激光医学

激光技术与医学相结合的学科

激光医学是激光技术与医学相结合的一门新兴的边缘学科。本世纪60年代，激光问世不久，就与医学结合起来。激光技术从临床诊断、治疗到基础医学研究被广泛应用。激光医学已基本上发展成为一门体系完整、相对独立的学科。在医学科学中起着越来越重要的作用。

发展简史

激光医学的发展大致可以分为3个时期。

以基础研究为主的时期

1、1960年，美国人梅曼（Maiman）制成了世界上第一台红宝石激光器。由于当时没有激光功率计，因而，梅曼用激光照射兔眼的视网膜，通过生物效应对眼的损伤程度来粗略测定激光的功率和能量，这样拉开了激光医学的序幕。

2、1961年，世界第一台医用激光机——红宝石视网膜凝固机在美国问世，美国医师Campbell、Koester等对剥离的视网膜进行焊接；Sonlon、Zeret、Eichler等人首批发表了“激光的生理作用”、“光脉冲引起眼的损伤”、“相干光源产生的光凝固”以及“激光在生物医学的应用的生理学基础”等论文。1962年，欧洲的Bessis小组报道了他们用红宝石激光照射细胞器的研究成果。1963年，苏联也开始发表激光生物效应方面的文章。1966年，渥美和彦等发表了日本第一批激光医学论文。

3、在我国，1961年制成了第一台国产红宝石激光器，1965年北京同仁医院开始了红宝石激光视网膜凝固的动物实验。到20世纪60年代末，世界有关激光医学方面的论文已有几百篇之多，专著10多部。

4、从1964年开始，美国、英国、苏联等国相继召开了激光生物医学方面的学术会议。于是，激光医学研究在世界各国兴起，但作为一门学科的形成它仍然处于初级阶段，很不成熟。例如在临床方面，虽然早已做过用激光焊接剥离了的视网膜的实验，但真正用于临床则始于1968年。又如1963年首次做了用红宝石激光消除尸体血管粥样斑块的尝试，但由于缺乏相应的技术和设备，几乎停顿了20多年。可以说，20世纪60年代只是激光医学的基础研究阶段，但“激光医学”作为一门新的学科，正在逐步形成。

临床广泛应用期

1、激光的临床应用是从眼科开始的，随着医用激光器的改造和发展，20世纪70年代初，激光已广泛地用于临床各科。如1970年波洛尼娜等人应用He-Ne激光治疗高血压等内科疾病。同年CO2激光问世，促进了激光在外科手术上的应用。据1971年统计，全世界有5万名患者接受了激光手术，治愈率达76%。1972年，Nd:YAG激光已用于胃肠、泌尿外科，并用于内窥镜实验。1975年，用Nd:YAG激光内窥镜凝固出血点和治疗肠道急性出血。1976年，用它切除膀胱肿瘤。1978年，Nd:YAG激光已广泛用于胸外科、皮肤科、五官科、妇科等。

2、20世纪70年代由于激光广泛用于临床，从而掀起了一场世界范围内的激光医疗热。自1975年在以色列召开的第一届国际激光外科学会议开始，以后每两年召开一次，到1979年为止，参加会议的代表从第一次的8人增加到100人。1979年3月，在美国底特律召开了第一次国际激光医学研讨会，到会代表400余人，代表了16个国家。在这个时期，激光临床应用的论文平均每年发表70余篇。在我国，1970年研究成功激光视网膜凝固机，1971年，上海第六大人民医院发表了第一篇红宝石激光凝固视网膜的临床报道；1973年，上海医科大学附属耳鼻喉医院、中山医科大学等单位用国产的CO2治疗机在外科、皮肤科、五官科、妇科、肿瘤科等开展了激光手术治疗；1974年，开始研制激光内镜系统；1975年，He-Ne激光被用于治疗头痛、皮肤急慢性溃疡、高血压等病，同时用He-Ne光针做穴位麻醉进行胃、甲状腺、拔牙等手术。1977年在武汉召开了我国首届激光医学学术交流会，宣读了80余篇论文。20世纪70年代末，我国已能制造10多种医用激光器，并用以治疗250多种疾病，有上百万例患者接受了治疗。1980年在东京举行第一次国际激光医学学术交流会，中国激光医学工作者用激光光动力学治疗肿瘤的病例数是最多的，在激光光针的应用和染料激光的临床应用方面，均居领先地位。

