激光也是一種光,從本質(zhì)上講它和普通光源如 太陽、白熾燈、火焰等所發(fā)出的光沒有什么區(qū)別,因此它具有普通光所具有的性質(zhì)。由于它是一種電磁波,所以又具有波粒二象性。它遵守反射、折射的定律,在傳 播中會出現(xiàn)干涉、衍射、偏振等現(xiàn)象。但是,激光又有著和普通光顯著不同的特點,如它的單色性、相干性、方向性極好,亮度極高等。因此,它與生物體作用時會 產(chǎn)生許多特殊的效應,這也是激光可以用來診治疾病的原因之一。
激光美容的原理是通過組織吸收高能量的激光后所產(chǎn)生的光熱反應,使局部溫度在數(shù)秒內(nèi)驟然升高到數(shù)百度或更高,組織發(fā)生凝固性壞死,甚至碳 化或汽化,與此同時,由于急劇發(fā)熱,組織的水分突然劇烈喪失,聚焦后,可用以切割或燒灼病變組織。常用于皮膚的激光有二氧化碳激光、紅寶石激光、染料激光 等。激光美容的優(yōu)勢是顯而易見的:操作簡便、省時、可同時止血,對于有些大面積斑、痣無須手術(shù)切除,自體植皮,可以起到美容和保留原有皮膚功能的雙重效 果。但是它同其他治療方法一樣,也會有一些副作用,在清除病變組織的同時,對正常組織也有不同程度傷害,最常見的是遺留表淺疤痕、色素減退或沉著斑。
激光的生物作用機理及生物效應
激光對生物體的作用有五種:熱作用、光化作用、機械作用、電磁場作用和生物刺激作用。激光和生物體相互作用以后所引起生物組織方面的任何 改變都稱為“激光的生物效應”。激光與生物體作用后,不僅會引起生物效應,而且激光本身的參數(shù)(波長、功率、能量等)也可能會改變。由于激光的生物效應是 “五作用”所致,故這“五作用”即為激光生物效應的機理。
一、醫(yī)用強激光與弱激光
在醫(yī)學上,由于強、弱激光的生物作用機理不同,所以臨床應用時其目的和方法也不同。在醫(yī)學領域里,不以激光本身的物理參量(如功率和能 量)來衡量激光的強弱,而是以它對生物組織作用后產(chǎn)生生物效應的強弱來區(qū)分的。它的定義是:激光照射生物組織后,若直接造成了該生物組織的不可逆損傷,則 此受照表面處的激光稱為強激光;若不會直接造成不可逆損傷者,稱為弱激光。
二、激光的作用及其生物效應
1、熱作用
低能光量子可致生物組織直接生熱,高能光量 子則需經(jīng)過一些中間過程后才生熱。例如紅外激光光子能量小,被生物組織吸收后增加了生物組織的熱運動,宏觀表現(xiàn)為被照處組織溫度升高,稱為直接生熱??梢?光和紫外光其光量子能量大,被生物組織吸收后引起生物分子的電子躍遷。當電子由激發(fā)態(tài)回到基態(tài)釋放能量時,才引起熱效應。
我們不難發(fā)現(xiàn)激光技術(shù)與醫(yī)療產(chǎn)業(yè)緊密相關
熱作用的生物效應有以下幾種:
A、熱作用對生物組織的影響。有如下幾點:
(1)對血液循環(huán)的影響:由于溫熱作用可致使毛細血管擴張,使血流量增加,可改善加熱區(qū)供血和營養(yǎng)。
(2)對代謝率的影響:由于人體生化過程對溫度有很大的依賴關系,尤其是酶的催化作用受溫度影響很大,所以激光的熱作用可以促進代謝。
(3)熱損傷:組織熱損傷主要是蛋白質(zhì)變性。蛋白質(zhì)變性和溫度及輻射時間的關系見(圖6)。一般認為,蛋白質(zhì)受到短時間輻照而溫度為60攝氏度時,就會產(chǎn)生永久性的變性。60攝氏度熱波進入組織的深度,被定義為熱組織損傷深度。
B、熱作用對皮膚的效應:在臨床上,由于激光對皮膚的輻照時間和功率密度不同,會產(chǎn)生各種效應。您還可以了解:激光對眼睛的危害有4個級別
2、光化作用
習慣上把光輻照化學系統(tǒng)所引起的化學反應叫光化反應。生命物質(zhì)的活動、生長、繁殖等是靠生化作用將營養(yǎng)物質(zhì)在酶的幫助下,經(jīng)過化學反應使 之合成、分解成生命活動所需要的物質(zhì)和能量的結(jié)果。激光可以直接引起這種化學反應,激光的這種作用稱為光化作用。激光引起的光化反應主要有以下幾種類型。
3、壓強作用
生物組織接受激光照射后,由于光具有波粒二象性,所以當光子和物體碰撞時會產(chǎn)生光壓。又因激光熱效應的繼發(fā)作用而引起汽流的反沖壓、內(nèi)部的蒸汽壓、熱膨脹超聲壓,以及因強電場的繼發(fā)作用而引起的電致伸縮壓等。
4、強電磁場作用
激光和普通光一樣,也是電磁波,所以它對生物組織的作用也就是電磁場對生物組織的作用。對于中、小功率激光的電磁場來說,對生物組織的作 用是無關緊要的,但對很高功率密度的調(diào)Q激光或鎖模激光,其功率密度可達,其電場強度高達,它能在生物組織中產(chǎn)生高溫、高壓和高強度,導致生物組織電系統(tǒng) 發(fā)生急劇變化,這是一般光源無法引起的。
研究證明,光與生物組織作用時,起作用的僅僅是電場強度。激光的電場強度與其功率密度直接有關。前面舉例的調(diào)Q激光和鎖模激光,其電場強 度極高,當這種激光與生物組織作用時,就可能在生物體內(nèi)產(chǎn)生光學諧振波,發(fā)生電致伸縮,使生物分子電離、極化,導致喇曼散射和布里淵散射等。
5、生物刺激作用
這里主要指弱激光的生物刺激作用。當用弱激光照射生物體時,將產(chǎn)生一系列生物效應,如產(chǎn)生興奮或抑制,機體免疫功能改變等。這些效應的產(chǎn)生,是弱激光刺激作用所致。
在現(xiàn)實中,我們需要了解:激光的安全分類標準,這樣我們就盡量避免激光對人體的小傷害。
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