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生物医学光子学论文详解
生物医学光子学论文
摘要
运用光子学原理和技术,为医学、生物学和生物技术领域中的问题提供解决方案即构成生物医学光子学的研究内容。
生物医学光子学涉及对生物材料的成像、探测和操纵。
在生物学领域,主要研究分子水平的机理,探测分子结构与功能;在医学领域,主要研究生物组织结构与功能,能对生物体以非侵入的方式,实现宏观与微观尺度分子水平的疾病探测、诊断和治疗。
目前,光子学技术在医学中的应用主要包含以下研究内容:
一是生物系统中产生的光子及其反映的生命过程,以及这种光子在生物学研究、医学诊断、农业、环境、甚至食品品质检查方面的重要应用。
利用光子及其技术对生物系统进行的检测、治疗、加工和改造等也是一项重要的任务。
二是医学光子学基础和技术,包括组织光学、医学光谱技术、医学成像术、新颖的激光诊断和激光医疗机理极其作用机理的研究。
关键词:
光子学技术;激光;光子;医学光谱
1前言
生物学或生命科学是光子学的一个重要应用领域。
从发展来看,在21世纪,所有的科学技术都将围绕人与人类的发展问题,寻找各自的存在意义与发展面。
自然界最奇特而变化多端的生命现象从起源、演化乃至今天人类所有行为能力与潜质,都与光这个神秘的物质息息相关、密不可分。
光与生命早已结下不解之缘。
十余年来生物医学光学与光子学骤然兴起,令人瞩目,并因而引发出一门新兴的学科--生物医学光子学。
简言之,生物医学光子学就是用光子来研究生命的科学,它是光子学和生命科学相互交叉、互相渗透而产生的边缘学科。
它涉及生物系统以光子形式释放的能量与来自生物系统的光子探测过程,以及这些光子携带的有关生物系统的结构与功能信息,还包括利用光子对生物系统进行的加工与改造。
也可以这么说,生物学研究与医学研究、诊断和治疗涉及到的光学及其相关的应用技术,包括其中最基础性的光物理问题,均可列为生物医学光子学的研究对象。
光学在生命科学中的应用,在经历了一个较缓慢的发展阶段后,由于激光与最新的光子技术的介入,已进入了一个迅速发展的新阶段。
一般认为,光学领域未来发展的重点是将各种复杂的光学系统和技术更加广泛地应用于保健和医疗。
当今世界中,与光学有关的技术冲击着人类健康领域,正在改变着药物疗法和常规手术的实施手段,并为医疗诊断提供了新方法。
在某些领域,如眼科,光学和激光技术已成熟地应用于临床实践。
激光还使治疗肾结石和皮肤病的新疗法得以实现,并以最小的无损或微损疗法代替外科手术,如膝关节的修复。
现在,用激光技术和光激励的药物相结合可治好某些癌症。
以光学诊断技术为基础的流动血细胞测量仪可用于监测艾滋病患者体内的病毒携带量。
还有一些光学技术正处于无损医学应用的试验阶段,包括控制糖尿病所进行的无损血糖监测和乳腺癌的早期诊断等。
光学技术还为生物学研究提供了新的手段,如人体内部造影、测量、分析和处理等。
共焦激光扫描显微镜能将详细的生物结构的三维图像展现出来,在亚细胞层次监测化学组成和蛋白质相互作用空间和时间特征。
以双光子激发荧光技术为代表的非线性成像方法,不仅可以改善荧光成像方法的探测深度、降低对生物体的损伤,而且还开辟了在细胞内进行高度定位的光化学疗法。
近场技术将分辨率提高到衍射极限以上,可以探测细胞膜上生物分子的相互作用、离子通道等等。
激光器已成为确定DNA化学结构排序系统的关键组成部分。
光学在生物技术方面的其它应用还包括采用“DNA芯片”的高级复杂系统,和采用传输探针的简单系统。
激光钳提供了一种在显微镜下方能看见的一种新奇的、前所未有的操作方法,能够在生物环境中实现细胞或微观粒子的操纵与控制,或在10-12m范围内实现力学参数的测量。
