器治疗二氧化碳、氩、红宝石以及钕玻璃激光器治疗二氧化碳、氩、红宝石以及钕玻璃激光器治疗二氧化碳、氩、红宝石以及钕玻璃激光器治疗黑色素皮肤癌、恶性血管瘤、基底细胞上皮癌、黑色素皮肤癌、恶性血管瘤、基底细胞上皮癌、黑色素皮肤癌
83、、恶性血管瘤、基底细胞上皮癌、黑色素皮肤癌、恶性血管瘤、基底细胞上皮癌、喉癌以及乳腺癌、淋巴瘤等。如果将激光装入喉癌以及乳腺癌、淋巴瘤等。如果将激光装入喉癌以及乳腺癌、淋巴瘤等。如果将激光装入喉癌以及乳腺癌、淋巴瘤等。如果将激光装入到内窥镜的器件，可以在观察到出血点辅助这到内窥镜的器件，可以在观察到出血点辅助这到内窥镜的器件，可以在观察到出血点辅助这到内窥镜的器件，可以在观察到出血点辅助这种器件来制止胃粘膜的出血。种器件来制止胃粘膜的出血。种器件来制止胃粘膜的出血。种器件来制止胃粘膜的出血。 9.9.9.9.耳鼻喉科治疗耳鼻喉科治疗耳鼻喉科治疗耳鼻喉科治疗 在在在在耳耳耳耳鼻鼻鼻鼻喉喉喉喉科科
84、科科方方方方面面面面，已已已已采采采采用用用用激激激激光光光光治治治治疗疗疗疗声声声声带带带带原原原原位位位位的的的的结结结结节节节节和和和和息息息息肉肉肉肉、乳乳乳乳头头头头瘤瘤瘤瘤、角角角角化化化化病病病病和和和和癌癌癌癌症症症症。用用用用红红红红宝石激光器照射治疗龋齿也取得了疗效。宝石激光器照射治疗龋齿也取得了疗效。宝石激光器照射治疗龋齿也取得了疗效。宝石激光器照射治疗龋齿也取得了疗效。10.10.10.10.妇科治疗妇科治疗妇科治疗妇科治疗 使使使使用用用用激激激激光光光光早早早早期期期期发发发发现现现现子子子子宫宫宫宫癌癌癌癌能能能能可可可可靠靠靠靠地地地地识识识识别别别别出出出出平
85、平平平均均均均率率率率为为为为97%97%的的的的子子子子宫宫宫宫癌癌癌癌阴阴阴阴性性性性细细细细胞胞胞胞涂涂涂涂片片片片。用用用用COCO2 2激激激激光光光光器器器器照照照照射射射射治治治治疗疗疗疗子子子子宫宫宫宫颈颈颈颈糜糜糜糜兰兰兰兰，可可可可减减减减沙沙沙沙感感感感染染染染、分分分分泌泌泌泌增增增增多多多多和和和和由由由由于于于于手手手手术术术术后后后后形形形形成成成成痂痂痂痂而而而而致致致致出出出出血血血血的的的的危危危危险险险险性性性性，优优优优于电手术装置或冷冻手术的疗法。于电手术装置或冷冻手术的疗法。于电手术装置或冷冻手术的疗法。于电手术装置或冷冻手术的疗法。 目前正在大力研
86、究激光目前正在大力研究激光目前正在大力研究激光目前正在大力研究激光- -CTCT，这将为医学这将为医学这将为医学这将为医学成像开辟新的途径。成像开辟新的途径。成像开辟新的途径。成像开辟新的途径。 5 红外热像仪红外热像仪 任何物体的温度只要高于绝对零度任何物体的温度只要高于绝对零度(-273)就会辐射红外线，且辐射的红就会辐射红外线，且辐射的红外线能量与其自身绝对温度的四次方成外线能量与其自身绝对温度的四次方成正比。红外热像仪是一种二维平面成像正比。红外热像仪是一种二维平面成像的红外系统，它通过光学系统将红外辐的红外系统，它通过光学系统将红外辐射能量聚集在红外深测器上，并转换为射能量聚集在红外
