摘要：本文簡要介紹了激光技術(shù)在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用與發(fā)展，從激光的技術(shù)優(yōu)勢、研究內(nèi)容和臨床應(yīng)用等方面進行了具體闡釋。激光是物質(zhì)受激輻射產(chǎn)生的一種相干光具有單色性好高亮度輻射方向性強等特點。這些特點使激光非常適合于疾病的診斷監(jiān)測和高精度定位治療。

關(guān)鍵詞：激光技術(shù)；激光醫(yī)學(xué)；臨床應(yīng)用

1.引言

1917年，愛因斯坦發(fā)表了《輻射的量子理論》,文中提出了受激輻射的概念,奠定了激光的理論基礎(chǔ)。1960年，誕生了世界上第一臺激光器,開創(chuàng)了激光新技術(shù)革命,1961年激光器首次應(yīng)用于臨床,此后激光技術(shù)逐步應(yīng)用于醫(yī)學(xué)各領(lǐng)域,其發(fā)展經(jīng)歷了60年代基礎(chǔ)研究、70年代臨床研究應(yīng)用、80年代激光醫(yī)學(xué)學(xué)科形成和以后的發(fā)展幾個階段。1981年，世界衛(wèi)生組織將激光醫(yī)學(xué)列為醫(yī)學(xué)的一門新學(xué)科。激光醫(yī)學(xué)是專門用激光技術(shù)來研究、診斷和治療疾病的學(xué)科,激光醫(yī)學(xué)在臨床應(yīng)用范圍廣,精確性高,副作用小,是臨床治療某些疾病的理想方法,在醫(yī)學(xué)科學(xué)和臨床實踐中起著越來越重要的作用。

2.激光醫(yī)學(xué)的研究內(nèi)容

根據(jù)激光的特性，以及它與生物組織相互作用過程中的的特異規(guī)律，激光技術(shù)在臨床醫(yī)學(xué)上可以用于研究、診斷和治療疾病。

2.1研究生命現(xiàn)象和規(guī)律

借助激光微束儀把激光束直徑聚焦到0．5～1μm，用以切割或焊接細(xì)胞，研究生物遺傳規(guī)律。借助激光拉曼光譜分析技術(shù)，研究生物大分子的結(jié)構(gòu)及其變化。借助于紅外吸收光譜儀，通過對唇部的測定，能測定人血液內(nèi)所存在的元素。借助于激光多普勒測速技術(shù)測量皮膚、腸粘膜、胃粘膜的血流特征，可瞬時或連續(xù)地直接測量任何使光束可到達之處的組織的毛細(xì)血管的血流。

2.2 激光診斷

用于檢驗和診斷的激光技術(shù)主要有，激光熒光光譜術(shù)，激光喇曼光譜分析術(shù)，激光全息術(shù)，激光散斑分析術(shù)，激光多普勒測速術(shù)，激光流動式細(xì)胞分析術(shù)，激光干涉術(shù)，激光透照術(shù)和激光偏振技術(shù)等等，分別用來測量血液、尿液和人體其他組織的成份、微量元素的含量等，以及識別和分辨細(xì)胞是否病變或癌變。

2.3 激光治療

激光治療的適應(yīng)癥現(xiàn)在已經(jīng)涉及到臨床所有各科。大體可分為激光手術(shù)治療、激光非手術(shù)治療和激光光敏治療三類。

2.3.1 激光手術(shù)治療

這是用強激光，即用較高功率密度的激光束對病變組織施行凝固、汽化和切割等各級水平的手術(shù)。與傳統(tǒng)的解剖刀比，激光刀多不出血或少出血；與傳統(tǒng)的冷刀、超聲刀和高頻電刀比，激光刀的切割能力強，切口鋒利，損傷少；激光刀還能通過光導(dǎo)纖維進人體內(nèi)施行手術(shù)而不用剖腹等開腔手術(shù)，能透過眼屈光介質(zhì)對眼底施行手術(shù)而不用切開任何部位，這對于任何其他傳統(tǒng)手術(shù)是做不到的。

2.3.2 激光非手術(shù)治療

這是用弱激光，即較低功率密度的激光，用這種激光照射人體組織不會直接損傷組織和細(xì)胞，用來作理療照射治療或光針灸治療。與傳統(tǒng)理療中的光療比，激光的療效顯著地提高，且適應(yīng)癥更廣泛得多；與傳統(tǒng)毫針比，激光光針無菌、無痛，不會斷針、暈針，卻能治療毫針的所有適應(yīng)癥。

2.3.3 激光光敏治療

在通常情況下，視細(xì)胞以外的絕大多數(shù)生物細(xì)胞不容易被可見光直接引起光化效應(yīng)。但是，當(dāng)人體組織攝入了某些光敏化劑時，敏化劑分子吸收即使是較低功率的激光能量后，就會發(fā)生一系列化學(xué)反應(yīng)，這種反應(yīng)就叫光敏化反應(yīng)。光敏化反應(yīng)因有無分子氧參加而分成兩類。 

