激光在醫(yī)學(xué)中應(yīng)用

1、激光在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用ApplicationofLaserinMedicine論文作者：任飛鵬專(zhuān)業(yè)：科學(xué)教育091班指導(dǎo)老師：徐慶君完成時(shí)間：2012年3月5日當(dāng)今醫(yī)學(xué)與物理學(xué)聯(lián)系非常緊密，本文將對(duì)激光這一物理學(xué)中誕生的新型光在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用做一番闡述。內(nèi)容先介紹激光的由來(lái)和特點(diǎn)，而后根據(jù)激光的特點(diǎn)將其在臨床上的應(yīng)用做一個(gè)較為全面的概括，包括激光診斷方法、激光治療方法以及其它臨床應(yīng)用?？梢灾赖氖牵诩す鈶?yīng)用到臨床的過(guò)程中，很多人付出了艱辛的努力，取得了豐碩的成果；可以預(yù)見(jiàn)的是，激光醫(yī)學(xué)的未來(lái)是光明的。Nowadays,Medicineandphysicsareverycloselinks.This

2、articlewillbeontheapplicationoflaserwhichisborninphysicsinmedicinetomakeanExposition.Thecontentsfirstlyintroducestheoriginandcharacteristicsoflaser,thanitmakesacomprehensivesummaryontheapplicationoflaserinclinical,whichincludeslaserdiagnosismethod,lasertreatmentmethodandotherapplicationsoflaserincli

3、nical.Whatwecanknowisthatmanypeopledidhandworksandachievedfruitfulresultsintheprocessofapplyinglaserinclinical.Whatwecanpredictisthatlasermedicineinthefutureisbright.關(guān)鍵詞：激光；臨床醫(yī)學(xué)；激光診斷；激光治療；臨床應(yīng)用clinicalKeyword：laser；clinicalmedicine；laserdiagnosislasertreatmentapplication1引言52正文52.1 激光的由來(lái)和特性52.2 激光在臨床

4、醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用62.2.1 激光診斷方法62.2.2 激光治療方法72.2.3 激光的其他臨床應(yīng)用103結(jié)論101引言物理學(xué)是研究物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和相互作用及其運(yùn)動(dòng)規(guī)律的科學(xué)，它的基本理論和方法對(duì)現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展起著十分重要的作用。醫(yī)學(xué)是一門(mén)以人體為研究對(duì)象的學(xué)科，但它和物理學(xué)的結(jié)合可以追溯到400多年前，一般認(rèn)為伽利略(GGalileo,i5641642)是將物理學(xué)應(yīng)用到醫(yī)學(xué)上的真正創(chuàng)立者。一直到20世紀(jì)初期，醫(yī)學(xué)基本上是一門(mén)形態(tài)科學(xué)，隨著物理學(xué)的概念、原理、方法、和技術(shù)在基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)研究、臨床醫(yī)學(xué)的診斷和治療以及預(yù)防醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用，醫(yī)學(xué)在認(rèn)識(shí)上、理論上和測(cè)試手段上得到了很大的發(fā)展和提高。物理學(xué)在醫(yī)學(xué)方

5、面的應(yīng)用越來(lái)越廣泛和深入，兩者的關(guān)系也越來(lái)越密切，本文將對(duì)激光在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用做一番闡述。2正文2.1激光的由來(lái)和特性1960年在光學(xué)發(fā)展史上發(fā)生了不尋常的事件：一種具有極高亮度和極好單色性的新型光誕生了。在我國(guó)，1964年經(jīng)錢(qián)學(xué)森建議，這種光被命名為激光，它是20世紀(jì)最重大的科技成就之一。激光是由受激輻射使光不斷放大而獲得的一種光，受激輻射是指處于高能級(jí)的原子受到一定能量的光子照射而發(fā)生能級(jí)躍遷同時(shí)發(fā)出光子的過(guò)程，受激輻射所產(chǎn)生的光子與外來(lái)光子的頻率、相位、偏振方向、傳播方向等完全相同，光子由原來(lái)的一個(gè)變?yōu)閮蓚€(gè)，因此光被加強(qiáng)了。產(chǎn)生激光的裝置叫做激光器。1960年，正是美國(guó)科學(xué)家梅曼發(fā)明了第一