激光医学发展的成熟期

1、经过20多年的基础研究和临床应用，激光医学已趋于成熟。20世纪80年代已形成了一门新兴的边缘学科——“激光医学”。它得到了国际组织的公认，世界卫生组织（WHO）成立了“激光医学咨询委员会”，国内外编辑出版了大量的专业期刊及专著。值得一提的是，1987年由原中山医科大学、河南医科大学和同济医科大学联合编著出版的《激光医学》一书，在第二届国际图书博览会上被公认为“世界第一部最完整的激光医学书籍”。包括我国在内的许多国家，已建立起激光医学教学、科研、医疗的专业队伍，成立了许多国际性的专业学术团体，如国际光动力学会、国际激光外科学会等。国家、省、市级的激光医学会也相继成立，定期进行学术交流、举办学习班、互相参观学习等活动，开展的十分活跃。激光医学的发展使得医用激光器生产产业化，国际上医用激光器已形成大产业，产品40多种，年销量已突破10亿美元。我国有上百个厂家生产医用激光器。国内许多医院多采用国产机器。

2、我国在20世纪70年代中后期，国家和许多省市已有计划地将激光医学的科技研究分别列入“六五”、“七五”、“八五”直至21世纪的“十一五”规划，许多研究项目还得到了国家自然科学基金的资助，并获得国家级和省部的大奖。这对于我国激光医学的发展无疑是一个巨大的推动。

特色特点

激光医学是一门技术性很强的学科

激光技术包含了许多现代光学技术，其中有辐射度学、光谱学、信息光学、量子光学、非线性光学、成像光学、纤维光学、光学传输和光学计量等。同时还涉及电子技术、机械工程。在医学方面还要和计算机技术、超声技术、X射线技术、光导纤维内窥镜技术等相配合。

激光医学的医学应用面十分广泛

激光医学作为一门医学的边缘学科与其他的医学边缘学科相比，其应用面要广泛得多。例如，冷冻医学多用于治疗、核医学多用于诊治肿瘤、超声医学多用于诊断，而激光医学不仅可以用多种方法治疗各种疾病（包括手术和非手术治疗），也可以用于诊断及基础医学的研究，而且已经在中医学中应用，激光针灸就是很好的说明。

激光具有特殊的生物效应

1、由于激光和普通光的发光机制不同，因此激光光束具有比普通光更强的方向性、高亮度，且单色性好、相干性好，因此使得普通光所不能显示的生物效应在用激光后明显起来，这就是激光诊治疾病的基础，普通光所无能为力的特异诊治，激光则可大显身手。

2、临床放射医学常用的X射线、α射线、β射线和γ射线都是由高能微观粒子组成，称之为“高能辐射”。由于这些射线可引起生物分子电离激发，所以又称为“电离辐射”。但组成激光光束的光子能量比上述高能粒子低得多。例如，由氪激光器发出的黄光每个光子的能量为10^-19J，而硬X射线每个光子的能量则达到2X10^-14J，后者比前者高出10万倍。因此激光称为“非高能辐射”或“非电离辐射”。高能辐射的粒子作用于生物组织后所引起的直接生物效应应是生物效应是使生物分子发生电离、激光。他作用于癌细胞可杀死癌细胞或抑制其生长，但作用于正常细胞时也会引起正常细胞损伤，如全身性急、慢性放射病或局部受放射性灼伤。激光是“非电离辐射”，它作用人体后只产生热效应、光化效应、压强效应、电磁场效应和生物刺激效应，而以上5种效应都是激光治病的机制。

临床应用

在诊断方面，各种激光分析、诊断仪器（如激光肿瘤诊断分析仪、激光全息显微镜、激光CT等）能迅速、客观地得出结果。在治疗方面，激光治疗技术（如激光刀、激光治疗机、激光微光束技术、内窥镜激光、光动力学疗法等）几乎在临床各科都得到应用。我国将激光与中医针灸结合应用于临床，这在国际上则是领先的。在基础医学研究方面，除深入研究激光生物学效应外，还应用激光技术（如荧光漂白恢复技术、激光衍射测量技术、激光流式细胞计、激光喇曼光谱技术等）进行细胞及分子水平的研究，能测出物质内部或细胞内的分子结构或组分。

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