陈小艺-激光在医学方面的应用

优点3 激光对生物组织有热凝固效应， 优点3：激光对生物组织有热凝固效应，因此它可以封闭切 开的小血管，减少出血。 开的小血管，减少出血。 比如血管瘤，一动刀就会出血，往往危及生命，是碰不得的地方； 比如血管瘤，一动刀就会出血，往往危及生命，是碰不得的地方； 医术再高明的医生也爱莫能助。 医术再高明的医生也爱莫能助。自从有了防止出血的激光手术 “刀”，医生就大胆地闯入了这块禁地了 。 优点4 激光刀可以不直接接触组织，不会产生交叉感染。 优点4：激光刀可以不直接接触组织，不会产生交叉感染。 优点5 有了光导纤维，激光就可以钻到人的肚子里为人治病。 优点5：有了光导纤维，激光就可以钻到人的肚子里为人治病。 医生把它和胃镜配合起来，送到病人胃里，如发现胃溃疡出血， 医生把它和胃镜配合起来，送到病人胃里，如发现胃溃疡出血， 只要一开激光，立即能使出血点凝固止血，不用开膛破肚， 只要一开激光，立即能使出血点凝固止血，不用开膛破肚，就 可以治好病。除了治疗胃溃疡外，激光还可以进入食道、气管、 可以治好病。除了治疗胃溃疡外，激光还可以进入食道、气管、 腹腔，做多种手术。 腹腔，做多种手术。
激光“刀”是什么样的呢？
激光刀的主体是一台激光器，包括 激光刀的主体是一台激光器， 电源和控制台。 电源和控制台。 激光器是固定的，通过可以自由弯 激光器是固定的， 曲的玻璃纤维或塑料纤维传输， 曲的玻璃纤维或塑料纤维传输，在 它端部透镜的聚焦作用下， 它端部透镜的聚焦作用下，变成直 径只有几埃（ 径只有几埃（一埃等于一亿分之一 厘米） 尖锐”光束。 厘米）的“尖锐”光束。
二氧化碳激光刀
医生用激光刀动手术
改进后简单而实用的光刀
激光刀优点 优点1：激光能量高度集中，产生高热。 优点 ：激光能量高度集中，产生高热。 常用的二氧化碳激光“ 常用的二氧化碳激光“刀”，刀刃就是激光束聚集起来的焦点， 刀刃就是激光束聚集起来的焦点， 焦点可以小到0.1 毫米，焦点上的功率密度达到每平方厘米 万 毫米，焦点上的功率密度达到每平方厘米10 焦点可以小到 这样的光“ 所到之处，不管是皮肤、肌肉，还是骨头， 瓦。这样的光“刀”所到之处，不管是皮肤、肌肉，还是骨头， 都会迎刃而解。 都会迎刃而解。 优点2：十分轻快， 优点 ：十分轻快，并能精确控制 用功率为50 瓦的激光“ 切开皮肤的速度为每秒钟10 用功率为 瓦的激光“刀”后，切开皮肤的速度为每秒钟 厘 米左右，切缝深度约1 毫米，和普通手术刀差不多。 米左右，切缝深度约 毫米，和普通手术刀差不多。 用激光“ 来切开骨头，几乎和切皮肤一样“ 用激光“刀”来切开骨头，几乎和切皮肤一样“快”，这就比普 通手术刀优越多了。一般来说，切骨手术要使用锯子和凿子， 通手术刀优越多了。一般来说，切骨手术要使用锯子和凿子，比 如打开一小块头骨就要用一个小时，医生费力，病人受苦。使用 如打开一小块头骨就要用一个小时，医生费力，病人受苦。 激光“ 就可以大大减轻医生的劳动强度， 激光“刀”，就可以大大减轻医生的劳动强度，并减轻病人的痛 苦。
四、电磁效应
电磁效应：研究证明，光与生物组织作用时，起作用的仅仅是 电磁效应：研究证明，光与生物组织作用时，起作用的仅仅是 电场强度。激光的电场强度与其功率密度直接有关。很高功率 密度的调Q 密度的调Q激光或锁模激光，其功率密度很大，其电场强度极 高，它能在生物组织中产生高温、高压和高强度，导致生物组 织电系统发生急剧变化，当这种激光与生物组织作用时，就可 能在生物体内产生光学谐振波，发生电致伸缩（电致伸缩效应 是指电介质在外电场的诱导极化作用下产生形变的现象），使 生物分子电离、极化。