87、深测器上，并转换为电子视频信号，送电视监视器显示出来，电子视频信号，送电视监视器显示出来，称为红外热图像。称为红外热图像。 红外热像仪最早是因军事需要而发展红外热像仪最早是因军事需要而发展起来的，用于夜视。后来发展为民用，在起来的，用于夜视。后来发展为民用，在工业上用于远距离非接触式无损探伤、故工业上用于远距离非接触式无损探伤、故障探测等；在医疗诊断上用于探测人体浅障探测等；在医疗诊断上用于探测人体浅表肿瘤表肿瘤(例如乳腺癌例如乳腺癌)、各种炎症、血管障、各种炎症、血管障碍、观察药物疗效和气功研究等。这是因碍、观察药物疗效和气功研究等。这是因为人体具有一定体温，其内部热量通过皮为人体具有一定体
88、温，其内部热量通过皮肤辐射，波长范围肤辐射，波长范围3ml6m。组织病变组织病变会引起体表温度变化，导致红外辐射能量会引起体表温度变化，导致红外辐射能量的改变。的改变。用红外探测器探测人体皮肤辐射用红外探测器探测人体皮肤辐射的红外线能量并形成皮肤表面的热像图，的红外线能量并形成皮肤表面的热像图，也就是皮肤表面的温度分布图。也就是皮肤表面的温度分布图。 现代医用红外热像仪的温度测量范现代医用红外热像仪的温度测量范围为围为-1050，温度分辨率为，温度分辨率为0.01。采用电子扫描，每秒采用电子扫描，每秒25帧。而且配有图帧。而且配有图像数字化仪和计算机图像处理系统，像数字化仪和计算机图像处理系统
89、，能能以伪彩色显示图像以伪彩色显示图像(温度高的区域用黄色，温度高的区域用黄色，温度中的区域用红色，温度低的区域用温度中的区域用红色，温度低的区域用兰色和紫色兰色和紫色)，并具有测量和分析功能。，并具有测量和分析功能。 红外热像仪的由红外摄像机、扫描同步红外热像仪的由红外摄像机、扫描同步红外热像仪的由红外摄像机、扫描同步红外热像仪的由红外摄像机、扫描同步器、视频放大及处理电路、彩色电视监视器器、视频放大及处理电路、彩色电视监视器器、视频放大及处理电路、彩色电视监视器器、视频放大及处理电路、彩色电视监视器组成。带有计算机图像系统的红外热像仪还组成。带有计算机图像系统的红外热像仪还组成。带有计算机
90、图像系统的红外热像仪还组成。带有计算机图像系统的红外热像仪还有图像数字化仪有图像数字化仪有图像数字化仪有图像数字化仪( (视频信号采集、存储、显示视频信号采集、存储、显示视频信号采集、存储、显示视频信号采集、存储、显示电路板电路板电路板电路板) )、彩色喷墨打印机及主计算机、彩色喷墨打印机及主计算机、彩色喷墨打印机及主计算机、彩色喷墨打印机及主计算机 ( (PCPC机机机机) )组成。组成。组成。组成。 红外摄像机中装有热像仪的核心部件：红外摄像机中装有热像仪的核心部件：红外探测器红外探测器。红外探测器根据探测波长的。红外探测器根据探测波长的不同，可分为长波探测器不同，可分为长波探测器(使用使用HgCdTe半半导体光子探测器，探测波长范围导体光子探测器，探测波长范围814m)、短波探测器短波探测器(使用使用InSb半导体光子探测器。半导体光子探测器。探测波长范围探测波长范围35.6m)及双波探测器及双波探测器 (包包含含HgCdTe和和InSb两种器件，上述两种波两种器件，上述两种波长范围都探测。探测器使用液氮进行冷却。长范围都探测。探测器使用液氮进行冷却。
