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
即利用功率密度较高的激光束，对病灶进行汽化、凝固、切割。特点是：①出血少或不出血。激光有热凝固作用，能封闭直径小于1mm的动脉和2mm的静脉，因此术中可以少出血或不出血，术中或术后可以不输血或少输血。②减少感染机会。激光对组织无机械接触，而且激光的高温还可以杀菌，故可以减少伤口感染率。③防止肿瘤转移。连续激光手术时封闭了小血管和淋巴管，又不压迫肿瘤，从而防止肿瘤转移。④精确度高。由激光器发射出的激光束是以定向的方式几乎毫不发散地沿空间极小的立体角范围传播，能量集中，故可以精确地切除很小的病变，其切口边缘锐利，对不足1mm 的病变亦可进行手术。⑤手术时间短。
术中多数小血管不出血,不需结扎；出血量少,手术清晰，病变和正常组织易于分辨，故激光手术时间短。⑥可做腔内精细手术。借助各种内窥镜（如喉镜、气管镜、食管镜、胃镜、膀胱镜等）或外科显微镜，通过光导纤维将激光束导入脏器腔或血管内，可进行凝固止血或汽化切割病变组织（息肉、癌肿等），也可以粉碎结石、清除血管内血栓等。⑦术后反应轻，副作用小。
激光手术常采用凝固止血术、切割术和汽化术三种方式。
①激光凝固止血术。激光原光束或聚焦后的光束照射到病变处，使组织温度达到55～100℃,病变组织凝固、坏死，随后结痂，自行脱落而痊愈，这种方法主要用以治疗眼底病，如视网膜裂孔、视网膜劈裂症、中心性浆液性视网膜病变、出血性黄斑盘状变性、出血性富克斯氏斑、视网膜静脉分支阻塞症、视网膜静脉周围炎、糖尿病性视网膜病变等，也用于消化道出血（如十二指肠、胃溃疡、食管静脉曲张的出血）、鼻出血、皮肤各种血管病的治疗②激光切割术。50W以上的CO激光和30W以上的Nd-Y AG激光聚焦以后对组织进行切割手术，切割的组织包括皮肤、皮下脂肪、筋膜、肌肉、硬脑膜、脑、脊髓、周围神经、心脏、肝、肾、胃、肺和肿瘤组织等，用激光手术切割，切口光滑不出血或极少出血。对不同组织需要不同的激光功率。激光切割对切口周围组织的损伤并不严重临床常用激光切除肝脏,切除烧伤的焦痂、骨板、痔核、肿瘤等。已研制成“激光石英石刀”和“激光蓝宝石刀”,可以一边切开组织,一边使血管凝固、封闭,手术中出血量比电刀减少2/3以上。
③激光汽化术。激光对病变组织作用，使温度超过100℃时，组织可以蒸发出水蒸气，汽化术因而得名。激光手术多采用这种方法,如对赘生物烧伤创面、褥疮的溃疡、色素痣、尖锐湿疣、寻常疣、疣、汗管角化瘤、肉芽肿、声带息肉、神经性皮炎、胼胝、腋臭、乳头状瘤、纤维瘤等均用汽化术清除。用激光汽化良性肿瘤,一般一次治愈率可达100％。对恶性肿瘤（如皮肤癌、喉癌、上腭癌、鼻腔癌、唇癌、外阴癌、阴茎癌等) 汽化治疗效果也是满意的。对皮肤癌效果最好，一般一次治愈率可达100％,5年复发率基底细胞癌约为8％，鳞状上皮癌复发率10％。为了减少心室壁的厚度,可用Ar激光对预定除去的心肌组织进行汽化。用激光作瓣膜狭窄的分离术，可避免常规手术时出现的分离不彻底、分离过多或出现瓣膜破裂等缺点。“激光血管成形术”是用激光治疗心血管栓塞,可用Ar激光把沉积物汽化。用不产生热效应的准分子激光进行这种手术，效果更好。用激光汽化动脉内斑块后产生的是CO、水和极少的余灰，所以不会产生新的栓子，余灰最终为机体的防御系统所清除。又可利用激光进行吻合，即用一定剂量的激光照射血管、神经、肠的吻合部位，使受照处的蛋白质融熔，随即固化、凝结，从而使该部位产生紧密的粘合。
