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《激光与生物组织的相互作用原理及应用》的读后感ZT

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发表于 2006-9-13 08:23:56 | 显示全部楼层 |阅读模式
通过阅读《激光与生物组织的相互作用原理及应用》(科学出版社,2005年8月)一书,我认为应从以下五个部分来学习和体会:
1.介绍激光器的基本常识以及医用激光系统的发展与应用
“激光”一词是“LASER”的意译。LASER原是Light amplification by stimulated emission of radiation取字头组合而成的专门名词,激光器在我国曾被翻译成“莱塞”、“光激射器” 、“光受激辐射放大器”等。1964年,钱学森院士提议取名为“激光”,既反映了“受激辐射”的科学内涵,又表明它是一种很强烈的新光源,贴切、传神而又简洁,得到我国科学界的一致认同并沿用至今。它是利用受激辐射原理使光在某些受激发的工作物质中放大或发射的器件。用电学、光学及其他方法对工作物质进行激励,使其中一部分粒子激发到能量较高的状态中去,当这种状态的粒子数大于能量较低状态的粒子数时,由于受激辐射作用,该工作物质就能对某一定波长的光辐射产生放大作用,也就是当这种波长的光辐射通过工作物质时,就会射出强度被放大而又与入射光波位相一致、频率一致、方向一致的光辐射,这种情况便称为光放大。激光器一般由三个部分组成:(1)能实现粒子数反转的工作物质。例如氦氖激光器中,通过氦原子的协助,使氖原子的两个能级实现粒子数反转;(2)光泵:通过强光照射工作物质而实现粒子数反转的方法称为光泵法。例如红宝石激光器,是利用大功率的闪光灯照射红宝石(工作物质)而实现粒子数反转。造成了产生激光的条件;(3)光学共振腔:最简单的光学共振腔是由放置在氦氖激光器两端的两个相互平行的反射镜组成。当一些氖原子在实现了粒子数反转的两能级间发生跃迁,辐射出平行于激光器方向的光子时,这些光子将在两反射镜之间来回反射,于是就不断地引起受激辐射,很快地就产生出相当强的激光。这两个互相平行的反射镜,一个反射率接近100%,即完全反射。另一个反射率约为98%,激光就是从后一个反射镜射出的。激光器的种类很多,如氦氖激光器、二氧化碳激光器,红宝石激光器、钇铝石榴石激光器,砷化镓激光器,染料激光器,氟化氢激光器和氩离子激光器等等。世界上第一台激光器诞生于1960年,我国于1961年研制出第一台激光器。
由于激光具有单色性好、高亮度,高密度、辐射方向性强的特点,无论光诊断还是光治疗技术,多以激光为光源。激光在医学上的应用分为两大类:激光诊断与激光治疗,前者是以激光作为信息载体,后者则以激光作为能量载体。多年来,激光技术已成为临床治疗的有效手段,也成为发展医学诊断的关键技术。它解决了医学中的许多难题,为医学的发展做出了贡献。现在,在基础研究、新技术开发以及新设备研制和生产等诸多方面都保持持续的、强劲的发展势头。
2. 通过光的反射、折射与吸收等基本概念了解生物组织的光学特性以及常用的测量方法
物质受到光作用时所出现的基本现象即光束入射到物质的一个薄片上。理论上,存在三个效应可能会妨碍它的无扰动的传播:
— 反射和折射:反射定义为电磁辐射在入射表面上的返回,反射表面是由折射率不同的两种材料的物理边界如空气和组织的界面组成。有镜面反射和漫反射。漫反射是生物组织的一个共同现象,因为它们没有一个像光学反射面的表面那样的抛光表面。唯一特殊的情况是在潮湿组织表面镜面反射可能超过漫反射。折射通常出现在具有两种不同折射率的介质的反射表面分界处。它是由光波速度的变化引起的。