生物医学光子学研究的活跃、繁荣景象并不完全出于学术本身的缘由,而是说明人们对采用生物医学光子学技术解决长期困扰人类的疑难顽疾如心血管疾病和癌症所起的作用寄予很大希望,其中的重大突破将起到类似X-射线和CT技术在人类文明进步史上的重要推动作用,在知识经济崛起的时代还可能产生和带动一批高新技术产业。
光子技术和产业的基础是光子学。
光子学是研究光子的产生、运动和转化的一门新兴学科,光子学的研究范围包括光子的产生、运动、传播、探测及光与物质的相互作用问题以及光子存载信息的传输、变换和处理问题等。
当前,支撑信息社会的两大微观信息载体是电子和光子,它们都是微观粒子,因而作为能量和信息载体来说,他们具有共性,但是他们又存在许多差异。
由于光子是波色子,不带电、传播速度快,光束可互相穿越而不互相干扰,因而可大规模互联和并行传输,具有独特的优越性。
光子学的发展使古老的光学迸发出青春的活力,促进了光子技术的形成和发展。
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。
随着激光器的不断发展,光子技术在生物医学领域的应用也层出不穷。
生物医学光子学可以分为生物光子学和医学光子学两个部分,分属生物学和医学领域,但二者存在相互交叠的范围,并无严格的分界。
也可以根据应用目的的不同,将生物医学光子学划分为光子诊断医学技术和光子治疗医学技术两个领域。
前者以光子作为信息的载体,后者是以光子作为能量的载体。
生物光子学就是以研究生物体辐射的光子特性来研究生物体自身的功能和特性的学科。
在光子学产生初期,充满活力的生命科学就和光子学相互交叉渗透,促进了这一学科的发展。
它以生物系统的超微弱光子辐射(BPE)的发现和研究为基础的。
从1923年前苏联科学家Burwitch等人首次发现BPE现象到70年代后的研究表明,BPE现象是自然界普遍存在的一种现象,是生物体的一种固有功能。
除了少数原生生物和藻类等低级生物外,绝大多数动植物都能产生BPE。
BPE的光谱很宽,从紫外光、可见光到红外波段。
奇妙的是,BPE的值和生物进化程度成正比,进化程度越高,其BPE值越大,辐射的波长越向红外扩展。
另外BPE具有高度的相关性,是生物体量子效率极低的一种低水平化学发光。
由于生物微弱发光与生物体的生理及病理有着密切的关系,所以生物光子学在临床诊断、农作物遗传性诊断及环境检测等领域可以有重要的应用。
2光子学技术在医学中的应用原理
光子学以量子为单位,研究能量的产生、探测、传输与信息处理。
光子技术在生物与医学中的应用即定义为生物医学光子学,其相应产业涉及人类疾病的诊断、预防、监护、治疗以及保健、康复等。
研究内容包括:
光子医学与光子生物学、X—射线成像、MRI、PET等。
2.1光子的产生、运动、转化
光具有波粒二相性,是一种以电磁波形式传播的特殊粒子——光子,由光源产生,被各种物体反射、折射进入人眼,并被感知,所以我们才能看到周围的景物。
光子产生的途径很多,但归根结底遵循的都是一个机理——光电子理论。
原子都是由原子核和核外电子构成,电子在自己的固定轨道上绕核旋转。
根据能量最低原理,电子总是首先填充能量较低的轨道,处于稳定的基态;当获得一个额外能量,使它能够争脱核的束缚时,便可向高能量轨道跃迁,处于不稳定的激发态。
此时该电子可通过向外辐射光子的形式降低自身能量回到基态,而光子的能量正好等于两个轨道能量之差。
这种现象在我们日常生活中是非常普遍的,在很多工厂和公园中都可以看到发着黄光的钠气灯。
学过化学的人都知道,钠原子核外有11个电子,分布在3个轨道上,最外层只有1个电子,称为3S电子,当它受到外界激发而发生跃迁时,会释放出波长为580nm的光子,正好处于黄色可见光的波长范围。
光子静止质量为零,运动的光子就是光波。
光波是光子运动的一种状态【16】。
相对论指出:
物质加速会使质量增加,那静止为零的光子并不是运动的时候也为零。
图2.1氢原子能级图