激光针灸
用弱激光照射穴位进行治疗的方法。是中国传统医学与新技术相结合的产物，与传统针灸相比较互有长短。最常使用的是He-Ne激光,它具有无痛、无感染、无损伤、治疗时间短等优点。
激光光动力学治疗(PDT) 指在光敏剂血卟啉衍生物的参与下，激光照射到病变组织处(如肿瘤)，病毒、霉菌感染等处，病变组织发生破坏、坏死，而正常组织则不受影响的一种治疗技术。这种作用必须有氧的参与才能发挥，所以又称光敏化氧化作用，是一种光敏化治疗。
PDT对表浅的癌肿治疗效果较好,但不能杀灭深部的癌细胞。这种治疗方法已应用于治疗皮肤癌（基底细胞癌、鳞状上皮癌等）和配合内窥镜进行腔内肿瘤（肺癌、食道癌、胃癌、直肠癌、膀胱癌等）的治疗，其有效率可达85％。主要副作用是产生皮肤光敏反应，产生光敏性皮炎，只要在治疗期间防止直接阳光照射，不看电视，即可以防止光敏性皮炎的发生激光理疗
即利用弱激光对病变部位进行局部照射治疗。常用的激光是扩束的CO激光和He-Ne 激光二种。
扩束CO激光治疗的原理是:CO激光发出10600nm的远红外线作用到机体，使生物分子振动加剧，局部组织温度上升,血管扩张,血流速度加快,组织代谢加快,新陈代谢旺盛，加强组织营养和组织再生能力，增强组织细胞活性，加速代谢产物的吸收。它对机体的作用包括以下三个主要方面：①扩张血管，改善血液循环。这主要通过神经反射和体液而产生。②解除平滑肌和骨骼肌的痉挛。CO激光扩束照射腹壁浅层,通过反射使胃肠平滑肌松弛和蠕动减慢。远红外线作用在皮肤上，血管内血液温度上升,流到肌肉,使肌肉温度也上升，作用在γ纤维上,使其兴奋性下降,于是骨骼肌的痉挛缓解。③镇痛作用。远红外线的加热作用降低感觉神经的兴奋性，另外，加热本身作为一种新的刺激与疼痛刺激的冲动同时传到中枢神经系统,在中枢神经系统内形成干扰,减弱痛的感觉。在热的作用下，渗出物吸收加速，组织张力下降，肿胀减退，而使疼痛减弱。加热作用下肌张力也下降，肌肉痉挛减轻,疼痛也减轻。CO 激光扩束治疗主要依靠热效应，故对慢性炎症如风湿性关节炎、类风湿性关节炎、支气管哮喘、骨性关节炎、纤维组织炎、肌肉劳损、盆腔炎、慢性子宫附件炎、皮肤溃疡、神经性皮炎、颞颌关节紊乱、肩关节周围炎、腰肌劳损、网球肘、腱鞘炎、滑囊炎、湿疹、外阴瘙痒症、慢性喉炎等效果明显。
He－Ne激光治疗原理有生物电场假说、光调节假说、细胞膜受体假说和偏振刺激假说等。He-Ne激光对机体主要产生刺激作用,可促进神经再生,加速骨折愈合，促使白细胞恢复正常，促进毛发生长，促进免疫功能加强，促使炎症消退等。对急性炎症有效，如睑腺炎、疱疹性角膜炎、睑缘炎、急性泪囊炎、黄斑出血、中心性浆液性视网膜病变，外耳道疖、鼻疖、牙龈炎、冠周炎、根尖周围炎、原发性白细胞减少症、急性乳腺炎、肛门皲裂、外痔血栓形成、甲沟炎、慢性前列腺炎、斑秃、外阴白斑、外阴瘙痒症等。
激光用于牙科
应用于牙科的激光系统依据激光在牙科应用的不同作用，分为几种不同的激光系统。区别激光的重要特征之一是：光的波长，不同波长的激光对组织的作用不同，在可见光及近红外光谱范围的光线，吸光性低，穿透性强，可以穿透到牙体组织较深的部位，例如氩离子激光、二极管激光或Nd：Y AG激光。而Er：Y AG激光和CO，激光的光线穿透性差，仅能穿透牙体组织约0．01毫米。区别激光的重要特征之二是：激光的强度(即功率)，如在诊断学中应用的二极管激光，其强度仅为几个毫瓦特，它有时也可用在激光显示器上。
