激光在医学治疗上的应用
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提要：激光医学治疗用激光器包括紫外、红外、可见光激光器，激光用光纤输出端形式包括点状、柱状、球状等；光纤在医学器械的应用包括
光纤照明和激光传输，现今石英光纤、多组份玻璃光纤、聚合物光纤以及红外晶体光纤、氟化物玻璃光纤、红外空芯波导等在医学治疗有许多应
用，其中石英光纤已在医学美容、手术治疗和光动力疗法等方面获得广泛应用，多组份玻璃光纤可应用于光炙仪、光热治疗仪、牙科光固化机、
牙齿美白仪、光纤内窥镜等医疗仪器中，聚合物光纤POF 可应用于光纤黄疸治疗仪、激光血管内外照射治疗中，光纤在今后的激光医学治疗中发挥更加重要的作用。
光纤在医学器械的应用包括光纤照明、信息传输和激光传输，光纤医用激光器械是以光纤为激光传播介质，通过对光信息的处理和光能的利用而进行诊断和治疗〔1 - 3〕，采用光纤的医用激光器械进行激光理疗等弱激光治疗可使用直径为100 - 300!m 的石英光纤、多组份玻璃光纤和聚合物光纤POF 等，而对于激光功率高的激光手术类和激光光动力学疗法，因石英光纤可承受更大的激光阈值而选用芯径在300!m以上的石英光纤、变芯径石英光纤及其它传能光纤；选择光纤时首先考虑应用如下四个方面，首先为激光参数，如最大激光功率、波长，传输距离、激光束光斑尺寸及激光源数值孔径，其次根据光纤透光率曲线，找出应用波长的最佳透光率；第三确定传输光纤纤芯直径，通常纤芯直径大于2 / 3 激光光
斑尺寸；最后决定其套塑材料。
1 激光热疗光纤端头的设计
激光医学治疗用激光器包括紫外、红外、可见光激光器，激光用光纤输出端包括点状、柱状、球状与扩束型；体表性肿瘤和局限浅表的病灶可选用点状光纤，它在14 - 50 发射喇叭形光束，光纤端距病灶2cm，光斑约2cm 直径；对于消化道环状病灶以及除胃部肿瘤的其他内腔肿瘤和食管肿瘤可选用柱型光纤，柱形弥散头柱面均匀发光，若病灶较长可分段照射；对于局限隆起结节状肿瘤可将光纤插入瘤体做组织间照射；对于浅表广泛病灶可用球形光纤大面积照射，球形弥散头在圆周360 范围内均匀发光，胃部肿瘤可用，下面两图为柱形和球形弥散头光纤结构示意图。
激光热疗有直接和间接照射治疗两种方式，在直接照射治疗中，热效应是通过激光与生物组织的相互作用产生，通过一个光热转换装置将激光能量在到达组织之前转换成热能后再进行热疗，这种光热转换装置可通过YAG 单晶光纤制备〔4〕，或在激光光纤输出端加一个抗高热的陶瓷头，照射时照射头可直接与组织接触〔5〕。
2 石英光纤在医学治疗上的应用
纯石英大芯径光纤已成为医用激光传输系统的标准元件，因为它们有高的激光损伤阈值、生物相容性好、强度高和可靠性好。高羟基含量石英光纤适用于紫外光区，低羟基含量石英光纤适用于红外波长区。医用光纤纤芯多在200 -1000!m 之间，在低强度激光治疗中，大多选用带耦合器的芯径为100 - 300!m 的石英光纤作为激光传输元件，芯径为300-
900!m 的石英光纤承载功率能力较大，但柔软性差，传输的脉冲激光能量为10 - 100mJ，脉冲周期为10ns - 10!s，中高功率激光治疗已在美容、手术治疗和光动力疗法等方面获得广泛应用。
2 .1 光纤激光美容
光纤激光美容术是近几年来发展较快的一种激光医疗新技术，激光可去除和改善影响美观的瑕疵或缺陷，如激光治疗鲜红斑痣，激光治疗太田痣纹身及激光去皱等〔6〕。
2 .2 光纤激光手术治疗
光纤激光手术可用于妇科、肛肠科、外科、皮肤科和泌尿科等，进行诸如恶性肿瘤的切除、性病治疗、宫颈糜烂治疗和皮肤表面各种瘤症的烧灼等治疗。对于表面的肿瘤，激光可用简单的透镜传输，而对于内部的肿瘤，则需采用光纤输出，光纤的输出端安装球状和圆柱状的激光扩散装置，还可以在内填充散射介质，使光线向四周均匀地扩散。
2 .2 .1 钬激光治疗泌尿系结石
钬激光脉冲时间为250 - 350!s，脉冲峰值能量为0 . 2 -4J，频率为5 - 45Hz，可通过芯径为200 ~ 1000!m 的石英光纤传导。钬激光2 . 14!m 的波长恰好位于水的吸收范围，由于人体组织中含量最多的水为其吸收色基，因此钬激光是非组织选择性吸收激光。
2 .2 .2 动脉内腔治疗
美国哈佛医学院通过直径320!m 的软质石英光纤、强度为107W/ cm2 的可见光脉冲激光切除动脉钙化斑，脉冲时间< 50!s，这种脉冲激光不伤及正常动脉，提高了切除术的安全性和效率〔3〕。
2 .2 .
3 激光角膜成形术
激光角膜成形术是去除角膜上皮后，用激光消融角膜浅层基质，改变角膜曲率，达到矫正视力目的。ArF 准分子激光器系统采用SMA 接口与直径为200 - 400!m 的石英光纤耦合，通过光纤传输高光子能量6 . 4eV，产生光化学效应，打断有机分子化学键，产生非热致汽化达到切削的目的〔7〕。
2 .2 .
3 激光碎石术（肾结石和胆结石）
激光碎石法原理是光纤将脉冲激光引入到体内结石的部位，对着结石发射脉冲激光，结石吸收了激光的能量之后，产生冲击波，将结石震碎〔8〕。
2 .2 .4 激光血管成形术
特制的石英光纤进入血管，将激光传送至病患处，激光的高能量“汽化”作用消除血管内的血栓和硬化斑块，从而改善心肌的血液供应，而不是用气囊导管扩张术〔9〕。光纤激光手术还可用于口腔硬组织治疗、咽部微创手术治疗〔10〕、泌尿系结石治疗〔11〕、尖锐湿疣等治疗〔12〕。
2 .
3 光动力学疗法治疗
激光可通过光纤传送至病变组织作远距离照射，光纤端部可制成各种形状，主要用于体表或腔脏器官的多种肿瘤治疗，如头颅部恶性肿瘤、宫颈癌、膀胱癌、食道癌、直肠癌、肺癌、胃癌、结肠癌及各种体表癌等，平均有效率为70% -80%〔13〕。
3 多组份玻璃光纤在医学治疗上的应用
多组份玻璃光纤（GOF）在治疗上的应用是指某一波长的光通过GOF 照射到患处，直接起到治疗的作用，GOF 主要应用于光炙仪、光热治疗仪、牙科光固化机和牙齿美白仪等中。
3 .1 光炙仪
光炙仪的工作原理是光源发出的光经聚焦后，通过分叉型GOF 传光束照射到人体穴位上，起到疏通脉络消炎止痛等作用，其中光源光的波长为700 - 1300nm，光炙仪示意图如图
3〔14〕。下表1 列出了光炙仪用导光元件是一进五出型GOF传光束相关指标。
3 .2 光热治疗仪
光热治疗仪的原理跟光炙仪类似，所选用的导光元件是锥形光纤，其特点是在光输出端可进一步将光集中，输出光强是原来的近10 倍，人体深处组织可加热和活化，治疗肌肉和关节的亚急性和惯性痉挛、神经痛、关节炎、风湿病、痤疮和褥疮等〔15〕。
图4 光热治疗仪中导光元件示意图
3 .3 牙科光固化机用多组份玻璃光纤导光棒
导光棒是一种多组份玻璃光纤GOF 导光元件，它是采用直径为380"mGOF 在管式炉中复式熔融拉制成棒，并可加热弯曲，或拉制成锥形导光棒，改变光纤数值孔径，提高照明光强，可用作低分辨率的传像元件、牙科光固化机用导光元件。牙科光固化机用导光棒是将波长380 - 540nm 的光照射到光敏树脂上，用来修补牙齿、牙体折断、洞穴等缺陷〔16〕。此外半导体激光器通过6mm 或8mm 的导光棒将790 - 830nm 的激光照射到病变部分，可治疗牙本质过敏、三叉神经痛以及根管治疗引起的牙痛〔17〕，导光棒及其应用示意图为图5。
图5a 导光棒示意图图5b 导光棒在光固化机应用示意图
3 .
