激光在医学中的应用

激光在医学中的应用摘要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。激光在医学上的应用主要分三类：激光生命科学研究、激光诊断、激光治疗，其中激光治疗又分为：激光手术治疗、弱激光生物刺激作用的非手术治疗和激光的光动力治疗。关键词：激光手术激光理疗激光针灸激光诊断和检测激光的生物效应一般认为激光有五个方面的效应：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/cm。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。④电磁场作用。高功率激光所产生的强电磁场，可以使生物组织发生明显的变化。⑤刺激作用。主要指功率较低的He－Ne激光对机体的作用。可促进神经再生，毛发生长，降低的血细胞回升，使骨痂生长迅速而使骨折愈合，还可抑制细菌生长从而消炎止痛。以上五种效应中，压力效应和电磁场效应主要为大功率或中等功率激光所具有。而光化学反应和光刺激作用主要由小功率激光引起，热效应则大、中、小三种功率的激光均有。医用激光器的种类常用的医用激光器有以下几种：①氦氖激光器。输出波长为6328的红色激光。特点是结构简单，操作方便，价廉，寿命长，使用万小时以上。用于消炎、镇痛或作激光光针和理疗。②二氧化碳激光器。输出波长为10.6m的远红外激光。特点是输出功率大，用作激光刀进行烧灼、切割和汽化。③氩离子激光器。输出波长为4880和5145的蓝绿色激光。特点是功率大，又在可见光范围。用于光凝固治疗，如眼底病和十二指肠、胃溃疡的光凝固治疗。④掺钕钇铝石榴石激光器。输出波长为1.060m的近红外激光。特点是输出功率大，对组织作用深而均匀，对红色组织有亲和力，又可用光导纤维传输。常与内窥镜结合进入腔内治疗肿瘤、息肉、出血等，是最常用的激光器之一。其他准分子激光器、铜蒸气激光器、红宝石固体激光器、半导体激光器等在临床上也经常使用。激光手术即利用功率密度较高的激光束，对病灶进行汽化、凝固、切割。特点是：①出血少或不出血。激光有热凝固作用，能封闭直径小于1mm的动脉和2mm的静脉，因此术中可以少出血或不出血，术中或术后可以不输血或少输血。②减少感染机会。激光对组织无机械接触，而且激光的高温还可以杀菌，故可以减少伤口感染率。③防止肿瘤转移。连续激光手术时封闭了小血管和淋巴管，又不压迫肿瘤，从而防止肿瘤转移。④精确度高。由激光器发射出的激光束是以定向的方式几乎毫不发散地沿空间极小的立体角范围传播，能量集中，故可以精确地切除很小的病变，其切口边缘锐利，对不足1mm的病变亦可进行手术。⑤手术时间短。术中多数小血管不出血,不需结扎；出血量少,手术清晰，病变和正常组织易于分辨，故激光手术时间短。⑥可做腔内精细手术。借助各种内窥镜（如喉镜、气管镜、食管镜、胃镜、膀胱镜等）或外科显微镜，通过光导纤维将激光束导入脏器腔或血管内，可进行凝固止血或汽化切割病变组织（息肉、癌肿等），也可以粉碎结石、清除血管内血栓等。⑦术后反应轻，副作用小。激光手术常采用凝固止血术、切割术和汽化术三种方式。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②激光切割术。50W以上的CO激光和30W以上的Nd-YAG激光聚焦以后对组织进行切割手术，切割的组织包括皮肤、皮下脂肪、筋膜、肌肉、硬脑膜、脑、脊髓、周围神经、心脏、肝、肾、胃、肺和肿瘤组织等，用激光手术切割，切口光滑不出血或极少出血。对不同组织需要不同的激光功率。激光切割对切口周围组织的损伤并不严重临床常用激光切除肝脏,切除烧伤的焦痂、骨板、痔核、肿瘤等。已研制成“激光石英石刀”和“激光蓝宝石刀”,可以一边切开组织,一边使血管凝固、封闭,手术中出血量比电刀减少2/3以上。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、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。