用于治疗的激光，通常是几个瓦特中等强度的激光。激光对组织的作用，还取决于激光脉冲的发射方式，以典型的连续脉冲发射方式的激光有：氩离子激光、二极管激光、CO2，激光；以短脉冲方式发射的激光有：Er：Y AG激光或许多Nd：Y AG激光，短脉冲式的激光的强度(即功率)可以达到1,000瓦特或更高，这些强度高、吸光性也高的激光，只适用于清除硬组织。
激光在龋齿的诊断方面的应用：1、脱矿、浅龋
2、隐匿龋
激光在治疗方面的应用：1、切割
2、充填物的聚合，窝洞处理
激光去除面部黑痣
激光去黑痣的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。
用二氧化碳激光亦能去黑痣。
激光治疗近视
以下情况的患者不适合接受激光治疗：
第一、眼部活动性炎症及病变；
第二、眼周化脓性病灶；
第三、已确诊的圆锥角膜；
第四、严重干眼症，伴有系统性干燥综合征；
第五、中央角膜厚度低于450μm；
第六、严重的眼附属器病变：眼睑缺损、变形、慢性泪囊炎等；
第七、全身结缔组织病及严重自身免疫性疾病，如系统性红斑狼疮、类风湿性关节炎、多发性硬化。
相对禁忌证：1、超高度近视伴后巩膜葡萄肿者；
2、初次手术前角膜中央平均曲率低于39D或高于47D应慎重；
3、暗光下瞳孔直径大于7mm；
4、对侧眼为法定盲眼；
5、2年内曾患单纯疱疹性角膜炎；
6、轻度白内障；
7、有视网膜脱离及黄斑出血病史；
8、轻度干眼症；
9、轻度睑裂闭合不全；
10、可疑青光眼患者；
11、月经期及妊娠期；
12、瘢痕体质；
13、糖尿病；
14、感冒发烧等身体不适；
15、癫痫；
16、焦虑症、抑郁症以及对手术期望过高者。
激光除皱
激光除皱是通过电脑控制的、低能量的二氧化碳激光，能准确地控制汽化皮肤表层的深度，完成分层汽化、无碳化的面部除皱护肤技术。激光用于消除皱纹的技术，是激光技术应
用于临床以后，并几经改进、完善与不断更新后的结果。
原理
皱纹产生的主要原因是皮肤胶原减少，真皮层变薄。运用最新激光-射频联合技术照射皮肤，可使真皮层增厚、减少皱纹，其原理是：刺激受损的胶原层，产生新的胶原质，从而填平因胶原减少而出现褶皱的皮肤；加热真皮组织层，利用人体自身修复机能刺激组织再生重建，使真皮层增厚。
合理设计的激光可以通过皮肤中的黑色素、血红蛋白，尤其是水吸收激光释放的能量，并产生光热效应使之转化为热量，从而激活真皮中成纤维细胞等各种基质细胞产生新生的胶原蛋白、弹性蛋白以及各种细胞间基质，并发生组织重构，就象是给慵懒的皮肤做运动一样，使其通过锻炼而重新焕发年轻活力。数次治疗之后的皮肤含水量及弹性增加，质地改善，细小皱纹减少。
适应症
原发性症状：口周皱纹、眶周皱纹、萎缩性(凹陷性)疤痕、良性皮肤赘生物(肿瘤)；皮肤粗糙、毛孔粗大、细小皱纹等皮肤老化表现以及炎性痤疮或痤疮后瘢痕等。
高能超脉冲激光能够把周围组织的热损伤降到最低程度。微小皱纹和凹陷疤痕也可进行精确磨削。超脉冲激光能避免以往机械磨皮法、化学剥脱术出血多，飞溅的血液、组织细屑可使病毒在病人与病人间、病人与医务人员间传播等不足，通过气化病变组织来彻底消除皮肤损害，并使正常皮肤的热损伤极小，这一过程的作用时间快于使周围的正常组织也被加热的所需时间，具有磨皮去皱的功能。
激光诊断和检测
可用于临床诊断和科学研究，激光全息技术在医学上更有广泛的发展前途。