激光的热效应对组织的损害 相关因素 1）组织密度（各组织对激光辐射的反应和热损伤的耐受程度不 组织密度（ 一样） 一样） 2）升温的温度 在同一组织，随着温度的升高，组织损伤逐渐加重， 在同一组织，随着温度的升高，组织损伤逐渐加重，临床上可 见到以下3 见到以下3种类型 1）光凝固 激光辐射造成组织细胞热致性凝固坏死，即为光凝 激光辐射造成组织细胞热致性凝固坏死， 其病理改变的肉眼所见为组织发白变硬， 固。其病理改变的肉眼所见为组织发白变硬，光镜下表现为组 织结构模糊以至消失。 织结构模糊以至消失。 实验表明，在温度为70℃ 持续时间1s即可造成人体皮肤的浅二 实验表明，在温度为70℃时，持续时间1s即可造成人体皮肤的浅二 度烧伤。 度烧伤。 一般认为，使视网膜产生光凝固的温度低于皮肤光凝固的温度。 一般认为，使视网膜产生光凝固的温度低于皮肤光凝固的温度。例 如正常眼， 100mW的氩激光 光斑直径100µ 的氩激光， 曝光时间0.1s， 如正常眼，用100mW的氩激光，光斑直径100µm，曝光时间0.1s， 即可在视网膜上产生灰白色的光凝斑。 即可在视网膜上产生灰白色的光凝斑。而同样的条件在成人手臂皮 肤上就不能造成肉眼可见的损害。 肤上就不能造成肉眼可见的损害。
二、压力效应
压力效应：光照射在物体上，把光的动量传递给物体即形成 压力效应：光照射在物体上，把光的动量传递给物体即形成 光压，光压与功率密度成正比。 激光的压力来自两个方面，一是辐射压力，当功率密度为： 激光的压力来自两个方面，一是辐射压力，当功率密度为： 108 W/cm 2时，辐射压强可达3400 Pa，二是功率密度超过人 时，辐射压强可达3400 Pa，二是功率密度超过人 体损伤的阈值时，组织蒸发、气化产生的冲击压力。辐射压力 体损伤的阈值时，组织蒸发、气化产生的冲击压力。辐射压力 和冲击压力构成了总压力。
激光医学
激光以其特有的优越性能解决了许多传统医学的难题。 激光治疗最早用于眼科，对视网膜剥离、眼底血管病 变、虹膜切开、青光眼等一大批眼科疾患均能用激光 治疗。激光手术刀具有术中出血少，可减少细菌感染 等优点。 激光与中医针灸术结合而形成的“光针”，对镇痛、 哮喘、遗尿、高血压等有一定疗效。激光技术为现代 医学提供了一种“神力”，能够治疗内科、外科、眼 科、皮肤、肿瘤和耳鼻喉科的100多种疾病。 科、皮肤、肿瘤和耳鼻喉科的100多种疾病。
3）光汽化 用比造成光凝固更高能量的激光束照射组织，使之 用比造成光凝固更高能量的激光束照射组织， 温度超过100℃，细胞内外的液体就会变为水蒸汽，失水的细胞 温度超过 ℃ 细胞内外的液体就会变为水蒸汽， 皱缩成微粒与水蒸汽一起逃逸出去，这就是光汽化。 皱缩成微粒与水蒸汽一起逃逸出去，这就是光汽化。组织失去细 胞处便会裂开。 胞处便会裂开。 水的汽化有使组织温升稳定的趋势，直到水被完全汽化， 水的汽化有使组织温升稳定的趋势，直到水被完全汽化，组织 温度才会继续上升。当温度骤然升到1000℃以上时， 温度才会继续上升。当温度骤然升到1000℃以上时，软组织细 胞可由固体直接变为气体，以烟雾的形式喷射出来， 胞可由固体直接变为气体，以烟雾的形式喷射出来，这种热效 应称为光气化 实际上，用连续波红外激光切割组织时， 光气化。 应称为光气化。实际上，用连续波红外激光切割组织时，光汽 化和气化过程是并存的。 化和气化过程是并存的。 激光对组织的汽化作用与其波长有关，因为水对中、 激光对组织的汽化作用与其波长有关，因为水对中、远红外有 很高的吸收率，所以波长10.6µm的二氧化碳激光和波长 µm左 的二氧化碳激光和波长3µ 左 很高的吸收率，所以波长 µ 的二氧化碳激光和波长 右的氟化氢(HF)激光、Er:YAG激光常被作为“光刀”切割组织， 右的氟化氢 激光、 激光常被作为“光刀”切割组织， 激光 激光常被作为 它们均有良好的汽化作用。 它们均有良好的汽化作用。 光汽化组织的边缘常伴有光凝固的发生， 光汽化组织的边缘常伴有光凝固的发生，因而光汽化切割活体 组织很少出血。 组织很少出血。
神光驱病魔
-激光在医学中的应用
