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激光的医学作用是什么?激光在医学领域有哪些应用?

juzi 1970-01-01 08:00:00 养生常识 0℃

激光在医疗领域的应用医疗领域是军事领域第二大高科技集中应用,光电子技术在医疗领域的主要有生化分析、血液分析、尿液分析、病理图像识别、妇科疾病筛查、各种内窥镜成像、介入治疗、眼科仪器、DR、CR、医用热成像等。用于医疗激光治疗以及手术设备等数字X射线图像等医疗设备。 应用医学物理学是一门跨学科,它将物理学的原理和方法应用于人类疾病的预防,诊断,治疗和医疗保健。该学科以放射、医学影像、核医学及其他非放射,如超、微波、频率、激光等医学应用及应用中的管理及放射与安全等为主要内容。医学物理学家和临床医生在肿瘤放射治疗、医学成像、核医学、超声波、核磁、激光等其他非电离辐射领域的合作,在临床诊断和治疗、教育、科学研究、特别是诊断和治疗新技术的开发和应用、质量保证和质量控制、医疗物理和辐射防护等方面发挥着非常重要的作用。光导纤维制造的各种内窥镜淘汰各种刚性导管内窥镜,计算机和X射线断层扫描进行了(X-CT)、超声扫描仪(B超)和核磁共振断层扫描(MRI)、正电子发射断层扫描(PET)等的制造和应用,不仅大大减少了患者的痛苦和创伤,提高了诊断的准确性,而且直接促进了现代医学影像学的建立和发展,引起了临床诊断技术的质的飞跃。激光在医学领域有着怎样的应用场景激光扫描共聚焦显微镜(Confocal laser scanning microscope,CLSM)是现代最先进的细胞生物医学分析仪器之一。激光扫描共聚焦显微镜1.组织和细胞中的定量荧光测量激光扫描共聚焦显微镜可从固定和荧光染色的标本以单波长、双波长或多波长模式对单波长或多标记细胞和组织标本的共聚焦荧光进行数据采集和定量分析,同时沿纵轴移动标本进行多个光学切片的叠加,形成荧光标记结构在组织或细胞中的整体图像,显示荧光体的准确位置。 常用于原位分子杂交、肿瘤细胞凋亡观察、单活细胞水平DNA损伤及修复等定量分析.2.细胞间通讯的研究动物和植物细胞间的通讯在细胞增殖和分化中起着重要作用。 激光扫描共聚焦显微镜可以通过观察细胞间结合分子的运动来测量传递细胞调控信息的离子和小分子。 该技术可用于研究间隙连接通信在胚胎发育,生殖发育,神经生物学和肿瘤发展等过程中的基本机制和作用,以及识别可能对间隙连接作用有毒的化学物质。3.细胞物理化学测量激光扫描共聚焦显微镜可以自动测量细胞的参数,如形状,周长,面积,平均荧光强度和细胞内颗粒数。 它可以定量,定性,定时和定位地测量细胞内特异性结构的含量,成分和分布,如溶酶体,线粒体,内质网,细胞骨架,结构蛋白,DNA,RNA,酶和受体分子。4.细胞内钙离子和pH值的动态分析激光扫描共聚焦显微镜技术是测量多种离子浓度和显示其分布的有效工具,而焦点信息的有效判别允许在细胞内水平上显示离子分布。 利用荧光探针,激光扫描共聚焦显微镜可以使单一内的pH及离子(2±、K+、Na+、2±)的及变化在体内。 一般来说,电生理记录仪和摄像技术检测细胞内离子量的变化速度比较快,但图像本身价值较低,激光扫描共聚焦显微镜可以提供细胞内结构中钙离子浓度动态变化的更好图像,对钙离子体的细胞内动力学研究具有重要意义。4.3三维图像的重建传统显微镜只能形成二维图像,而激光扫描共聚焦显微镜则通过对同一样品进行不同级别的实时扫描成像,通过图像叠加,可以形成样品的三维结构图像。 其优点是能够分析样品的立体,能够非常直观地进行学观察,并且能够明确亚的。5.