①激光全息术。利用激光相干原理将物体在空间存在情况的全部信息记录下来的技术。全息照相记录物体反射光波的振幅和相位值，不需透镜聚焦，所以也称无透镜照相；全息照片是三维的，有立体感，如看到实物一样，当观察角度改变时，甚至可绕过障碍物看到被挡住的物体；全息照片每一部分都能再现整个图像，取其中任何一块，都可以再现一个完整的图像；同一底片上，可多次连续曝光，重复记录几个图像，而且每个图像不受其他图像的干扰而单独显示。
全息照相包括的物体的信息比较完整，如一张眼底全息照片可以记录眼内各层较为完整的信息。可以分别研究角膜、晶状体、玻璃体和视网膜各层，可以测出视盘凹陷、黑色素瘤
体、玻璃体内的新生血管的立体尺寸、眼内异物、玻璃体索条的生长、白内障的发展、视网膜水肿的改变。全息滤片矫治白内障已取得实验性成功。在牙科用激光全息术测量低水平力引起的微小动度，如研究给牙加力后，观察牙在轴向或水平方向的位移。
超声波和激光配合应用的激光超声全息摄影术，利用超声波产生全息图像，而用激光使之再现，这种方法可以分辨1mm大小的乳腺癌,还能拍摄出心脏的形态和运动，肺的形态和运动，胃肠蠕动情况，胃的轮廓、软组织和骨骼结构等。
②自体荧光检测法。是常用的激光诊断方法。不同分子结构能产生不同的自体荧光光谱，病变组织或恶性肿瘤与正常组织分子结构不同，用激光照射后，高灵敏度光谱分析器可以区分出它们差异。
用波长为4880的Ar激光照射牙齿,龋齿会发出长于5400波长的荧光。故用此法可以早期发现和治疗龋齿。也可用调Q的Nd-Y AG激光照射血清样品,使之成等离子体化,再测其荧光光谱，借此可以测出含量低至50ng/ml的痕量元素。
用337nm的氮分子激光作激发光源，可测定心、脑、肝、肾之类器官的氢气供给和消耗之间的不平衡状态。
③激光荧光检测。使用一定荧光药物后，再用特定波长的激光进行照射。若是癌症，则发出特有的荧光，故可用来早期诊断癌症。
如将血卟啉衍生物静脉注入人体后,再用405nm波长的氪分子激光局部检测，癌细胞会发出橘红色荧光，而正常组织不会。
将荧光素钠盐静脉注射口服或灌肠后再用441.6nm波长的氦镉(He-Cd)激光进行局部照射,癌症组织会发出黄色荧光，正常组织不发荧光或荧光很弱。
④激光散斑分析法。指激光束被粗糙表面反射或不均匀介质散射而形成的斑纹。此法可用于激光散斑验光，视网膜功能检查，血液、尿液分析和血流测量等。
激光散斑验光是一种新的验光方法，比传统方法简便、迅速和准确。其原理是利用单色性很好的He－Ne激光，照在漫射屏后产生看得见的斑纹图样，当观察者与漫射屏间有相对运动时，观察到的斑纹运动能反映出观察者的屈光状态。斑点向下运动，则为近视；向上运动则为远视；斜动或滚动，则为散光；没有明显运动，则为正常。
散斑分析血液和尿液是使He－Ne激光透过血液或尿液后，照到毛玻璃片上，从毛玻璃散斑情况可分析血液或尿液有无异常，若透过尿液的激光在毛玻璃上除产生光源亮斑以外，未见其他亮点，则尿液正常。若光斑周围有很密的亮点，则可诊断为炎症（如膀胱炎或前列腺炎）。
⑤激光多普勒效应。即当激光照射运动着的流体时，跟随流体运动的粒子将激光散射，散射的激光的频率发生变化，这频率与入射激光频率之差，称为多普勒频移或拍频，这频移正比于粒子速度（即流速），故测出频移就可测得流体速度，用这种方法可测量微循环的血流速度和测量电泳迁移率和扩散系数等。利用激光多普勒效应可以观察人体末梢血管的血液动力学改变。观察甲皱、耳垂、口唇等部位的毛细血管的血液动力学变化有助于诊断动脉硬化、冠心病、各种休克、血管内弥漫性凝血等。
