激光療法講解

1、第五節(jié)激光療法(Laser therapy)一、概述激光即由受激輻射的光放大而產(chǎn)生的光，又稱萊塞(Laser是英語“Light Amplification by stimulated Emission of Radiation” 的幾個字首的縮寫)。激光技術的成功被認為是本世紀最重大的四項科學成果之一(即原子能、半導體、計算機、激 光)。早在1949年美國物理學家朗斯(Lyons)首先發(fā)現(xiàn)氨分子在振動過程中釋放出頻率為24,000MHz 的電磁波，其波長為1.25cm，位于微波波段。因此，人們斷定氨分子的能級之間的能量相差 相當于一個波長為1.25cm的光子，或低能級的氨分子吸收了一個1.25

2、cm的波長的光子后被激 發(fā)到高能級上去。1953年美國物理學家湯斯(Towns)設法將處于高能級的氨分子分離出來，然 后用相應能量的微波光子激勵它們，射入的是很少的幾個微波光子，射出的卻是大批的同樣的 光子，射出的微波束被放大了許多倍。這就是激光受激輻射的原理。1960年美國物理學家梅 曼(Maiman)用這個原理制成了第一臺紅寶石激光器。同年伊朗籍物理學家賈范(Javan)相繼制 成了氦-氖激光器。激光剛一出現(xiàn)，它的發(fā)展前景就引起人們的強烈興趣，不久就相繼出現(xiàn)了數(shù)百種能發(fā)射不同波 長的相干光的激光器。1964年美國卡斯珀(Kasper)制成了第一臺化學激光器。1966年蘭卡德 (Lankar

3、d)等人首先制成了有機染料激光器，到目前為止，全世界已生產(chǎn)了幾千種類型的激光 器，并研制成了高壓氣體激光器、氣動激光器、高功率化學激光器、準分子激光器，自由電子 激光器和X線激光器等新品種。目前激光器輸出功率最大可達1013W，最小為mw。激光問世后，很快受到醫(yī)學和生物學界的極大重視。1961年扎雷特(Zaret)，以后坎貝爾 (Campbell)等人相繼用激光研究視網(wǎng)膜剝離焊接術，并很快被用于臨床。目前激光在臨床上除 氣化、凝固、燒灼、光刀、焊接、照射等治療應用外，在診斷和基礎理論研究方面出現(xiàn)了許多 新技術，如激光熒光顯微檢查，激光微束照射單細胞顯微檢查技術，激光顯微光譜分析，生物 全息攝影

4、及細胞或分子水平的激光檢測和微光手術等充分顯示激光一系列獨特性能。激光配合 導光纖維的應用對各種體腔內(nèi)腫瘤及其他疾患的診治，以及結(jié)合各種內(nèi)窺鏡進行激光光敏療法 診治腔內(nèi)腫瘤新技術提供有利手段。目前已研究利用激光治療心臟疾病和血管內(nèi)斑塊栓塞，包 括冠狀動脈粥樣硬化阻塞后的激光血管再通已獲初步成功?；卺t(yī)用激光的迅速發(fā)展，在激光生物醫(yī)學領域中形成了一些專門學科，如激光分子生物學， 激光細胞學，激光人體生理學，激光診斷學，激光治療學，醫(yī)用激光工藝學，激光防護學，分 子生物激光工程學等。在診治方面，激光已用于每一臨床學科，最近據(jù)有人預測到本世紀末， 應用激光技術診治疾病的新方法將超過傳統(tǒng)的診治方法，激