激光医学是激光技术的新领域。 激光医学是激光技术的新领域。 1960年世界上第一台红宝石激光 1960年世界上第一台红宝石激光 器问世后，1961年即用于治疗视 器问世后，1961年即用于治疗视 网膜脱落，1963年激光光刀用于 网膜脱落，1963年激光光刀用于 肿瘤切割。70年代医用激光治疗 肿瘤切割。70年代医用激光治疗 机在临床各科得到广泛应用。 机在临床各科得到广泛应用。 1981年联合国卫生组织正式宣布 1981年联合国卫生组织正式宣布 激光医学为医学的一个新分支。 激光医学为医学的一个新分支。
2）光碳化 当激光辐射使组织温度升高到300℃-400℃，而不继 当激光辐射使组织温度升高到300℃ 400℃ 续迅速上升时，组织可被烧焦变为棕黑色，即为光碳化。 续迅速上升时，组织可被烧焦变为棕黑色，即为光碳化。
在眼科临床上使用激光治疗时，一般尽量避免发生光碳化。但是， 在眼科临床上使用激光治疗时，一般尽量避免发生光碳化。但是， 由于热能的传导与扩散，使用大功率连续波激光切割组织时， 由于热能的传导与扩散，使用大功率连续波激光切割组织时，往 往在切口边缘可见到光凝固与光碳化的组织。 往在切口边缘可见到光凝固与光碳化的组织。如果将连续波激光 器改为极短的脉冲输出， 器改为极短的脉冲输出，这时组织切口边缘的光凝固和光碳化就 会变得非常轻微。 会变得非常轻微。
几种常用的激光刀
激光器， CO2激光刀：采用封离型CO2激光器，这种激光器能辐射波长 激光刀：采用封离型 激光刀 激光器 微米的激光束。 为10.6微米的激光束。是不可见远红外光。这种波长的激光几乎 微米的激光束 是不可见远红外光。 全部能被人体组织中的水吸收。 全部能被人体组织中的水吸收。 CO2激光刀穿入组织深度仅 激光刀穿入组织深度仅 0.5-1.0mm深。当激光束经聚焦镜输出，聚焦点产生的高温能将 深 当激光束经聚焦镜输出， 靶组织汽化，可作切割，也可作烧灼，凝固手术。 靶组织汽化，可作切割，也可作烧灼，凝固手术。
激光己成为有益于人类的幸福之光，生命之光。 激光己成为有益于人类的幸福之光，生命之光。
激光在医学中发挥作用的原因? 激光在医学中发挥作用的原因?
一、激光的热效应 二、压力效应 三、光化效应 四、电磁效应

一、热效应
热效应： 热效应：组织吸收大量光子后使生物分子和水分子的热运动 加剧，局部组织温度升高，则为激光的热效应。 加剧，局部组织温度升高，则为激光的热效应。 各种激光在生物组织中的产热机制 1）有些红外激光，光量子数较小，光子被组织吸收后只能 有些红外激光，光量子数较小， 引起生物分子振动和转动的加剧， 引起生物分子振动和转动的加剧，从而导致局部组织温度升 这种直接使分子热运动增强的方式，称为直接生热， 高。这种直接使分子热运动增强的方式，称为直接生热，例 如二氧化碳激光照射组织即可直接产热。 如二氧化碳激光照射组织即可直接产热。 2）紫外波段和一些可见光波段的光子量子数较高，它们被 紫外波段和一些可见光波段的光子量子数较高， 组织吸收后能将生物分子的电子激发到高能态， 组织吸收后能将生物分子的电子激发到高能态，电子从高能 态回到基态时释放出的能量也可引起热效应。 态回到基态时释放出的能量也可引起热效应。
临床上许多治疗利用压力效应，如: 临床上许多治疗利用压力效应，如:眼科中的压力打孔，降低 眼压治疗青光眼；在晶状体上打孔治疗白内障。
三、光化效应
光化效应：习惯上把光辐照化学系统所引起的化学反应叫光化 光化效应： 反应。激光可以直接引起这种化学反应， 反应。激光可以直接引起这种化学反应，激光的这种作用称为 光化作用。 光化作用。 生命物质的活动、生长、 生命物质的活动、生长、繁殖等是靠生化作用将营养物质在酶 的帮助下，经过化学反应使之合成、 的帮助下，经过化学反应使之合成、分解成生命活动所需要的 物质和能量的结果。 物质和能量的结果。 光化作用的最基本规律是：特定光化反应要特定波长的光子 光化作用的最基本规律是： 来引发。引起光化反应的光谱范围通常是350来引发。引起光化反应的光谱范围通常是350-700nm 的近紫 外线和可见光。 外线和可见光。