激光技术在医学上的应用论文

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。

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激光——人类创造的神奇之光激光的最初中文名叫做“镭射”、“莱塞”，是它的英文名称LASER的音译，是取自英文Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation的各单词的头一个字母组成的缩写词。意思是“受激辐射的光放大”。激光的英文全名已完全表达了制造激光的主要过程。1964年按照我国著名科学家钱学森建议将“光受激发射”改称“激光”。激光是20世纪以来，继原子能、计算机、半导体之后，人类的又一重大发明，被称为“最快的刀”、“最准的尺”、“最亮的光”和“奇异的激光”。它的原理早在 1916 年已被著名的物理学家爱因斯坦发现，但要直到 1958 年激光才被首次成功制造。激光是在有理论准备和生产实践 迫切需要的背景下应运而生的，它一问世，就获得了异乎寻常的飞快发展，激光的发展不仅使古老的光学科学和光学技术获得了新生，而且导致整个一门新兴产业的出现。激光可使人们有效地利用前所未有的先进方法和手段，去获得空前的效益和成果，从而促进了生产力的发展。激光的产生原理：受激辐射基于伟大的科学家爱因斯坦在1916年提出的一套全新的理论。这一理论是说在组成物质的原子中，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，而且在某种状态下，能出现一个弱光激发出一个强光的现象。这就叫做“受激辐射的光放大”， 一段激活物质就是一个激光放大器。激光的特点：（一）定向发光普通光源是向四面八方发光。要让发射的光朝一个方向传播，需要给光源装上一定的聚光装置，如汽车的车前灯和探照灯都是安装有聚光作用的反光镜，使辐射光汇集起来向一个方向射出。激光器发射的激光，天生就是朝一个方向射出，光束的发散度极小，大约只有0.001弧度，接近平行。1962年，人类第一次使用激光照射月球，地球离月球的距离约38万公里，但激光在月球表面的光斑不到两公里。若以聚光效果很好，看似平行的探照灯光柱射向月球，按照其光斑直径将覆盖整个月球。（二）亮度极高在激光发明前，人工光源中高压脉冲氙灯的亮度最高，与太阳的亮度不相上下，而红宝石激光器的激光亮度，能超过氙灯的几百亿倍。因为激光的亮度极高，所以能够照亮远距离的物体。红宝石激光器发射的光束在月球上产生的照度约为0.02勒克斯（光照度的单位），颜色鲜红，激光光斑明显可见。若用功率最强的探照灯照射月球，产生的照度只有约一万亿分之一勒克斯，人眼根本无法察觉。激光亮度极高的主要原因是定向发光。大量光子集中在一个极小的空间范围内射出，能量密度自然极高。（三）颜色极纯光的颜色由光的波长（或频率）决定。一定的波长对应一定的颜色。太阳光的波长分布范围约在0.76微米至0.4微米之间，对应的颜色从红色到紫色共7种颜色，所以太阳光谈不上单色性。发射单种颜色光的光源称为单色光源，它发射的光波波长单一。比如氪灯、氦灯、氖灯、氢灯等都是单色光源，只发射某一种颜色的光。单色光源的光波波长虽然单一，但仍有一定的分布范围。如氪灯只发射红光，单色性很好，被誉为单色性之冠，波长分布的范围仍有0.00001纳米，因此氪灯发出的红光，若仔细辨认仍包含有几十种红色。由此可见，光辐射的波长分布区间越窄，单色性越好。激光器输出的光，波长分布范围非常窄，因此颜色极纯。以输出红光的氦氖激光器为例，其光的波长分布范围可以窄到2×10-9纳米，是氪灯发射的红光波长分布范围的万分之二。由此可见，激光器的单色性远远超过任何一种单色光源。（四）能量密度极大光子的能量是用E=hγ来计算的，其中h为普朗克常量，γ为频率。由此可知，频率越高，能量越高。激光频率范围3.846*10^(14)Hz到7.895*10^(14)Hz.激光能量并不算很大，但是它的能量密度很大（因为它的作用范围很小，一般只有一个点），短时间里聚集起大量的能量，用做武器也就可以理解了。目前激光技术及其应用研究内容包括：⑴超快超强激光：超快超强激光主要以飞秒激光的研究与应用为主，作为一种独特的科学研究的工具和手段，飞秒激光的主要应用可以概括为三个方面，即飞秒激光在超快领域内的应用、在超强领域内的应用和在超微细加工中的应用。其中飞秒激光超微细加工是当今世界激光、光电子行业中的一个极为引人注目的前沿研究方向。⑵新型激光器研究：激光测距仪是激光在军事上应用的起点，将其应用到火炮系统，大大提高了火炮射击精度。激光雷达相比于无线电雷达，由于激光发散角小，方向性好，因此其测量精度大幅度提高。由于同样的原因，激光雷达不存在"盲区"，因此尤其适宜于对导弹初始阶段的跟踪测量。但由于大气的影响，激光雷达并不适宜在大范围内搜索，还只能作为无线电雷达的有力补足。⑶激光医疗：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。⑷激光化学：激光化学的应用非常广泛。制药工业是第一个得益的领域。应用激光化学技术，不仅能加速药物的合成，而又可把不需要的副产品剔在一旁，使得某些药物变得更安全可靠，价格也可降低一些。又如，利用激光控制半导体，就可改进新的光学开关，从而改进电脑和通信系统。激光化学虽然尚处于起步阶段，但其前景十分光明。目前全球业界公认的发展最快的、应用日趋广泛的最重要的高新技术就是光电技术。而在光电技术中，其基础技术之一就是激光技术。21世纪的激光技术与产业的发展将支撑并推进高速、宽带、海量的光通信以及网络通信，并将引发一场照明技术革命，小巧、可靠、寿命长、节能半导体(LED)将主导市场。光电技术将继微电子技术之后再次推动人类科学技术的革命和进步，激光产品已成为现代武器的"眼睛"和"神经"。激光的研究必将对相关领域进步起到巨大推动作用。