4 牙齿美白仪
1996 年，美国FDA 协会通过了Argon（波长488nm）激光和CO2激光可用于牙齿漂白的规定。牙齿漂白是利用漂白剂渗透进牙釉质和牙本质产生氧化还原反应，而达到牙齿颜色增白的效果。半导体激光漂白技术是利用半导体激光源作为加速器，照在涂抹了漂白剂的牙齿表面，使有效成份过氧化氢短时间内更快更多地渗入牙中，达到最大的漂白效果，其漂白效果具有预期性〔18〕。牙齿美白仪用的导光元件是由若干根GOF 制成的月牙型传光束。
3 .5 光纤内窥镜
内窥镜经历了第一代硬式胃镜、第二代光导纤维内镜、第三代电子内窥镜。内窥镜利用体表自然孔道或切口导入人体，按照被检和治疗部位的不同，光纤内窥镜可分为纤维胃镜、鼻咽镜、耳镜、腹膜腔镜、子母式胆道镜、膀胱镜、官腔镜和神经内窥镜等〔19〕，其中硬质神经内镜由光纤系统、冲洗通道和操作通道组成〔20〕，内镜外科手术现已成为其他手术方式所不可代替的手术方式。
4 聚合物光纤POF 在医学治疗上的应用
4 .1 光纤黄疽治疗仪
当新生婴儿的血浆中胆红素水平增高，会出现黄疸的临床症状，利用胆红素能吸收波长为400 ~ 500nm 范围的光，通过体表接受光的照射而使组织间隙中的胆红素经光氧化分解作用而降低胆红素浓度的，并将胆红素从非水溶式转变成水溶型副产物，最终排出体外。光纤黄疸治疗仪是一种新型黄疽治疗仪，它发光柔和，不易伤害新生儿眼睛，光纤可阻碍红外光的传输，不会造成热对婴儿的伤害，具有便携性，促进亲子关系的形成。其原理是在光纤垫片
上的光纤表面有规则刻有划痕，而使光从划痕处漏出，在光纤垫片上下分别放有厚约0 .13mm 的漫射层及反射层，使发光效果更佳，所用POF 直径250"m，重约0 .08g / m，可在- 50 ~ 85C之间使用，其示意如图7。
图7 POF 面发光照明示意图
4 .2 激光血管内照射
激光血管内照射疗法（IntravascuIar Iow Iever Iaser irradiation）简称ILLLI 疗法：又简称ILIB 疗法（IntravascuIar Iaser irradiationon bIood），该疗法主要是通过血管内激光照射，使循环血液中的蛋白质（酶和其他功能蛋白质）分子构象发生改变，通过换能性的光化学作用使接受该疗法的机体产生一系列的生物学效应，从而达到非特异性和广谱治疗的目的，可治疗脑梗塞和降低过高胆固醇含量〔21〕。一次性使用无菌光纤针是将激光或其他光导入人体内，以实施穴位深部照射或激光血管内照射治疗，一体化鞘状结构的光纤针如下图8 所示，它包括有POF 和耦合头组成的光纤结构，He - Ne 激光器输出632 . 8nm 激光，功率约4 - 7mW，与带耦合器的石英光纤耦合，石英光纤输出端配接光纤针，光纤针输出功率在2 - 4mW 之间，POF 直径0 . 25mm，长为74mm。
图8 一次性使用鞘状结构光纤针结构示意图
1 - 针尖；
2 - 定位套；
3 - 光针座；
4 - POF；
5 - 耦合头；
6 - 连接管；
7 - 多功能接口
4 .3 激光血管外照射
激光血管外照射疗法的关键部件是一次性使用口鼻腔内照射光纤头，其结构示意图如图9，选择人体鼻腔和舌下两个部位进行照射，激光血管外照射疗法已成为心脑血管疾病临床治疗的新方法。血疗仪用石英光纤传光束与He - Ne 激光器耦合，光纤输出功率为25mW，口鼻腔内照射光纤头所用光纤为POF，其规格为直径1.0mm，长为30mm，对30 例脑血病患者进行血管外体表照射治疗，经检测平均血粘度下降0.25mPa·S，血栓形成系数下降0.32，胆固醇下降0.50 mmOI / L〔22〕。
5 其它光纤在医学治疗上的应用
CO2激光的波长为10 . 6!m，属中红外波段，人体的细胞组织对其有强烈的吸收，其吸收效率是Nd：YAG（1 . 06!m）激光的104 倍，在激光外科手术中，它具有创伤面积小和伤口深度浅，能封闭小血管及减少出血，且CO2激光器能在基本上无热损伤的情况下精确地切除病变组织〔12〕，CO2激光可经纤维结肠镜进行结直肠疾病的治疗〔23〕，但CO2激光不能用石
英光纤传输。
5 .1 红外晶体光纤
红外晶体光纤主要有三种：其一为CSBr、KCI 等单晶光纤，易潮解且脆；其二为卤化铊类，有剧毒，也易潮解，如KRS- S 多晶光纤；其三为卤化银类如AgBr、KCI 多晶光纤等，它传输红外光谱宽（4 - 16!m）、损耗低、可绕性好、弯曲半径小、无毒不潮解等显著优点，氯化银（AgCI）多晶光纤可传输中红外激光，可制成传输10 .6!m 的CO2激光手术刀，数值孔径0 .