5、光技術將引起內(nèi)外科治療的一場 “革命”。預計在本世紀末的五至十年內(nèi)，激光技術將廣泛應用于發(fā)現(xiàn)和治療癌瘤，進行咽喉外 科手術以及縫合血管、神經(jīng)、肌腱和皮膚，治療動脈硬化斑、血管栓塞和內(nèi)科、皮膚科等的許 多疾病。二、激光產(chǎn)生的原理白熾燈、日光燈、高壓脈沖氙燈、激光燈的發(fā)光現(xiàn)象，都是光源系統(tǒng)中原子(或分子、離子)內(nèi) 部能量變化的結(jié)果。原子的能級結(jié)構(gòu)是發(fā)光現(xiàn)象的物質(zhì)基礎，激光的產(chǎn)生，不外乎通過以下幾 個過程和步驟：激發(fā) 一般原子系統(tǒng)中，絕大多數(shù)的原子不是處于低能級的基態(tài)，而是處于高能級的激發(fā)狀態(tài)的原子 數(shù)目，相比之下是非常少的。例如：在室溫(2728C)的情況下，紅寶石晶體中處于基態(tài)的鉻 離子數(shù)目為激

6、發(fā)態(tài)的1030倍，因此，紅寶石鉻離子基本上是處于基態(tài)的。如果要使這些處于 基態(tài)的粒子產(chǎn)生輻射作用，首先必須把這些基態(tài)上的粒子激發(fā)到高能級去，從低能級到高級去 的這一過程稱為激發(fā)或抽運。這個吸收能量的過程，稱做光的受激吸收（圖4-26-4）。激發(fā)的 方法很多，主要是給基態(tài)粒子外加一定能量，例如光照、電子碰撞、分解或化合以及加熱等。 基態(tài)粒子吸收能量后即被激發(fā)，例如紅寶石激發(fā)器就是脈沖氙燈照射的方法施加光能，使鉻離 子從基態(tài)激發(fā)到高能級的激發(fā)態(tài)上。又如氦-氖激光器通過電子與氦原子碰撞，使氦原子獲得 能量。氦原子通過碰撞又將能量傳給氖原子，氖原子獲得能量后從基態(tài)激發(fā)到高能級去?；瘜W 激發(fā)器是用分解或

7、化合的方法作為激發(fā)能源。圖4-26-4激光（吸收能量）由于原子內(nèi)部結(jié)構(gòu)的不同，在相同的外界條件下，原子從基態(tài)被激發(fā)到各個高能級去的可能性 是不一致的。通常把原子從基態(tài)激發(fā)到某一能級上去的可能性，叫做該能級的“激發(fā)機率”。各 能級的激發(fā)機率是不同的，有的很大，有的很小，這種機率取決于物質(zhì)自身的性質(zhì)。（二）輻射原子（或分子、離子）總是力圖使自己的能量狀態(tài)處于基態(tài)上，被激發(fā)到高能級后的粒子，力圖 回到基態(tài)上去，與此同時放出激發(fā)時所吸收的能量?；鶓B(tài)是粒子能量最平衡最穩(wěn)定的狀態(tài)，從 高級回到低能級去的過程稱為躍遷，躍遷時釋放的能量即輻射。躍遷的形式有以下幾種：1.自發(fā)躍遷 不受外界能量的影響，只是由于原

8、子內(nèi)部運動規(guī)律所導致的躍遷稱為自發(fā)躍遷。 這種躍遷釋放能量的形式又有兩種：一種是變?yōu)闊徇\動釋放能量，叫做無輻射躍遷；另一種是 以光的形式將能量輻射出來，叫做自發(fā)輻射躍遷（圖4-26-5）。自發(fā)輻射出來的光頻率Y，由發(fā) 生躍遷的兩能級間之能量差所決定。圖4-26-5自發(fā)輻射（釋放能量）普通光源如白熾燈、日光燈、高壓水銀燈、氙燈等都是通過自發(fā)躍遷輻射產(chǎn)生光，這種光是非 相干光。2.受激躍遷由于入射光子的感應或激勵，導致激發(fā)原子從高能級躍遷到低能級去，這個過程 稱為受激躍遷或感應躍遷。這種躍遷輻射叫做“受激輻射”。受激輻射出來的光子與入射光子有 著同樣的特征，如頻率、相位、振輻以及傳播方向等完全一樣

