激光器技术在生物医学中的应用研究

ｆｉｌ疗设备诘鲁　

激光在临床医学中的若干应用与进展　

王晓敏，陈培昕，李怡勇　（广州军区武汉总医院医学工程科，湖北武汉４３００７０）　

’【摘要１激光医学是激光技术发展的新领域。本文从激光医学的特点及其在ＩＩ缶床各专科的应用方面阐述激光技术在医学上的　若干应用。　【关键词】激光医学；临床应用　【中图分类号】ＴＮ２４９　【文献标识码】Ａ　【文章编号】１００７—７５１０（２００６）０６—００４２—０３　

Ａｄｖａｎｃｅｓ　ｏｆ　ｌａｓｅｒ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ　ｉｎ　ｃｌｉｎｉｃａｌ　ｍｅｄｉｃｉｎｅ　ＷＡＮＧ　Ｘｉａｏ—ｍｉｎ。ＣＨＥＮ　Ｐｅｉ—ｘｉｎ，ＬＩ　Ｙｉ—ｙｏｎｇ　（Ｗｕｈａｎ　Ｇｅｎｅｒａｌ　Ｈｏｓｐｉｔａｌ　ｏｆ　Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ　Ｍｉｌｉｔａｒｙ　Ｃｏｍｍａｎｄ，Ｗｕｈａｎ　Ｈｕｂｅｉ　４３００７０，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｌａｓｅｒ　ｍｅｄｉｃｉｎｅ　ｉｓ　ａ　ｎｅｗ　ｆｉｅｌｄ　ｗｈｉｃｈ　ｉｓ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｌａｓｅｒ　ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ．Ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　ｏｆ　ｌａｓｅｒ　ｍｅｄｉｃｉｎｅ　ａｎｄ　ｓｅｖｅｒａｌ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ　ｏｆ　ｌａｓｅｒ　ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ　ｉｎ　ｃｌｉｎｉｃａｌ　ｆｉｅｌｄ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｌａｓｅｒ　ｍｅｄｉｃｉｎｅ；ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ　ｉｎ　ｃｌｉｎｉｃａｌ　ｆｉｅｌｄ　１前言　激光医学作为一门综合性的边缘学科，是激光技术与医学　科学相结合的产物，是激光技术的新领域。１９６０年世界上第一　台红宝石激光器问世后，１９６１年即用于治疗视网膜脱落，１９６３　年激光刀用于肿瘤切割。７０年代医用激光治疗机在临床各科　得到广泛应用，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。激光治疗最早应用于眼科，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。　

第２７卷第３期

２００７年６月应用激光

ＡＰＰＬｌＥＤＬＡｓＥＲＶ０１．２７，Ｎｏ．３

Ｊｏｎｅ２００７

半导体激光在医疗中应用研究

马品仲１，马劲峰２，张金艳３

（１中国科学院南京天仪，江苏南京２１００４２；２东南大学东大高信通信分公司，江苏南京２１００１８；３南京医科大学附属口腔医院，江苏南京２１００２９）

提要介绍激光特点及其对生物组织的作用机理，叙述激光在治病机理上应用的新进展。重点评述激光在治疗心血管，高脂血症，高粘血症，高血压，变应性鼻炎和口腔疾病中的新研究。应用ＧａＡＩＡｓ半导体激光，其波长为６５０ｎｍ，低功率５ｒｏｗ，照射时间１５—３０分钟，结合穴位血管外照射治疗，其在医疗上应用引人瞩目。关麓词半导体激光；治病机理；血管外照射；应用

ＴｈｅＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎＲｅｓｅａｒｃｈｏｆＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒＬａｓｅｒｉｎＭｅｄｉｃａｌＦｉｅｌｄｓＭａＰｉｎｚｈｏｎ９１，ＭａＪｉｎｇｆｅｎ９２，ＺｈａｎｇＪｉｎｙａｎ３（１ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓＮａ巧ｉｎｇＡｓｔｒｏｎｏｍｉｃａｌ，Ｎａ巧ｉｎｇ，Ｊｉａｎｇｓｕ２１００４２，Ｃｈｉｎａ；２ＳｏｕｔｈｅａｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＮａｎｊｉｎｇ，Ｊｉａｎｇｓｕ，２１００１８，Ｃｈｉｎａ；３ＳｔｏｍｏｔｏｌｏｇｉｃａｌＨｏｓｐｉｔａｌｏｆＪｉａｎｇｓｕＰｒｏｖｉｎｃｅ，Ｎａｎｊｉｎｇ，ｊｉａｎｇｓｕ２１００２９，Ｃｈｉｎａ）ＡｂｓｔｒａｃｔＴｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｌａｓｅｒｓｏｕｒｃｅｓａｎｄｍｅｃｈａｎｉｓｍｓｏｆｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎｌａｓｅｒａｎｄｔｉｓｓｕｅｗｅｒｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｔｈｅｎｅｗ

ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｌａｓｅｒｉｎｃｕｒａｔｉｖｅｍｅｃｈａｎｉｓｍｗａｓｓｕｍｍａｒｉｚｅｓｐｅｃｉａｌｌｙｉｎｖｅｉｎ，ｈｙｐｅｒｍｕｃｏｍｉａ，ｈｙｐｅｒｌｉｐｅｍｉａ，ｈｙｐｅｒ—ｔｅｎｓｉｏｎ。ａｌｌｅｒｇｉｃｒｈｉｎｉｔｉｓａｎｄｓｔｏｍｏｔｏｌｏｇｉｃａｌ。Ｔｈｅｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｌａｓｅｒ（ＧａＡｌＡｓ）ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ６５０ｎｍ，ｌｏｗ—ｐｏｗｅｒ５ｍＷ，ｉｒｒａ—

激光与生物医学技术的结合

随着科技的不断发展，激光技术越来越成为生物医学研究和治疗的重要手段。激光技术凭借其高能量、精确控制和非接触性等特点，在生物医学领域中得到了广泛应用。本文将从激光在生物医学技术中的应用、激光治疗方法和风险以及激光技术在未来的前景等几个方面展开论述。

一、激光在生物医学技术中的应用

激光技术在生物医学中的应用涉及到许多领域，如医学诊断、生物成像、治疗和外科手术等。其中，激光成像技术是应用最为广泛的一个方面。激光成像技术包括荧光成像、光学相干层析成像（OCT）、多光子显微镜和荧光共振能量转移（FRET）成像等。

荧光成像技术是通过特定的荧光探针将靶分子标记出来，通过激光扫描来获得他们在细胞或组织中的分布情况。这一技术被广泛应用于细胞信号通路的研究中，以及对癌症和神经退行性疾病等领域的研究中。

OCT则是通过测量光波在样品中反射、散射、折射和吸收等影响来获得样品横向分辨率和深度分辨率的三维成像技术。它不仅可用于眼科、皮肤和口腔等结构的检查，还可以在动脉撕裂、癌症和白内障等方面有较好的应用前景。

多光子显微镜则是能够通过激光聚焦实现细胞器、细胞器组装、蛋白质复合物等高分辨率成像的技术。

FRET成像则是利用特定的纳米探针或蛋白质将激发光能量传递到接受者分子，并据此获得分子间距离的技术。

除了成像技术外，激光在治疗和外科手术中也有广泛的应用。主要包括光动力疗法、激光切割、激光焊接和激光切割等。

二、激光治疗方法和风险

在生物医学领域中，激光治疗是一个非常重要的领域。激光治疗包括的方法有很多，包括光动力疗法、激光切割、激光焊接和激光切割等。

光动力疗法是通过特定的光敏剂使一些细胞或组织对激光敏感，然后经过激光照射后就可以达到治疗的效果。这个方法主要应用在癌症治疗中，但是由于光动力疗法存在一定的副作用，所以还需要进一步的测试和改进。

激光切割技术主要是将激光扫描到需要切割的组织上，因为激光具有特定的能量，所以它可以切割掉这些组织。激光切割可以用来治疗近视、青光眼以及白内障等疾病，或者用来进行皮肤松弛等美容手术。

学科综述

激光与生物组织的相互作用及主要应用

李新华,怀素芳

(河北大学物理科学与技术学院,河北保定　071002)

摘　要:激光在生物学和医学中应用的主要机理是激光的能量必须转化为其他形式,构成生物组织的分

子和原子能够吸收激光的能量,而最终把它转化成其他能量形式.简介了激光与生物组织相互作用所产生的

激光生物效应,概述了激光在生物学和医学研究中的最新进展和发展动向.关键词:激光;生物组织;相互作用;应用

中图分类号:Q631 文献标识码:A 文章编号:1000-1565(2003)02-0198-06

光是地球上一切生命的主要能量来源,没有光不可能产生和存在生命物质.光在生命的起源与进化,生

物结构形态变异和功能发展中起着不可缺少的作用.由于激光具有其他任何光源所不可能有的优异特性,自

然和生命物质结下了不解之缘.由于激光的出现大大改变了人类对自然界的认识能力,为人们认识和改造自

然,特别是为探索生命物质提供了一种强有力而又特别精确灵敏的工具,并使生命科学的许多领域取得了突

破性的进展,甚至派生出新的学科或学科分支.

1　激光生物效应

激光生物效应一般是指激光作用于生物物质可能产生的物理的、化学的或生物的反应,激光生物效应的

不同,既取决于激光本身,也取决于生物体的特性,大致可分为以下几种:

1.1　激光生物热效应激光作用于生物体会使其局部温度升高,称为激光生物热效应.生物体生热机制视光子能量而定,低能

量光子可引起生物体直接生热,而高能量光子多经过一些中间过程使生物体生热,故生热的途径有2种,其

一为吸收生热,生物分子吸收激光特别是红外激光光能,本身运动动能增加,温度升高.其二为碰撞生热,生

物分子吸收激光光能跃迁到某一激发态,在返回到原来的能态或其他低能态时与周围其他生物分子发生多

次碰撞,同样使周围分子运动动能增加温度升高.激光生物热效应的对外表现为生物体局部温度升高、汽化、

切开、凝固等.

1.2　激光生物光化效应激光生物光化效应又称激光生物光化反应,是指在激光的作用下,使生物物质产生理化反应,