6、臺(tái)紅寶石激光器，才出現(xiàn)了這種新型光，從此，激光醫(yī)學(xué)開(kāi)始蓬勃發(fā)展。激光具有電磁波的基本性質(zhì)，也遵循電磁波的基本規(guī)律，而且，激光還具有一些獨(dú)特性質(zhì)，與普通光源相比，激光具有：1)方向性好：激光束的發(fā)射角小，因此激光幾乎是平行光線(xiàn)。2）亮度高：由于激光束方向性好，使激光的能量集中在很小的角度內(nèi)，作為光源亮度很高。3）單色性好：激光的譜線(xiàn)寬度比普通光源得到的單色光的譜線(xiàn)寬度小很多。4）相干性好：激光發(fā)生干涉的光程差可達(dá)數(shù)十公里。除以上四點(diǎn)外，激光還具有高功率、高能量、高速調(diào)制和明顯的光壓效應(yīng)等特點(diǎn)。2.2激光在臨床醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用2.2.1 激光診斷方法依據(jù)激光生物技術(shù)的原理，人們提出了許多激光診斷疾病的

7、新方法，為診斷學(xué)向非侵入性、微量化、自動(dòng)化及實(shí)時(shí)快速方向發(fā)展開(kāi)辟了新途徑。典型的方法有以下一些：1）癲癇病灶區(qū)的檢查診斷對(duì)于癲癇病人，通過(guò)探測(cè)由外部照射進(jìn)入病人頭部的近紅外激光，可測(cè)出在癲癇期間，大腦左右血流量的變化，分析之后可以判斷癲癇區(qū)在大腦的左面或右面或里面，這在以前是無(wú)法做到的。2）嬰兒腦細(xì)胞氧含量激光監(jiān)視儀利用近紅外激光光譜儀可以監(jiān)視嬰兒腦細(xì)胞氧含量，配合醫(yī)生完成兒童的心臟手術(shù)；半導(dǎo)體激光儀器可以監(jiān)視嬰兒腦中的氧、早熟嬰兒和腦腹水中氧。3）光學(xué)層析干涉儀一種小型的、可在活生物的血管和腸胃里成像的設(shè)備，能使醫(yī)生看清10um大小的組織，包括癌和心臟病的早期征兆，這種設(shè)備的基礎(chǔ)是光學(xué)層析干

8、涉儀（OCT）,有可能代替手術(shù)前的活組織檢查。4）光致熒光內(nèi)窺鏡系統(tǒng)此系統(tǒng)采用20mW的442nm的氨一鎘激光器，與支氣管內(nèi)窺鏡集合在一起，能獲取正常組織的非正常組織之間的熒光差別，實(shí)時(shí)顯示圖像，在診斷、治療肺癌和食道癌方面起著重要作用。2.2.2激光治療方法激光作為一種手段應(yīng)用于臨床已遍及到內(nèi)科、外科、婦科等各科近300種疾病的治療。且兼有中、西醫(yī)的療法。其基本方法有四大類(lèi)：激光手術(shù)治療、弱激光治療、激光光動(dòng)力學(xué)療法、激光內(nèi)鏡術(shù)治療。激光應(yīng)用于臨床治療，有助于提高治療效果。下面簡(jiǎn)單介紹一下激光在各科中的應(yīng)用：1)激光在皮膚科中的應(yīng)用皮膚科應(yīng)用較多的是HeNe激光器、CO2激光器和N2激光器。

9、近幾年，YAG激光器和半導(dǎo)體激光器在皮膚科應(yīng)用有較快的增長(zhǎng)。小劑量He-Ne激光對(duì)皮膚病起著消炎、消腫、鎮(zhèn)痛、止癢，使病變組織恢復(fù)健康的作用。這種方法對(duì)急性炎癥、過(guò)敏性炎癥、甲溝炎、皮膚潰瘍、注射后硬結(jié)和濕疹等癥效果較好。低一中等功率CO2激光照射對(duì)組織起熱作用；能消炎、鎮(zhèn)痛、止癢和促進(jìn)上皮生長(zhǎng)愈合，主治皮膚潰瘍和瘙癢病。CO2激光器用于局部汽化，能使組織細(xì)胞產(chǎn)生熱凝死或使細(xì)胞直接汽化而達(dá)到治愈。中等功率的CO2激光器也用于治療皮膚良性腫瘤、皮膚癌等疾病。N2激光器發(fā)出的是一種能量非常集中，單色性好，光強(qiáng)大，譜線(xiàn)窄的紫外線(xiàn)，對(duì)白瘢風(fēng)、牛皮癬、神經(jīng)性皮炎等慢性頑固皮膚病，能縮短療程，提高療效。值