组成物质的原子中,有不同数量的粒子(电子)分布在不同的能级上,在高能级上的粒子受到某种光子的激发,会从高能级跳到(跃迁)到低能级上,这时将会辐射出与激发它的光相同性质的光。
能级跃迁首先由波尔提出,但是波尔将宏观规律用到其中,所以除了氢原子的能级跃迁之外,在对其他复杂的原子的跃迁规律的探究中,玻尔遇到了很大的困难。
光子具有的优异特性:
(1)光子具有极高的信息容量和效率:
光频为5×1014Hz;电频率仅为10Hz量级。
光子在光纤中能够直接传播上百公里以上,因此前者可承载信息的容量起码比后者高出3~4个量级,即千倍以上。
(2)光子具有极快的响应能力:
电子脉冲脉宽最窄限度在纳秒(ns),电子通信中信息速率被限定在Gb/s量级。
光子脉冲可轻易做到脉宽为皮秒量级,小于10个飞秒量级,光子为信息载体,信息速率能够达到每秒几十、几百个Gb,甚至几个、几十个Tb。
(3)光子具有极强的互连能力与并行能力:
第六代计算机—神经网络计算机中,速率可达1010bit/s,这差不多是目前计算机的最高水平。
(4)光子具有极大的存储能力:
不同于电子存储,光子除能进行一维、二维存储外,尚能完成三维存储。
如果使用可见光(~500nm),光子的存储能力则可达到1012bit/cm3量级。
(5)光子是波色子,不带电、传播速度快,光束可互相穿越而不互相干扰,因而可大规模互联和并行传输,具有独特的优越性。
2.2光子和生物组织的相互作用
有关的研究内容很多,几乎每种诊断和治疗方案皆与此题有关,仅就主要方面介绍。
(1)光击穿
目前的动脉血管粥样硬化治疗仪获得很大的成功它是利用光击穿产生等离子体韧致辐射,形成能量膨胀,从而导致血管扩张【8】。
此外激光的烧蚀和消融在医学上也起重要作用。
(2)吸收
组织中的光敏物质吸收激光光子,使其激发。
通过能量传递,使组织中的分子氧激发,形成单态氧。
处于这种激发态的氧是活性氧。
它可以破坏生物组织并可杀死细菌。
此外,组织中的色素体也存在吸收作用。
(3)散射
一般是利用后向散射成像诊断,形成空间和时间分辨的超高清晰度光CT。
在生物组织内,光吸收量由Beer定律确定:
式中
为消光系数.
为组织液浓度,为光程长度。
在组织中消光系数随血的氧化程度即。
HP值的变化而变化。
光程在穿过组织时被延长,这是生物组织对垂直入射的光子进行多次散射的结果。
即实际上从生物体出来的光子已经过上百次散射,所以在激光与物质的相互作用中考虑光子传输路径效应是必要的。
这无论对于成像还是对吸收测量都很重要。
在最初仅靠计算机来模拟,而现在激光脉冲等技术帮助克服了光子通过混沌介质时的路径混淆测量障碍。
它的作用如下:
a.分析血液含氧浓度的变化正像分析组织结构变化一样,也和光子穿过的路径有关【10】。
吸收和散射光一样可以推断生物生理变化和组织结构损伤。
例如对脑而言,可以通过测量瞬时的光子来监视血液氧化情况、血流情况,进行血液分析、组织分析以及化学成分分析。
b.组织功能测试:
利用激光探针通过测量光吸收来测定色素浓度的变化,例如血红素和葡萄糖产生物质的吸收光谱变化,从而诊断其功能的变化。
总之,光子对生物体以非侵入的方式,实现宏观与微观尺度分子水平的疾病探测、诊断和治疗。
2.3光声光谱技术的原理
光声效应是指物质受到周期性强度的光照射而产生声信号的现象【3】。
当光源不同或者光与物质作用方式不同时,光致超声的过程存在着多种可能的物理机制。
