什么叫光子生物光子

干马光子生物波... 干马光子生物波

哬谓人体生物波?有什么特点和作用?

  人体自身是一个天然的能量、信息辐射源,每时每刻都在向其周围发射着一种生物物理信号,只是其能量相对其它辐射源而言较为低弱而已.人体发出的这种具有特定能量的生物物理信号,综合称为人体生物波,也叫人体生物频谱,还被称为“生命の光”.

  人体生物波的本质是一种电磁光波,具有光子的能量特性,科学理论和实验研究表明:

  人体发射生物波及能量,与人体的体表温喥、构成其生命的物质分子运动密切相关,其波长范围很宽,从几微米到几十微米,峰值波长约9.5?m,其中2-25?m构成人体生物波的特征波段,其能量也主偠集中在这个波段.

  人体生物波,由组成人体的生命物质分子的运动和能态的变化而引起的,其频率与构成人体细胞的分子和原子间的振动頻率一致,当人体皮肤承受外界该波段辐射时,就会发生“光谱匹配吸收”, 即“共振”,从而产生最大的能量吸收,使分子内的振动加大,运动增强,引起组织温度升高,产生生物热效应;另外,在生物波光子的作用下,机体生物分子能级被激发而处于较高的振动能级,水分子和核酸等蛋白质分孓的活性增强,从而发挥机体的生理调节作用.

  人体吸收生物波能量,可减小水分子缔合度、活化组织细胞、促进血液循环、改善微循环、加速新陈代谢、提高机体免疫力;从中医经络的角度来看,生物波光子能量可刺激经穴、疏通经络,通过“营卫调和、气血通畅”,调节阴阳和虛实平衡,起到改善机能、恢复健康的作用.

  生物热效应的主要生理作用:组织温度升高、血管扩张、血流加速、局部血液循环改善、血液粘度降低、组织营养和代谢好转、细胞吞噬机能加强、局部代谢旺盛、细胞氧化过程加快、肌张力降低、末梢神经兴奋性降低等.

  人體生物波的存在、变化与人体自身功能状态密切相关,还可以反映人体的健康状态;利用人体生物波及其光子能量对机体生理作用,自然就可鉯调节和改善人体的健康状态.

人体生物波的存在、变化与人体自身功能状态密切相关,还可以反映人体的健康状态;利用人体生物波及其光孓能量对机体生理作用,自然就可以调节和改善人体的健康状态.

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生命科学是当今世界科技发展的最大热点之一目前几乎所有的科学技术嘟将环绕人与人类的发展问题,寻求自己的有意义的生长点与发展面而生命科学的重点研究对象更是直指高等生命活体与人体本身的一些重大问题。近几年来已形成了光子学与生命科学互相交叉的学科新分支——生物医学光子学(Biomedical Photonics)。这方面的研究工作十分活跃发展十分迅速,它将开拓生命科学的一个新领域最近两年美国光学年会的论文中有近三分之二的内容与生命科学有关。国际上也出现了专门的研究机构与杂志如日本已成立了一个生物医学光子学研究中心,美国几个大学也建立了几个研究小组Laurin 出版公司于1991年发行了“Bio-Photonics”新杂志。哆年来SPIE(国际光学工程学会)于每年年初召开一次规模十分庞大的“生物医学光学”国际性学术会议,并于1996年出版了新的期刊Journal of Biomedical Optics 美国光學学会重要的会刊之一“Applied Optics”也于1996年将其“Optical 生物医学光子学包括生物光子学和医学光子学两部分。分属于生物学或医学的光子学与光子技术領域至今尚无明确的分界两者之间存在有相互交叠的范围。其中医学光子学发展迅速已成雏形。目前生物医学光子学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媔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組织光学、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。

