Лазеры и волоконная оптика в биомедицинских исследованиях, Тучин В.В., 2010

Действие лазерного излучения на биоткань.
Виды фотовоздействий. Взаимодействие света с живой материей определяется как параметрами источника света (интенсивность, длина волны, длительность и частота повторения импульсов и т.д.), так и параметрами биообъекта (степенью его однородности и пигментации, тепловыми и упругими свойствами и т.д.) [1-4, 42, 83-85]. Для выявления степени и характера воздействия излучения на биообъект необходимо учитывать не только значения коэффициентов поглощения и рассеяния соответствующей ткани, но и влияние систем кровеносных и лимфатических сосудов, обусловливающих теплоотвод, и колебательных процессов, связанных с жизнедеятельностью, например влияние циркадных (биологических) ритмов [270].

Взаимодействие света с молекулами биообъекта приводит к их возбуждению (см. рис. 1.2) и последующему (через некоторое время) переходу в основное состояние за счет безызлучательных переходов с выделением тепла. Увеличение температуры приводит к разрыву водородных связей и других ван-дер-ваальсовых связей, к нарушению конформации биомолекул и, следовательно, жизненных функций биообъекта. Происходит коагуляция белковых образований. Дальнейшее повышение температуры при росте мощности излучения приводит сначала к испарению жидких сред (в первую очередь тканевой воды), а затем обугливанию органических компонентов живой материи и выгоранию карбонизированного каркаса.

СОДЕРЖАНИЕ
Предисловие к первому изданию
Предисловие ко второму изданию
Глава 1. Основы лазерной биомедицины
1.1. Введение
1.2. Виды взаимодействия лазерного излучения с живыми объектами
1.3. Структура биологических тканей и клеток
1.4. Рассеяние и поглощение света
1.5. Простейшие дискретные модели ткани
1.6. Флуоресценция
1.6.1. Однофотонная флуоресценция (41)
1.6.2. Многофотонная флуоресценция (44)
1.7. Действие лазерного излучения на биоткань
1.7.1. Виды фотовоздействий (46)
1.7.2. Тепловые эффекты (48)
1.7.3. Фотодинамическое и фотохимическое воздействие (59)
1.8. Примеры применения лазеров в биомедицинской диагностике, терапии и хирургии
1.9. Проблемы и перспективы
Глава 2. Распространение света в биологических тканях
2.1. Распространение непрерывного излучения
2.2. Распространение коротких импульсов
2.3. Диффузионные волны фотонной плотности
2.4. Принципы оптической диффузионной спектроскопии и томографии
2.4.1. Диффузионная оптическая спектроскопия (110).
2.4.2. Диффузионная оптическая томография (110).
2.5. Взаимодействие поляризованного излучения с биологическими объектами
2.5.1. Анизотропия биотканей (127).
2.5.2. Описание поляризованного излучения. Слабо рассеивающие биоткани (129).
2.5.3. Сильно рассеивающие биоткани (131).
2.6. Оптические свойства тканей глаза
2.6.1. Оптические модели тканей глаза (135).
2.6.2. Спектры пропускания и рассеяния (136).
2.6.3. Поляризационные свойства тканей глаза (138).
2.7. Особенности взаимодействия лазерного излучения с биотканями
2.7.1. Введение (143).
2.7.2. Формирование спеклов и интерферометрия рассеивающих сред (144).
2.7.3. Динамическое рассеяние света (150).
2.7.4. Конфокальная микроскопия (161).
2.7.5. Оптическая когерентная томография (164).
2.7.6. Цифровая голографическая и интерференционная микроскопия (173).
2.7.7. Генерация второй гармоники (181).
2.7.8. Терагерцовая спектроскопия (182).
Глава 3. Измерение и управление оптическими свойствами биотканей
3.1. Методы измерения оптических параметров биотканей
3.2. Управление оптическими свойствами биотканей
Глава 4. Лазеры для биомедицины
4.1. Принцип работы лазера и свойства лазерного излучения
4.2. Газовые лазеры
4.3. Жидкостные лазеры
4.4. Твердотельные лазеры
4.5. Полупроводниковые лазеры
4.6. Твердотельные лазеры с диодной накачкой
4.7. Перестраиваемые лазерные источники
4.8. Лазеры с короткой и сверхкороткой длительностью импульсов
Глава 5. Волоконные световоды для биомедицины
5.1. Физика и техника волоконных световодов
5.2. Медицинские волоконные световоды и облучатели биотканей
5.3. Волоконные лазеры
5.4. Микроструктурные световоды
5.5. Биомедицинские волоконно-оптические датчики и зонды
Глава 6. Лазерная спектрофотометрия и фурье-спектроскопия
6.1. Введение
6.2. Спектрофотометрия
6.3. ИК-фурье-спектроскопия
6.4. Абсорбционная спектроскопия быстропротекающих процессов
Глава 7. Оптико-калориметрическая спектроскопия биообъектов
7.1. Физические основы методов оптико-калориметрической спектроскопии
7.2. Экспериментальные исследования и типичные измерительные установки
7.3. Конструкции спектрофонов и зондов
7.4. Области применения оптико-калориметрических методов в биологии и медицине
Глава 8. Лазерный микроспектральный анализ в биомедицинских исследованиях
8.1. Введение
8.2. Микроскопия и микроспектрофотометрия
8.3. Флуоресцентный микроанализ
8.4. КР-микропроба
8.5. Эмиссионная спектроскопия лазерной микропробы и метод LAMMA
Библиографический список.

Купить книгу Лазеры и волоконная оптика в биомедицинских исследованиях, Тучин В.В., 2010 .