Головна
Реферати » Реферати з біології » Лазер і його пристрій

Лазер і його пристрій

4


Від термовізора до блоку управління БУ підводиться відеосигнал зображення і імпульси синхронізації (точки 1, 2 і 3 на рис. 3 і рис 4). БО організує роботу всієї системи обробки інформації, що задається оператором з пульта управління ПУ. Відеосигнал термовізора перетвориться аналого-цифровим перетворювачем АЦП в цифрову форму за допомогою інтерфейсу ІНТ, що зв'язує АЦП із загальною шиною ОШ, після чого цифрові сигнали надходять у вимірювальний магнітофон МГ і в пам'ять ЕОМ. Обробку інформації може виробляти мікропроцесор МКП або міні-ЕОМ, які використовують при цьому постійний запам'ятовуючий пристрій ПЗУ. Сформовані зображення і інша отримана інформація відображаються на відеоконтрольних пристроях ВКУ1 і ВКУ2.
Загальним недоліком існуючих тепловізорів є необхідність їх охолодження до температури рідкого азоту, що обумовлює їх обмежене застосування. У 1982 році вчені запропонували новий тип інфрачервоного радіометра. У його основі - плівковий термоелемент, що працює при кімнатній температурі і що володіє постійною чутливістю в широкому діапазоні довжин хвиль. Недоліком термоелемента є низька чутливість і велика інерційність. З метою збільшення вихідного сигналу та підвищення чутливості в радіометрі використовується термобатарея, складається з 70-80 з'єднаних послідовно і стиснутих у щільний пакет термоелементів. При цьому різко зменшуються втрати за рахунок випромінювання і конвекції повітря, що в кінцевому рахунку призводить до підвищення чутливості приблизно на порядок. Після оптимізації висоти батареї, якої прямо пропорційна чутливість приладу, точність вимірювання температури досягла приблизно 0.1 С. В даний час радіометр проходить клінічні випробування.
Особливої ??уваги заслуговують тепловизионні прилади, що працюють в міліметрових діапазонах довжин хвиль. Сконструйовано і випробувано два нові типи тепловізорів, чутливих до міліметровим електромагнітних хвиль. Ці апарати вловлюють хвилі на три порядки довший, ніж інфрачервоні. Такі хвилі проникають на велику глибину в порівнянні з тими, які вловлює звичайний інфрачервоний тепловізор. Прилади можуть розрізняти коливання температури до частки градуса в тканинах, розташованих на кілька міліметрів всередину від поверхні шкіри. Звичайний же тепловізор реєструє випромінювання тільки з поверхні тіла.
Радіотермографи, що працюють в діапазоні ММВ, призначені для виявлення злоякісних утворень молочних залоз, щитовидної залози і деяких областей головного мозку. Вони незамінні для виявлення пухлин і запалень неглибокого залягання, тому що дозволяють забезпечити найбільш високу роздільну здатність і усереднення температури за найменшим обсягом. Це особливо цінно для виявлення пухлин у початковій стадії, коли відмінність їх температури з навколишнім середовищем невелика.
Підводячи підсумок огляду сучасної тепловізійної техніки, потрібно вказати на основні шляхи та перспективи її вдосконалення. Це, по-перше, підвищення рівня чіткості і ступеня контрастності тепловізійних зображень, створення відеоконтрольні пристроїв, що дають збільшене відтворення теплового зображення, а також подальша автоматизація досліджень і застосування ЕОМ. По-друге, вдосконалення методики тепловізійних досліджень різних видів захворювань. Тепловізор повинен давати інформацію про площу кожного ділянки зі зміненою температурою і координатах фіксованого теплового поля. Передбачається створити апарати, в яких можна довільно змінювати збільшення зображення, фіксувати амплітудне розподіл температури по горизонтальних і вертикальних осях. Крім того, необхідно сконструювати прилад, здатний інтенсифікувати розвиток досліджень механізму теплопередачі і кореляції спостережуваних теплових полів з джерелами тепла всередині тіла людини. Це дозволить розробити уніфіковані методики тепловізійної діагностики. По-третє, слід продовжити пошук нових принципів роботи тепловізорів, що працюють у більш довгохвильових областях спектру з метою реєстрації максимуму теплового випромінювання тіла. У перспективі також можливе вдосконалення апаратури для надчутливого прийому електромагнітних коливань дециметрових, сантиметрових і міліметрових діапазонів.
3. Лазерна медична установка для цілей променевої терапії "Імпульс-1"
3.1 Структурна схема
Лазерна медична установка "Імпульс-1 "-перший вітчизняний апарат, створений і розроблений для ведення лазеротерапії відповідно до медико-технічним вимогою Міністерства охорони здоров'я СРСР. Розробка установки була закінчена в 1971 році. У тому ж році Комітет з нової медичної техніки Міністерства охорони здоров'я СРСР дав рекомендацію до випуску промислової партії цих установок, яка і була виготовлена ??в 1975 році на Свердловському заводі електромедичної апаратури.
Установка "Імпульс-1" розроблена на базі спеціально створеного для неї потужного імпульсного лазера на неодимовому склі.
Установка (див. рис. 1) складається з наступних основних частин: операційного апарату, накопичувача енергії та головного пульта живлення і управління.