— 吸收:吸收是由于部分光能转换成热运动或者吸收材料中分子的某种振动。一个完全透明的介质允许光通过而不吸收,即从这个介质中进入的总辐射能量与出射的能量是相等的。在生物组织中,对可见光来说角膜和晶状体被认为是高度透明的。相反,使入射辐射几乎降为零的介质称为不透明的。“透明”和“不透明”是相对的,因为它们毕竟取决于波长。例如,角膜和晶状体,主要由水组成,在红外光谱波长内表现出强烈地吸收。因此,在这个光谱范围这些生物组织呈现不透明。实际上,没有一种介质对于电磁谱的所有波长来说可被称为“透明”或“不透明”的。
在生物组织中,吸收主要由水分子和蛋白质以及色素等大分子引起。而在光谱红外区的吸收主要由水分子引起,蛋白质和色素主要吸收光谱的紫外和可见光。特别是蛋白质,根据Boulnois(1986)所述,它在280nm附近有一个吸收峰。
—    散射:当把弹性约束的带电粒子置于电磁波中,粒子就处于由电场引起的运动中。若波的频率与粒子自由振动时的固有频率相等,就会发生谐振并伴有相当大的吸收。波的频率与粒子的固有频率不相等时才会发生散射。有弹性与非弹性散射,弹性散射中一类特殊的称为瑞利散射,它是造成散射的粒子的大小小于入射辐射的波长。一种最重要的非弹性散射称为布里渊散射(Brillouin scattering)。它是由于声波通过介质时所引起的折射率不均匀而产生的。在激光与生物组织相互作用中,布里渊散射只有在有冲击波产生时才明显。
生物组织光学特性的测量通常有几种方法。它们归结为不同的特性,如透射强度、反射强度和散射强度。因为不能检测到被生物组织吸收的光子,所以吸收率本身难以测定。因此,通常吸收强度是由入射强度减去透射强度、反射强度和散射强度来获得。根据不同的实验方法只能估计出全衰减系数或者吸收和散射系数。若与角度有关的散射强度可通过旋转相应的检测器来测量,就可以获得各向异性系数。
透射光和入射光的强度之比称为透射比。折射被认为是透射光的位移。在激光医学的应用中,只有当辐照像角膜组织这样的透明介质时折射才起重要作用。通常在不透明的介质中,由于吸收和散射作用,折射效应很难测量。在反射、吸收或散射中哪一种损耗为主,这取决于材料的类型和入射光的波长。正如我们将在以后的章节看到的,波长是非常重要的参数。波长决定折射率、吸收和散射系数。折射率决定靶组织的总反射率。
在激光外科中,了解所选生物组织的吸收和散射特性对于预测一次成功地治疗是非常关键的。当用激光辐照诸如牙科或骨科中的金属植入物那样高反射率的表面时折射率才会相当有意义。
3.激光与生物组织作用时的5种典型相互作用—光化作用、热相互作用、光蚀除、等离子体诱导蚀除和光致破裂的机理以及与这些典型相互作用所对应的典型疗法
激光作用于生物组织后,可引起热作用、光化等作用,这些作用即是激光治疗疾病的理论根据。根据能量的转化可将激光与有机体组织的相互作用分为五类:光化作用,光热作用,光蚀除作用,等离子体诱导蚀除作用,以及光致破裂作用。
光化作用:化学反应所需的活化能来源于光能的这种反应称为光化反应。生物组织吸收了激光能量后将光能转化为化学能的这种现象称为光致生化反应,光化反应的类型主要是光致分解和光致敏化两类。在激光医学物理学领域的光动力学疗法(PDT)中,光化作用机理起着很重要的作用。通常生物刺激也归因于光化作用。    光动力疗法(PDT )原称光辐射疗法( PRT )、光化学疗法(PCT ),它是利用光动力反应进行疾病诊断和治疗的一种新技术。它是利用癌细胞与正常细胞对某些光敏药物的亲和力不同的特点,使光敏物质只集中于肿瘤组织中,在光的照射下使光敏药物产生氧化能力很强的单态氧,能有效地杀死癌细胞。具体做法使给别人注射光敏药物,在48或72小时后,正常组织将药物代谢排除,而肿瘤组织代谢较慢。此时可以用低功率激光照射可疑区域,根据荧光光谱确定肿瘤位置。