激光醫學發展范文

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1960年夏,美國的TMAIMAN制成了世界上第一臺紅寶石激光器，從此，一種完全新穎的光源誕生了。它的光、電、磁、熱、機械壓強和生物刺激等多種效應，使得許多疾病的繁難治療過程變得簡單而療效顯著，為疾病的診斷和治療開創了一個全新的領域。

我國也于1961年后相繼制造成功紅寶石激光器和氦-氖(He-Ne)激光器。隨著激光器制作工藝的不斷改進，特別是激光的傳導輸出方式和它有效的輸出功率，使醫生的夢想變為現實。低功率激光治療不再局限于體表的照射，光針穴位照射和血管內照射在臨床應用已很多。高功率的激光手術刀，由表面的切割氣化進入內窺鏡手術，使病員免受常規手術的痛苦；激光光敏診斷及光動力學治療為腫瘤的診治開辟了新的途徑；激光角膜成形術、激光血管成形術、激光心肌打孔術成為當前重要的研究應用課題；中紅外激光的醫學應用，以及用X波段光的發展來揭示人類生命奧秘，高速定序DNA分子結構,將掀起一場體視和顯微成像的革命。以下簡要介紹近幾年來我國激光醫療研究及應用概況。

1低功率激光的臨床應用與研究

近年來低功率激光（弱激光）所產生的生物效應以及在生物技術和醫療方面的應用引起了廣泛的重視，特別是在可見光范圍內的激光產生的生化效應在臨床較為顯著。以He-Ne激光為代表的低功率激光較早應用于體表照射，其抗菌、消炎、止痛、止癢、促進傷口愈合、改善血液循環以及提高機體免疫功能的作用已陸續被臨床和基礎研究所證實。

1.1激光的體表照射

1.1.1抑菌消炎作用實驗證明，He-Ne激光照射可抑制細菌酶蛋白合成，使菌體蛋白變性。照射炎灶區，具有抑制青霉素酶陽性的金黃色葡萄球菌增殖、降低血管通透性、減少炎性滲出、促進炎癥吸收的作用［1］。

1.1.2促進皮瓣成活在照射5～10d的最佳時間段內,增加真皮下血管網皮瓣的成活率。它可降低皮瓣內過氧化脂質(LPO)的含量,減輕組織細胞損傷,激活體內超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化氫酶(CAT)等,調節機體的生化過程［2,3］。

1.1.3增強免疫功能它具有免疫調節,增強機體的細胞免疫功能，通過提高T輔助性細胞的功能,調節免疫反應。照射小鼠脾區后,脾T淋巴細胞轉化率、輔助性T細胞(TH)均顯著增加,抑制性T細胞(Ts)顯著減少［4］。

1.2光針穴位照射

可代替針灸作無創性治療，此法易被病員接受，用于腦血管病后遺癥、面癱、神經痛、前列腺炎、慢性胃炎等疾病的治療。

1.3He-Ne激光血管內照射(ILIB)

在治療缺血性心臟病、腦血管病等方面取得良好療效［5］，此法由前蘇聯學者80年代末研究應用于臨床，這幾年我國的應用和基礎研究主要有以下幾方面:

1.3.1清除自由基荊忱等通過治療冠心病患者,觀察血漿中脂質過氧化指標(LPO,SOD)及全血中谷胱甘肽過氧化物酶(GSHpx)的變化,發現He-Ne激光抗脂質過氧化及清除自由基作用十分明顯，血漿LPO濃度顯著降低而SOD及GSHpx水平明顯升高,調節了血栓素、前列環素的平衡，抑制血小板活化、防止血栓形成和冠脈痙攣，改善心肌缺血缺氧狀態，使冠心病患者心絞痛發作次數減少，持續時間縮短，用藥劑量減半［6］。