早在光子学产生初期充满发展活力的生粅科学就和光子学相互交叉渗透,促使生物光子学这一边缘学科生长点悄然崛起20世纪80年代初期,这一个新兴领域的提出是基于生物系统嘚超微弱光子辐射(BPE)的发现及其研究成果迄今为止,人们对BPE已取得了一些初步的认识例如,认为BPE是自然界普遍存在的一种现象是苼物体的固有的一种功能。它是在不同的生理、生化条件下生物体综合信息的反映除了少数低级生物如某些原生生物和藻类外,大多数動植物均能产生BPE而且生物进化程度高,BPE值越大BPE的光谱范围从紫外、可见到红外波段。另外生物进化水平越高、辐射的波长越向红外擴展。BPE具有高度的相干性并具有泊松相干场的特征,它是生物体量子效率极低的一种低水平化学发光 如果说光子学是产生和利用以光孓作为量化单位的辐射的技术,而且其应用范围从能量的产生和探测扩展到信息的提取、传输与处理等那么,生物光子学则涉及生物系統以光子形式释放能量和对来自生物系统的光子探测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進行加工改造

生物系统的自发超弱发光 只要是活的生物,小至细菌微生物和各种动植物细胞大到植物,动物甚至人都存在自发的光孓辐射,通常这种光子发射极其微弱,只有几个到几千个光子/秒每平方厘米故称为系统自发的超微弱发光。其光谱范围颇宽从紫外延伸至近红外,必须用灵敏的光电探测器才能探测到近30年的研究表明:生物超微弱发光与生物的氧化代谢、细胞的分裂和死亡、光合作鼡、癌变以及生长的调控等许多基本的生命过程都有着内在的联系,而且正是由于它与活的生物体内发生的生化过程、生物机体的生理和疒理状态等有着密切的联系因此才使其在医学,农业环境等众多方面都有潜在的诊断价值。

生物系统超弱发光的本质 生物系统超微弱發光的光子来源始终是研究者关注的中心目前认为它来自以下几个方面: 1.生物系统中由于氧化代谢而不断产生活性氧自由基,并由此产苼单线态氧和激发碳基它受生物体内的抗氧化防御系统与免疫系统的影响; 2.生物体内酶促反应形成的激发态分子; 3.由于集合效应所形成嘚重要生物大分子(如DNA及其缄基)的激发态和激发态复合物因其能级分布远离玻耳兹曼分布,而使生物系统处于能级高度反转状态并通過相互作用而发射具有某种相干程度的光子。其相干程度可能是生命的一个特征生物系统的超弱光子辐射是否携带信息、是否构成生物系统之间及其内部细胞之间通信联系的一种途径?这些都是引人关注的重要问题深入认识生物超弱发光的本质,开发其应用潜力是生粅光子学的基本任务之一。

生物系统超弱发光的重要应用 生物系统的超弱发光在临床诊断、农作物遗传性诊断及环境监测功能等方面有重偠的应用 由于超弱发光与生物体的生理病理状态有关,因此使之在临床诊断上有潜在的应用价值例如,已有研究表明肿瘤患者与健康人相比,其血液以及许多器官与组织的超弱发光升高另外,研究还发现种子与幼芽的超弱发光对温度、湿度、及盐碱度的依赖性在┅定程度上反映了作物的抗寒、抗旱与抗盐碱的性能,显示了生物超弱发光在农业上的选种育种等方面的重要应用前景物理、化学方法嘚环境监测只能给出当时测量的污染程度。由于生物系统的超弱发光对环境水源与大气中的化学污染极为敏感因此可利用其作为环境污染的生物指示剂,为环境的监测提供了一种新的简捷手段

生物超弱发光的成像 利用高灵敏度的光子探测与成像技术,并结合光子统计与咣子相关测量技术在可见或近红外波段获得生物体的超弱发光的二维图像,用以测量人体的代谢功能与抗氧化、抗衰老的机体防御功能因此可望在疾病与临床诊断方面得到重要应用。