5，损耗0 .3 - 0 . 5dB / m，发散角60 ，每米透光率50 - 60 ，末端输出功率8 - 10W〔24〕。
5 .2 氟化物玻璃光纤
适用于中红外激光传输的氟化物玻璃光纤在1990 年中期研制成功，其透光波段为0 . 4 ~ 4!m，在2 . 9!m 波长附近的传输损耗< 0 . 1dB / m，平均弯曲强度1 . 2GPa，柔性好，弯曲半径< 30mm〔25〕，AIF3玻璃光纤可用于Er：YAG 和Er，Cr：YSGG激光传输，后者工作波长为2 . 78!m，处于水吸收峰附近，具有更低的激光振荡阈值和更高的激光能量转换效率，可应用于牙根管等牙科手术。
5 .3 红外空芯波导
目前红外光纤分为红外实芯光纤和红外空芯波导两类，其中电介质/ 金属型（也称为泄漏型）空芯波导一般由基管及金属高反射膜和透红外的增反射膜构成，聚酰亚胺膜的折射率在1 .5 - 1 .6 之间，经冷却满足高能激光的传输要求，聚酰亚胺/ 银空芯波导在10 .6!m 处的损耗为0 . 4dB / m，可稳定传输功率为10W CO2激光20min 以上〔1〕。
光纤在医学治疗上的应用是同激光紧密相联系的，所用激光器包括紫外、可见光和红外激光器，激光用光纤输出端形式包括点状、柱状、球状与扩束型，可作表面或组织间照射。光纤在医学器械的应用包括光纤照明、光纤传像、传感和激光传输，光纤医用激光器械是以光纤为激光传播介质，通过对光信息的处理和光能的利用而进行诊断和治疗，光纤的应用促进了激光医学的发展。现今，石英光纤、多组份玻璃光纤，聚合物光纤以及红外晶体光纤、氟化物玻璃光纤和红外空芯波导传能光纤在医学治疗有许多应用，其中石英光纤已在医学美容、手术治疗和光动力疗法等方面获得广泛应用，多组份玻璃光纤可应用于光炙仪、光热治疗仪、牙科光固化机、牙齿美白仪和光纤内窥镜等医疗仪器中，聚合物光纤POF 可应用于光纤黄疸治疗仪、激光血管内外照射治疗中，在激光医疗技术日益普及的今天，光纤在今后的医学治疗中将发挥更加重要的作用。
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激光在医学中的应用 摘要 激光是利用受激发射放大原理产生的高相干性、高强度的单色光。产生激光束的光源称激光器，在医学领域里有广泛的用途。激光医学是一门新兴的边缘学科，其内容包括用激光新技术去研究、诊断、预防和治疗疾病。激光已应用于内、外、妇、儿、眼、耳鼻喉、口腔、皮肤、肿瘤、针灸、理疗等临床各科。它不仅为研究生命科学和研究疾病的发生发展开辟了新的研究途径，而且为临床诊治疾病提供了崭新的手段。 激光在医学上的应用主要分三类：激光生命科学研究、激光诊断、激光治疗，其中激光治疗又分为：激光手术治疗、弱激光生物刺激作用的非手术治疗和激光的光动力治疗。关键词：激光手术激光理疗激光针灸激光诊断和检测 激光的生物效应 一般认为激光有五个方面的效应： ① 热作用。主要是在可见光和红外光范围的激光引起的。弱激光不会直接造成不可逆损伤，可促使血管扩张，血液流动加强，从而改善局部的营养状态，促进伤口和溃疡的愈合，还具有镇痛和缓解肌肉痉挛等作用。强激光直接造成生物组织的不可逆性损伤，故可用以清除各种赘生物，如疣、痣、癌等，或凝固出血点、封闭破孔等。 ② 压力作用激光照射到人体上形成一种压力(光压)。如果激光呈大功率脉冲状态,则产生的压力很强。若激光聚焦功率为10W／cm则其压力可达40g/cm。强激光照射到生物组织上时,使组织汽化,产生热膨胀，这时体积剧烈增加而产生巨大的压力，可以大至几百个大气压，破坏性较大。临床上可利用这种压力在眼睛上房角处打孔，以沟通房水，降低眼压，治疗青光眼，还可以利用这种冲击波的力量来治疗后发性白内障和玻璃体出血后形成的机化索条等。
③ 光化学作用。利用激光能量激活体内某些化学反应。其中包括光致分解（吸收光能而导致化学分解的过程）、光致氧化(光作用下，反应物失去电子的过程)、光致聚合(光作用下，小分子聚合成大分子的过程)、光致敏化（在光敏剂的参与下，用特定波长的光作用而产生的化学反应）等四种主要类型。光敏化治疗是以血卟啉衍生物为代表的光动力学疗法，用以破坏癌细胞，需要氧分子参加才能起反应。另一类光敏剂如补骨脂素不需氧分子参加。局部涂补骨酯酊后，再用紫外激光局部照射，可以治疗白癜风和银屑病等疾病。 ④电磁场作用。高功率激光所产生的强电磁场，可以使生物组织发生明显的变化。⑤ 刺激作用。主要指功率较低的He－Ne激光对机体的作用。可促进神经再生，毛发生长，降低的血细胞回升，使骨痂生长迅速而使骨折愈合，还可抑制细菌生长从而消炎止痛。 以上五种效应中，压力效应和电磁场效应主要为大功率或中等功率激光所具有。而光化学反应和光刺激作用主要由小功率激光引起，热效应则大、中、小三种功率的激光均有。 医用激光器的种类 常用的医用激光器有以下几种：①氦氖激光器。输出波长为6328的红色激光。特点是结构简单，操作方便，价廉，寿命长，使用万小时以上。用于消炎、镇痛或作激光光针和理疗。②二氧化碳激光器。输出波长为10.6m 的远红外激光。特点是输出功率大，用作激光刀进行烧灼、切割和汽化。③氩离子激光器。输出波长为4880和5145的蓝绿色激光。特点是功率大，又在可见光范围。用于光凝固治疗，如眼底病和十二指肠、胃溃疡的光凝固治疗。④掺钕钇铝石榴石激光器。输出波长为1.060m的近红外激光。特点是输出功率大，对组织作用深而均匀，对红色组织有亲和力，又可用光导纤维传输。常与内窥镜结合进入腔内治疗肿瘤、息肉、出血等，是最常用的激光器之一。 其他准分子激光器、铜蒸气激光器、红宝石固体激光器、半导体激光器等在临床上也经常使用。 激光手术
激光在皮肤科的应用 王金良 近20年来，激光领域取得了突破性的进展，使原来一些没法治疗的皮肤病得到了有效的治疗，如太田痣、文身，多毛症，鲜红斑痣等。作为一个皮肤科医师，有必要了解皮肤激光的原理、应用。 一、激光基础理论 1 激光的产生原理： 在大部分情况下，原子核外的电子处于稳定的低能量状态—E1，吸收能量后，处于高能级E2，当一个外来光子所带的能量正好为某一对能级之差E2-E1,则这电子可以在此外来光子的诱发下从高能级E2向低能级E1跃迁。同时释放出2个具有相同波长、位相、相同方向的光子,如果处于高能级E2状态的电子足够多，这2个电子诱发4个具有相同波长、位相、相同方向的光子……，最后产生大量的一致性的光子流，这就是激光。 2 激光的特点：频率相同（单色性），发射方向、偏振方向以及光波的相位都完全一样（方向性、相干性）、能量高。 3 激光特点的临床意义： 单色性：选择吸收的必要条件（但不是充分条件） 方向性：平行光方便治疗；易于聚焦成很小的一点，有很高的能量密度，起到治疗作用；易于耦合通过光纤传导，方便治疗。 4 激光器的结构： 一般包括三个部分： 激光工作介质——决定了激光的波长，是激光分类的基础。 激励源——提供能量。 谐振腔——是光子反复反射，激发。 5 激光的分类 按工作介质的不同来分类： 固体激光器：Nd:YAG， 气体激光器:CO2激光 半导体激光器:Smoothbeam 液体激光器:染料激光。 根据激光输出方式分类： 连续激光(半连续激光)普通CO2激光，Nd:YAG， 脉冲激光:脉冲染料激光。 6 美容激光与传统激光的区别 美容激光基于选择性激光热分解理论，激光仅仅作用于要破坏的组织结构、细胞或色素颗粒，使之发生不可逆的损伤，而对其他组织细胞无破坏或破坏很小，这样就能在治疗疾病的同时，不会留下疤痕。而传统激光：一般为连续波激光，烧灼作用，类似酒精喷灯，无选择性。 7 选择性激光热分解理论：通过调整以下3个激光参数即可达到选择性激光分解的目的： 激光的波长：要治疗的病变组织的性质，决定激光的波长，例如鲜红斑痣，需通过加热红细胞继而破坏内皮细胞，血红蛋白最易吸收的532、585nm的光，但是为了增加穿透性、减少表皮黑色素的吸收、现在多用595nm激光。 激光的脉冲宽度：脉冲以几个纳秒到几十毫秒不等，这取决于要作用的靶颗粒的大小，目的是将激光的能量局限在要清除的组织内，即脉冲宽度不大于靶组织（颗粒）的热驰豫时间。 合适的能量密度：只有合适的能量才能达到清楚相应靶细胞而不损伤正常组织的目的。 目前，为了进一步加强激光的选择性，对以上传统的选择性激光分解理论进行了扩展。 靶组织本身无色素，但其周围有色素的组织结构，需要延长脉宽，有意使热量扩散，以破
