激光在醫(yī)學中的應用

激光在醫(yī)學中的應用第1頁/共30頁激光技術在醫(yī)學中的應用2014-3-12第2頁/共30頁參考文獻：[1]高永春，許賀菊，等.激光技術在醫(yī)學中的應用與進展[J].華北煤炭醫(yī)學院學報，2009,11（3）：330-332.[2]李艷華，康志龍，胡黎明.半導體激光器在醫(yī)療領域的新應用[J].激光雜志，2010，,31（6）：73-75.[3]李海濤，楊繼慶.激光生物效應及醫(yī)學應用研究[J].第四軍醫(yī)大學學報，2007,28（14）：1341-1342.[4]OliverDE,RohrbaughJW,PapadopoulosC.NovelApplicationsofLaserDopplerVibrationMeasurementstoMedicalImaging[J].SensandImaging,2013,14:13-28.[5]劉昊，陳美蘭，郭仁輿.激光熒光檢查法在腫瘤定位診斷中的應用[J].西安交通大學學報(醫(yī)學版),2007,28(4):455-457.第3頁/共30頁激光在臨床診斷治療中的應用——激光醫(yī)學第4頁/共30頁激光醫(yī)學應用領域第5頁/共30頁激光技術在醫(yī)學中的應用激光在基礎醫(yī)學研究中的應用：主要是通過激光與人體器官組織、細胞和生物分子的相互作用來研究激光的生物效應。激光診斷：以激光作為信息載體，利用激光單色性好的特點，對組織病理形態(tài)、病理情況下的功能及找出某些致病因素等方面進行光譜分析。激光治療：以激光作為能量載體，利用激光對組織的生物學效應進行治療.第6頁/共30頁——激光的生物效應激光在基礎醫(yī)學研究中的應用熱效應：強激光照射生物組織時，瞬間可產(chǎn)生幾百度甚至上千度高溫，其熱效應可使生物組織的蛋白質(zhì)變性凝固，甚至組織炭化或氣化?！?頁/共30頁——激光的生物效應激光在基礎醫(yī)學研究中的應用光化學效應：指物質(zhì)的分子吸收了外來光子的能量后激發(fā)的化學反應。※第8頁/共30頁——激光的生物效應激光在基礎醫(yī)學研究中的應用※機械效應：由激光照射產(chǎn)生的機械作用可分為兩部分：激光本身的輻射壓力對生物組織產(chǎn)生的壓強，生物組織吸收強激光造成的熱膨脹和相變以及超聲波、沖擊波、電致伸縮等引起的壓強。在臨床上，利用激光引起的壓強作用可治療多種疾病，如眼科中的壓力打孔等。激光虹膜打孔第9頁/共30頁——激光的生物效應激光在基礎醫(yī)學研究中的應用※電磁場效應：激光是一種電磁波，因此激光產(chǎn)生電場、磁場，當激光光功率密度為5X1014W／cm2時，產(chǎn)生的電場強度可達4×1010mV／m，在此強電場作用下，生物組織會產(chǎn)生電離，使該處的組織細胞受到破壞。第10頁/共30頁——激光的生物效應激光在基礎醫(yī)學研究中的應用※刺激效應：當?shù)凸β始す庹丈渖锝M織時，不對生物組織直接造成不可逆性的損傷，而是產(chǎn)生某種與超聲波、針灸、艾灸等機械的和熱的物理因子所獲得的生物刺激相類似的效應?；继幃a(chǎn)生熱效應和生物刺激：第11頁/共30頁激光在基礎醫(yī)學研究中的應用※He-Ne激光血管內(nèi)照射治療儀第12頁/共30頁He-Ne激光血管內(nèi)照射治療儀激光在基礎醫(yī)學研究中的應用※He-Ne激光血管內(nèi)照射治療法的治療原理是采用特定波長的632.8nm的He-Ne的激光束通過光纖耦合器導入人體血管內(nèi)對血液進行一定時間的照射，在激光的生物效應、熱力效應、光化學效應、電磁效應和相干效應的相互作用下，使離體紅細胞膜穩(wěn)定性增高，膜能量酶激活、活化了紅細胞表面各種ATP酶。使紅細胞變形性增加，提高了細胞膜功能，改善了血液流變學性質(zhì)。使纖維蛋白原下降，降低紅細胞、血小板聚集性，增強纖溶活性。內(nèi)源性肝素水平增高，從而導致了血粘度下降，血液處于低凝狀態(tài)，改善了組織器官微循環(huán)和血液動力學，另一方面，用He-Ne激光對血管內(nèi)進行照射，可清除體內(nèi)的中分子物質(zhì)。第13頁/共30頁激光在醫(yī)學診斷中的應用——laserdopplervibrometer（LDV,激光多普勒振動位移計）IntroductionAlaserDopplervibrometerisaspecialkindofopticalinterferometer.WithintheLDVhardware,thelaserbeamisfirstsplitintotwobeams(referenceandmeasurement).Themeasurementbeamwithfrequencyfoisfocusedontothemeasurementpointonthetestsurface.Thereflectedbeam,experiencingafrequencyshiftfd,proportionaltothevelocityofthetestsurface,isre-combinedwiththereferencebeamatanopticaldetector.