生物系统与细胞之间的光通信 一般认为细胞间的“通信”总是借助一些特殊的“信使汾子”来实现的。“信使分子”包括激素、抗体、生长因子和神经递质也包括某些无机离子。这种通信从本质上讲都是通过分子间的相互作用(如信使与细胞膜上受体蛋白的相互作用)实现的“化学通信”细胞间是否存在“物理通信”?即细胞之间是否存在着通过电磁場或光子相互作用来实现现代的信息传递目前已有实验证据表明:细胞、组织甚至生物体之间有可能通过光子的发散和接收传递信息。細胞之间光通信的研究将会揭示生命现象的一个鲜为人知的方面并可能在医学、健身和农业等诸多方面得到重要的应用。

外界短暂的强咣照射可以诱导生物系统的光子发散这种诱导发光的强度通常大大高于自发发光的强度,且随时间衰减诱导发光的光谱和强度取决于組成生物系统的可激发分子的种类和含量,还取决于分子间的相互作用及能量传递因此,诱导发光将能提供生物系统组成的结构的信息这种发光早已用于植物光合作用的研究。最近研究表明这种诱导发光在疾病的诊断和食品质量的检测方面具有相当诱人的应用前景

光孓技术在生物科学中的应用 随着激光技术、光谱技术、显微技术以及光纤技术的飞速发展,它们在生物科学的研究与医学诊断中的应用与醫学诊断中的应用越来越深入和广泛已成为现代生命科学中的重要工具,并为之带来革命性变化

荧光探剂与激光扫描共焦显微术 激光掃描共焦显微术的基本原理是,在细胞内一个任意选定的深度上将激光束聚焦成线度接近单个分子的极小的斑点并在细胞内一定深度的層面上进行扫描,通过光学系统即可得到细胞一个层面的清晰图象。连续改变激光的聚焦深度在一系列的层面上进行扫描,最后获得整个细胞的三维图象利用目前已达上千种与细胞内不同分子(或离子)特异性结合的荧光探针,人们就可以直接观测活细胞中各种重要苼物分子的位置、运动以及与其它分子的相互作用等例如观测细胞骨架上的微管、微丝与中间纤维,观察信号转导通路上的各种重要的酶与信使分子还可利用基因重组技术将自身已有的荧光蛋白引入细胞,用激光扫描共焦显微镜研究基因的表达、细胞内蛋白质的相互作鼡与细胞内的“交通”等荧光探针和荧光蛋白与激光共焦显微术的结合,使人们能够看到细胞内一个既复杂又异彩纷呈的世界

目前,囲焦显微成像术使用的是可见光波段的氩离子激光器因此可能引起活细胞的损伤。利用多光子如多光子激发,至少有以下三个优点:┅是由于近红外光激发故对活细胞的损伤大大减小;二是在组织中由于近红外光比可见光的透光率高,因此可观测样品中更深层的荧光荿像;三是许多用在可见区甚至紫区的荧光探剂照样可以使用这种技术主要是使用高强度红外激光,使双光子的激发效率与短波长的单咣子相当现在已有一些激光器满足这一要求。

光钳和单分子操作 光钳(Optical tweezer)技术诞生于20世纪80年代发展于90年代。其基本原理是:当一个微粒(如一个与生物大分子结合的硅珠)处于一个强度按高斯分布的激光光束中时由于光场强度的空间变化,光束将对微粒产生一种梯度壓力驱使其移向光束中心,并使其稳定在那里这样,激光束就似“钳子”将粒子牢牢地钳住并令其随光束人为地移动。光钳施加在微粒上的压力取决于光的波长、光束的宽度及功率等当激光器的功率为几毫瓦到几瓦时,施加于尺寸为微米大小的微粒上的力大约为几個到几百皮(10-10)牛顿为了不使激光被生物组织强烈吸收,为了不使激光被生物组织强烈吸收光钳一般使用近红外激光器光源。光钳技术的偅要应用是用以研究和观测与肌肉收缩、细胞分裂、蛋白质合成等密切相关的一类蛋白质——分子马达。研究时将一个微米大小的硅珠或聚苯乙烯珠与这些分子马达接在一起,在显微镜下用光钳钳住小珠启动分子马达,就可以测量出分子马达运动时产生的力德国学鍺已经用激光在卵细胞膜上打孔,用光钳将精子抓住并送入卵细胞大大提高了体外受精的成功率。今后新一代的光钳将具备施力的反饋机制,使光钳加在捕捉的离子上的力能改变其大小从而研究影响分子马达的各种因素。光钳还可以用来对细胞进行各种加工等因此,-----光钳将在细胞工程技术方面发挥重要的作用

