激光技术在医学上的应用

激光技术在医学上的应用

摘要:本文简要介绍了激光技术在医学上的应用与发展,从激光的技术优势、研究内容和临床应用等方面进行了具体阐释。激光是物质受激辐射产生的一种相干光具有单色性好高亮度辐射方向性强等特点。这些特点使激光非常适合于疾病的诊断监测和高精度定位治疗。

关键词：激光技术；激光医学；临床应用

1．引言

1917年，爱因斯坦发表了《辐射的量子理论》,文中提出了受激辐射的概念,奠定了激光的理论基础。1960年，诞生了世界上第一台激光器,开创了激光新技术革命,1961年激光器首次应用于临床,此后激光技术逐步应用于医学各领域,

其发展经历了60年代基础研究、70年代临床研究应用、80年代激光医学学科形成和以后的发展几个阶段。1981年，世界卫生组织将激光医学列为医学的一门新学科。激光医学是专门用激光技术来研究、诊断和治疗疾病的学科,激光医学在临床应用范围广,精确性高,副作用小,是临床治疗某些疾病的理想方法,在医学科学和临床实践中起着越来越重要的作用。

2.激光医学的研究内容

根据激光的特性，以及它与生物组织相互作用过程中的的特异规律，激光技术在临床医学上可以用于研究、诊断和治疗疾病。

2．1研究生命现象和规律

借助激光微束仪把激光束直径聚焦到0．5～1μm，用以切割或焊接细胞，研究生物遗传规律。借助激光拉曼光谱分析技术，研究生物大分子的结构及其变化。借助于红外吸收光谱仪，通过对唇部的测定，能测定人血液内所存在的元素。借助于激光多普勒测速技术测量皮肤、肠粘膜、胃粘膜的血流特征，可瞬时或连续地直接测量任何使光束可到达之处的组织的毛细血管的血流。

2．2激光诊断

用于检验和诊断的激光技术主要有，激光荧光光谱术，激光喇曼光谱分析术，激光全息术，激光散斑分析术，激光多普勒测速术，激光流动式细胞分析术，激光干涉术，激光透照术和激光偏振技术等等，分别用来测量血液、尿液和人体其

他组织的成份、微量元素的含量等，以及识别和分辨细胞是否病变或癌变。2．3激光治疗

激光治疗的适应症现在已经涉及到临床所有各科。大体可分为激光手术治疗、激光非手术治疗和激光光敏治疗三类。

2．3．1激光手术治疗

这是用强激光，即用较高功率密度的激光束对病变组织施行凝固、汽化和切割等各级水平的手术。与传统的解剖刀比，激光刀多不出血或少出血；与传统的冷刀、超声刀和高频电刀比，激光刀的切割能力强，切口锋利，损伤少；激光刀还能通过光导纤维进人体内施行手术而不用剖腹等开腔手术，能透过眼屈光介质对眼底施行手术而不用切开任何部位，这对于任何其他传统手术是做不到的。2．3．2激光非手术治疗

这是用弱激光，即较低功率密度的激光，用这种激光照射人体组织不会直接损伤组织和细胞，用来作理疗照射治疗或光针灸治疗。与传统理疗中的光疗比，激光的疗效显著地提高，且适应症更广泛得多；与传统毫针比，激光光针无菌、无痛，不会断针、晕针，却能治疗毫针的所有适应症。

2．3．3激光光敏治疗

在通常情况下，视细胞以外的绝大多数生物细胞不容易被可见光直接引起光化效应。但是，当人体组织摄入了某些光敏化剂时，敏化剂分子吸收即使是较低功率的激光能量后，就会发生一系列化学反应，这种反应就叫光敏化反应。光敏化反应因有无分子氧参加而分成两类。

一类是光敏化反应有分子氧参加，即生物系统被光氧化过程所敏化，这种有分子氧参加的光敏作用叫光动力作用。这类光敏化反应往往不消耗敏化剂，敏化剂可被反复不断地使用，直致该处的生物细胞被杀死。目前国内外普遍应用这一类光动力作用治癌，所用的敏化剂多为血卟琳衍生物，所用的敏化光源多为波长为630毫微米的红色可见光激光。

另一类光敏化反应不需要分子氧参加，此类敏化反应可消耗敏化剂，这一类较典型的敏化剂如呋喃香豆素。临床上先使病灶处局部摄入呋喃香豆素，再用波长长于290毫微米的紫外激光照射，可治疗牛皮癣，也可使白癜风的白色永久性变暗。但用这类光敏治疗时需控制剂量，并密切注意随访，因为有报导用补骨脂

素光敏化动物实验导致了皮肤癌。

3.激光医学的生物效应

（1）热效应。在激光束照射下，在几毫秒或更短的时间内可使生物组织的局部温度升高达200到300摄氏度，而且维持在40到50摄氏度左右的温度可持续在1min左右，其热效应可使生物组织的蛋白质变性凝固，甚至组织炭化或气化。

（2）压力效应。因为激光能量密度高，因而会产生很大辐射压力，若激光聚焦到0.2mm以下光点时，其单位面积压力可达200g/cm2，与此同时，由于热效应引起的组织热膨胀将导致产生冲击波，因而光压和由冲击波所构成的总压力，可使产生热效应的生物组织破坏。

（3）光效应。由于激光照射生物组织吸收反射和传热，色系组织（特别是黑色）对激光有选择性的吸收作用，很少反射和传热，因此引起的破坏作用更大，实验表明与它互为补色的组织吸收更多，因此引起的破坏更大，利用这一效应，可在需破坏的组织上先进行组织染色，然后再进行组织照射，即可获得更佳效果。

（4）电磁场效应。激光是一种电磁波，因此激光产生磁场，激光光功率密度为5×1014w/cm2时产生的电场强度可达4×108v/cm,由此在电磁场强度作用下，生物组织必然产生电离，使该处的组织细胞受到破坏。激光通过以上几种效应对生物组织发生作用。

4.激光在临床医学上的应用

4．1激光在治疗上的应用

激光在皮肤科主要应用方向有体表赘生物祛除术、色素障碍性皮肤病的治疗及体表多毛症的治疗。激光辐射组织产生的热量有效地限制在靶组织内,极大地减少了周围组织的热损伤。同时由于脉宽达到纳秒级,脉冲峰值能量很高,瞬间爆破色素颗粒,形成较小碎片,被机体吸收而清除出体外。皮肤美容激光系统种波长激光配合使用,可有效治疗不同深度的各种皮肤色素性疾病,此外也可用于文身色素的清除,血管瘤、蜘蛛瘤和酒糟鼻的治疗。

4．1．1激光在眼科的应用

目前,眼科激光设备已经应用于屈光性角膜切除术、虹膜切除术、巩膜切除