1.3.2改善血液流變學指標第三軍醫大學曹文新等觀察He-Ne激光血管內照射對慢性間斷缺氧家兔血液流變學特性的影響，以2.0mWHe-Ne激光靜脈內照射90min之后,使血漿粘度和低切率下全血粘度顯著下降,紅細胞聚集指數明顯降低,兩者呈正相關,這對缺氧狀態下血液流變學特性的改善具有獨特意義。因為在缺氧狀態下，紅細胞代償性增多，超過最適紅細胞壓積水平又可導致血液粘滯度增高，而激光照射RBC,HCT的指標尚未改變，血液粘滯度卻顯著降低，認為紅細胞聚集性降低可能是該項治療的主要機制［7］。

1.3.3活血抗凝作用劉穎等觀察120例頸內動脈系統急性缺血性腦血管疾病患者,同樣證明激光的血管內照射改善了血液流變學性能,改善微循環,增快腦血流速度,而且可能有激活纖溶系統功能的作用［8］。

吳光敏等學者最近從弱激光對α-螺旋蛋白質分子作用方面,在理論上研究了弱激光所引起的氫鍵-肽鍵上的角共振,認為這種共振極有可能會使蛋白質中的氫鍵打開，而導致蛋白質二級以上的結構改變，蛋白質空間構象的變化將會引起酶的活性變化，如果由此產生一系列正效應，則可改善細胞功能，刺激免疫系統。激光引起的這種共振能夠破壞那些處于臨界狀態上的蛋白質間的結合，如:阻礙血液中的纖維蛋白間的相互結合，降低纖維蛋白的濃度。從理論上證實了血管內照射的活血、抗凝作用機制［9］。

1.3.4調節免疫、內分泌徐清等報道650nm的半導體激光血管內照射對人體外周血T淋巴細胞亞群及NK細胞的免疫調節作用,對CD4+/CD8+比值具有雙向調控作用,即偏離(高于或低于)正常值的患者照射后恢復到正常水平［10］。此外，低功率激光對糖尿病患者胰島素、性激素有良好的調節作用［11］。在眼科，低功率的半導體激光用于青光眼的治療，視網膜光凝固和視網膜固定等。

2高功率激光的應用與發展前景

高功率激光在醫學上的應用已經非常普遍。從體表各種疣、痣、贅生物及良惡性腫瘤的氣化切割，到內腔疾病的治療。從最早的二氧化碳、Nd:YAG激光到準分子激光、高能超脈沖二氧化碳激光、調Q的翠綠寶石、HO:YAG激光以及高功率半導體激光的應用,激光器逐步趨向于小型化、輕便化。柔韌的光纖可選擇性地輸出較高功率的激光。特別是近幾年出現的HO:YAG和高功率半導體激光使激光外科技術獲得重大進展,在普外、泌尿、婦科、耳鼻喉科等多個領域推廣使用。

2.1HO:YAG-中紅外激光

波長為2.15μm左右HO:YAG激光,目前脈沖能量可達0.5～2.8J/脈沖;脈沖頻率5～40次/s;平均功率1.25～80W。人體組織水吸收率在2.0、3.0μm光的波長附近有兩個尖銳的吸收峰,此波段與組織作用時,光易被體液吸收,對鄰近組織熱擴散作用小,比其它可見光及近紅外激光的熱損傷小,光作用點吸收強［12］。現已成功地應用于各內窺鏡手術:經喉鏡治療聲帶息肉;經纖維支氣管鏡治療肺癌；經食道、胃、腸鏡治療息肉、惡性腫瘤；腹腔鏡下治療卵巢囊腫、子宮內膜移位癥；膀胱鏡、輸尿管鏡下進行前列腺肥大、碎石、膀胱癌等手術。氣化切割作用優于Nd:YAG激光。

2.2半導體激光

早期的半導體激光因不能輸出高功率激光而受到限制。關鍵在于微型大功率半導體芯片的生產技術。隨著高功率半導體激光陣列技術、可兼容的光導纖維以及參量計算精密控制技術的出現，醫學多科應用的前景十分可觀。英國研制的805nm波長的砷化鎵鋁半導體激光,不需水冷卻,體積很小,能同時完成氣化和凝固作用。它具有五種工作模式：①)接觸式手術:非常適合在內窺鏡下進行最小侵入式手術，如膀胱腫瘤、前列腺切除、懸雍垂及鼻息肉切除。②非接觸式手術:主要通過其脈沖模式和熱效應進行骨科手術,包括關節鏡手術、椎間盤切除等。③插入式或光凝固手術：激光束從光纖末端的探頭刺入組織中，由縱向傳導轉變為徑向散射，使周圍組織升溫，引起變性、凝固壞死，用于腫瘤的治療。④光動力療法：隨著新的光敏劑的開發使用，波長在630～980nm的半導體激光對光動力學療法極為有效。⑤組織焊接：波長808nm的半導體激光產生損傷較小的,有選擇的組織反應,從而使組織粘連。