一類是光敏化反應(yīng)有分子氧參加，即生物系統(tǒng)被光氧化過程所敏化，這種有分子氧參加的光敏作用叫光動力作用。這類光敏化反應(yīng)往往不消耗敏化劑，敏化劑可被反復(fù)不斷地使用，直致該處的生物細(xì)胞被殺死。目前國內(nèi)外普遍應(yīng)用這一類光動力作用治癌，所用的敏化劑多為血卟琳衍生物，所用的敏化光源多為波長為630毫微米的紅色可見光激光。

另一類光敏化反應(yīng)不需要分子氧參加，此類敏化反應(yīng)可消耗敏化劑，這一類較典型的敏化劑如呋喃香豆素。臨床上先使病灶處局部攝入呋喃香豆素，再用波長長于290毫微米的紫外激光照射，可治療牛皮癬，也可使白癜風(fēng)的白色永久性變暗。但用這類光敏治療時需控制劑量，并密切注意隨訪，因為有報導(dǎo)用補骨脂素光敏化動物實驗導(dǎo)致了皮膚癌。

3.激光醫(yī)學(xué)的生物效應(yīng)

（1）熱效應(yīng)。在激光束照射下，在幾毫秒或更短的時間內(nèi)可使生物組織的局部溫度升高達200到300攝氏度，而且維持在40到50攝氏度左右的溫度可持續(xù)在1min左右，其熱效應(yīng)可使生物組織的蛋白質(zhì)變性凝固，甚至組織炭化或氣化。

（2）壓力效應(yīng)。因為激光能量密度高，因而會產(chǎn)生很大輻射壓力，若激光聚焦到0.2mm以下光點時，其單位面積壓力可達200g/cm2，與此同時，由于熱效應(yīng)引起的組織熱膨脹將導(dǎo)致產(chǎn)生沖擊波，因而光壓和由沖擊波所構(gòu)成的總壓力，可使產(chǎn)生熱效應(yīng)的生物組織破壞。

（3）光效應(yīng)。由于激光照射生物組織吸收反射和傳熱，色系組織（特別是黑色）對激光有選擇性的吸收作用，很少反射和傳熱，因此引起的破壞作用更大，實驗表明與它互為補色的組織吸收更多，因此引起的破壞更大，利用這一效應(yīng)，可在需破壞的組織上先進行組織染色，然后再進行組織照射，即可獲得更佳效果。

（4）電磁場效應(yīng)。激光是一種電磁波，因此激光產(chǎn)生磁場，激光光功率密度為5×1014w/cm2時產(chǎn)生的電場強度可達4×108v/cm,由此在電磁場強度作用下，生物組織必然產(chǎn)生電離，使該處的組織細(xì)胞受到破壞。激光通過以上幾種效應(yīng)對生物組織發(fā)生作用。

4.激光在臨床醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用

4.1 激光在治療上的應(yīng)用

激光在皮膚科主要應(yīng)用方向有體表贅生物祛除術(shù)、色素障礙性皮膚病的治療及體表多毛癥的治療。激光輻射組織產(chǎn)生的熱量有效地限制在靶組織內(nèi),極大地減少了周圍組織的熱損傷。同時由于脈寬達到納秒級,脈沖峰值能量很高,瞬間爆破色素顆粒,形成較小碎片,被機體吸收而清除出體外。皮膚美容激光系統(tǒng)種波長激光配合使用,可有效治療不同深度的各種皮膚色素性疾病,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療。

4.1.1 激光在眼科的應(yīng)用

目前,眼科激光設(shè)備已經(jīng)應(yīng)用于屈光性角膜切除術(shù)、虹膜切除術(shù)、鞏膜切除術(shù)和眼底組織凝固術(shù)等領(lǐng)域。光動力療法蔡司公司激光系統(tǒng)治療老年黃斑變性有顯著效果。

準(zhǔn)分子激光矯正視力是當(dāng)前眼科主要的前沿課題之一。準(zhǔn)分子激光的原理是利用被激發(fā)的氣體,釋放出高能量的光子。高能量的激光光能將角膜組織內(nèi)的結(jié)構(gòu)鍵切割分離開來,而又不會產(chǎn)生熱效應(yīng)傷及周圍組織,所以能精密準(zhǔn)確地產(chǎn)生光切作用,將角膜組織氣化移除,進而改變角膜弧度,除去屈光不正度數(shù)。因為每一發(fā)激光能量所氣化組織的量與深度是固定的,所以準(zhǔn)確又精密,準(zhǔn)分子激光屈光矯正術(shù)現(xiàn)已取代傳統(tǒng)的放射狀角膜切開術(shù)。