9、。這種相同性就決定了受激輻射 光的相干性。入射一個光子引起一個激發(fā)原子受激躍遷，在躍遷過程中，輻射出兩個同樣的光 子，這兩個同樣的光子又去激勵其它激發(fā)原子發(fā)生受激躍遷，因而又獲得4個同樣的光子。如 此反應下去，在很短的時間內(nèi)，輻射出來大量同模樣、同性能的光子，這個過程稱為“雪崩”。 雪崩就是受激輻射光的放大過程。受激輻射光是相干光，相干光有疊加效應，因此合成光的振 幅加大，表現(xiàn)為光的高亮度性（圖4-26-6）。圖4-26-6受激輻射（釋放能量）激發(fā)壽命與躍遷機率取決于物質(zhì)種類的不同。處于基態(tài)的原子可以長期的存在下去，但原子激 發(fā)到高能級的激發(fā)態(tài)上去以后，它會很快地并且自發(fā)地躍遷回到低能級去。在

10、高能級上滯留的 平均時間，稱為原子在該能級上的“平均壽命”，通常以符號“T”表示。一般說，原子處于激發(fā)態(tài) 的時間是非常短的，約為10-8秒。激發(fā)系統(tǒng)在1秒內(nèi)躍遷回基態(tài)的原子數(shù)目稱為“躍遷機率”，通常以“A”表示。大多數(shù)同種原子的平均躍遷機率都有固定的數(shù)值。躍遷率A與平均壽命T的關系：A=1/t由于原子內(nèi)部結(jié)構(gòu)的特殊性，決定了各能級的平均壽命長短不等。例如紅寶石中的鉻離子E3 的壽命非常短，只有10-9秒，而E2的壽命比較長，約為數(shù)秒。壽命較長的能級稱為“亞穩(wěn) 態(tài)”。具有亞穩(wěn)態(tài)原子、離子或分子的物質(zhì)，是產(chǎn)生激光的工作物質(zhì)，因亞穩(wěn)態(tài)能更好地為粒 子數(shù)反轉(zhuǎn)創(chuàng)造條件。（三）粒子數(shù)反轉(zhuǎn)和激光的形成當光子

11、通過某一介質(zhì)時，它可能被原子（或離子、分子）所吸收，從而使原子從低能級激發(fā)到高 能級去，這個過程稱為“共振吸收”或稱光的受激吸收。另外，入射光也能引起處于高能級的原 子發(fā)生受激輻射。在一般情況下，處于低能級的原子數(shù)目遠遠超過處于高能級的原子數(shù)目。要想得到受激輻射， 就必須先使原子（或離子、分子）激發(fā)到高能級去。人為地施加一定能量，使高能級上具有較多 的粒子數(shù)分布，這種狀態(tài)稱為“粒子數(shù)反轉(zhuǎn)”。產(chǎn)生粒子數(shù)反轉(zhuǎn)的物質(zhì)就稱為活性物質(zhì)。如何實 現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)，下面以紅寶石激光器為例加以說明。紅寶石激光器的激發(fā)是通過氙燈輸送能量。El、E2、E3是鉻離子相對應的三個能級，使鉻離 子從基態(tài)El激發(fā)到共振吸收帶

12、E3上去，形成了 E3對E2粒子數(shù)反轉(zhuǎn)（圖4-26-7（1）。但是由 于E3的壽命很短（即自發(fā)躍遷機率很大），因此鉻離子的能級就很快地并且以無輻射躍遷的形 式落入E2中，同時放出熱能。E2是壽命較長的亞穩(wěn)態(tài)，躍遷機率較小，因此E2就積聚了大 量的鉻離子。當氙燈光足夠時，則E2上的粒子（鉻離子）數(shù)就大為增加，此時E2對El來說就 出現(xiàn)了粒子數(shù)反轉(zhuǎn)（圖4-26-7（2）。若用E2與El間躍遷相對應頻率丫= （E2-E1）/h的光子引 發(fā)時，上述活性系統(tǒng)就可產(chǎn)生E2對El的受激輻射。受激輻射可以使光放大，這種放大是由于 該系統(tǒng)受激發(fā)時從外部吸收的能量和引發(fā)的能量一舉放出的結(jié)果，如圖4-26-8所示。