半導體激光生物效應介于Nd:YAG及HO:YAG之間,氣化作用優于Nd:YAG激光,凝固止血作用優于HO:YAG激光，發展前景非常廣泛。

2.3新型高能超脈沖二氧化碳激光

美國的高能超脈沖二氧化碳激光近兩年進入我國。它具有精美的觸摸式熒屏控制臺，有多種可調光斑手具，光束精細得像手術刀樣在紙上劃過而不留痕跡，又可通過電腦圖形發生器，變換多圖形大光斑，發生均勻注入式輸出。脈沖能量大于200mJ,脈沖頻率及峰值能量高,激光波型呈矩形，波峰均在有效范圍內，間隙對周圍組織無損傷，在去除皮膚皺紋和色素斑塊、整復眼袋、重瞼成形等美容手術方面療效顯著。 

2.4多功能多波長的“維納斯”

多功能多波長的“維納斯”激光美容系統，它是集755nm翠綠寶石、1064nmNd:YAG、可調脈寬532nm和倍頻YAG為一體,在去除色素性病變如：太田痣、錯誤紋眉、紋身、血管瘤、鮮紅斑痣的治療中能發揮很好的作用。它配有藍寶石冷卻頭，對周圍組織的熱損傷較小，疤痕發生機率明顯下降。

在醫學的診斷與治療中，小型微型化、多波段、長壽命、可靠性和高效率的激光已成為激光醫療技術發展的方向。激光的發明者TMAIMAN博士曾預言,下世紀每個醫生都應有一臺激光。激光技術已深入到生命科學的各領域，成為解決臨床治療難題的有力武器。新晨

參考文獻

1高美華,李武修,張燕,等.氦氖激光照射對青霉素酶陽性金黃色葡萄球菌抑菌作用研究.中華理療雜志,1997,20:75-77.

2楊杰,夏家騮,聶培力,等.氦氖激光對真皮下血管網皮瓣的影響.中華理療雜志,1997,20:134-136.

3黃金龍,冷永成,榮國華.氦氖激光對大鼠皮瓣存活的影響.中華理療雜志,1997,20:202-203.

4崔芳,陳庭紅,任雨笙.氦氖激光照射對脾T細胞轉化及T細胞亞群的影響.中華理療雜志,1995,18:77-78.

5韋興昌,劉開祥,俸軍林,等.低能量氦氖激光血管內照射療法.中華理療雜志,1995,18:45-48.

6荊忱,戴成祥,劉瑞云,等.低能量氦氖激光血管內照射治療冠心病60例.中華理療雜志,1997,20:89-91.

7曹文新,吳士明.氦氖激光血管內照射對慢性間斷缺氧家兔血液流變學特性的影響.中華理療雜志,1998:27:103-104.

8劉穎,徐忠寶,劉筑聞等.弱He-Nc激光血管內照射治療急性缺血性腦血管病療效及作用機理探討.激光醫學,1998,8:18-20.

9吳光敏,雷玉明,周凌云.弱激光醫療作用的分子理論探討.激光醫學,1998,8:1-4.

10徐清,史桂英,許松林等.半導體激光血管內照射對人體外周血T淋巴細胞亞群及NK細胞的調節作用.激光醫學,1998,8:4-7.

11肖學長,劉燦坤,劉彥英等.低能量氦氖激光血管內照射對Ⅱ型糖尿病患者胰島素、性激素的影響.中華理療雜志,1997,20:102-103.

12許松林,激光照亮了醫學發展的道路.激光醫學,1994,5:1-6.