再用高功率激光(630~690纳米染料激光或半导体激光),通过光纤去激活药物,产生毒性反应,杀死癌细胞。这一技术成功应用于肺癌和其他癌症地治疗。光动力反应的基本过程:生物组织中的内源性或外源性光敏物质受到相应波长(可见光、近红外光或紫外光)光照时,吸收光子能量,由基态变成激发态,处于激发态的光敏物质很不稳定,迅速经过物理退激或化学退激过程释放出能量而返回基态,其物理退激过程可以产生荧光,通过分析荧光光谱能进行疾病的诊断;其化学退激过程可以生成大量活性氧,其中最主要的是单线态氧,活性氧能与多种生物大分子相互作用,损伤细胞结构或影响细胞功能,因而产生治疗作用。
在光动力学疗法中,最常用的光敏剂是一种被称为HpD的血卟啉衍生物,它是从小牛血中获得的一种不同卟啉组成的混合物。 HpD的荧光谱的首要特点是在波长620nm和680nm处有两个峰值。HpD的主要弊端是在治疗的第一星期中病人必须呆在黑暗的房间中。这是由于HpD分布在身体的各个部分,太阳光或人为光都会杀死健康组织的细胞。HpD其他的一些缺点如下:
--由于HpD对红光或近红外光的吸收很弱,所以只有很靠近表面的肿瘤才能得到处理;
--在肿瘤细胞和健康细胞中,它们间的浓度梯度变化曲线应当很陡才行;
--从小牛血液中提取的HpD很昂贵。第二代更具光敏性的混合物在PDT中的适用性正在研究之中,有报道的酞花青染料,萘菁染料和脱镁叶绿环类 (简卟啉)。一种最有潜力的代替物是 mTHPC,与HpD相比,它是一种化学性质更好的物质有人报道,为了使肿瘤坏死达到相同的程度,mTHPC只需要HpD所用光能的五分之一。 光热作用代表了一大类相互作用类型 ,其中局部温度的升高是最重要的参数变化。激光的热作用主要是蛋白质或酶的变性和失活 ,热变化主要是形态的而不是机能的。光热作用主要是组织吸收激光能量后把它转化成热能 ,而导致组织温度升高。根据组织的不同反应,光热作用又可分为凝结、汽化、碳化和消融四种。而对所有的光热作用 ,温度是一个决定性参数。
热相互作用中重要参数的流程图热产生——热传输——热效应。  热产生是由激光参数和生物组织的光学性质决定的,这些性质主要是辐照度、曝光时间、以及吸收系数,这里吸收系数本身就是激光波长的函数。热传输完全由热导率和热容量等生物组织热特性表征。热效应最终依赖于生物组织的类型及其所达到的温度。热相互作用可以用来治病,这是激光医疗的最重要作用,其中激光诱导间质热疗法(LITT)是可使局部组织凝结的可能性形成了一种新型的肿瘤治疗技术。这种技术已被用于治疗许多类型的肿瘤 ,诸如视网膜、脑、前列腺、肝、子宫等,而且在微创手术中它已成为一个合适工具。但是热作用也可以造成意外损伤,这是激光防护的最主要内容。组织的光蚀除是一种全新的方式 ,它没有产生如凝结、汽化等任何热损伤。相反 ,有证据表明 ,组织能被很精确的蚀除掉。它是由 UV光引起的。光蚀除就是蚀除的光分离 ,即当某种材料在高强度的激光照射下 ,就会产生分离。它的优点在于切割的精确性、极好的可预测性以及对邻近组织的无热损伤性。光蚀除的物理原理:吸收高能量紫外的光子 ——  提高到相互排斥的激发态—— 离解 ——  碎块排除(无坏死)——  蚀除。光蚀除可应用于屈光性角膜手术。离子体诱导蚀除作用:当固体和流体得到超过 1 0 1 1 W/ cm2 的功率密度 ,或气体得到 1 0 1 4W/ cm2 的功率密度时 ,就会发生光击穿现象。当激光参数选得合适时 ,用等离子体诱导蚀除法 ,就可看到光滑的、轮廓清晰的组织分离 ,而没有任何热损伤或机械损伤的痕迹。是通过等离子体电力形成蚀除。等离子体诱导蚀除也被称为等离子体传递分离。可应用于屈光性角膜手术、龋齿治疗。光致破裂作用:与光致破裂作用有关的物理效应是等离子体的形成和冲击波的产生。它将激光能量转换成机械能而产生高冲击力的冲击波。这种冲击波靠其强有力的冲击力来爆裂粉碎组织。如果光致破裂发生在软组织或流体中 ,它会附加的产生空化和射流。