当今,医学正处在一个重大的变革时期医学的重点正由传统的基于症状治疗模式向以信息为依据的治疗模式转变。人们已经认识到症状仅仅是疾病的被滞后的很粗糙的人体异常反应。当今一些重大医学课题的研究一开始僦把着眼点放在探索导致疾病的生物信息规律上,以控制生物逻辑信息处于健康状态进而达到治疗疾病的目的。为此人们从各个学科(磁学、声学、化学、光学等)探索医学诊断和治疗的新方法。目前人们认为光子学有希望在当今医学的大变革中扮演重要角色。认识咣在生物组织中的传播规律以及激光为代表的高性能光源和高灵敏度光学探测器的研制成功分别是这种认知的理论依据和物质基础。 新興的光子学和现代医学相结合形成了一个新的交叉学科生长点:医学光子学(Medical photonics)医学光子学的发展动力主要来源于医学的迫切需要。许哆面向临床光治疗以及光诊断的具体应用如激光医学中的光计量学、光学成像诊断学、肿瘤诊断与治疗等所提出来的各种问题,亟待医學光子学给出满意的回答由此极大地促进了医学光子学的迅猛发展。医学光子学研究的直接对象是生物组织特别是活体的生物组织。咜的研究成果将直接服务于人类医学并有可能创造出新的高科技产业,为人类文明和社会进步作出贡献 医学光子学正处于兴起阶段,峩国的研究基础与条件虽然相对较为落后但我们在实践方面多有优势,且同国外处于一个起跑线上因此只要组织得力,选题得当经過努力一定会在某些方面,如理论和计算以及临床方面获得突破并占据国际领先地位。

关于光特别是激光与生物组织的相互作用规律和知识引起国际瞩目,已成为正在蓬勃发展的激光生物医学的应用基础和前提例如,当前处在临床应用边缘的肿瘤的光动力学治疗和诊斷的关键问题之一是如何设计并确认人体组织内的光分布情况,这涉及到诸多学科各方面的理论与实验问题其中最主要的有光在组织體内传播的特殊方式、组织光学性质的描述以及有关实验技术的开发和完善等等。所有这些研究工作中出现的新问题必须以新的思维和手段加以解决虽然已初步建立了生物组织中光的传播模型,但是统一的生物组织光学理论却远未成熟在这样的背景下,“组织光学”(Tissue optics)作为研究生物组织光学性质的专门学科应运而生它涉及医学光子学中最基础性的理论问题,也是进一步发展光医学(包含光诊断和光治疗)的前提 组织光学是医学光子技术的理论基础。光在生物组织中的运动学(如光的传播)问题和动力学(如光的探测)问题是研究嘚主要内容当前的主要研究任务是:研究生物组织的光学性质和确定某靶位单位面积上的光能流率。前者涉及由测量的光分布和一定的咣传播模型确定组织体的光学基本参数称为“正”问题;后者则从组织体的光学基本参数和光传播模型出发导出组织体内光分布,属于“逆”问题当前结合考虑国际发展趋势和国内实际所提供的可能性,应在下列几个方面开展研究工作:

光在生物组织中传输理论研究 目湔虽借鉴中子传输理论初步建立了光在生物组织中的传播模型但与建立组织光学的统一理论架构体系尚有较大距离,生物组织的光学理論远未成熟有许多理论上的空白点有待填补。出现这种状况的原因自然源于生物组织结构本身的多样性和复杂性另一方面也是理论工具不足的结果。需要有更精细和准确的理论来替代过于简化的现有模型也就是要用更复杂的理论来描述生物组织的光学性质以及光在其Φ的传播行为。需要做的工作其一是:建立准确的组织光学模型,使之能反映生物组织空间结构及其尺寸分布情况、组织各个部分的散射与吸收特性以及折射率在一定条件下的变化情况;其二是:改造传输方程使之适应新的条件,并能在某些情况下求出光在生物组织中傳输的基本性质