用激光汽化动脉内斑块后产生的是CO、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。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理疗即利用弱激光对病变部位进行局部照射治疗。常用的激光是扩束的CO激光和He-Ne激光二种。扩束CO激光治疗的原理是:CO激光发出10600nm的远红外线作用到机体，使生物分子振动加剧，局部组织温度上升,血管扩张,血流速度加快,组织代谢加快,新陈代谢旺盛，加强组织营养和组织再生能力，增强组织细胞活性，加速代谢产物的吸收。它对机体的作用包括以下三个主要方面：①扩张血管，改善血液循环。这主要通过神经反射和体液而产生。②解除平滑肌和骨骼肌的痉挛。CO激光扩束照射腹壁浅层,通过反射使胃肠平滑肌松弛和蠕动减慢。远红外线作用在皮肤上，血管内血液温度上升,流到肌肉,使肌肉温度也上升，作用在γ纤维上,使其兴奋性下降,于是骨骼肌的痉挛缓解。③镇痛作用。远红外线的加热作用降低感觉神经的兴奋性，另外，加热本身作为一种新的刺激与疼痛刺激的冲动同时传到中枢神经系统,在中枢神经系统内形成干扰,减弱痛的感觉。在热的作用下，渗出物吸收加速，组织张力下降，肿胀减退，而使疼痛减弱。加热作用下肌张力也下降，肌肉痉挛减轻,疼痛也减轻。CO激光扩束治疗主要依靠热效应，故对慢性炎症如风湿性关节炎、类风湿性关节炎、支气管哮喘、骨性关节炎、纤维组织炎、肌肉劳损、盆腔炎、慢性子宫附件炎、皮肤溃疡、神经性皮炎、颞颌关节紊乱、肩关节周围炎、腰肌劳损、网球肘、腱鞘炎、滑囊炎、湿疹、外阴瘙痒症、慢性喉炎等效果明显。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。激光用于牙科应用于牙科的激光系统依据激光在牙科应用的不同作用，分为几种不同的激光系统。区别激光的重要特征之一是：光的波长，不同波长的激光对组织的作用不同，在可见光及近红外光谱范围的光线，吸光性低，穿透性强，可以穿透到牙体组织较深的部位，例如氩离子激光、二极管激光或Nd：YAG激光。而Er：YAG激光和CO，激光的光线穿透性差，仅能穿透牙体组织约0．01毫米。区别激光的重要特征之二是：激光的强度(即功率)，如在诊断学中应用的二极管激光，其强度仅为几个毫瓦特，它有时也可用在激光显示器上。用于治疗的激光，通常是几个瓦特中等强度的激光。激光对组织的作用，还取决于激光脉冲的发射方式，以典型的连续脉冲发射方式的激光有：氩离子激光、二极管激光、CO2，激光；以短脉冲方式发射的激光有：Er：YAG激光或许多Nd：YAG激光，短脉冲式的激光的强度(即功率)可以达到1,000瓦特或更高，这些强度高、吸光性也高的激光，只适用于清除硬组织。激光在龋齿的诊断方面的应用：1、脱矿、浅龋2、隐匿龋激光在治疗方面的应用：1、切割2、充填物的聚合，窝洞处理激光去除面部黑痣激光去黑痣的原理就在于将激光在瞬间爆发出的巨大能量置于色素组织中，把色素打碎并分解，使其可以被巨噬细胞吞并掉，而后会随着淋巴循环系统排出体外，由此达到将色素去去掉的目的。激光去痣可以适用的痣的类型很多，比如包括上面提到的三种色素痣、太田痣、鲜红斑痣等，疗效都很明显，并且不容易留疤，风险性小。用二氧化碳激光亦能去黑痣。激光治疗近视以下情况的患者不适合接受激光治疗：第一、眼部活动性炎症及病变；第二、眼周化脓性病灶；第三、已确诊的圆锥角膜；第四、严重干眼症，伴有系统性干燥综合征；第五、中央角膜厚度低于450μm；第六、严重的眼附属器病变：眼睑缺损、变形、慢性泪囊炎等；第七、全身结缔组织病及严重自身免疫性疾病，如系统性红斑狼疮、类风湿性关节炎、多发性硬化。相对禁忌证：1、超高度近视伴后巩膜葡萄肿者；2、初次手术前角膜中央平均曲率低于39D或高于47D应慎重；3、暗光下瞳孔直径大于7mm；4、对侧眼为法定盲眼；5、2年内曾患单纯疱疹性角膜炎；6、轻度白内障；7、有视网膜脱离及黄斑出血病史；8、轻度干眼症；