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'''激光在医学上的应用'''(laser in medicine),[[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。
1976年研究激光光动力学治疗的机理时,发现用波长 620~640nm的激光照射含有血卟啉衍生物(HPD)的癌组织时,在能量转移过程中产生的[[单态氧]]达到一定浓度时,可以破坏癌细胞。HPD是目前诊断和治疗恶性肿瘤的最佳光敏剂。对肿瘤的亲和力比正常组织大2~10倍,从肿瘤组织排出体外的时间也比正常组织晚72小时。使用HPD后,再用630nm波长的激光照射肿瘤,就可以使[[肿瘤细胞]]氧化、坏死。在405nm波长的激光照射下,HPD能产生[[橘红]]色的荧光,可借此早期诊断恶性肿瘤,在约5个癌细胞的厚度时即可以检测出其荧光。
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。
==激光医学发展简史==
1960年第一台[[红宝石激光器]]研制成功,1961年即用于[[眼科]]进行[[视网膜]]光凝固治疗。此后有关激光的[[生理]]作用、激光的[[生物]]效应等论文相继发表。1966年用CO激光束切除狗的效应等论文相继发表。1966年用CO<sub>2</sub>激光束切除狗的[[肝脏]],证明术中[[出血]]很少,从而开创[[激光手术]];1968年用[[激光治疗]]颌面部病变;1969年用[[激光刀]]完成胸廓切开术;1971年石英光导[[纤维]]研制成功,使氩离子(Ar<sup>+</sup>)激光和[[掺钕钇铝石榴石]](YAG)激光得以进入体腔内进行治疗;1972年[[手术显微镜]]配合CO激光进行喉部手术成功,从而开始激光显微手术。中国从1973年开始将CO激光用于临床,以后又陆续将Ar激光、YAG 配合CO<sub>2</sub>激光进行喉部手术成功,从而开始激光显微手术。中国从1973年开始将CO<sub>2</sub>激光用于临床,以后又陆续将Ar<sup>+</sup>激光、YAG 激光、红宝石激光引入到临床各科。1965年和1966年动物实验和临床观察证明氦氖 (He-Ne)激光有止痛、[[消炎]]、提高免疫功能等作用,将其用于局部照射治疗,从而开创激光理疗。中国在1974年将激光用于理疗。1966年后激光应用于[[穴位]]照射,从而开创激光[[针灸治疗]]。1970年He-Ne激光穴位照射治疗高血压病,取得良好效果,以后用于治疗[[支气管炎]]、[[子宫]]附件炎也取得良效。1976年制成He-Ne激光光针仪,用于以治疗传统上常用[[毫针]]治疗的急慢性病。1960年研制成新的光敏剂[[血卟啉衍生物]](HPD),为用激光光动力学诊断和治疗[[恶性肿瘤]]开辟一条途径。在1978年中国引进这项技术,现已用于[[消化道]]、[[呼吸道]]、泌尿道、头颈部、[[皮肤肿瘤]]的诊断和治疗。目前医用激光器已与电子计算机、光导纤维、图像分析、摄像、录像、荧光[[光谱]]和[[超声]]技术等新技术结合。
==医用激光器的种类==
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功率为10<sup>8</cm。强激光照射到生物组织上时,使组织汽化,产生热sup>W/cm<sup>2</sup>则其压力可达40g/cm<sup>2</sup>。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。
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。
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]]、蹠疣、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激光对预定除去的壁的厚度,可用Ar<sup>+</sup>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,可用Ar<sup>+</sup>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CO<sub>2</sub>、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。
==激光理疗==
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。
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。
也可用调Q的Nd-YAG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]]。
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 50~100┢m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。 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<sup>-6</sup>~10<sup>-9</sup>。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。
徐国祥、史宏敏编著:《激光医学》,人民卫生出版社,北京,1989。
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