激光在医学中的应用 骆旺达 (北京工业大学应用数理学院612班15061230) 摘要: 目的：了解激光的基本特性及激光仪器在医学中的作用。 方法：通过分析激光4个基本特性，对其在医学中的应用进行分类总结。 内容：进行传统医学与激光医学的对比，探讨激光在医学上的应用。 结果：通过对比分析，了解激光为何能在医学中发展。 结论：激光已被广泛应用于基础医学研究及医疗诊断、治疗。 关键词： 激光；激光医学仪器应用；激光特性；激光针灸 引言 激光（laser）是受激辐射光放大的简称。1964年经钱学森教授建议而得此名，它是20世纪最重大的科技成就之一。激光医学是激光技术与医学相结合的一们新兴的边缘学科。上世纪60年代，激光问世不久，就与医学结合起来。激光技术从临床诊断、治疗到基础医学研究被广泛应用。目前激光医学已基本上发展成为一门体系完整、相对独立的学科。在医学科学中起着越来越重要的作用. 激光有4个特性： 1）方向性好。普通光源表面所辐射出来的每列光，是向四面八方发散的；而激光束的发散角是很小的，与普通光束相比差10倍～10000倍，是理想的平行光束。利用激光方向性好的特点，经聚焦后可获得不同尺寸的光斑，分别用做普通手术刀和微手术刀；还可以进一步压缩光斑到1um，直接对DNA等生物大分子进行切割或对接。 2）高亮度，强度大。激光的方向性好，其能量可以在时间及空间上高度集中起来，使激光的亮度达到普通光的1×1012倍1×1019倍，强度可达1×1017W/cm2,在医学上用其独特的优点，可以对肿瘤及其他病变组织进行照射治疗，可使病变组织立即汽化而消失或做组织的切割及组织焊接。 3）单色性好。一般的激光器只发射单一波长的激光，是世界上最好的单色光源，给医学研究和临床诊断增加了新的手段。 4）相干性好。激光器发出的激光，具有相对固定的位相差，使得激光的相干性非常好。激光全息技术已广泛地应用在牙科、眼科和肿瘤科，来观察和分析细胞及其生物组织的形态。 激光仪器在医学上的应用：
激光在医学上的应用 姓名;李奇学号;20102802 本文摘要;虽然将光应用于医学已有悠久的历史,但是将光推广到治疗疾病却是始于激光的出现.1960年,随着Maiman发明第一台红宝石激光器,激光医学也随之蓬勃发展起来.本文主要介绍激光和其在眼病治疗,牙病治疗以及心脏病治疗方面的应用。 随着科技的发展，激光被广泛的应用到我们的日常生活中来并且有着不可替代的作用和成果。激光是一种人造特殊的光，它与一般灯光，太阳光同是电磁波，但其产生机理不同(它是工作物质中原子“受激”发射的光，它的光束中所有光线都具有高单色性、高方向性、高亮度性和良好的相干性。在医学方面主要是利用激光高亮度、高方向性等特点，激光通过透镜控制聚焦光斑的太小，改变功率密度，使人体某一点上的温度最高可达200"C一1000? ，在极短时间内(1O0—1O 秒)使病变组织凝固、分解，以至熔融和气化。例如在CO2激光器的输出端可获得聚焦光斑小于0(1毫米(以一定速度移动代替传统的外科手术刀对人体各种较、硬病变组织进行气化切割，而且精度高、伤口小、随时融合，基本上无痛、无菌、步出血。叉可以根据需要选择不同波长的激光(调节光斑的大小(覆盖人体病变区域进行照射(透入不同深度进行治疗，或者在计算机与x光等仪器配合下，将激光通过光导纤维导入体内病变器官处进行治疗，等等。目前激光已在心脏、癌症、眼、耳、鼻、咽、牙、皮肤、妇科、骨科以及美容等开展临床医疗，形成全新的医学分支——激光医学。与此同时(各类激光医 疗系统设备的设计与制造也日趋势完善，又推进备医学专科激光医疗向纵深发展。根据激光治疗的特点，确保治疗方案正确实施(关键在于医生的治疗前的认真准备和治疗过程中精心的操作(才能成功。
第8章 激光在医学中的应用 激光医学是激光技术和医学相结合的一门新兴的边缘学科。1960年，Maiman 发明第一台红宝石激光器，1961年，Campbell 首先将红宝石激光用于眼科的治疗，从此开始了激光在医学临床的应用。1963年，Goldman 将其应用于皮肤科学。同时，值得关注的是二氧化碳激光器的作为光学手术刀的出现，逐渐在医学临床的各学科确立了自己的地位。1970年，Nath 发明了光导纤维，到1973年通过内镜技术成功地将激光导入动物的胃肠道，自此实现了无创导入技术的飞速发展。1976年，Hofstetter 首先将激光用于泌尿外科。随着血卟啉及其衍生物在1960年被发现，Diamond 在1972年首先将这种物质用于光动力学治疗。在医学领域中，激光的应用范围非常广泛，不仅在临床上激光作为一种技术手段，被各临床学科用于疾病的诊断和治疗，而且在基础医学中的细胞水平的操作和生物学领域中激光技术也占有重要地位。另外，还可以利用激光显微加工技术制造医用微型仪器。再者，利用全息的生物体信息的记录及医疗信息光通信等与信息工程有关的领域，从广义来讲，也属于激光在医学中的应用。本章主要对医学临床，重点是激光对诊断和治疗领域中的应用进行论述。 由于诊断和治疗在本质上都是利用激光与生物体的相互作用，因此，有必要首先对这些基础进行介绍。在8.1节中归纳介绍了生物体的光学特性、激光对生物体的作用、激光在生物体中的应用特点等内容；然后在8.2节中通过典型的治疗应用实例，介绍了激光在外科、皮肤科、整形外科、眼科、泌尿外科、耳鼻喉科等领域中的治疗和光动力学治疗等；在8.3节中重点围绕诊断中的应用，介绍了生物体光谱测量、激光计算机断层摄影（光学CT ）、激光显微镜等。在8.4节中，对激光在医学中的应用的激光装置与激光转播路线的开发动向进行介绍。最后8.5节对激光医学的前景作了展望。 8.1 激光与生物体的相互作用 8.1.1 生物体的光学特性 假设生物体中入射的单色平行光强度为0I ，若生物体是均匀的吸收物质，根据1.5节证明的(1-89)式,入射深度为x 处的光强度I 可用下述关系式表示 ()x a I I 00exp -= (8-1) 其中0a 为吸收系数（参见图8.1）。但是，由于生物体对光是很强的散射体，因此生物体内光的衰减不仅由于吸收，而且取决于散射的影响。在不能忽略散射的条件下，上式可用衰减
激光技术在医学临床上的应用 ——物理技术在医学上的应用 【摘要】：应用是高新技术发展的一个重要推动力．本文从激光的基本特性出发，以激光与人体相互作用产生的热效应为根据，综合论述了激光在医学临床上的两种主要应用方式：激光凝固疗法和激光汽化疗法． 【关键词】：应用激光医学临床激光技术激光汽化激光凝固疗法【引言】：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。1963年Goldm an等人用激光有效地治疗了皮肤病，从而揭开了激光医疗技术革命的序幕。随着各种新型激光器的研制与开发，激光技术在医疗领域的应用越来越广，形成了别具特色的激光疗法。激光疗法具有非接触、无侵袭等传统方法无可比拟的优点。激光用来治疗疾病时，就是利用激光高能量密度辐射对人体组织所产生的生物效应，这些生物效应主要包括: 光热效应、光压效应、光化效应、生物刺激效应、强电磁场效应等。本文从激光的生物效应机理以及临床应用方面阐述激光技术在医学上的若干应用。