13、圖4-26-7粒子數(shù)反轉(zhuǎn)處于粒子數(shù)反轉(zhuǎn)狀態(tài)的活性系統(tǒng)，可以產(chǎn)生“雪崩”。雪崩過程可以使光再次放大。該過程的繼 續(xù)進行，必須通過一定的裝置，這種裝置就是光學共振腔。從共振腔中持續(xù)發(fā)出來的、特征完 全相同的大量光子就是激光。（四）光學共振腔激光所以具有良好的單色性、方向性以及較高的亮度，主要是取決于光學共振腔的作用。于工 作物質(zhì)的兩端加上兩快相互平行的反光鏡，其中一塊是全反射鏡，另一塊是半反射鏡，這就是 光學共振腔的主要結(jié)構(gòu)（圖4-26-9）。在光學共振腔中的活性物質(zhì)，受到外加能量的激勵而產(chǎn)生的光子可以射向各個方向，但其中傳 播方向與反射鏡垂直者，則在介質(zhì)中來回反射振蕩。在反射振蕩的過程中，引發(fā)介

14、質(zhì)中其它活 性物質(zhì)點受激輻射，因此這種輻射的強度越來越大。由于受激輻射反復振蕩產(chǎn)生的大量光子都 具有相同的特征和一致的傳播方向，因此決定了激光具有良好的單色性和準直的定向性。又由 于光子來回不斷地進行振蕩，輻射強度借以得到極度的增大，因此又保證了激光的高度性。激 光在光學共振腔中形成的過程如圖4-26-10所示。圖4-26-9光學共振腔示意圖三、激光的物理特性應著重指出，激光本質(zhì)上和普遍光線沒有什么區(qū)別，它也可受光的反射、折射、吸收、透射等 物理規(guī)律的制約。但是由于激光的產(chǎn)生形式不同于一般光線，故它具有一些特點。（一）激光的高亮度性一般規(guī)律認為，光源在單位面積上向某一方向的單位立體角內(nèi)發(fā)射的功

15、率，就稱為光源在該方 向上的亮度。激光在亮度上的提高主要是靠光線在發(fā)射方向上的高度集中。激光的發(fā)射角極小 （一般用毫弧度表示），它幾乎是高度平等準直的光束，能實現(xiàn)定向集中發(fā)射。因此，激光有高 亮度性。另外，激光的亮度也取決于它的相干性。相干性是一切波動現(xiàn)象的屬性。光有波動性，因此也 有相干性。一般光源發(fā)射出來的光是非相干光，它是波長不等、雜亂無序的混合光束。由于非相干光的波 長、相位、振幅極不一致。因此它們的合成波也是一條雜亂無章、毫無規(guī)律的曲線（圖4-26- 1），從中不易找出它的周期性來。普通光源如日光、燈光等所輻射的就是這非相干光線。圖4-26-1非相干輻射發(fā)光系統(tǒng)中，處于激發(fā)狀態(tài)的原子

16、（或分子、離子）受相應的外界能量（例如入射光子）激勵時， 它就從高能級躍遷到低能級，同時釋放出一個光子，這個被釋放的光子和入射的光子是完全一 樣的。它們兩者的波長、傳播方向、振輻及相位都完全一樣。這樣的輻射波具有相干性，它們 的譜線很窄。根據(jù)波的迭加原理，如果兩列波同時作用于某一點上，則該點的振動等于每列波單獨作用時所 起的振動代數(shù)和。因此，相干光的合成波就是迭加效應的結(jié)果（圖4-26-2）。合成波的相位、 波長、傳播方向皆不改變，只是振幅急劇地增加了。因此，通過迭加后的光色不變，只光的強 度極大地增加了。激光所以有高亮度的特點也是由于相干光迭加效應的結(jié)果。激光的亮度可以 比太陽表面亮高101