⑥激光流动细胞分析法。能快速分析各种生物细胞，绘出细胞数随细胞核DNA含量变化的直方图,让待测的已染色的细胞在特定的样品管内处于稳定的液体流动之中，经过直径50～100m的小孔，从而使细胞排列成单行，恒速通过激光束的焦斑区，细胞受激光照射后辐射荧光。若细胞核被染色,则荧光与该核的DNA含量成正比,若细胞质被染色,则荧光与细胞质DNA含量成正比,若细胞核与细胞质分别染色，则可以获得双色荧光。这种细胞分析法以每称钟1000个细胞以上的速度一个一个地对单细胞进行分析。这种方法可以筛选肿瘤细胞，因为恶性细胞中DNA含量高,而且细胞核荧光也强。这种方法还可以用来进行血细胞计数，测定入侵病毒，用来区分白细胞、红细胞和血小板等用途。
⑦激光拉曼光谱法。是1980年代发展起来的新的诊断法。用强单色光源照射试样时，会发生散射。在散射光中,除了有与入射光频率相同的瑞利光以外,还有一系列其他频率的光。这些光对称地分布于瑞利光的两侧，但强度比瑞利光弱得多，通常只有瑞利光的10～10。这种在瑞利光以外存在着其他频率的散射光现象称为拉曼效应或并合散射，这种散射光谱称为拉曼光谱。
拉曼光谱虽然其频率随入射光的频率变化而变化，但它与瑞利光的频率之差（即拉曼位移）与入射光频率无关，与试样物质分子的振动和转动能级有关，故可用拉曼位移对待测物质进行定性分析。
这种诊断方法与传统方法比较，有以下优点：是无损伤测量；可在各种物态（固体、液体、气体）下进行测量；既可定性，又可定量分析；方法简便、快速、准确。拉曼光谱法可用来鉴别癌症；早期诊断白内障；分析呼出气体的成分及其含量。癌症患者、败血症和肝炎患者血液的拉曼谱线全部出现异常的光谱。因此激光拉曼光谱法是一种很有前途的新的诊断方法。
参考文献
【1】OFweek激光网https://www.doczj.com/doc/d015835436.html,/
【2】国科激光官网：https://www.doczj.com/doc/d015835436.html,/
【3】https://www.doczj.com/doc/d015835436.html,/激光网激光网
【4】微波激射与激光的诞生https://www.doczj.com/doc/d015835436.html,/eprint/abs/2340.html
【5】https://www.doczj.com/doc/d015835436.html,/other/2004-07-15/1712388294.shtml
【6】https://www.doczj.com/doc/d015835436.html,/question/901877.html?si=1
【7】https://www.doczj.com/doc/d015835436.html,/detail/3756.html
【8】https://www.doczj.com/doc/d015835436.html,/wiki/LASER
【9】中国激光在线：https://www.doczj.com/doc/d015835436.html,/cnlaserol/info/detail/45-916.html 【10】011年激光产业发展方向：https://www.doczj.com/doc/d015835436.html,/2011-01/ART
【11】徐国祥、史宏敏编著：《激光医学》，人民卫生出版社，北京，1989。
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