光致破裂过程中的作用有:
a.等离子体的形成: 在光致破裂过程中所吸收的能量比起等离子体诱导蚀除所需能量通常要高出两个或更多的数量级,因此光致破裂过程中自由电子密度和等离子体的温度也会高出许多。在光致破裂过程中的激光与组织相互作用中,可形成下面三个效应或者使这三个效应更加显著;
    -等离子体屏蔽    -布里渊散射    -等离子体倍增b. 冲击波的产生: 激光诱导光学击穿的产生伴随着等离子体温度突然的绝热性升高,其值最高可达到几万K。基本上,这个温度是由自由电子的动能产生的。由于具有很高的动能,等离子体的电子就不会被限制在激光束的焦点区域,而是扩散到周围介质中去。当惯性离子在一定时延后跟着运动时,物质就移动了,这就是冲击波产生的基本根源。冲击波从等离子体的边缘分离。它开始以超声速传播,而最后降低到声速。c.空化和射流的形成离子体诱导蚀除应用:晶状体的打碎,碎石术。
4.激光的医学应用:
激光大显身手的另一领域是医学。在外科手术中它不仅可以作为激光刀使用,而且在眼科、牙科、皮肤科与整容各方面都有独到的应用。激光刀的妙处在于它切割的同时也进行了灼烧,这恰好封闭血管防止其出血,也减少了感染的危险。用激光对牙齿进行无痛钻孔和去牙蛀,使人们对以前望而生畏的牙科手术大感轻松。相比以前的机械打孔,激光钻孔不仅不会产生大量的摩擦热,而且其所蒸发掉的只是被腐蚀处的黑色牙区,不会对健康的牙组织产生影响,从而疼痛感会大大减轻。激光在眼科上的应用是最令人叹为观止的。激光可以焊接脱开的视网膜,封闭破漏的血管,彻底摧毁飘浮在眼中冻胶状液体中的微小的沙粒(使其气化)。激光手术的优点是不需要切开眼睛就能完成手术,而且手术的疼痛感大为缓和。对于目前的不治之症——癌症,激光也提供了有效的武器。一方面,激光可以用作激光刀来切除肿瘤;另一方面,在癌症的早期诊断方面也卓有成效。癌症的早期诊断对于其治疗有着决定性意义。借助于激光能准确地确定肿瘤细胞和正常细胞,同时也提供了一个新的治疗途径。借助于一些特殊的化学物质,采用激光化疗法,能使这些特殊物质在激光作用下杀死肿瘤细胞,从而达到治疗癌症的目的。 下面具体介绍其应用:(1).激光在眼科中的应用
激光从发明开始就为眼科所采用,现已成为眼科诊断、治疗的重要手段之一。可以说激光在治疗眼科疾病方面的应用具有其他治疗仪器所无法替代的独特的优点。激光对眼病的治疗应用主要有:屈光性角膜手术(准分子激光);在视网膜剥离时做激光凝结术(红宝石激光、氩离子激光);青光眼手术(氩离子激光、YAG激光、红宝石激光);眼底血管瘤激光凝固术(YAG激光、氩激光);治疗中心性视网膜脉络膜炎(氦氖激光),等等。当前,能够体现激光治疗眼科疾病最高技术和水平的有以下几个方面。a. 激光屈光性角膜手术系统: 治疗眼近视等屈光不正的激光屈光性角膜手术主要有PRK(准分子激光角膜切削术)和LASIK(准分子激光角膜原位磨镶术)手术。用的准分子激光是很窄的紫外光脉冲,因其不产生影响周边组织的热量,通常被称作冷激光。其光束可在很小的区域击断组织的化学键,被辐射的角膜组织成为汽化碎屑被切除,从而改变角膜屈光度,达到矫正近视、远视和散光的目的。治疗过程中激光只切削角膜厚度的5%~10%(角膜切削厚度由图形和计算决定的),一般只有零点几个微米。这是通过术前检查并由眼科医生将数据输入计算机系统,计算出切削的图形和厚度并精确地控制激光手术的进行。
b. 激光青光眼手术系统
目前激光治疗青光眼应用较成熟的主要有氩离子(或YAG)激光虹膜切除术、YAG激光巩膜切除术、氩离子(或YAG、红宝石)激光小梁成形术以及激光睫状体光凝术等,基本上可取代传统的同类手术,且操作简单,不需切除眼球,无手术所致的恶性并发症。