17、0倍。一束激光經(jīng)過聚焦后，由于其高亮度性的特點，能產(chǎn)生強烈的熱效應，其焦點范圍內(nèi)的溫度可 達數(shù)千度或數(shù)萬度，能熔化甚至于氣化對激光有吸收能力的生物組織或非生物材料。如工業(yè)上 精密器件的焊接、燈孔、切割；醫(yī)學上切割組織（光刀）、氣化表淺腫瘤以及顯微光譜分析等這 些新技術都是利用激光的高亮度性所產(chǎn)生的高溫效應。激光功率密度的單位為mw/cm2或W/cm2，能量密度為焦爾/厘米2。（二）激光的高單色性一般理療上常用光源，有熱光源（如白熾燈、紅外線燈）和氣體放電發(fā)光光源（如紫外線燈）。這 類光源的發(fā)光物質(zhì)比較復雜，以自發(fā)輻射形式產(chǎn)生光子，發(fā)出的光線很不純，它們的譜線范圍 是連線的或是帶狀的光譜。一般“

18、單色光”被分光鏡分解后，它也不是連續(xù)的色帶，而是一條條獨立的、并且具有特定位置 的亮光，通常稱這為譜線。臨床上所謂的單色光也并非是單一波長的光，而是有一定波長的譜 線。波長范圍越小，譜線寬度越窄，其單色性也越好。因此，譜線的寬度是衡量光線單色性好 壞的標志。激光是物質(zhì)中原子（或分子、離子）受激輻射產(chǎn)生的光子流，它依靠發(fā)光物質(zhì)內(nèi)部的規(guī)律性，使 光能在光譜上高度地集中起來。在激光的發(fā)光形式中，可以得到單一能級間所產(chǎn)生的輻射能， 因此，這種光是同波長（或同頻率）的單色光。光譜高度集中時，其純度甚至接近單一波長的光 線，例如氦-氖激光就是6328的單色紅光。（三）激光的高度定向性激光的散射角非常小，通

19、常以毫弧計算。例如紅寶石激光的散射角是0.18，氦-氖激光只有 1毫弧度。因此，激光幾乎是平等準直的光束，在其傳播的進程中有高度的定向性。手電筒照 明時，由于光的散射角大，遠達數(shù)十米后，光散開并形成大而暗淡的光盤。激光由于散射角 小，可以準直地射向遠距離目的物。1962年，將激光發(fā)射向月球，經(jīng)過40多萬公里的進程 后，其散開的光斑的直徑也不過只有兩公里多。利用激光的準直性進行測距，從地球到月球之 間的誤差不超過1.5m。由于激光的單色性和方向性好，通過透鏡可以把光束集中（聚焦）到非常小的面積上，焦點的直 徑甚至可以接近激光本身的波長，這是普通光源所不及的。因為從普通光源中發(fā)射出來的光束 向各個

20、方向傳播，它們是互不平行的光，所以通過透鏡只能看到某種尺寸的物相（圖4-26- 3（1）。另外，從普通光源中發(fā)射出來的光含有很多波長不等的光成份，當通過透鏡時，由于 不同波長光的折射率不同，所以不同波長光的焦點不在一個平面上（圖4-26-3（2）。只有激光 才能輻射出幾乎是平行的光束，并且波長一致（單色性好），因此可以聚焦成為很小的光點（圖 4-26-3（3）。聚焦激光光束的能量密度可以達到很高的程度，這種特點是臨床外科和細胞外科 使用光刀的決定條件。圖4-26-3普通光與激光聚焦效果的不同（1）互為不平行的光束，不能集中到一點上（2）互為不同波長光束，不能集中到一點上（3）嚴格平行的等波長光