一、临床应用 1. 激光诱导荧光光谱诊断 近年来，激光诱导荧光技术在诊断恶性肿瘤方面的应用价值，已引起国内外肿瘤专家的关注。这种方法有利于在肿瘤早期找出其存在的部位，实现肿瘤的早期诊断与治疗。目前，人们利用激光诱导荧光法诊断肿瘤组织主要有两种方法: a. 外加光敏物质诊断 根据荧光物质与肿瘤组织有比较强的亲和力的原理，在病人静脉注射或口服光敏剂后一段时间(一般为48~72h)接受激光照射，根据记录下来的荧光光谱特性曲线，便可以确定肿瘤的部位。但这种方法常受到其他组织荧光和自体荧光的干扰，容易引起误诊，所以这种非自身的激光诱导荧光从医学的角度来看尚待改进，医学界正致力于寻求更为有效且无副作用的染色药物。 b. 自体荧光光谱诊断 该方法不用外源性荧光物质，利用人体组织在激光激励下产生的荧光，进行光谱特征分析，可以将肿瘤组织与正常组织区分开来。以荧光强度比为参数诊断胃癌在实验和临床上已获得成功。该方法能够避免注射或口服光敏药物所带来的副作用，不会损伤病变组织的生物状态和正常细胞的生理功能，因而是一种无侵袭诊断技术。同时该方法快捷、无损伤，避免了活检需长时间等待病理分析结果的缺点，它将会成为早期肿瘤诊断的一种重要手段。
激光在医学上的应用 1、引言 1.1、激光的特点（特性）：(选自：现代激光工程应用技术P2-3+文献【4】百度知道网址) 概括地说，激光有四大特性：高亮度、高方向性、高单色性和高相干性。他们之间不是互相独立的，而是互有联系的。激光所具有的上述优异特性是普通光源望尘莫及的。【2】1.1.1、激光的高亮度【4】 普通光源所发出的光是连续的，并且在4π立体角内传播，能量十分分散，所以亮度不高。激光的亮度可比普通光源高出1012－1019倍，是目前最亮的光源，强激光甚至可产生上亿度的高温。激光的高能量是保证激光临床治疗有效的最可贵的基本特性之一。 1.1.2、激光的高方向性 激光的高方向性主要指其光束的发散角小。 激光束的方向性好这一特性在医学上的应用主要是激光能量能在空间高度集中，从而可将激光束制成激光手术刀。另外，由几何光学可知，平行性越好的光束经聚焦得到的焦斑尺寸越小，再加之激光单色性好，经聚焦后无色散像差，使光斑尺寸进一步缩小，可达微米级以下，甚至可用作切割细胞或分子的精细的“手术刀”。 1.1.3、激光的高单色性 普通光源发射的光子，在频率上是各不相同的，所以包含有各种颜色。而激光发射的各个光子频率相同，因此激光是最好的单色光源。 由于光的生物效应强烈地依赖于光的波长，使得激光的单色性在临床选择性治疗上获得重要应用。此外，激光的单色特性在光谱技术及光学测量中也得到广泛应用，已成为基础医学研究与临床诊断的重要手段。 1.1.4、激光的高相干性 由于受激辐射的光子在相位上是一致的，再加之谐振腔的选模作用，使激光束横截面上各点间有固定的相位关系，所以激光的空间相干性很好（由自发辐射产生的普通光是非相干光）。激光为我们提供了最好的相干光源。正是由于激光器的问世，才促使相干技术获得飞跃发展，全息技术才得以实现。【4】 1.2、激光在医学上涉及的方面（选自：激光原理及应用P184【1】） 激光在医学及医疗领域中的应用，可分为在治疗中的应用与在测定、诊断中的应用两大类。细胞操纵等基础医学和生物学领域中的激光应用也占据着重要的地位，另外还有利用激光微细加工技术制造微型医疗仪器和利用光造形技术进行生物体模型制造（光敏树脂固化快速成形—SLARP）等领域。利用全息技术的生物体信息记录及医疗信息光通信等与信息工程有关的领域，从广义上将也属于激光在医学中的应用。因此，激光在医学及医疗领域中的应用是非常广泛的并且今后一定会有更大发展。【1】 2、激光的生物医学机理（选自：激光医学应用最新进展及前沿P1-2【3】） 激光在生物组织中传播及与目标相互作用表现出的光学特性，是激光在生物医学中广泛应用的基础。一束激光入射到生物组织，一部分被吸收，一部分被散射，激光被生物吸收，与生物组织产生相互作用。具体表现在激光与生物组织的光热效应（Photothermal）、光化学效应（Photochemical）、光机械效应（Photomechanical）等。组织对光的吸收与组织的分子结构和吸收光谱有关，但主要依赖于激光的波长：紫外光主要被蛋白质吸收；可见光被血色素、黑色素和其他的色素吸收，700~900nm被称作为生物组织光学窗口（Optical window），在此波段范围，组织对光的吸收最少；而红外光主要是被水吸收。 目前利用激光对生物组织的作用机制在医学上的应用十分广泛，光凝固（Photocoagulation）、光消融（Photoablation）、生物刺激（Biostimulation）、激光碎石（Laser
激光在医学美容上的应用 摘要：激光美容是近几年兴起的一种新的美容法。此法可以消除面部皱纹，用适量的激光照射使皮肤变得细嫩、光滑。如去痘、去黑痣、祛斑、除皱、治疗痤疮等。由于激光美容无痛苦且安全可靠，受到人们欢迎。 激光是通过产生高能量，聚焦精确，具有一定穿透力的单色光，作用于人体组织而在局部产生高热量从而达到去除或破坏目标组织的目的，各种不同波长的脉冲激光可治疗各种血管性皮肤病及色素沉着，以及去纹身、洗眼线、洗眉等。而近年来一些新型的激光仪，高能超脉冲CO2激光，铒激光进行除皱、磨皮换肤、治疗打鼾，美白牙齿等等，取得了良好的疗效，为激光外科开辟越来越广阔的领域。 激光医疗设备早在20年前已在国外各大医院普及。2005年全球民用激光器产品总销售额大约为586亿美元，其中医疗激光器产品约占1/10（50多亿美元）。美国和德国，激光医疗设备不仅在国内获得广泛应用，而且大量出口海外市场，仅CO2激光美容器械和准分子激光视力矫正器2类产品即带来数亿美元的销售收入。 日本从1960年代开始激光器研究。自1990年代以来，日本在激光医疗设备研制与生产上急追美国。日本现已生产出ar激光眼底凝固器（治疗视网膜剥离等常见眼病）、外科用CO2激光手术刀、内科用nd、yag激光内窥镜等一系列新型激光医疗设备，不仅能满足国内临床需求，而且已出口至欧美国家市场。 我国的激光医疗器械生产从1990年代初以来，发展速度异常迅猛。国产激光医疗设备在国产激光器销售中已上升至第三位，年增长率高达20~~30%。目前全国各大医院均已建立了激光医疗中心，80%的中小型医院成立了激光医疗科室，国内医疗界对激光医疗设备的需求大大增加。可以预料，今后几年国产医用激光器的销售额有望大幅上升，我国激光医疗器械市场将迎来一个新的繁荣期。 激光在医学美容上的应用主要有去痘、去黑痣、祛斑、除皱。 利用复合彩光可以去痘。复合彩光去痘是一种全新的绿色治疗方法，应用独一无二的光热治疗技术，光热能量高效杀灭痤疮丙酸杆菌，其最大的优势在于起效快速，且无任何副作用。复合彩光（ LPD ）是一种混合光，它是强光源产生的强光通过光栅过滤后产生的。它虽不是激光，但却涵盖了常用激光的所有波长，它虽没有激光的治疗针对性强，效能高，但由于其含盖面广，作用综合，既可除痘，又可嫩肤，还可退皮肤色素，还可改善人的肤色等，而不失为面部美容和面部除痘的重要方法。定期多次接受复合彩光嫩肤治疗对面部皮肤，特别是患痤疮的皮肤，必有裨益。 利用激光可以去黑痣。其原理就在于将激光在瞬间爆发出的巨大能量置于色素组织中，把色素打碎并分解，使其可以被巨噬细胞吞并掉，而后会随着淋巴循环系统排出体外，由此达到将色素去去掉的目的。激光去痣可以适用的痣的类型很多，比如包括上面提到的三种色素痣、太田痣、鲜红斑痣等，疗效都很明显，并且不容易留疤，风险性小。刚刚用激光去除黑痣后，局部会有一个痂，所以应该注意避免局部感染。头两天尽量不要接触水，以后可以洗脸，但洗后应立刻擦干净，同时注意避免日晒。一般在一周后表面的痂可以自然脱落，不要自己将痂去除，否则容易留下瘢痕。季节选择最好是春秋，夏天天气热，容易出汗，伤口