2000年,我国天津医科大学激光医学实验室提出了激光巩膜切除术联合虹膜切除术,并研制出专用的自控式超短脉冲激光手术机。该激光手术机装有手术实时监测和控制系统,当滤过孔切穿时,手术机会自动停止激光输出,可避免激光对眼组织的过伤害,对一些难治性青光眼如新生血管性青光眼、常规滤过手术后复发的青光眼等显示出良好的治疗前景。
C.激光眼底病治疗系统
激光对眼底病的治疗主要是行光凝术,有氩离子激光器、倍频Nd∶YAG激光、半导体激光等。
新近研制出的半导体激光泵浦的倍频Nd∶YAG激光将传统的闪光灯泵浦改为半导体激光泵浦,使激光机的体积缩小到可随身携带。
近几年,光动力疗法被用于治疗老年湿性黄斑变性。将光敏剂给患者静脉注射,然后用与光敏剂对应的激光照射眼底病变部位,使其产生光化学反应,封闭血管,达到治疗的目的。由于疗效好,正在被快速推广。因此,用于此疗法的半导体激光治疗机也得到了迅速发展。
另外,激光在眼底病诊断上也展现出独特的优越性。激光扫描眼底镜是用于眼底检查、诊断的新设备,清晰度高,分辨力强,立体感好.不需散瞳,而且可进行局部视敏度的检测.因此激光眼底扫描镜在眼底病诊断上显示出广泛的应用前景。(2).激光在牙科中的应用a.激光防龋
实验证明,激光具防龋功能。将激光照射后的离体牙置于脱矿液中,SEM示致龋物质不能渗透釉质;激光照射区牙釉质无脱矿,非照射区有脱矿。
  激光防龋的可能机理为:(1)激光能够改变釉质晶体结构,提高抗酸性,降低可溶性,从而使脱矿降低。用激光照射釉质后,再用酸处理表面,SEM观察:表面呈不规则的熔融,粗糙度下降,而非常规的酸蚀模式,反应了激光的抗酸性。(2)激光的热效应能够直接杀灭变形链球菌。(3)激光照射使牙釉质、牙本质表面熔融,导致窝沟点隙或牙本质小管封闭。(4)激光照射可促进牙本质表面对氟的吸收。
  激光去除窝沟龋时,不影响牙髓健康。60mJ、20Hz的能量设置即能去除窝沟龋,这也是治疗牙本质过敏的常用能量。龋坏部位的色素有助于吸收激光能量,正常牙釉质吸收能量较少。
b.激光与粘结
  激光照射牙釉质能获得与酸蚀相似的粘结效果,我们更关心其对牙本质的影响。激光照射后,牙本质与复合树脂间粘结强度明显增加(20+7mPa),同时观察树脂—牙本质折断面,发现大部分断裂发生在树脂内部,仅5%发生在牙本质与树脂界面,激光照射同时增加牙本质表面微硬度。激光照射还可用于粘结修复的其他方面。有研究者用染料渗入法观察激光照射洞壁后充填材料边缘的微漏情况,结果表明激光可使釉质形成许多微孔,增大接触面积,而且局部有机质和水分汽化,有利于羧基与Ca2+的络合作用,使充填材料与洞壁之间微渗漏显著下降。还有研究表明,与可见光相比,用激光照射固化复合树脂材料,其固化深度明显较大。国外有学者对激光修补烤瓷冠缺损进行了临床和基础研究,发现用激光照射崩瓷后的金属面,能够提高表面粗糙度,提高金属与复合树脂间的抗剪切粘结强度,可用于临床上修补已戴用的烤瓷冠。
c.激光用于牙髓、尖周病
  激光可应用于牙髓、尖周病治疗的许多方面,如:应用CO2激光失活牙髓、应用Nd:YAG激光进行活髓切断术、应用He-Ne激光照射促进牙髓细胞的生长、应用于根管预备、根管消毒、有瘘管的尖周病治疗等等。
  活髓切断术后采取激光照射具有良好的消毒、止血效果,适当的能量参数可以促进牙本质桥的形成,加速组织愈合。激光还几乎可以应用于根管治疗的各个方面
激光根管预备:预备后管壁的清洁度是衡量预备效果的重要标志之一。激光照射根管壁能够有效去除根管壁玷污层,清洁管壁,封闭牙本质小管,降低管壁的渗透性。
激光根管消毒:目前仅限于离体牙的研究阶段,临床尚未应用。现有的研究资料表明,激光能够有效杀灭或抑制血链球菌、变形链球菌、粘性放线菌、金葡菌、假绿脓杆菌等根管内细菌。