10、得注意的是：半導(dǎo)體激光器和YAG激光器在皮膚科領(lǐng)域的應(yīng)用正在增長(zhǎng)。2)激光在眼科中的應(yīng)用激光在臨床上首先用于眼科，也是目前激光在醫(yī)學(xué)中應(yīng)用比較成熟的一個(gè)學(xué)科。眼科應(yīng)用較多的是YAG激光器、Ar+和準(zhǔn)分子激光器等。用激光治療眼病與常規(guī)方法比較，有操作簡(jiǎn)便迅捷，病人痛苦小，療效顯著等優(yōu)點(diǎn)。在原理上，主要是利用激光的熱作用和壓強(qiáng)作用。熱作用用于凝固和切割，壓強(qiáng)作用主要用于打孔。激光治療眼病的手段主要有熱凝、激光切除、激光打孔、熱致膨脹、激光剝離。3)激光在耳鼻喉科中的應(yīng)用在耳鼻喉科已應(yīng)用激光治療慢性鼻炎，過(guò)敏性鼻炎，急性扁桃體炎，急性、慢性中耳炎，急性喉炎，聲帶小結(jié)及鼻腔常見(jiàn)病。在臨床中使用的?t光

11、器主要有CO2激光器、HeNe激光器、HeCd激光器、N2激光器、YAG激光器和半導(dǎo)體激光器。其中以下列幾種病療效較好，并與以往的各種療法相比有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。1,慢性肥大性鼻炎，采用小功率CO2激光做灼除術(shù)。2 .扁桃體激光擠切術(shù)，采用4070W激光進(jìn)行扁桃體切除。3 .對(duì)鼻出血，鼻腔術(shù)后黏連，先天性副耳切除，用CO2激光較其他辦法更簡(jiǎn)便、利落。4 .頭面、耳廓等體表惡性腫瘤用大功率CO2激光做汽化術(shù)或切除術(shù)。5,對(duì)耳腔、副鼻竇惡性黑色素瘤，CO2激光汽化治療有獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)。6,治療喉部疾病，用小功率CO2激光束的邊緣部分輕輕擦過(guò)聲帶就可清除小結(jié)節(jié)。耳鼻喉科的激光外科手術(shù)，有如下一些優(yōu)點(diǎn)，手術(shù)無(wú)血，

12、沒(méi)有術(shù)后水腫，傷口愈合迅速，手術(shù)疤痕和腫脹極小，沒(méi)有后遺癥。4)激光在內(nèi)科中的應(yīng)用激光在內(nèi)科應(yīng)用主要是采用低功率激光治療技術(shù)，即利用低功率激光照射人體組織，實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)細(xì)胞活動(dòng)能力、促進(jìn)和改進(jìn)微循環(huán)、加速淋巴流動(dòng)、改善神經(jīng)興奮特性等功能。其方法主要有三種：激光理療、激光針灸與低功率激光血管內(nèi)照射療法。采用的激光器主要有HeNe、HeCd、N2、CO2、以及半導(dǎo)體激光器。用激光器進(jìn)行各種低功率激光治療實(shí)驗(yàn)，可以發(fā)現(xiàn)一些用普通理療手段難以治療的疾病痊愈了。半導(dǎo)體激光在整形外科、風(fēng)濕學(xué)、皮膚學(xué)、運(yùn)動(dòng)創(chuàng)傷學(xué)、鎮(zhèn)痛消炎、理療、保健等領(lǐng)域有廣泛用途。值得一提的是，激光針灸療法有無(wú)痛、無(wú)菌、無(wú)損害、應(yīng)用廣泛、療

13、效顯著的優(yōu)點(diǎn)。5）激光在外科中的應(yīng)用激光在外科中的應(yīng)用主要是以激光束代替金屬的常規(guī)手術(shù)器械對(duì)組織進(jìn)行分離、切割、切除、凝固、焊接、打孔、截骨等以祛除病灶以及吻合組織、血管、淋巴管、神經(jīng)等。手術(shù)用激光治療系統(tǒng)稱(chēng)光刀，按其作用機(jī)制分為熱光刀與冷光刀兩大類(lèi)。在外科中應(yīng)用的主要是CO2、Ar+、YAG、半導(dǎo)體等激光器。實(shí)踐證明，激光刀具有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：1 .能借助于熱凝固能封閉直徑2mm的靜脈管和直徑1mm的動(dòng)脈管，因而適于切割血管豐富的器官。2 .激光刀和待切割處沒(méi)有機(jī)械接觸，激光本身因能殺菌而有防腐作用，使術(shù)后感染的可能性大大降低。3 .能將定量的壞死組織準(zhǔn)確地切除掉，對(duì)切口外的完好組織損害少。4