激光在医学中的应用 任永进 05061106 摘 要:通过简单介绍几种常用激光器,进一步评述了激光技术在外科、皮肤科、妇产科、眼科、耳鼻喉科、内科、儿科、口腔科、肿瘤科、中医科等医学专科的应用概况,并预示激光医疗今后将会有更大的发展,我国的激光医学将显示出更加广阔、美好的前景. 关键词:激光医疗;激光穴位照射;光动力疗法 从总的趋势来看, 激光在医学中的应用，它由体表向内腔,甚至向心内的纵深、高难度激光手术方面发展;由激光治疗向激光荧光、激光光谱、激光刺激阈值测量、激光喇曼散射光谱、激光散斑术、激光多普勒效应、激光流式细胞光度术、激光内镜、激光微束、激光毫微微秒脉冲、激光的非结性效率、激光计算机等激光诊断和科研方向发展;由低功率激光照射的生物刺激疗法向高能激光手术、普通外科手术、中西药物和祖国医学的针灸疗法相结合的方面发展. 下面具体的介绍激光在医学中的应用。 世界上第一台激光器发明后，由于激光具有波长的一致性、方向性好等优点，可以应用不同波长的激光，目标准确地针对眼球的不同组织发挥作用，所以在医学领域中首先应用于眼科，而且范围最广。现在已能应用红宝石(ruby)激光、氩离子(Ar+)激光、氪离子(Kr+)激光、染料(dye)激光、掺钕钇铝石榴石(Nd：YAG)激光和氟化氩(ArF)准分子激光等固体、气体和液体的激光器，治疗眼底、色素膜和屈光间质等部位的数十种有关眼部疾病，使不少原来十分复杂的手术趋于简化，甚至只需作简单的门诊治疗。不少传统疗法无法治愈的眼病得到治愈。不但能用激光治疗眼部疾病，而且也能用来诊断眼部疾病。历经30多年的开拓和发展，已经形成了激光医学的一门分支学科——激光眼科学。 自从1961 年红宝石激光器首先应用于眼科治疗疾病并获得理想效果,开辟激光医疗新领域以来,激光医疗有了很大的发展. 其主要标志是: (1) 激光的临床应用已广泛地深入到几乎所有医学专科,临床治疗证明应用激光可治疗多种疾病. (2) 常用的激光医疗仪器已获得很大的发展. 如He - Ne 激光器、CO2 激光器、YAG激光器及Ar 离子激光器制作的医疗仪器形成系列,质量不断提高,功能更为齐全,普遍采用微机控制,使用安全,与它配套的手术器械也已完善,且市场稳定发展. (3) 激光医学诊断技术与设备相应有了较大的发展. (4) 在解决某些重大的医学难题方面,如血管成形术、角膜再成形术、光动力学法治癌、激光碎石术等方面显示出巨大的生命力,前途光明. 激光的临床应用,如激光椎间盘切除术、激光去除纹身及牙科应用等,已在不断地深入和发展. (5) 激光医疗使用的激光器,如准分子激光器、倍频Nd :YAG激光器、半导体激光器及多波长组合医用激光设备的研制和应用已经不断地发展. 激光应用已在医学中形成了激光医学的新领城. 基础研究不断深入,新型激光诊断和治疗仪器不断出现,临床应用不断扩展,激光医疗仪器的产业迅速发展,在西方国家一些激光仪器已逐步成为必备的仪器而进入医疗机构. 可以预见激光医疗将会有更大的发展. 1 常用的医用激光系统 医用激光装置就其作用原理和使用方式的不同可分为:激光刀、激光内窥镜、激光照射器、激光凝固器和激光诊断仪器等几种类别. 一种激光器可以设计成不同用途的医用装置,而某一类的装置又可由不同的激光器作为光源. 现将这五种类型装置简介如下: 激光刀———是将高能量的激光照射生物组织,使细胞在瞬间汽化蒸发,切开组织的一种医用器械. 一般国外把汽化病灶的激光器械也归于此类. CO2 激光具有最佳的外科特性,构成最理想的一种“光刀”. 激光内窥镜———激光束通过医用内窥镜传输进入体腔内,可用于治疗. 因为利用光学纤维传输激光,故亦有“激光纤维内窥镜”之称. 激光同各种内窥镜的结合可用于胃、支气管、
皮秒激光器的原理及应用 * 激光技术对国民经济及社会发展的重要作用：激光技术是二十世纪与原子能、半导体及计算机齐名的四项重大发明之一。随着激光技术的不断发展，激光应用已经渗透到科研、产业的各个方面，在汽车制造、航空航天、钢铁、金属加工、冶金、太阳能以及医疗设备等领域都起到重要作用。激光产业在我国发展了五十多年，已经与多个学科形成了不同类型技术应用，比如光电技术，激光医疗与生物光子学、激光加工技术、激光检测与计量技术、激光全息技术、激光光谱分析技术、非线性光学、超快激光学、激光化学、量子光学、激光雷达、激光制导、激光分离同位素、激光可控核聚变、激光武器等。 激光器及其配件在激光产业的整个产业链中占有非常重要的地位，属于技术和专业性都很强的产业。 激光通信、激光存储和激光显示主要应用在信息领域。激光加工（包括激光切割、激光焊接、激光打标、激光钻孔等）和激光医疗则在医学和工业上应用广泛。 超短激光脉冲的激光切除的优点在很多应用中得到了证实，直到最近也没有在工厂的地板上发现这些应用的工业副产物。在工业应用中，除去质量因素以外，可重复生产性和每个零件的成本也是很重要的标准。 激光系统的可靠性当然和所使用的激光技术直接联系在一起。每个零部件的成本基本上和超短激光脉冲的重复频率直接联系在一起。高附加值，高重复率的生产力，可靠的技术等所有这些要求仅仅在最近通过二极管泵浦的皮秒激光器才完成。 皮秒激光器在大规模生产中的第一次应用在The Photonics West2005上被报道。20ps 脉冲持续时间的1μJ的脉冲被聚焦到薄的钢箔上，在脉冲光束的方向上一系列同心环被去除。不同的同心圆环形成一个园盘，去除材料的不同圆盘形成一个锥形孔，这个孔在专业的高质量的打印头中作为注入墨水的喷嘴。在过去几年中，绝大多数超快激光器制造商集中精力在飞秒激光器的开发上。这些激光器需要一种复杂的CPA技术来保持峰值功率密度在某一个损伤阈值下的放大阶跃内。用这种方式，可以产生mJ水平的脉冲能量，但是重复率被限制在几KHZ。比较而言几百μJ的高脉冲能量对厚材料的钻孔或切割是有利的。柴油机的注入喷嘴的钻孔就是一个例子，这里1mm厚的钢板材料不得不被精密的打孔以致不需要进一步的清洁处理。 LUMERALASER为了这个应用开发了皮秒激光器STACCATO。因为它的脉冲时间在皮秒范围内，STACCATO激光系统不需要CPA技术。激光工作物质Nd：YVO4允许用激光二极管直接泵浦，使其具有高的脉冲能量和高的重复频率。STACCATO激光系统在10ps的脉冲持续时间内在1064nm时输出10W的平均功率，它的激光束接近衍射极限，能被很理想的聚焦。 * 与飞秒激光器相比，达到100KHZ的非常高的重复频率保证了高的生产率。在紫外光谱区域许多材料有比较高的线形吸收系数，对材料的去除来说这是非常有利的。从STACCATO 发出的红外激光辐射因为其非常高的峰值功率密度能够被转化成更短的激光波长532nm，355nm和266nm。当由STACCATO激光器产生的100μJ的光脉冲打到材料上时冷切除被触发，但是快速扩散的等离子体仍然可能导致材料的热效应。因此对一个好的结果而言，不但超短激光脉冲的产生是重要的而且适当的工艺技术也是重要的。据证明像开孔这样的工艺对微机械加工结果而言不但适当的加工策略是重要的，而且偏振控制，适当的使用辅助气体和真空喷嘴也很重要。热引起的裂纹，液化点可以通过使用适当的加工策略避免。图2左右分别为在钢铁和陶瓷上用皮秒激光器加工的孔在材料去除时伴随着高脉冲能量的强等离子体