21、束，能集中到一點上光點的直徑是由透鏡的焦距和光束的發(fā)散角所決定，如果我們知道焦距的發(fā)散角的數(shù)值，就可 以用下列公式計算光點的直徑大小。d = f 9上式中，f為透鏡的焦距（m），d為光點的直徑（m），9為光束的發(fā)射角（弧度）。例如，選擇焦 距為5cm的透鏡，光束發(fā)散角為10-4弧度，求光點直徑。根據(jù)上述公式從理論上推算：d = 0.05X10-4 = 5p 實際，常常由于激光器的質(zhì)量不好（單色性程度差），影響到光點的高度集中，達不到理論上的 效果。四、激光的生物學作用基礎 目前認為激光生物學作用的生物物理學基礎主要雖光效應、電磁場效應、熱效應、壓力與沖擊 波效應。（一）光效應激光照射生物組織所

22、引起的光效應中主要決定于組織對于不同波長激光的透過系 數(shù)（T）和吸收系數(shù)（A）。不同的組織及組織中的不同物質(zhì)對于不同波長的激光的透過系數(shù)和吸收 系數(shù)是不同的，對組織的光效應大小由T與A的乘積決定。TA的積愈大，則此種激光對該 組織的光效應也愈大，例如：用于視網(wǎng)膜凝固，波長為6943的紅寶石激光作用于視網(wǎng)膜時， TA = 71%,這個數(shù)值比較大，故光凝固效果好，但對視網(wǎng)膜乃是波長為5750的激光的T與A 的乘積最大，即光效應最佳。組織吸收了激光的量子之后可產(chǎn)生光化學反應、光電效應、電子躍遷、繼發(fā)其它波長的輻射 （如熒光）、熱能、自由基、細胞超微發(fā)光（生物化學發(fā)光、系自由基重新結(jié)合時釋放出來的），

23、 可造成組織分解和電離，最終影響受照射組織的結(jié)構(gòu)和功能，甚至導致?lián)p傷。光化學反應在光效應中有重要的作用，普通光所引起的各種類型的光化學反應，激光也都可引 起。激光作用于活組織的光效應大小，除激光本身的各種性能外，組織的著色程度或稱感光體（色 素）的類型起著重要的作用，互補色或近互補色的作用效果最明顯。不同顏色的皮膚，不同顏 色的臟器或組織結(jié)構(gòu)對激光的吸收可有顯著差異。在醫(yī)療和基礎研究中，為增強激光對組織的光效應，可采用局部染色法，并充分利用互補色作 用最佳這一特點。另一方面，也可利用此法限制和減少組織對激光的吸收。（二）熱效應激光的本質(zhì)是電磁波，若其傳播的頻率與組織分子等的振動頻率相等或相近，

24、就 將增強其振動，這種分子振動即產(chǎn)生熱的機理，故也稱熱振動。在一定的條件下作用于組織的 激光能量多轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，故熱效應是激光對組織作用的重要因素。分子熱運動波長主要表現(xiàn)在 紅外線波段附近，因此二氧化碳激光器輸出的紅外激光對組織的熱作用甚強烈，一定類型和功 率的激光照射生物組織時，在幾毫秒內(nèi)可產(chǎn)生2001000C以上的高溫，這是因為激光，特別 是聚焦激光能夠在微細的光束內(nèi)集中極大的能量，例如：數(shù)十焦耳的紅寶石激光或釹玻璃激光 聚焦于組織微區(qū)，能在數(shù)毫秒內(nèi)使該區(qū)產(chǎn)生數(shù)百度的高溫，以致破壞該部位的蛋白質(zhì)，造成燒 傷或氣化，而數(shù)十焦耳的普通光是根本無此作用的。此外，還發(fā)現(xiàn)激光引起的升溫，當停止照 射后

