簡介
激光醫(yī)學是激光技術(shù)與醫(yī)學相結(jié)合的一們新興的邊緣學科。本世紀60年代,激光問世不久,就與醫(yī)學結(jié)合起來。激光技術(shù)從臨床診斷、治療到基礎(chǔ)醫(yī)學研究被廣泛應用。目前激光醫(yī)學已基本上發(fā)展成為一門體系完整、相對獨立的學科。在醫(yī)學科學中起著越來越重要的作用。
發(fā)展簡史
激光醫(yī)學的發(fā)展大致可以分為3個時期。
(一)以基礎(chǔ)研究為主的時期
1960年,美國人梅曼(Maiman)制成了世界上第一臺紅寶石激光器。由于當時沒有激光功率計,因而,梅曼用激光照射兔眼的視網(wǎng)膜,通過生物效應對眼的損傷程度來粗略測定激光的功率和能量,這樣拉開了激光醫(yī)學的序幕。
1961年,世界第一臺醫(yī)用激光機——紅寶石視網(wǎng)膜凝固機在美國問世,美國醫(yī)師Campbell、Koester等對剝離的視網(wǎng)膜進行焊接;Sonlon、Zeret、Eichler等人首批發(fā)表了“激光的生理作用”、“光脈沖引起眼的損傷”、“相干光源產(chǎn)生的光凝固”以及“激光在生物醫(yī)學的應用的生理學基礎(chǔ)”等論文。
1962年,歐洲的Bessis小組報道了他們用紅寶石激光照射細胞器的研究成果。1963年,蘇聯(lián)也開始發(fā)表激光生物效應方面的文章。1966年,渥美和彥等發(fā)表了日本第一批激光醫(yī)學論文。
在我國,1961年制成了第一臺國產(chǎn)紅寶石激光器,1965年北京同仁醫(yī)院開始了紅寶石激光視網(wǎng)膜凝固的動物實驗。到20世紀60年代末,世界有關(guān)激光醫(yī)學方面的論文已有幾百篇之多,專著10多部。
從1964年開始,美國、英國、蘇聯(lián)等國相繼召開了激光生物醫(yī)學方面的學術(shù)會議。于是,激光醫(yī)學研究在世界各國興起,但作為一門學科的形成它仍然處于初級階段,很不成熟。例如在臨床方面,雖然早已做過用激光焊接剝離了的視網(wǎng)膜的實驗,但真正用于臨床則始于1968年。
又如1963年首次做了用紅寶石激光消除尸體血管粥樣斑塊的嘗試,但由于缺乏相應的技術(shù)和設(shè)備,幾乎停頓了20多年??梢哉f,20世紀60年代只是激光醫(yī)學的基礎(chǔ)研究階段,但“激光醫(yī)學”作為一門新的學科,正在逐步形成。
(二)臨床廣泛應用期
激光的臨床應用是從眼科開始的,隨著醫(yī)用激光器的改造和發(fā)展,20世紀70年代初,激光已廣泛地用于臨床各科。如1970年波洛尼娜等人應用He-Ne激光治療高血壓等內(nèi)科疾病。同年CO?激光問世,促進了激光在外科手術(shù)上的應用。據(jù)1971年統(tǒng)計,全世界有5萬名患者接受了激光手術(shù),治愈率達76%。
1972年,Nd:YAG激光已用于胃腸、泌尿外科,并用于內(nèi)窺鏡實驗。1975年,用Nd:YAG激光內(nèi)窺鏡凝固出血點和治療腸道急性出血。1976年,用它切除膀胱腫瘤。1978年,Nd:YAG激光已廣泛用于胸外科、皮膚科、五官科、婦科等。
20世紀70年代由于激光廣泛用于臨床,從而掀起了一場世界范圍內(nèi)的激光醫(yī)療熱。自1975年在以色列召開的第一屆國際激光外科學會議開始,以后每兩年召開一次,到1979年為止,參加會議的代表從第一次的8人增加到100人。
1979年3月,在美國底特律召開了第一次國際激光醫(yī)學研討會,到會代表400余人,代表了16個國家。在這個時期,激光臨床應用的論文平均每年發(fā)表70余篇。
在我國,1970年研究成功激光視網(wǎng)膜凝固機,1971年,上海第六大人民醫(yī)院發(fā)表了第一篇紅寶石激光凝固視網(wǎng)膜的臨床報道;1973年,上海醫(yī)科大學附屬耳鼻喉醫(yī)院、中山醫(yī)科大學等單位用國產(chǎn)的CO?治療機在外科、皮膚科、五官科、婦科、腫瘤科等開展了激光手術(shù)治療;1974年,開始研制激光內(nèi)鏡系統(tǒng);1975年,He-Ne激光被用于治療頭痛、皮膚急慢性潰瘍、高血壓等病,同時用He-Ne光針做穴位麻醉進行胃、甲狀腺、拔牙等手術(shù)。
1977年在武漢召開了我國首屆激光醫(yī)學學術(shù)交流會,宣讀了80余篇論文。20世紀70年代末,我國已能制造10多種醫(yī)用激光器,并用以治療250多種疾病,有上百萬例患者接受了治療。1980年在東京舉行第一次國際激光醫(yī)學學術(shù)交流會,中國激光醫(yī)學工作者用激光光動力學治療腫瘤的病例數(shù)是最多的,在激光光針的應用和染料激光的臨床應用方面,均居領(lǐng)先地位。
(三)激光醫(yī)學發(fā)展的成熟期