当前新兴的生物医学光声成像技术所利用的物理基础是其中的热弹性机制,即受短脉冲光(脉宽 为了便于讨论,可将该过程分为以下3个步骤: (1)脉冲光辐照生物组织,组织内吸收体吸收光能量; (2)基于热弹性机制的光致超声过程;(3)本地光声信号的外传与探测。 . 图2.2声光效应示意图 用一定频率调制的光源(或脉冲光源)照射物质,物质分子吸收一定光能后,由受激态通过非辐射过程跃迁到低能态时,产生同频的声波(光声信号),这一现象称为光声效应。 光声光谱技术就是在物质的光声效应基础上发展起来的一种检测技术,它研究物质的光声信号随入射光波长变化的谱线,这谱线称为光声光谱。 光声信号的产生和检测过程是一个光、热、声、电的能量转移过程。 光声光谱和其它光谱一样反映了物质与光相互作用的特性,它能反映物质内部结构及成分含量的情况【2】,能提供物质内部的热学、声学和光学方面信息。 光声光谱是传统光谱的一种有力补充。 传统光谱方法排除了对已被吸收、湮没的那些光子的检测分析,这些被排除了的物理过程往往是研究者十分感兴趣的。 光声光谱就是对传统光谱在这些过程方面的一个补充。 它与传统光谱技术的主要区别在它的检测方法。 不是直接对入射物质后出射的某些光子的检测,而是对光束与物质相互作用所吸收的能量的测量【3】。 光声光谱的波长范围很宽,从紫外区经可见区一直到红外区。 3光子学技术在医学中的应用 生物医学光子学可以分为生物光子学和医学光子学两个部分,分属生物学和医学领域,但二者存在相互交叠的范围,并无严格的分界。 也可以根据应用目的的不同,将生物医学光子学划分位光子诊断医学技术和光子治疗医学技术两个领域。 前者以光子作为信息的载体,后者是以光子作为能量的载体。 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。 随着激光器的不断发展,光子技术在生物医学领域的应用也层出不穷。 3.1光子诊断医学技术 光子学在医学中通过研究生物体辐射的光子特性来研究生物体自身的功能和特性。 在光子学产生初期,充满活力的生命科学就和光子学相互交叉渗透,促进了这一学科的发展。 它以生物系统的超微弱光子辐射(BPE)的发现和研究为基础的。 从1923年前苏联科学家Burwitch等人首次发现BPE现象到70年代后的研究表明,BPE现象是自然界普遍存在的一种现象,是生物体的一种固有功能。 除了少数原生生物和藻类等低级生物外,绝大多数动植物都能产生BPE。 BPE的光谱很宽,从紫外、可见光到红外波段。 奇妙的是,BPE的值和生物进化程度成正比,进化程度越高,其BPE值越大,辐射的波长越向红外扩展【7】。 另外BPE具有高度的相关性,是生物体量子效率极低的一种低水平化学发光。 80年代以来各国科学家进一步对BPE现象进行研究发现DNA是BPE的辐射源之一;BPE在细胞形态分裂前和死亡前强度会增大。 另外,癌细胞的BPE高于正常细胞。 这些研究表明: 生物的自发超弱发光与生物体的氧化代谢、细胞的分裂和死亡、癌变、生长调控、光化学反应等许多基本的生命过程有着密切的内在联系【6】。 有关BPE的研究也正向细胞、亚细胞和分子水平深入。 与之相关的理论和测试技术也在不断发展。 由于生物超弱发光与生物体的生理及病理有着密切的关系,所以生物光子学在临床诊断、农作物遗传性诊断及环境检测等领域可以有重要的应用。 (1)生物超弱发光的成像 利用高灵敏度的探测和成像技术,结合数据融合技术,在可见和近红外波段获得生物体超弱发光的而二维图像,用于人体代谢功能与抗氧化、抗衰老机体防御功能的测量和研究。 亦可用于疾病的诊断。 例如,日本研制成第一台能探测大脑病灶区的激光仪器,用很弱的近红外激光照射病人头部而得到大脑皮层的二维图像。 通过分析这些图象,可以了解大脑活动类型,有助于医生发现病灶。 和传统的打开头盖骨插入电极测量和用放射性同位素测定的方法相比,可以减少对病人的痛苦和伤害。 此外,波士顿儿童医院利用在组织内的光的吸收和氧的浓度有关这一特性,采用近红外光谱来监视婴儿脑细胞氧含量。 (2)生物系统的诱导发光 生物体在外界强光的短暂照射下可诱导生物系统的光子发射。 这种随时间衰弱的诱导发光的强度远大于生物体自发光强度。 可以用于疾病诊断和食品质量的检测。 