激光在医学上的应用 【摘要】 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。1963年Goldman等人用激光有效地治疗了皮肤病，从而揭开了激光医疗技术革命的序幕。随着各种新型激光器的研制与开发，激光技术在医疗领域的应用越来越广，形成了别具特色的激光疗法。激光疗法具有非接触、无侵袭等传统方法无可比拟的优点。激光用来治疗疾病时，就是利用激光高能量密度辐射对人体组织所产生的生物效应，这些生物效应主要包括: 光热效应、光压效应、光化效应、生物刺激效应、强电磁场效应等。本文从激光的生物效应机理以及临床应用方面阐述激光技术在医学上的若干应用。 【关键字】激光；治疗疾病；生物效应 【正文】 激光医学是一门新兴的边缘学科，其内容包括用激光新技术去研究、诊断、预防和治疗疾病。激光已应用于内、外、妇、儿、眼、耳鼻喉、口腔、皮肤、肿瘤、针灸、理疗等临床各科。它不仅为研究生命科学和研究疾病的发生发展开辟了新的研究途径，而且为临床诊治疾病提供了崭新的手段。 1. 激光诱导荧光光谱诊断 近年来，激光诱导荧光技术在诊断恶性肿瘤方面的应用价值，已引起国内外肿瘤专家的关注。这种方法有利于在肿瘤早期找出其存在的部位，实现肿瘤的早期诊断与治疗。目前，人们利用激光诱导荧光法诊断肿瘤组织主要有两种方法: a. 外加光敏物质诊断 根据荧光物质与肿瘤组织有比较强的亲和力的原理，在病人静脉注射或口服光敏剂后一段时间(一般为48~72h)接受激光照射，根据记录下来的荧光光谱特性曲线，便可以确定肿瘤的部位。但这种方法常受到其他组织荧光和自体荧光的干扰，容易引起误诊，所以这种非自身的激光诱导荧光从医学的角度来看尚待改进，医学界正致力于寻求更为有效且无副作用的染色药物。 b. 自体荧光光谱诊断 该方法不用外源性荧光物质，利用人体组织在激光激励下产生的荧光，进行光谱特征分析，可以将肿瘤组织与正常组织区分开来。以荧光强度比为参数诊断胃癌在实验和临床上已获得成功。该方法能够避免注射或口服光敏药物所带来的副作用，不会损伤病变组织的生物状态和正常细胞的生理功能，因而是一种无侵袭诊断技术。同时该方法快捷、无损伤，避免了活检需长时间等待病理分析结果的缺点，它将会成为早期肿瘤诊断的一种重要手段。 2. 光动力学疗法(PDT)在治疗癌症方面的临床应用 光动力学疗法(PDT)是一种新颖的治疗癌症的手段，这种技术是利用被肿瘤细胞吸收储留在人体病变(靶)组织上的光敏剂，用特定波长激光照射下的光化反应来选择性杀伤癌细胞。血卟啉衍生物(HPD)是目前常用的用来治疗癌症的光敏剂。在激光辐照前48h，静脉注射HPD，刚开始所有细胞都会吸收，但正常细胞随后将其释放，肿瘤细胞则将其储留。而后用特定波长的激光辐照，HPD将产生光化作用，释放出单原子氧，杀死储留HPD的肿瘤细胞，而周围正常细胞在激
医学物理学 激光在生物医学中的应用
激光在生物医学中的应用 激光是20世纪以来，继原子能、计算机、半导体之后，人类的又一重大发明，被称为“最快的刀”、“最准的尺”、“最亮的光”。激光技术是二十世纪科技领域中的重大新成就，它的出现标志着人们对光的掌握和利用进入一个新技术，有力地促进了物理学、化学和生物学的发展。 近年来，激光在生物医学领域中的应用越来越广泛，同时取得了很多令人瞩目的成就。在此，我们就将从以下四方面对激光进行介绍。一、激光的产生和特性，二、激光的生物作用，三、激光在临床医学中的应用，四、激光的危害和防护。 一、 激光的产生和特性 1.激光的产生 激光最初的中文名叫做“镭射”、“莱塞”，是它的英文名称LASER 的音译，是取自英文Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation 的各单词头一个字母组成的缩写词。意思是“通过受激辐射光扩大”。直到，1964年10月，物理学家钱学森建议称之为——激光，从此以后，激光则广泛为人使用。 1.1 光与物质的相互作用 从定义中得知，激光与受激辐射有关。以下，我们将介绍光与物质相互作用时可能出现的三种现象：自发辐射、受激吸收和受激辐射。 1.1.1自发辐射 自发辐射是指原子在没有外界干预的情况下,电子会由处于激发态的高能级E2自动跃迁到低能级E1,并且发射一个频率为v ，能量为ε的光子。参看图1-1 21hv E E ε==- 对于大量的处于高能级E2的原子来说，它们是各自独立地分别自发发射一个能量ε相同但彼此无关的光子。这相当于它们各自独立得分别自发发射一类一类频率为 21E E v h -= 的光波。但各类光波之间的位相完全无关。各类光波可以有不同的偏振方向、并且每个粒子所发的光可以沿着所有可能的方向传播。
低强度激光在医学中的应用 06061213 孙跃 摘要：本文介绍了激光的特点，低强度激光的概念，以及低强度激光在医学的应用和它的优点等。 关键词：低强度激光 随着科学技术的发展，各种高科技的手段，比如激光这种高科技的产物也变得不再在神秘，而逐渐进入到了我们的日常生活中了。激光具有单向性好，方向性好，相干性好，能量集中等优点。而其中的一类被人们称为低强度激光。所谓非强度激光，就是指激光照射生物组织时不会直接造成该组织的不可逆性损伤的激光（又称之为弱激光或低功率激光低能量激光），所以一般用作医学上的治疗，这种低强度激光治疗又叫非手术治疗。 低强度激光(low intensity laser )不同于强激光，其特点为低输出能量、无光热效应。低强度激光照射引起的局部温度升高不超过0.1～0.75℃，不会引起局部组织的生物学改变［1,2］。而强激光的热效应可引起照射部位组织温度急剧升高而汽化。通常认为低强度激光是指对治疗部位的功率输出在10～90 mW 之间［3］，能量密度在1～4 J/cm2。随着科学技术的不断发展，可选用的激光光源种类不断增多，临床常用的低强度激光有He-Ne激光（波长632.8 nm）、GaAlAs激光（波长820、830 nm）、GaAs激光（波长904 nm）、Nd∶YAG激光（波长1 064 nm）等。低强度激光的治疗参数：波长一般为632.8、820、830或者904 nm；功率多为10～90 mW（少数可＜10 mW或＞100 mW）；波形为连续波、脉冲波（1～4000 Hz）；能量密度为1～4 J/cm2；照射时间数秒至30 s，有的为10～20 min甚至更长，多为每天1次，连续5～7天为1个疗程。 低强度激光在临场的应用： 自从60年代末、70年代初，低强度激光首次用于治疗慢性难治性软组织溃疡［13］以来，低强度激光主要在外科、皮肤科及口腔科等领域广泛用于消炎、促进伤口愈合、镇痛及光灸等治疗，在心脑血管疾病治疗方面主要用于血液照射和穴位照射。近年有人临床应用经皮腔内低能量红激光照射(IRLL)预防PTCA术后再狭窄。Scheerder等［14］观察了189例PTCA或支架植入术行IRLL病人，并对其中71例随访，发现PTCA加IRLL组6个月时再狭窄发生率为16.9%，而在3 mm 以上动脉中再狭窄发生率仅为7.8%。我院与香港大学合作进行的临床研究也表明，PTCA术后给予IRLL可以明显降低再狭窄的发生率。虽然IRLL预防冠状动脉介入术后再狭窄的机制目前尚不十分明了，但是它在临床应用中对再狭窄所展现的良好预防作用，为再狭窄的治疗提供了一个新的有希望的手段。