  激光根管充填:Argon、CO2及Nd:YAG激光可以软化牙胶,充填根管,充填后的染料微渗漏实验表明:Argon激光软化牙胶充填根管可以达到类似侧压充填的密合效果。
  激光根尖封闭及根尖切除术。
d.激光治疗口腔粘膜病
口腔粘膜病病种多,许多疾病无特异的治疗方法,治疗效果不佳。激光照射对许多口腔粘膜病均有缓解疼痛、促进愈合的作用,如激光治疗口腔溃疡、唇炎、扁平苔癣、类天疱疮等等,治疗机理尚不清楚,也少有研究,可能与激光的热效应及其他效应有关。(3).激光美容
利用激光照射皮肤后的选择性光热作用,即靶组织(病灶)和正常组织对光的吸收率
的差别,使激光在损伤靶组织的同时避免正常组织的损伤这一原则,达到去皱、去文身、去毛和治疗各种皮肤病的目的。采用倍频Nd:YAG或Ar+激光有效凝固血红蛋白来治疗如鲜红斑痣等皮肤病;采用超短脉冲CO2激光器(10.6μm)进行去皱、去毛、头发移植等;在文身治疗中,根据文身颜色选择互补色激光治疗,如绿色文身采用红色激光,这时色素吸收率最高,容易实现选择性光热作用。利用不同波长和不同功率的光刀也可以进行皮肤肿瘤等切除性外科手术。(4). 激光在心脏病学中应用
对于冠状动脉硬化可以采用激光心脏再形成手术(TRM)进行治疗。TRM手术是医生
在病人左胸开一个6~8英寸的切口,用激光再心脏上打20~30个1毫米大小的小孔,小孔在血凝固时被封闭,形成心的血流通道,以增加血液向缺氧组织流动从而缓和心绞痛和其他冠心病状。这一技术可以减轻病人的痛苦,提高病人生活质量。与传统开胸手术相比费用也低。并且经过研究表明,TRM的早期死亡率比冠动脉旁通手术低8倍。
(5). 其它应用
激光可以在其它医学领域也有应用。如外科中的骨切开术和骨切除术;在肠胃病中可用于治疗溃疡的出血;在耳鼻喉科中可用来治疗喉部或声门狭窄、慢性鼻出血等疾病;在妇科中可用来治疗生殖系统各部位内瘤、子宫内膜异位、输卵管阻塞和绝育等;也可以用来治疗前列腺良性增生等泌尿系统疾病。
5. 激光的安全常识:激光在医学上的应用领域不断扩大,在应用过程中如不注意对激光的安全防护,则可能造成意外伤害,在临床应用中发生的事故已有报道。因此在充分发挥和使用好激光的同时,必须进行安全防护。首先要了解到其危害性:
激光设备产生的基本危害可按如下分类:
a. 激光辐射危害, 最主要的是对眼睛的危害,对眼睛的危害包括造成眼睛不同部位的损伤, 以及对皮肤的危害。在激光的伤害中,以机体中眼睛的伤害最为严重。波长在可见光和近红外光的激光,眼屈光介质的吸收率较低,透射率高,而屈光介质的聚焦能力(即聚光力)强。强度高的可见或近红外光进入眼睛时可以透过人眼屈光介质,聚积光于视网膜上。此时视网膜上的激光能量密度及功率密度提高到几千甚至几万倍,大量的光能在瞬间聚中于视网膜上,致视网膜的感光细胞层温度迅速升高,以至使感光细胞凝固变性坏死而失去感光的作用。激光聚于感光细胞时产生过热而引起的蛋白质凝固变性是不能可逆的损伤。一旦损伤以后就会造成眼睛的永久失明。
  激光的波长不同对眼球作用的程度不同,其后果也不同。远红外激光对眼睛的损害主要以角膜为主,这是因为这类波长的激光几乎全部被角膜吸收,所以角膜损伤最重,主要引起角膜炎和结膜炎,患者感到眼睛痛,异物样刺激、怕光、流眼泪、眼球充血,视力下降等。发生远红外光损伤时应遮住保护伤眼,防止感染发生,对症处理。
  紫外激光对眼的损伤主要是角膜和晶状体,此波段的紫外激光几乎全部被眼的晶状体吸收,而中远以角膜吸收为主,因而可致晶状体及角膜混浊。