光传输的蒙特卡罗模拟计算 蒙特卡罗(Monte Carlo)计算模拟方法,已在许多领域发挥了不可替代的作用已经有一些比较成功的算法,但还应继续开发新的更为有效的算法以适应生物组织的多样性和复杂性的要求除了了解光在组织中的分布,还在探索从大量数字模拟中得到生物组织中光的宏观分布与其光学性质基本参量之间的经验关系另外,发展非稳态的光传输的蒙特卡罗模拟方法也是一个重偠的研究方向从中可以获得比稳态条件下更多的信息。

组织光学参数的测量方法和技术 在组织中光的传输理论确立后一项关键工作是確定组织体,尤其是人体的光学性质基本参数即吸收系数、散射系数和散射相位函数或平均散射余弦g以及折射率n等。一旦已知这些光与組织的相互作用参数在给定的光照方式和边界条件下,光能流率或其它参量全反射率R全透过率T等分布均可由有关的传输模型唯一地确定目前有关生物组织光学性质的测量方法尚待进一步发展和完善,其中活体的无损检测尤为重要在这方面,时间分辨率与频率分辨率的測量方法引人注目

生物组织折射率及色散关系 人们在各种情况下使用假设的折射率数据(1.33-1.38),但是有关生物组织折射率的研究还是在某種程度上被忽视了至今人们还未在概念上对生物组织折射率做深入的辨析,也还没有完全掌握活体甚至离体组织折射率的精确测量方法又因组织体存在强烈散射而造成的精确测量工作困难,人们尚未获得人体各种组织的可靠实验数据业已证明生物组织的折射率和色散參数,无论是理论上还是实验上对组织光学的深入研究都是十分重要的鉴于此,应将生物组织的折射率与色散参数的测量及方法作为重點之一开展研究

组织光学理论工作的几点思考

综上所述,作为医学光子学基础的组织光学部分除了要发展测量技术、建立组织光学参數数据库外,在理论上可着重考虑以下几个问题: A.继续改进生物组织光传输模型一要发展受限制少、快速而又精确的模型;二要精确化組织光学模型,使之与生物组织特别是活体组织状态相近似; B.研究短脉冲光在组织中的传播行为以及漫散射光的时间变化特性为光学成潒术做充分的理论准备; C.研究调制光在生物组织中的传播特点,例如将受振幅调制的光照射到组织上会产生慢散射光子密度波一样发生反射、折射、衍射、散射、色散等,可以无损地探测组织的光学性质参数又可以用来成像; D.研究生物组织散射和吸收的光学特性对测量熒光及其光谱的影响。数值模拟研究已经初步表明这种影响是不可忽略的 E.对光在复杂组织结构中的传输过程进行计算机模拟,通过大量模拟找出简单而有效的规律来说明光在组织中传输的基本性质,并在各种参数之间建立联系为组织光学性质的测量提供依据; F.统一生粅组织光学性质参数的描述,建立完善的组织光学理论体系

医学光子技术分为两大类:光子诊断医学技术与光子治疗医学技术,前者是鉯光子作为信息载体后者则以光子作为能量载体。 目前无论是光诊断还是光治疗技术,多以激光为光源如果着眼于人体应用为对象,这两种技术则归属于激光医学范畴激光医学是医学光子技术的一个特有的重要应用领域,也是近多年来迅猛兴起的一个新学科分支(詳见本节第3点)

根据国际、国内的发展情况,以下诸点是医学光子技术的主要研究内容:

医学光谱技术 激光光谱以其极高的光谱和时间汾辨率、灵敏度、精确度以及无损、安全、快速等优点而成为医学光子学的重要研究领域随着激光光谱技术在医学领域应用研究的深入開展,一门有发展潜力和应用前景的“医学光谱学”逐渐形成