激光在眼科应用 激光虽然已在医学领域的各个方面得到了普遍的应用,但在眼科领域的应用最为广泛而深入。这是因为眼球本身就是一个光学系统,光线可以通过屈光间质到达眼球的各层组织,由于激光具有的波长的一致性、方向性好等优点，可以应用不同波长的激光，目标准确地针对眼球的不同组织发挥作用，所以在医学领域中首先应用于眼科，而且范围最广,已经形成了激光医学的一门分支学科—激光眼科学。 一、激光对眼病的治疗 1、不同波长的激光对眼组织的作用 不同部位的眼组织，由于所含色素的不同，对不同波长激光的吸收存在明显差异，选择激光治疗时，首先应考虑到这种激光在其靶组织中有高的吸收率，而其所经过的路径上的屈光间质及其它组织对它的吸收越少越好。总的来说,黑色素对波长越短的光线吸收率越高,但差别不是很大;含氧血红蛋白对蓝、绿、黄光的吸收率很高,而对红光及红外光基本上不吸收；叶黄素则对蓝光有较高的吸收率。因此，兰、绿、黄光常用于虹膜、房角组织、视网膜色素上皮层及新生血管膜等，其中蓝光因能被叶黄素大量吸收，故不能用于黄斑区，以免损伤视网膜神经上皮层；红光及红外光虽然只能依赖于黑色素的吸收，但能穿透薄的出血到达脉络膜内层及视网膜色素上皮层，且不被叶黄素吸收、散射较少，故常用于屈光间质欠清、视网膜有薄的出血、黄斑区组织等，但对无色素或脱色素区效果较差，并且由于穿透性强而易于损害眼底深部组织。波长短于295nm的紫外光则多为角膜组织所吸收,不能到达眼内组织，所以目前仅用于角膜手术。
2、激光治疗眼病的原理 激光作用于眼球,并被组织吸收后,眼球组织会发生一系列的变化,这 就是激光治疗的基础。 ①、光致发热作用 是指生物组织吸收激光能量后,将其光能转化为热能的过程,是激光治疗眼病中最常见的一种方法。因热致局部组织反应水平的不同,又有热致温热、凝固、汽化、穿孔和切割等一系列反应，影响眼组织反应水平的因素，除与激光功率密度有关外，还与受照组织对相应波长激光能量的吸收率大小、激光照射持续的时间等有关。光致发热作用还可导致压强和化学作用等二次理化反应。 ②、光致化学作用 是指生物组织吸收激光能量并将光能转变成化学能所导致的化学反应。主要有四种类型：即光致分解、光致氧化、光致聚合和光致敏化。在眼科治疗中常见到的是光致分解和光致敏化。前者如用波长为193nm的ArF 准分子激光作"冷光刀"来分解生物分子化学键,"切割"角膜。后者的典型例子是用光动力学疗法治疗视网膜母细胞瘤。 ③、电磁场作用 光是变化着的电磁波,因生物组织与光波段内的电磁作用而导致的一 系列生物效应过程称为光的电磁场作用.其中主要是强电场作用。对于普通光,由于光功率密度很低,所以注意不到其电场的生物作用。但激光使光能量在空间上高度集中,如采用Q开关、锁模等技术，又使它在时间上也高度集中，就能产生相当大的电场强度，从而引起明显的生物效应。
激光在医学中的应用Application of Laser in Medicine 论文作者：任飞鹏 专业：科学教育091班 指导老师：徐庆君 完成时间：2012年3月5日
摘要 当今医学与物理学联系非常紧密，本文将对激光这一物理学中诞生的新型光在医学中的应用做一番阐述。内容先介绍激光的由来和特点，而后根据激光的特点将其在临床上的应用做一个较为全面的概括，包括激光诊断方法、激光治疗方法以及其它临床应用。可以知道的是，在激光应用到临床的过程中，很多人付出了艰辛的努力，取得了丰硕的成果；可以预见的是，激光医学的未来是光明的。 Nowadays, Medicine and physics are very close links. This article will be on the application of laser which is born in physics in medicine to make an Exposition. The contents firstly introduces the origin and characteristics of laser，than it makes a comprehensive summary on the application of laser in clinical，which includes laser diagnosis method, laser treatment method and other applications of laser in clinical. What we can know is that many people did hand works and achieved fruitful results in the process of applying laser in clinical. What we can predict is that laser medicine in the future is bright. 关键词：激光；临床医学；激光诊断；激光治疗；临床应用
激光在医学上的应用 一、激光的特性及激光医学发展进程 特性： 理及产生过程的特殊性决定了激光具有普通光所不具有的特点：即三好一高，即单色性好、相干性好、方向性好、亮度高，利用激光器的特性，在1961 年，第一台医用激光机问世。 二、激光治疗的应用： 眼科： 焊枪和钻头在眼科，激光主要是用来治疗视网膜剥离。视网膜剥离是一种很棘手的疾病，患者的视网膜与眼球内壁脱开，无法产生视觉。在激光没有问世之前，病人恐怕难免失明的苦难。 现在，医生可以用激光器对准病人眼底，使激光器发射出一束激光，通过加热使视网膜重新与眼球内壁合在一起。整个过程要不了几分钟，激光束就像焊枪一样，将病人的视网膜焊接好了。 除了焊接外，激光这把焊枪也可以用于切割。白内障是老年人的常见病。病人的眼球前部的凸透镜--晶状体，由原来透明的弹性体渐渐变得混浊无弹性，光线就不能通过晶状体，落到眼底的视网膜上，病人逐渐看不见东西。治疗白内障的传统办法是，将眼球前部切开一条口子，然后从小口子中伸进一根细金属针。这根金属针温度极低，将浑浊的晶状体冻得粘在针上，然后一起从小口子中带出，显然，整个手术比较麻烦。 如果用医用激光器来治疗，不仅方便，而且效果好。只要将激光束对准眼球内晶状体的前表面或后表面发射，就可以迅速切除掉晶状体表面的混沌膜。
牙科： 在牙科，激光可以代替牙钻。根据世界卫生组织统计，儿童的龋齿发病率是相当高的，大约达到75％。用激光治牙，病人几乎没有不舒服的感觉，而且只要不发炎，一次治疗就能解决问题。牙科激光器它的功率很小，只有3瓦，相当于一支节能灯，几乎不产生热量。它的发射端实际上是像头发丝那么细的光导纤维。 治疗时，只须将光纤发射端接近龋齿灶，发出激光束，龋处组织会分解，然后用清水冲洗掉。如果龋齿仅是浅度的牙珐琅质受损，激光束会将受损处的细微孔隙一一封死，这样便可以阻止乳酸腐蚀牙本质。如果已出现了龋孔，用激光束钻孔、清洗后，即可将人造珐琅质材料填入空洞中，再用激光加热接合处，使人造珐琅质材料与牙珐琅质融为一体。激光治牙不仅无痛、迅速，而且治疗后的效果也好。 内窥镜： 激光手术刀如果要使用激光刀给病人的膀胱、心脏、肝脏、胃、肠等重要内脏动手术，难度就大了。激光怎么能进入到人的内脏里去呢？这就要靠医生手中的一件宝贝了，这件宝贝就是激光纤维内窥 所谓内窥镜，是医生用来插到人体内直接观察器官的光学装置。但通常的内窥镜体积比较大，也比较粗糙，只能从病人口腔沿食道插到胃里观察。插胃是十分难受的，病人会感到很痛苦。激光纤维内窥镜则完全不同。用光导纤维做成的内窥镜又软、又细、又能弯曲，当它插入病人胃里时，不会有痛苦。除了胃，光纤内窥镜还能进入其他重要的脏器内。激光纤维内窥镜一方面可用来检查病人的脏器是否有病变，更主要的是可以将激光能量输入体内脏器中，对病变组