激光在医学方面的应用：研究生命现象和规律、激光诊断、激光治疗等。

借助激光微束仪把激光束直径聚焦到0.5～1μm，用以切割或焊接细胞，研究生物遗传规律。借助激光拉曼光谱分析技术，研究生物大分子的结构及其变化。借助于红外吸收光谱仪，通过对唇部的测定，能测定人血液内所存在的元素。

借助于激光多普勒测速技术测量皮肤、肠粘膜、胃粘膜的血流特征，可瞬时或连续地直接测量任何使光束可到达之处的组织的毛细血管的血流。

用于检验和诊断的激光技术主要有，激光荧光光谱术，激光喇曼光谱分析术，激光全息术，激光散斑分析术，激光多普勒测速术，激光流动式细胞分析术，激光干涉术，激光透照术和激光偏振技术等等，分别用来测量血液、尿液和人体其他组织的成份、微量元素的含量等，以及识别和分辨细胞是否病变或癌变。

激光在眼科的应用：

目前，眼科激光设备已经应用于屈光性角膜切除术、虹膜切除术、巩膜切除术和眼底组织凝固术等领域。光动力疗法蔡司公司激光系统治疗老年黄斑变性有显著效果。

准分子激光矫正视力是当前眼科主要的前沿课题之一。准分子激光的原理是利用被激发的气体，释放出高能量的光子。高能量的激光光能将角膜组织内的结构键切割分离开来，而又不会产生热效应伤及周围组织，所以能精密准确地产生光切作用，将角膜组织气化移除，进而改变角膜弧度，除去屈光不正度数。

因为每一发激光能量所气化组织的量与深度是固定的，所以准确又精密，准分子激光屈光矫正术现已取代传统的放射状角膜切开术。