激光剂量及皮肤损害程度:经大量实践,照射皮肤时使用的激光功率密度(或能量密度)越大,则皮肤受到的损伤越大,二者呈正相关比例。皮肤吸收超过安全阈值的激光能量后,受照部位的皮肤将随剂量的增大而依次出现热致红斑、水泡、凝固及热致炭化、沸腾,燃烧及热致汽化。因此激光损伤皮肤的机理主要是由激光的热作用所致。皮肤吸收激光能量以后,局部的皮肤温度在短时内升高,温度升高的程度不同,造成的损害也不同。尤其是红外激光突出,如CO2激光(汽体激光),皮肤对此类10.6μm波长红外激光吸收率很高,透过率很低,皮肤对CO2激光产生强烈吸收,使皮肤的局部温度快速升高,极容易造成损害。
  激光损害皮肤的严重程度是由皮肤对激光吸收率决定的,皮肤对激光的吸收率由激光的波长所决定。皮肤对某波长激光的吸收率越高,受到的损伤也越严重。如皮肤对紫外激光和红外激光的吸收率很高时,这两类激光就是损伤皮肤的主要波段激光。红外激光对皮肤主要作用是热烧伤,此类激光照射皮肤,功率比较小时而致毛细血管扩张,皮肤发红发热。随着激光功率密度增大,热损伤程度也随着增大。相反的是,紫外激光对皮肤的作用主要是光作用。在紫外激光照射皮肤时可以引起皮肤红斑、老化,过量时严重的致癌变。对皮肤危害性最大的紫外光波在270~290nm,波长比270~290nm大的或小的其危害程度都相对地减少。
b.化学危害: 用于激光器(如准分子,染料和化学激光器)的一些材料可能是有害的,或者含有毒性物质。此外,激光诱导的反应也可能释放出有害的固体或气态产物。
c. 电危害: 在所有激光器,尤其是大功率激光系统中,都可能存在致命的触电危害。
d. 其它的次要危害
—低温冷却剂的危害
— 高能激光器的噪音
— 高压(>15 kV)电源故障产生的X射线
— 光泵和照明器的爆炸
—    失火

[ 本帖最后由 xhxzz 于 2006-9-13 08:27 编辑 ]

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 楼主| 发表于 2006-9-13 08:33:44 | 显示全部楼层

Re:《激光与生物组织的相互作用原理及应用》的读后感ZT


名  称:激光与生物组织的相互作用原理及应用
作  者:张镇西
出 版 社:科学出版社
ISBN:7-03-014796-0/Q.1534
出版日期:2005-09-01
开  本:B5 开     配盘: 无盘
装  帧:平
印  次:
定  价:48元

 内容提要

    本书系统地描述了激光与生物组织的相互作用原理及在相关领域的应用,详细论述了组织的光和热特性、组织蚀除的各种类型、光致破裂效应的基本概念以及使用的数学工具如Monte Carlo模拟、Kubelka-Munk理论和光动力学疗法、激光诱导组织间质热疗法等。同时本书总结了激光在现代医学中应用于眼科、牙科、妇科、泌尿科、神经外科、心血管成形术及心脏病学、皮肤病学、矫形学、耳鼻喉及肺科领域中多种诊断和治疗方法,并在全书最后一章给出了激光安全的现代标准。
    本书可供化学、物理、电子技术和生物医学等相关研究领域的学者、高年级本科生、研究生以及技术人员参考。

[ 本帖最后由 xhxzz 于 2006-9-13 08:35 编辑 ]
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    发表于 2014-8-12 19:44:51 | 显示全部楼层
    版主出品,必属精品

    该用户从未签到

    发表于 2014-8-22 10:26:38 | 显示全部楼层
    根据能量的转化可将激光与有机体组织的相互作用分为五类:光化作用,光热作用,光蚀除作用,等离子体诱导蚀除作用,以及光致破裂作用。
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    14 分钟前
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