14、 .在對(duì)損害組織進(jìn)行修補(bǔ)前，可用激光刀切除或汽化壞死組織或感染組織。5 .在切割腫瘤時(shí)，因激光能夠封閉中、小血管和淋巴管，從而可防止或減少腫瘤細(xì)胞通過(guò)他們轉(zhuǎn)移。6 .手術(shù)時(shí)間短，補(bǔ)液少，有利于減少術(shù)后并發(fā)癥。7 .術(shù)后疼痛較輕，甚至不痛，因?yàn)槭中g(shù)區(qū)的神經(jīng)束和神經(jīng)末梢受到熱凝固。8 .配合外科顯微鏡和內(nèi)窺鏡可進(jìn)行各種腔內(nèi)的精微手術(shù)。9 .不殘留機(jī)能不全的細(xì)胞和組織，因而沒(méi)有后遺癥。至于激光刀切割皮膚傷口愈合慢的問(wèn)題，可向切口吹氮以減少氧化，也可在縫合前用濕紗布輕輕將切口凝塊抹去，這樣可以加速愈合。6）激光在治療腫瘤中的應(yīng)用惡性腫瘤是當(dāng)前嚴(yán)重危害人類(lèi)的一種疾病，由于缺少富有成效的治療手段，所以人們

15、對(duì)激光新技術(shù)治療癌腫抱有很大希望。激光治療癌腫主要有激光照射、激光切除等方法，從療效來(lái)看，將激光療法和其他治癌療法結(jié)合使用，可顯著提高療效。總的來(lái)看，激光治療腫瘤還處于探索階段，在治療機(jī)理上還要做深入的研究。此外，也需要做大量的實(shí)驗(yàn)研究工作。2.2.3激光的其他臨床應(yīng)用1)激光驗(yàn)血?jiǎng)澓燮鳛榱藢?shí)現(xiàn)非接觸、無(wú)感染采血，人們研制了激光驗(yàn)血?jiǎng)澓燮?，激光切口造成的水腫小，傷口愈合快，也無(wú)需消毒，一臺(tái)激光驗(yàn)血?jiǎng)澓燮骺墒褂?000萬(wàn)次，因而驗(yàn)血成本低廉。2)光學(xué)鐐及人工受精早在20世紀(jì)70年代初，科學(xué)家就意識(shí)到激光束的輻射壓力可以用來(lái)操縱介電粒子，因此出現(xiàn)了可用來(lái)操縱小物體如細(xì)胞、病毒、細(xì)菌的“光學(xué)鐐”?！?/p>

16、光學(xué)鐐”在試管受精研究方面有著重要作用。利用激光操縱搖擺不停的精子，輕輕地抓住它，幫助精子與母卵細(xì)胞結(jié)合，提高試管受精的成功率。3) 激光在口腔科的應(yīng)用臨床上用激光汽化、灼燒和切除口腔科病灶已很普遍，主要使用CO2激光及Nd:YAG激光，病種大部分為良性腫瘤。手術(shù)精確，便于取活檢組織。4) 激光在牙科的應(yīng)用激光在牙科應(yīng)用是從研究人牙的釉質(zhì)、牙本質(zhì)和各種修補(bǔ)牙齒常用材料的熱效應(yīng)而開(kāi)始的。激光鑲牙，激光防齦等方面人們已經(jīng)開(kāi)展了不少工作，關(guān)于診斷方面，有人建議用全息術(shù)診斷牙體疾病有其突出的優(yōu)點(diǎn)。激光作為一種工具，在牙科研究中開(kāi)創(chuàng)了非常有希望的一條途徑。最終，它可能導(dǎo)致進(jìn)一步控制齦齒，而且也可能在臨床牙科學(xué)引起一場(chǎng)大的變革。3結(jié)論從激光誕生開(kāi)始，幾乎所有的激光系統(tǒng)都曾在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域進(jìn)行過(guò)研究，盡管許多問(wèn)題還沒(méi)有得到解決，但是已經(jīng)建立了正確的科研方法。在激光大量應(yīng)用到臨床的過(guò)程中，很多人付出了艱辛的努力，取得了豐碩的成果，激光醫(yī)學(xué)的發(fā)展道路是光明的。最后，讓我引用梅曼先生的一句話(huà)來(lái)概括：“激光醫(yī)學(xué)推翻了人們?cè)瓉?lái)對(duì)激光的理解一激光并不是所謂的死光?！眳⒖嘉墨I(xiàn)1喀蔚波.醫(yī)學(xué)物理學(xué)一物理學(xué)在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用J.物理，2002年，06期：第400頁(yè).2趙士勇.激光在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用J.中國(guó)激光醫(yī)學(xué)雜志，2008年2月，第17卷（第1期）：第71頁(yè)到第72頁(yè).3楊優(yōu)帥.激光在