Малюнок 1. Структурна схема лазерної медичної установки для променевої терапії "Імпульс-1"


3.2 Функціональна схема
Конструктивна схема операційного апарату установки наведена на малюнку 2.

Малюнок 2. Конструктивна схема операційного апарату установки
Операційний апарат складається з горизонтального стовбура 1, встановленого на вертикальній стійці 2. Стовбур може повертатися навколо горизонтальній осі I і вертикальної осі II.
Вертикальна стійка 2 жорстко закріплена на платформі 3. Платформа забезпечена колесами для переміщення апарату по підлозі. До вертикальній стійці прикріплений поручень.
Усередині стовбура 1 жорстко закріплені лазерний випромінювач 4, калориметричний блок 5 і блок запалювання 6. На кінець стовбура 1 встановлений телескопічний вал 7 з поворотно-фокусуючий головкою 8.
телескопічний вал 7 можна переміщати уздовж його власної осі симетрії III і повертати навколо тієї ж осі III разом з поворотно-фокусуючий головкою 8. Головка 8 жорстко закріплена на кінці телескопічного валу. На ньому жорстко закріплена і рукоятка 9, що охоплює поворотно-фокусуючу головку 8.
Усередині головки 8 жорстко зафіксовані селективно відображає лазерне випромінювання дзеркало 10, фокусуються лінза 11, конденсор 12 і лампочка розжарювання 13.
Лазерний випромінювач 4 виконаний у вигляді окремого блоку. Активним елементом у ньому є стрижень з неодимового скла ПГЛС-1 діаметром 45 мм і довжиною 617 мм. Активний елемент збуджується за допомогою чотирьох ксенонових ламп накачування ІПФ-20000, розташованих в чотирипелюсткова освітлювачі з чотирма V-подібними відбивачами, виготовленими з нержавіючої сталі. Внутрішні поверхні відбивачів поліровані і мають добре відображає срібне покриття. Активний елемент розташований в корпусі освітлювача вздовж осі симетрії. Корпус освітлювача виготовлений з нержавіючої сталі. Торці активного елемента ущільнені в корпусі освітлювача за допомогою індіевих кілець, що стискаються циліндричними власниками дзеркал резонатора. Глухе і напівпрозоре дзеркала, встановлені паралельно торцях активного елементу, герметизує порожнині між дзеркалом і активним елементом. При цьому бічними стінками порожнин є циліндричні поверхні володарів дзеркал резонатора. Внутрішня порожнина освітлювача, лампи накачування і активний елемент омиваються 0.02% розчином K2Cr2O4 в дистильованої воді, що циркулює через освітлювач.
Полупрозрачное дзеркало резонатора (коефіцієнт пропускання 60%) встановлено у випромінювачі 4 з боку поворотно-фокусуючий головки 8. Глухе дзеркало резонатора з коефіцієнтом пропускання 5% розміщено з боку калориметричних блоку 5. Тому при генерації лазерного випромінювання в резонаторі випромінювача 4 основна частина випромінювання спрямована в бік поворотно-фокусуючий головки, а решта - у бік калориметричних блоку 5, де поглинається його приймальні майданчиком.
Калориметрический блок 5 (після проведення відповідної калібрування) забезпечує вимірювання енергії лазерного випромінювання, що направляється в сторону поворотно-фокусуючий головки, по поглиненої його приймальні майданчиком енергії лазерного випромінювання.
Блок підпалу 6 чотирьохсекційний. Кожна його секція призначена для підпалу однієї з ламп накачування лазерного випромінювача.
Регулювання розмірів плям лазерного випромінювання на об'єкті опромінення здійснюється в операційному апараті зміною відстані між лінзою 11 поворотно-фокусуючий головки і об'єктом опромінення, а контроль розмірів плям ведеться за системою підсвічування.
3.3 Принцип дії
Накопичувач енергії установки - електричні ємності, об'єднані в чотири секції. Кожна секція накопичувача призначена для живлення однієї лампи накачування чотирилампового лазерного випромінювача операційного апарату. Ємність конденсаторів однієї секції 1200 мкФ, максимальна напруга заряду 4.6 кВ, максимальна енергія заряду 12.5 кДж. Максимальна сумарна енергія заряду

Сторінки: 1 2 3 4 5