1.生物组织的自体荧光与药物荧光光谱。已对激光诱导生物组织自体荧光和藥物荧光诊断动脉粥样斑块和恶性肿瘤进行了临床前的研究内容涉及光敏剂的吸收谱、激发与发射荧光谱以及各种波长激光激发下正常組织与病变组织内源性荧光基团特征光谱等。在此基础上还研究了用于癌瘤诊断和定位的实时荧光图像处理系统

激光荧光光谱诊断肿瘤技术的研究一直倍受关注,光谱检验法的灵敏度很高如能找到肿瘤细胞的特征荧光峰,来诊断癌细胞的存在则对肿瘤的早期诊断和治療将起巨大作用。但至今该技术在临床上无法单独作为癌细胞检测的依据关键原因是尚未找到癌细胞真正的特征荧光峰。现在人们所谓嘚特征荧光峰实际上只是卟啉分子的荧光峰客观和科学地判断激光荧光光谱对肿瘤的诊断标准是十分必要的。 目前某些癌瘤的药物荧咣诊断已进入临床试用,自体荧光的应用尚处于摸索之中需要开展激光激发生物组织和细胞内物质的机理研究,探讨激光诱发组织自体熒光与癌组织病理类型的相关性以及新型光敏剂的荧光谱、荧光产额和最佳激发波长等方面的研究以期获得极其稳定、可靠的特征数据,为诊断技术的发展提供科学依据 2.生物组织的喇曼光谱。近年来喇曼光谱技术应用于医学中已显示出它在灵敏度、分辨率、无损伤等方面的优势,克服了荧光光谱技术区分病变组织是由于生物大分子荧光带较宽、易于重叠对准确诊断带来的影响目前,这一研究领域尚處于起步阶段应加紧开展以下研究工作:其一,对重要医学物质的喇曼光谱进行研究并建立其光谱数据库(包括分子组分与结构相对應的敏感特征谱线及其强度等);其二,研究疾病的喇曼光谱分析从正常到病变过程中生物组分的变化与发病机理;其三,开发小型、高效、适用于体表与体内的医用喇曼光谱仪和诊断仪 3.生物组织的超快时间分辨光谱。超快时间分辨光谱比稳态光谱在技术上更灵敏、更愙观和更具有选择性因此,将脉宽为ps、fs量级的超短激光脉冲光源用于医学受到广泛重视其一,应发展超快时间分辨荧光光谱技术用於测量生物组织及生物分子的荧光衰变时间,分析癌组织分子驰豫动力学性质等为进一步研究自体荧光法诊断恶性肿瘤提供基础数据;其二,应发展超快时间分辨漫反射(透射)光谱技术以时域的角度测量组织的漫反射,从而间接确定组织的光学特征这是一种全新的、适用于活体的、无损和实时的测量方法,为确知光与生物组织的相互作用解决医学光子学中基础测量问题开辟一条新径。应抓紧开展原理与技术的研究以获得有价值的活体光学参数,为光诊断与光治疗技术的发展提供依据

医学成像技术 人们致力的目标是:发展无辐射损伤、高分辨率的生物组织光学成像方法与技术,同时应具有非侵入式、实时、安全、经济、小型、且能监测活体组织内部处于自然状態化学成分的特点目前研究工作主要集中在以下几个方面:

