激光的醫學應用

楊江晨

摘要：激光是20世紀以來繼核能、電腦、半導體之后，人類的又一重大發明，被稱為“最快的刀”、“最準的尺”、“最亮的光”。原子受激輻射的光，故名“激光”。 激光技術發展至今已有很高的成就，對我們的政治、生活、軍事、醫療均有不同程度的影響，作為一名高中生對激光的研究有助于學習新的知識，本文從激光的醫學應用出發分析了激光的作用與使用價值，結合筆者的學習經驗希望能給其他同學的學習提供理論幫助。

關鍵詞：激光 醫學 高中生

光是原子中的電子吸收能量后，從低能級躍遷到高能級，再從高能級回落到低能級，回落的時候釋放的能量以光子的形式放出。而激光，就是被引誘（激發）出來的光子隊列，這光子隊列中的光子們，光學特性一樣，步調極其一致。打個比方就是，普通光源像電燈泡發出來的光子各不同，而且會各個方向亂跑，很不團結，但是激光中的光子們則是心往一處想，勁往一處使，這導致它們所向披靡，威力很大。人們利用激光的作用將其應用到生產生活中，改變了以往的生活，為人們提供了便捷。

一、激光醫學應用的優點

激光在醫學上的優點可以從五個方面分析，首先，激光具有很強的方向性，也就是說激光可以實現遠距離傳播，同時它的光束發散度小，對組織的分辨率很高，輕易不會出錯。其次，激光具有很高的功率性，它的高亮度能帶來醫學臨床上的診療優勢，并且這種功率可以被調節。再次，激光有良好的單色性，它的色頻率可以根據不同情況具體選擇，提高了醫療的選擇性。第四，激光的穿透性能讓醫生為病人進行非侵入性的治療。第五激光可以由光纖導入病人體內，輔助治療。激光已成為臨床診斷與治療的重要手段， 可用于近 300 種疾病的治療， 且兼有中、西醫的療法，可以說它的出現是為人民造福。不過值得一提的是，激光雖然在醫學上能幫助人們做許多事情，但是它畢竟同時具有高強度、高亮度的問題，如果把握不好照射的維度就會給人體造成損害，尤其對人眼和皮膚有所傷害，使用激光器時往往伴隨染料的毒性、激光的強照和高噪聲，所以醫護人員操作過程中一定要做好安全防護措施，佩戴防護目鏡嚴格按照標準操作儀器。

二、激光器的分類

激光以其無可比擬的優點而受到了廣泛重視， 科學家一直在尋找將激光制成醫學儀器的方法， 為人類醫學服務。1961年， 世界上第一臺醫用激光器——紅寶石視網膜凝固機在美國問世， 至20世紀80年代末已建成較為系統 、完整的理論體系。目前應用于醫學臨床的激光器多達數十種，按照激光器的工作物質不同可以分為5種。首先是氣體激光器。工作物質是氣體或蒸汽，如氦氖激光器（He-Ne），用于皮膚、五官、婦產等的低功率照射或修復， 效果較好。第二是固體激光器。其產生激光的工作物質是固體，如摻釹釔鋁石榴石激光器（Nd ：YAG），用于皮膚、內科、外科、腫瘤的光凝固和修復，效果很好。第三是染料激光器，是一種液體激光器，可通過改變染料和控制泵浦時間等方法在紫外、可見和近紅外范圍內產生連續可調的激光輸出。 缺點是波長可變，可用于眼科、腫瘤的光凝固及光動力學治療，但效果一般。第四是半導體激光器，它因工作物質是半導體晶體材料而得名， 可用于各種手術，內鏡治療及弱激光治療。第五是準分子激光器。該類型激光器的工作物質為惰性氣體，鹵化物和金屬蒸氣。常見的有 N2 激光器，在對皮膚五官的汽化、光導纖維內窺鏡及光動力學治療中效果較好；但用于低功率照射則效果一般。

三、激光具體的醫學應用

（一）眼科

激光應用于醫療最早的當屬眼科，到高中階段周圍有很多小伙伴的眼睛已經近視了，不得不佩戴眼鏡，但是也有一部分同學去醫院做眼科激光手術恢復視力。激光眼科的主要優勢在于能利用眼鏡的透明部分解決眼部非透明部分，在眼球外通過激光照射直達眼球的病變部位從而實現非侵入式治療。低功率激光能經由眼睛的自聚焦進入眼底的視網膜，用光融合作用焊接視網膜，這是利用激光的熱效應。利用熱氣化還可以對角膜做輻射狀切除，以校正眼球的曲率，這種方法現在已做成由計算機控制的儀器而用于臨床治療，是用準分子激光器為角膜做再成形手術。眼睛是心靈的窗戶，是我們正常生活必不可少的東西，如果決定做激光眼科手術必須充分考慮手術的安全性，保證手術順利和并發癥問題。

（二）心血管

動脈斑是心血管系統的一種病變，如果動脈斑得到不及時診治任由發展將造成患者血管部分堵塞，影響人們的正常生活。現代臨床醫學中常使用連續激光照射作為熔化動脈斑的方法，利用激光產生的等離子體沖擊波切割動脈斑可以做到選擇性切割，關鍵是動脈斑和正常動脈血管在一特定的波長下產生等離子體的閾值會有明顯的差別，正常血管閾值高于動脈斑的閾值。可選取激光功率達到動脈斑產生等離子體的閾值而未達到正常血管產生等離子體的閾值，則可以達到選擇性切割的目的。

（三）碎石術

激光碎石也是常見的醫學手段，當人患有膽結石、腎結石或其他結石疾病后可以利用激光的熱效應熱熔結石。這是臨床治療結石常見的手段，激光碎石是用光導纖維配合內窺鏡或經穿刺道路將激光導入人體內實現碎石，這是一種很好的碎石方式。但所需要的高功率激光條件使碎石變成一種復雜的高技術，這就不如現在正在應用的定向等離子體沖擊波碎石術。但是這種手段對身體也有一定的危害，需要謹慎考慮使用。

（四）癌癥

癌癥作為世界醫學難題之一困擾了不少家庭，治療困難，死亡幾率大。激光治療能起到一定作用，通常利用激光治癌可以分為以下幾種情況，分別是激光熒光診斷癌病灶、激光產生等離子體沖擊波切割“癌”、強激光輻照組織、光動力（光化學）治癌，無論是哪一種都能在原有的基礎上緩解一部分病癥，不過這種方式雖然得到認可但也不能完全治愈疾病，更多的作用是防止癌細胞繼續擴散。

四、結語

綜上，我們不難發現激光在醫學中的應用，激光實質上是光與物質的相互作用，實質上是組成物質的微觀粒子吸收或輻射光子，同時改變自身運動狀況的表現。作為一名高中生必須時刻掌握這些知識，為自己未來走上社會奠定基礎。

參考文獻：

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