荧光漂白恢复技术的原理是,细胞内的荧光分子被激光漂白或淬灭,使其失去发光能力,然后相邻未漂白细胞的荧光分子通过间隙连接扩散到漂白细胞中,从而使荧光逐渐恢复。 通过观察荧光漂白细胞中荧光恢复过程的变化量,科学家可以分析细胞生物学过程,如细胞内蛋白质转运,细胞膜上受体的流动和大分子聚集。6.活细胞迁移和生长的长期观察通常需要加热设备和灌注室,以保持适当的温度和培养液的CO2浓度恒定。 目前的激光扫描共聚焦显微镜大大提高了光子产生效率,与更亮的物镜和光毒性较小的色素相结合,减少了每次扫描激光束对细胞的损伤,进行数小时的长时间定时扫描。可以记录细胞的移动及生长等细胞生物学现象。7.激光扫描共聚焦显微镜在细胞和分子生物学基础研究中的应用,结合照射针和检测孔成像,有效抑制焦外模糊成像,每一层标本可单独成像,对活细胞无损伤的“光学切片”功能也被称为“微CT”。CLSM还可以对单细胞或细胞群的细胞内和细胞外荧光进行定位、定性、定量和实时分析,可以测量和动态观察线粒体、内质网、高尔基装置、DNA、RNA、Ca2+、Mg2+、Na+等细胞内组分的分布和含量,使细胞结构和功能研究达到分子水平。8.在肿瘤和抗癌药物筛选研究中的应用常规显微镜和电子显微镜只能对肿瘤相关抗原进行定性分析,而CLSM可以对单个或多个标记细胞、组织标本、活细胞进行重现性优良的荧光定量分析,肿瘤细胞的抗原表达、细胞结构特征、抗肿瘤药物的作用和机制等进行定量化。9.在血液学和医学免疫学研究中的应用在观察免疫细胞和系统(如树突状细胞、单核吞噬细胞、自然杀伤细胞和淋巴细胞)时,可以有效地识别免疫细胞的性质,同时准确地确定细胞定位。10.在大脑和神经科学中的应用激光扫描共聚焦显微镜分层扫描发现神经轴突内部结构具有良好的连续性。激光扫描共聚焦显微镜可以观察到脑干组织神经轴突的正常运动,在荧光显微镜下可以排除病理错觉。另外,激光扫描共聚焦显微镜可以观察神经轴索的三维结构,因此CLSM可以观察到通常光学显微镜无法发现的神经组织的细微病变。11.在眼科研究中的应用激光扫描共聚焦显微镜可用于观察晶状体、角膜、视网膜、虹膜和睫状体的结构和病理变化。12.激光扫描共聚焦显微镜在骨科研究领域的应用现状表明,CLSM在骨细胞形态学研究、骨细胞特异性蛋白(骨钙素)及骨细胞间相互作用观察方面具有显著优势.激光在医学上的作用是什么激光(Laser),它是指通过激发辐射放大和必要反馈产生准直、单色、相干光束的过程和设备。基本上,产生激光需要三个要素:“空腔”(resonator)、“增益介质”(gain ium)和“激发源”(pumping) 原子的运动状态可分为不同的能级,当原子从较高能级过渡到较低能级时,会释放出相应能量的光子(即所谓自发辐射)类似地,当光子进入能级系统并被吸收时,原子从低能级过渡到高能级(所谓的激发吸收),然后部分过渡到高能级的原子过渡到低能级并释放光子(所谓的激发辐射)这些运动不是单独发生的,往往是同时发生的。当你创造条件,如合适的介质,谐振腔和足够的外部电场时,激发辐射比激发辐射更容易被吸收,通常会发射光子,从而产生激光。 根据产生激光器的介质,激光器可分为液体激光器、气体激光器和固体激光器。今天,最常见的半导体激光器是固态激光器。 激光器由三个部分组成:激发系统、激光材料和光谐振器。励磁系统是一种产生光、电和化学能的装置。目前使用的激励手段主要是光、电或化学反应。激光材料是可以产生激光的材料,如红宝石、铍玻璃、氖气体、半导体和有机染料。光谐振控制的作用是增加输出激光的亮度,用于调整和选择激光的波长和方向。

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