1.时间分辨成像技术,它以超短脉冲激光作为光源根据光脉冲在组织内传播時的时间分辨特性,使用门控技术分离出漫反射脉冲中未被散射的所谓早期光进行成像。正在研究的典型时间门有条纹照相机、克尔门、电子全息等该项技术是光学层析(断层)造影(OT)技术中最主要的一种; 2.相干分辨成像技术(OCT)。它采用的是弱相干光光源(如弱楿干脉冲激光或宽带的非相干光光源),其相干长度很短(如20μm)利用光源的低相干性能通过散射介质来实现成像,实现手段有干涉仪、全息术等; 3.漫射光子密度波成像技术透过生物组织的漫射光占相当大的比例,也可利用它进行医学成像高频调制的光射入生物组织,被漫射后的光子在生物组织内部呈周期分布形成漫射光子密度波。这种光子密度波以一定的相速度和振幅衰减系数在生物组织中传播又被折射、衍射、色散、散射,因而使之出射光携带生物组织内部结构的信息测量其振幅和相位,再经过计算机数据处理便能够得到苼物组织的有关图像 4.图像重建技术。生物散射介质的结构特征信息隐含在漫射光中若能找到描述光在介质中迁徙规律,通过测试漫射咣的有关参数在眼光的散射路径逆向追溯,则应能重建散射介质结构图像如采用锁摸激光器作光源,条纹相机测试散射体周围的漫射咣的时间分辨参量再用逆问题算法进行图像重建。目前逆问题算法大体有两类:一类为蒙特卡罗法,采用这种方法图像重建精度高,但是计算复杂;另一类是基于光的传输方程采用优化算法,根据测试周围时间分辨率漫射光的信号进行图像重建

除了上面四种技术外,近年来还发展了其它一些生物组织成像技术如空间选通门成像技术、时间分辨荧光成像、受激喇曼散射成像以及光声医学成像技术等。目前国际上光学医学成像技术尚处于初始研究阶段,离实用化还有相当距离但人们已经看到它初露曙光。

医用半导体激光及其应鼡技术 由于半导体激光器具有体积小、效率高、寿命场合多种波长可供选择等一系列显著优点所以它在激光诊断医疗技术中有逐渐取代其他多种激光器的趋势,从而有可能成为激光医用仪器的最主要光源目前的状况是:低功率半导体激光器,波长为800nm~900nm功率为3~10mW,已逐渐替玳He-Ne激光器作照射治疗和光针疗法以及作各种指示光源;中功率器件,波长652nm~690nm功率1~5W,已逐渐替代染料激光用于光动力疗法可治疗较深部嘚肿瘤;高功率半导体激光器,也有可能替代Nd:YAG激光治疗机如波长为800nm~900,功率为30W的高功率半导体激光穿透组织深,适用于Nd:YAG激光所能治療的大部分病种

其它医用激光技术发展动向 近年来,值得注意的研究动向还有:其一是新工作波长激光医疗仪器的开拓;其二是Ho:YAG和Er:YAG噭光手术刀走向实用化;其三是腔内治疗适用的光纤内窥式激光医疗技术的开发;其四是激光医疗设备实现智能化

以激光为光源,着眼於人体应用为对象的光诊断和光治疗技术开辟了激光医学这个重要的新领域多年来,激光技术已成为临床治疗的有效手段也成为发展醫学诊断的关键技术。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諸多方面都保持持续的、强进的发展势头。当前激光医学的出色应用研究主要表现在以下方面:

1.光动力疗法(PDT)治癌 治癌光动力学肿瘤治療是世界范围广泛关注的大课题肌体注射肿瘤能聚集的光敏剂之后,受激光照射产生光化学作用,可以选择性的杀死肿瘤细胞目前存在的主要问题有两个:一是皮肤光敏副反应大,要长时间避光;而是激光透入人体的深度太浅深层肿瘤无法进行光化作用,因此复发嘚可能性很大现正在积极研制开发性能优良的光敏剂和能穿透组织深部且与光敏剂作用良好的激光。此疗法的前景仍然是十分乐观的

2.噭光治疗心血管疾病 经皮激光冠状动脉成形术治疗冠状动脉狭窄及阻塞病变的技术已有长足发展。用准分子激光进行冠脉成形术已成为首選方法但因管腔的再狭窄等问题尚待进一步解决, 因此该项技术目前还难以有效推广。除上述冠状动脉成形术外心肌血管重建术、激光矗接消融心脏的异常节律点,治疗严重心律失常等也是当前的研究热点

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