由于肿瘤患者和健康人相比,其血液和病变器官与组织的发光光子强度升高,在癌症的诊断方面有很好的应用,可以在肿瘤早期找出其存在位置,实现肿瘤的早期诊断和治疗。 目前有两种方法: (a)外加光敏物质诊断 根据荧光物质与肿瘤组织有很好的亲和力这一特点,可让患者静脉注射或口服光敏剂后(48~72小时),再接受光照,记录荧光光谱特性曲线,可以确定肿瘤位置【8】。 这种方法由于受到其他组织荧光和自体荧光的干扰,容易引起误诊,且需要寻求更有效且无毒副作用的光敏剂。 在现阶段,新型光敏剂的发展是通过荧光对早期肿瘤检测方法的最有前途的改进。 经研究表明靛青绿衍生物比未改变的靛青绿更能提高药物代谢动力并获得更高的收效【12】。 为了对新型光敏剂进行体内检测,LMTB在与西门子医药公司的合作中研制了一台近红外成像器,它由一个740nm的二极管激光器(2w)和一个冷却CCD照相机组成。 动物试验中,完整老鼠身体的近红外荧光可被成像,不同的滤光器设置允许使用不同的荧光基团。 我们可以清楚的看到肿瘤的位置。 (b)自体荧光光谱诊断 这种诊断技术不需要外加光敏制剂,利用人体组织在激光下产生的荧光来进行光谱分析分辨肿瘤。 无需口服或注射光敏剂,是一种无侵害性的、快捷诊断技术。 美国南卡罗来纳州克莱姆森大学研究人员用激光二极管发射出红外线光束,不必接触皮肤即可从16个点位穿透乳房,然后用计算机分析光子模式,再现乳房内部影像,可以发现小到5mm的肿瘤。 加拿大Xillix公司将自体荧光光谱诊断技术与内窥镜技术相结合,研制了光致荧光内窥镜系统(LIFE),获取正常组织和非正常组织的荧光差别,实时显示图像或输出数字式静止图像,用于肺癌的早期诊断。 经过临床试验表明,在肺癌的探测和定位方面,LIFE系统准确效率比普通的内窥镜系统提高171%【14】。 (3)激光扫描共焦显微技术 超声波、CT、核磁共振等传统生物医学成像技术虽然可以获得人体组织在自然状态下的各种表像,但无法达到细胞级的分辨率。 而采用高分辨率的光学显微镜和电子显微镜又需要将组织切片分析,无法对活组织成像。 激光扫描共焦显微镜却可以进行光学断层分析获取生物样本的三维图像,实现对组织的动态成像,使研究人员观察到细胞与细胞相互作用、组织再生、光与组织的物理和生物效应、细胞内的生化成分和离子浓度等,从而成为生物学和医学研究的新技术和新手段【15】。 (4)光学相干层析技术(OCT) 将光学相干技术与激光扫描共焦技术相结合的光学相干层析技术(OCT),利用了相干仪的高灵敏度外差探测特性,及只有探测光束焦点处返回的光才有最强的干涉信号被探测到,而离开焦点的散射光不会被探测成像这一激光共焦显微技术的结合。 避免了单一激光扫描共焦显示技术只能用于透明组织,如角膜、皮肤这一缺点,可以用于探测食道、宫颈、肠道等器官,使医生看到10 m大小的组织,无损伤地了解组织结构及成分。 特别值得一提的是它可以用于探测心脏、脑等以往无法活检的器官和组织,所以,OCT在医学上被称为“光学活检”。 (5)光学光钳技术 激光光钳是一种利用高斯激光光束的梯度压力将微粒移到激光束焦点附近的装置。 微粒处于按高斯分布的激光束中时,由于光场强度的空间变化,光束对微粒产生一种梯度压力,驱使其移向光束中心,并稳定在那里。 激光束如同一把“钳子”抓住微粒,随其移动,可以无损地操纵如细胞、细菌、病毒、小的原生动物等生物粒子,为微生物学家、医学工作者提供新的有力工具。 为了减小对微粒的影响,多采用近红外激光。 德国生物学家用激光在卵子细胞周围的保护层(蛋白质和碳水化合物)上打孔,利用光钳将精子抓住并送入卵细胞,从可以帮助那些缺少尾巴或无法游动的精子与母卵细胞结合,从而大大提高了体外受精的成功率。 (6)激光加速对DNA的研究 基因是生物遗传、突变的基本单位。 人类基因组共有3×109个碱基对(DNA),弄清这些碱基对的序列情况是研究生命科学、了解生命奥秘的基础。 利用人工方法识别这些碱基对需要1000年时间。 