25、，其下降的速度比任何方式引起的升溫下降速度慢，例如：數(shù)十焦耳紅寶石或釹玻璃脈沖 激光引起的升溫要下降到原正常溫度，約需數(shù)十分鐘。（三）壓強效應當一束光輻射到某一物體時，在物體上產(chǎn)生輻射壓力，激光比普通光的輻射壓 力強的多。若焦點處的能量密度為108瓦/平方厘米，其壓力為40克/平方厘米；當激光束聚 焦到0.2毫米以下的光點時，壓力可達200克/平方厘米；用107瓦巨脈沖紅寶石激光照射人 體或動物的皮膚標本時，產(chǎn)生的壓力實際測定為175.8公斤/平方厘米。當激光束照射活組織時，由于單位面積上的壓力很大，故活體組織表面的壓力傳入到組織內(nèi) 部，即組織上輻射的部分激光的能量變?yōu)闄C械壓縮波，出現(xiàn)壓力梯度

26、。如果激光束壓力大到能 使照射的組織表面粒子蒸發(fā)的程度，則噴出活組織粒子，并導致同噴出的粒子運動方向相反的 機械脈沖波（反沖擊）一一沖擊波出現(xiàn)，這種沖擊波可使活組織逐層噴出不同數(shù)量的粒子，最后 形成圓錐形“火山口 ”狀的空陷。除上述由于強大的輻射壓引起的反沖擊壓而形成的沖擊波外，組織的熱膨脹也可能產(chǎn)生沖擊 波。由于在短時間內(nèi)（毫秒或更短）溫度急劇上升，瞬間釋放出來的熱來不及擴散，因而產(chǎn)生加 速的體熱膨脹，例如：用60焦耳的紅寶石激光照射小鼠腹壁，在幾毫秒內(nèi)腹壁形成半圓形突 起，此即被照射的皮下組織處產(chǎn)生了爆炸性的體熱膨脹。因體熱膨脹而在組織內(nèi)形成的壓力以及反沖壓，都可產(chǎn)生彈性波向其它部位傳播，

27、最初是形成超聲波，逐漸因減速而變?yōu)槁暡ǎM而變?yōu)閬喡暡ㄐ问降臋C械波，最后停止傳播。在組織的微腔液體層內(nèi)，因超聲波聽傳播同時可出現(xiàn)空穴現(xiàn)象，因空穴的積聚可造成明顯的組 織塌陷現(xiàn)象，有時又可產(chǎn)生數(shù)值較大的壓縮沖擊波，這一系列的反應均可造成損傷。彈性波對組織的影響可遠離受照射的部位，例如：用極微弱的紅寶石激光照射人和動物的眼部 時，在頭皮層均可記錄到聲波和超聲波。在強激光束造成的極強的電場中，組織的電致伸縮現(xiàn)象也可產(chǎn)生沖擊波和其它彈性波。（四）電磁場效應 在一般強度的激光作用下，電磁場效應不明顯；只有當激光強度級大時，電 磁場效應才較明顯。將激光聚焦后，焦點上的光能量密度達106瓦/平方厘米時，相當

28、于105 伏/平方厘米的電場強度。電磁場效應可引起或改變生物組織分子及原子的量子化運動，可使 體內(nèi)的原子、分子、分子集團等產(chǎn)生激勵、振蕩、熱效應、電離，對生化反應有催化作用，生 成自由基，破壞細胞，改變組織的電化學特性等；激光照射后究竟引起哪一種或哪幾種反應， 與其頻率和劑量有重要的關系，例如：電場強度只有高到1010伏/厘米以上時，才能形成自由 基。激光照射腫瘤時，只是直接照射一部分組織，但對全部腫瘤可有良好的作用，其中可能的 作用機理之一，有人認為就是電磁場作用的結(jié)果。五、激光的治療作用（一）激光的生物刺激和調(diào)節(jié)作用激光與其它各種物理因子對組織器官直至機體的基本作用規(guī)律是相同的，即小劑量作