第14頁/共30頁激光在醫(yī)學診斷中的應用——laserdopplervibrometry（LDV,激光多普勒振動位移計）（非接觸式單點激光在人手腕處測得的因心臟的泵動作用而產(chǎn)生的振動）Fromasuperficialview,Fig.6lookssimilartoanECGchart.Ithassimilarpeaksandvalleys.However,thetwotestsmeasuredifferentparameters.ECGchartsarerecordsoftheelectricalactivityoftheheartasmeasuredbyelectrodepairs(leads)attachedtotheskin.第15頁/共30頁激光在醫(yī)學診斷中的應用——laserdopplervibrometry（LDV,激光多普勒振動位移計）（非接觸式單點激光在人手腕處測得的因心臟的泵動作用而產(chǎn)生的振動）AnECGmeasuressmallelectricalchangeontheskinsurfaceduetodepolarizationoftheheartmuscle,andthusdoesnotdirectlymeasureactualmechanicaleffectsofthepumpingoftheheart.Ontheotherhand,theLDVtraceinFig.6isadirectresultofthevibrationinducedduetothepumpingactionoftheheart.第16頁/共30頁激光在醫(yī)學診斷中的應用——激光熒光光譜測量技術診斷腔內(nèi)腫瘤腫瘤組織對含有熒光物質(zhì)的趨向性吸收比正常組織多而排泄緩慢，熒光素鈉在腫瘤組織及正常組織中的分布存在明顯差異性。腫瘤組織中熒光素物質(zhì)潴留較多，在激光的激發(fā)下會呈現(xiàn)出黃白色透亮區(qū)，且由于血管壁熒光現(xiàn)象也較強，故常伴有立體感的血管分布，極易將腫瘤組織與正常組織區(qū)分開來。激光熒光檢查法利用腫瘤組織的這一特性來確定腫瘤的位置和范圍，為腫瘤、特別是早期腫瘤的定位診斷和治療提供幫助。第17頁/共30頁激光在醫(yī)學診斷中的應用——激光熒光光譜測量技術診斷腔內(nèi)腫瘤激光熒光腫瘤診斷儀第18頁/共30頁激光在醫(yī)學診斷中的應用——激光熒光光譜測量技術診斷腔內(nèi)腫瘤第19頁/共30頁激光在醫(yī)學治療中的應用弱激光治療激光理療：以弱激光為物理因子進行原光束、擴束、光纖與腔內(nèi)照射的物理療法；激光針灸：以弱激光光束直接照射穴位，兼有針與灸的作用；激光血管內(nèi)照射療法：以弱激光光針插入靜脈照射循環(huán)血液的療法。第20頁/共30頁激光在醫(yī)學治療中的應用高強度激光手術：以激光束代替金屬的常規(guī)手術器械對組織進行分離、切割、切除、凝固、焊接、打孔、截骨等以去除病灶以及吻合組織、血管、淋巴管、神經(jīng)等。優(yōu)點：激光手術具有不出血或出血少、感染機會少、手術時間短、精確度高等優(yōu)點，激光刀還能通過光導纖維進入人體內(nèi)施行手術而不用剖腹等開腔手術，能透過眼屈光介質(zhì)對眼底施行手術而不用切開任何部位，這是傳統(tǒng)手術做不到的。第21頁/共30頁激光在醫(yī)學治療中的應用利用激光與心肌組織產(chǎn)生的熱效應，用高強度激光束在缺血的心肌區(qū)內(nèi)打數(shù)個微孔，通過這些微孔把心腔內(nèi)的血液引回到心肌區(qū)域，改善心肌血液微循環(huán)來達到治療的目的。——激光心肌血管重建術第22頁/共30頁激光在醫(yī)學治療中的應用腎結(jié)石和膽結(jié)石激光碎石法原理是利用光纖將脈沖激光引入到體內(nèi)結(jié)石的部位，對著結(jié)石發(fā)射脈沖激光，結(jié)石吸收了激光的能量之后，產(chǎn)生沖擊波，將結(jié)石震碎?！す馑槭g第23頁/共30頁激光在醫(yī)學治療中的應用激光在屈光性角膜切削術(PRK)和激光角膜原位磨鑲術(LASIK)中得到廣泛應用?！す庋劭剖中gPRK是利用紫外激光的高光子能量打斷角膜基質(zhì)內(nèi)的分子鏈，造成非熱致汽化來改變角膜的厚度和曲率，以治療近視、遠視和散光。第24頁/共30頁激光在醫(yī)學治療中的應用LASIK是先用手術刀在角膜前部區(qū)域內(nèi)切開一皮瓣層，然后用準分子激光切削角膜瓣下的角膜基質(zhì)層，永久性地改變角膜形狀。切割完畢后，將切開的角膜恢復到原位，不需縫合，術后角膜自然愈合，且頗光滑?！す庋劭剖中g第25頁/共30頁激光在醫(yī)學治療中的應用鉺激光器依工作性質(zhì)不同可發(fā)出波長分別是2194μm和2178μm的紅外激光，它能切割牙釉質(zhì)、牙本質(zhì)、齲壞組織和軟組織。此波長接近水吸收曲線及羥基磷灰石吸收紅外線峰值。這類激光可以被水強烈吸收，產(chǎn)生光電解效應，使水溫急劇上升，蒸汽壓從組織分子中放出產(chǎn)生微小的爆炸，結(jié)果升溫的靶組織被爆裂性的去除。——激光修復牙齒第26頁/共30頁激光在醫(yī)學治療中的應用激光可去除和改善影響美觀的瑕疵或缺陷，如激光祛斑。——激光美容激光能產(chǎn)生具備高強度瞬間能量的可見光，不同波長的激光會被皮膚中特別的顏色或色素吸收，將光線和色素結(jié)合，使之被分解，當色素漸漸被身體吸收后，色斑的顏色就會隨之變淡。第27頁/共30頁激光在醫(yī)學治療中的應