4.1.2 激光在泌尿外科的應(yīng)用

激光在泌尿外科的應(yīng)用是一個熱門課題,人們對它的研究已有年的歷史。目前,在泌尿系統(tǒng)疾病如結(jié)石、前列腺增生、尿道狹窄等手術(shù)治療中,采用激光經(jīng)內(nèi)窺鏡導(dǎo)人進行氣化切割是一種比較理想的治療方案。研究表明，激光器是一種理想的泌尿外科激光器,對周圍組織熱損傷小。同時,光束可通過石英光纖傳播,配合輸尿管鏡等器具,將激光能量傳送到靶組織,具有手術(shù)視野清晰、無需輸血、患者恢復(fù)快等優(yōu)點。

4.1.3 低功率激光及其臨床應(yīng)用

目前醫(yī)學(xué)上將輸出功率小于的醫(yī)用激光器都包括在低功率激光器的范疇內(nèi)。常用的醫(yī)用低功率激光器包括半導(dǎo)體激光、激光（擴束）等。其中半導(dǎo)體激光波長豐富，具有光纖傳送效率高、體積小、壽命長、便于攜帶等優(yōu)點,是今后低功率激光的發(fā)展方向。

低功率激光照射治療是一項十分有效的醫(yī)療手段,大量的臨床實踐表明低功率激光的生物刺激效應(yīng),具有促進細(xì)胞再生,加速修復(fù)功能,改善血液循環(huán),消炎止痛,減輕水腫,調(diào)節(jié)機體免疫功能等療效,為此已將低功率激光用于很多疾病的理療與康復(fù)。

4.2 激光在診斷上的應(yīng)用

激光診斷是利用激光的方向性好、單色性好及極好的時間和空間相干特性。激光光子是能量的載體,也是信息的載體。激光與生物組織相互作用可發(fā)生光致發(fā)光作用。激光照射組織產(chǎn)生的反射光、透射光、散射光及熒光等攜帶組織本身的信息,通過對這些反射光、透射光、散射光及熒光以及由此產(chǎn)生的干涉、衍射和偏振等光學(xué)現(xiàn)象進行識別、分析和判斷,從而獲得組織或生物樣品的重要診斷信息。發(fā)展激光醫(yī)學(xué)診斷技術(shù)是激光俠學(xué)的首要任務(wù)之一。當(dāng)前,醫(yī)學(xué)診斷正向非侵人性、微量化、自動化和快速化方向發(fā)展,激光檢測與診斷技術(shù)為此開辟了新途徑。

例如，利用激光熒光光譜測量技術(shù)診斷腔內(nèi)腫瘤；利用激光多普勒技術(shù)檢測單一細(xì)胞的流動信息以及微血管內(nèi)的血流分布激光多普勒效應(yīng)與電泳技術(shù)結(jié)合,研究生物分子的參量。近年來發(fā)展的激光診斷技術(shù)與計算機相結(jié)合,具有自動、快速獲取診斷信息的功能。如激光流式細(xì)胞儀可快速測量及分析細(xì)胞。

5.結(jié)語

激光應(yīng)用已在醫(yī)學(xué)中形成了激光醫(yī)學(xué)的新領(lǐng)域?；A(chǔ)研究不斷深入，新型激光診斷和治療儀器不斷出現(xiàn)，臨床應(yīng)用不斷擴展，激光醫(yī)療儀器的產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展。但同時，還有許多基礎(chǔ)的理論問題和臨床應(yīng)用問題需要進一步研究?？梢灶A(yù)見，只要科研人員和醫(yī)療人員合作創(chuàng)新，加大科研經(jīng)費投入，激光醫(yī)療將會有更大的發(fā)展。

6.參考文獻

[1]徐國祥.激光醫(yī)學(xué)[M].北京：人民衛(wèi)生出版社，1998.

[2]駱清銘.激光與生物組織相互作用理論與醫(yī)學(xué)應(yīng)用研究[D].華中科技大學(xué)博士論文，1993.

[3]李正佳，朱長虹.激光生物醫(yī)學(xué)工程基礎(chǔ)[M].武漢：華中科技大學(xué)出版社，2001.

[4]黃卓正，李峻亨.現(xiàn)代激光醫(yī)學(xué)[M].南寧：廣西科學(xué)出版社，1996.

[5]Markolf H,Niemz.激光與生物組織的相互作用——原理與應(yīng)用[M].張鎮(zhèn)西譯.西安：西安交通大學(xué)出版社，1999.

[6]王曉敏，陳培昕等。激光在臨床中的若干應(yīng)用與進展[J].醫(yī)療設(shè)備信息，2006，21（6）.

[7]朱菁，激光醫(yī)學(xué)[M].上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，2003.

[8]呂磊，張正厚等.激光在醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)和臨床研究中的應(yīng)用[J].中國臨床康復(fù)，2006，10（17）.