29、用時具有 刺激（加強）作用和調(diào)節(jié)作用。原則上不論使用哪一種激光均符合這一概念。以氦激光為例介紹 如下：小功率的氦氖激光照射具有明顯的生物刺激作用和調(diào)節(jié)作用。目前認為：小功率的氦氖激光照 射的治療作用基礎不是溫熱效應，而是光的生物化學反應。小功率的氦氖激光照射皮膚時，在光生物化學反應的基礎上，可影響細胞膜的通透性，影響組 織中一些酶的活性，如激化過氧化氫酶，進而可調(diào)節(jié)或增強代謝，可加強組織細胞中核糖核酸 的合成和活性，加強蛋白質(zhì)的合成；可使被照射的部位中糖原含量繒加；可使肝細胞線粒體合 成三磷酸腺苷（ATP）的功能增強。小功率的氦氖激光照射具有消炎、鎮(zhèn)痛、脫敏、止癢、收斂、消腫、促進肉芽生長、加

30、速傷 口、潰瘍、燒傷的愈合等作用。小功率的氦氖激光照射可使成纖維細胞的數(shù)目增加，因而增加膠原的形成，可加快血管的新生 和新生細胞的繁殖過程，基于其對代謝和組織修復過程的良好影響，可促進傷口愈合，加快再 植皮瓣生長，促進斷離神經(jīng)再生，加速管狀骨骨折愈合，促進毛發(fā)生長等。小功率的氦氖激光照射不能直接殺滅細菌，但可加強機體的細胞和體液免疫機能，如可加強白 細胞的吞噬功能，可使吞噬細胞增加或增強巨噬細胞的活性，可使廣球蛋白及補體滴度增加； 此外，微生物檢查發(fā)現(xiàn)：激光照射可改變傷口部葡萄球菌對抗菌素的敏感性。小功率的氦氖激光照射可影響內(nèi)分泌腺的功能，如加強甲狀腺、腎上腺等的功能，因而可調(diào)節(jié) 整個體內(nèi)的代

31、謝過程；此外，并可引起周圍血液和凝血系列的改變，其基本規(guī)律是具有調(diào)節(jié)作 用。小功率氦氖激光照射可改善全身狀況，調(diào)節(jié)一些系統(tǒng)和器官的功能。用小功率的氦氖激光照射 咽峽粘膜或皮膚潰瘍面，神經(jīng)節(jié)段部位，交感神經(jīng)節(jié)、穴位等不同部位，與某些局部癥狀改善 的同時，可出現(xiàn)全身癥狀的改善，如精神好轉(zhuǎn)、全身乏力減輕、食欲增加、原血沉加快者于照 后血沉減慢等。據(jù)報導：高血壓患者經(jīng)氦氖激光照射治療后，不僅可使血壓降低，一療程照射 后還可使血液的凝固性降低，使血清中總蛋白的含量升高，血漿及紅細胞內(nèi)鉀的含量升高。此 外，據(jù)動物實驗：用1.5mw的氦氖激光照射兔或狗的皮膚，對全身代謝有刺激作用；用1 1.5mw的氦氖激光照射兔眼，可引起全身性的血液動力學變化。小劑量氛氖激光多次照射過程中可有累積效應，在臨床工作中我們體會到：在激光照射的前兩 次往往不出現(xiàn)效果，而在三、四次照射后即可出現(xiàn)療效，因此要呈現(xiàn)激光照射的療效，需經(jīng)過 一定作用的累積過程。當然，也有一次照射后即出現(xiàn)療效的情況，但這往往是局部癥狀的改 善。小功率的氛氖激光多次照射的生物學作用和治療作用具有拋物線特性，即在照射劑量不變的條 件下，機體的反應從第34天起逐漸增強，至第1017