单由于引入了光子学技术,大大促进了DNA的研究进程。 美国加州大学采用激光毛细管列阵电泳法,在7分钟内读出200个碱基对,精度达97%,比通常的板凝胶技术快得多。 此外,日本东北大学、路易斯安娜州立大学、艾奥瓦州立大学的研究人员都利用光子学技术采用不同的方法来实现对DNA的快速识别。 加利福尼亚的Affymetrix公司已开发了基因芯片技术,它将照相平板印刷术和化学合成技术相结合,在不到1.28cm2的面积上产生高密度的DNA探头阵列。 利用激光共焦扫描显微技术识别DNA。 (7)激光挑选癌细胞 美国国家健康研究所研制出一种带有固体激光器的立式显微镜。 在用显微镜观察肿瘤的病理样品时,病理学家可以用脉冲工作的激光束激活罩在样品上的透明热塑膜,使之与他选择的癌细胞热熔在一起。 这样在取出膜的同时可以取出被选的癌细胞,进行近一步分析研究。 3.2光子治疗医学技术 光入射到人体组织后,一部分会反射回来,一部分被组织吸收,还有一部分被人体组织向四周散射。 人体不同组织对不同波长光的吸收能力也不同。 光照射人体组织后,根据照射的波长和时间不同,对组织有以下五种作用,分别为: 光化学作用、热相互作用、光蚀除、等离子体诱导蚀除和光致破裂。 如图3.1所示,激光医学相关的总的能量密度范围是从1J/cm2到1000J/cm2,暴光时间也是造成光与组织相互作用多样性的主要参数。 图3.1激光与组织相互关系图 (1)光子动力学医疗(PDT) 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【19】。 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(630~690nm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。 (2)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;采用超短脉冲二氧化碳激光器(10.6 m)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。 (3)激光在牙科应用 从60年代即开始了激光用于牙科的基础及临床研究。 最早用于代替机械牙钻贺焊接支架。 现在激光在口腔临床主要应用于口腔软组织疾病、口腔粘膜病等治疗。 以及各种口腔硬组织疾病,如牙本质过敏症的脱敏、龋齿激光治疗、根管消毒和激光漂白牙齿等;还可以用激光进行止疼及麻醉。 也可以用激光进行牙髓炎等口腔疾病的诊断等。 (4)激光在眼科应用 利用紫外激光的高光子能量打断角膜基质内分子链,造成非热致汽化来改变角膜的厚度和曲率,治疗近视、远视和散光。 这就是今年来出现的准分子激光角膜切削术。 由于该方法热损伤小、切割精细、安全、预测性好等一系列优点,近年发展很快。 另一种治疗方法叫激光屈光性角膜切削术,即在角膜瓣下进行激光切割,是一种效果稳定,视力回退现象小的屈光矫正治疗。 另外,激光在晶状体、玻璃体、虹膜、视网膜等各类疾病的治疗。 (5)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1mm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【13】。 (6)激光针灸治疗术 低功率激光可以代替传统的针具和灸具,通过刺激穴位能够缓解疼痛和治病。 由于激光是非接触式的,所以不会损坏病人的神经和血管,更为安全可靠。 经过研究发现,激光针灸可以对解除关节、肌肉和神经疼,对高血压、中风、偏瘫都有一定疗效。 (7)激光采血器和注射器 早在20世纪90年代初,俄罗斯
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