經(jīng)過20多年的基礎(chǔ)研究和臨床應用,激光醫(yī)學已趨于成熟。20世紀80年代已形成了一門新興的邊緣學科——“激光醫(yī)學”。它得到了國際組織的公認,世界衛(wèi)生組織(WHO)成立了“激光醫(yī)學咨詢委員會”,國內(nèi)外編輯出版了大量的專業(yè)期刊及專著。值得一提的是,1987年由原中山醫(yī)科大學、河南醫(yī)科大學和同濟醫(yī)科大學聯(lián)合編著出版的《激光醫(yī)學》一書,在第二屆國際圖書博覽會上被公認為“世界第一部最完整的激光醫(yī)學書籍”。
包括我國在內(nèi)的許多國家,已建立起激光醫(yī)學教學、科研、醫(yī)療的專業(yè)隊伍,成立了許多國際性的專業(yè)學術(shù)團體,如國際光動力學會、國際激光外科學會等。國家、省、市級的激光醫(yī)學會也相繼成立,定期進行學術(shù)交流、舉辦學習班、互相參觀學習等活動,開展的十分活躍。
激光醫(yī)學的發(fā)展使得醫(yī)用激光器生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)化,國際上醫(yī)用激光器已形成大產(chǎn)業(yè),產(chǎn)品40多種,年銷量已突破10億美元。我國有上百個廠家生產(chǎn)醫(yī)用激光器。目前,國內(nèi)許多醫(yī)院多采用國產(chǎn)機器。
我國在20世紀70年代中后期,國家和許多省市已有計劃地將激光醫(yī)學的科技研究分別列入“六五”、“七五”、“八五”直至21世紀的“十一五”規(guī)劃,許多研究項目還得到了國家自然科學基金的資助,并獲得國家級和省部的大獎。這對于我國激光醫(yī)學的發(fā)展無疑是一個巨大的推動。
特色特點
(一)激光醫(yī)學是一門技術(shù)性很強的學科
激光技術(shù)包含了許多現(xiàn)代光學技術(shù),其中有輻射度學、光譜學、信息光學、量子光學、非線性光學、成像光學、纖維光學、光學傳輸和光學計量等。同時還涉及電子技術(shù)、機械工程。在醫(yī)學方面還要和計算機技術(shù)、超聲技術(shù)、X射線技術(shù)、光導纖維內(nèi)窺鏡技術(shù)等相配合。
(二)激光醫(yī)學的醫(yī)學應用面十分廣泛
激光醫(yī)學作為一門醫(yī)學的邊緣學科與其他的醫(yī)學邊緣學科相比,其應用面要廣泛得多。例如,冷凍醫(yī)學多用于治療、核醫(yī)學多用于診治腫瘤、超聲醫(yī)學多用于診斷,而激光醫(yī)學不僅可以用多種方法治療各種疾病(包括手術(shù)和非手術(shù)治療),也可以用于診斷及基礎(chǔ)醫(yī)學的研究,而且已經(jīng)在中醫(yī)學中應用,激光針灸就是很好的說明。
(三)激光具有特殊的生物效應
由于激光和普通光的發(fā)光機制不同,因此激光光束具有比普通光更強的方向性、高亮度,且單色性好、相干性好,因此使得普通光所不能顯示的生物效應在用激光后明顯起來,這就是激光診治疾病的基礎(chǔ),普通光所無能為力的特異診治,激光則可大顯身手。
臨床放射醫(yī)學常用的X射線、α射線、β射線和γ射線都是由高能微觀粒子組成,稱之為“高能輻射”。由于這些射線可引起生物分子電離激發(fā),所以又稱為“電離輻射”。但組成激光光束的光子能量比上述高能粒子低得多。
例如,由氪激光器發(fā)出的黃光每個光子的能量為10^-19J,而硬X射線每個光子的能量則達到2X10^-14J,后者比前者高出10萬倍。因此激光稱為“非高能輻射”或“非電離輻射”。
高能輻射的粒子作用于生物組織后所引起的直接生物效應應是生物效應是使生物分子發(fā)生電離、激光。他作用于癌細胞可殺死癌細胞或抑制其生長,但作用于正常細胞時也會引起正常細胞損傷,如全身性急、慢性放射病或局部受放射性灼傷。
激光是“非電離輻射”,它作用人體后只產(chǎn)生熱效應、光化效應、壓強效應、電磁場效應和生物刺激效應,而以上5種效應都是激光治病的機制。
臨床應用
在診斷方面,各種激光分析、診斷儀器(如激光腫瘤診斷分析儀、激光全息顯微鏡、激光CT等)能迅速、客觀地得出結(jié)果。在治療方面,激光治療技術(shù)(如激光刀、激光治療機、激光微光束技術(shù)、內(nèi)窺鏡激光、光動力學療法等)幾乎在臨床各科都得到應用。
我國將激光與中醫(yī)針灸結(jié)合應用于臨床,這在國際上則是領(lǐng)先的。在基礎(chǔ)醫(yī)學研究方面,除深入研究激光生物學效應外,還應用激光技術(shù)(如熒光漂白恢復技術(shù)、激光衍射測量技術(shù)、激光流式細胞計、激光喇曼光譜技術(shù)等)進行細胞及分子水平的研究,能測出物質(zhì)內(nèi)部或細胞內(nèi)的分子結(jié)構(gòu)或組分。
來源:激光醫(yī)學