激光医学(生工09)2-3课件.ppt

一、光致发热作用 （二）热效应对生物组织的影响 （三）光致热作用的应用 二、光致生物的非热效应 （一）光化效应 （二）压力和冲击波效应 （三）电磁场效应 三、光致生物的刺激作用 （一）光致生物刺激作用机理 （二）激光生物刺激作用规律 （三）激光生物刺激作用的应用 思 考 题 光致生物刺激作用 第一、光致生物刺激作用机理 第二、光致生物刺激作用规律 第三、应用 生物分子吸收光子 激光只有被生物分子吸收 生物刺激作用 生物分子吸收了激光的能量后 生物反应 对机体产生兴奋或抑制作用。 后才能引起刺激作用。 会发生能态的改变。 引起生物刺激作用所需的激光剂量 处于刺激阈值与损伤阈值之间。 的活性等。 使蛋白质合成活化、提高酶 刺激效应的相变规律 激光的刺激作用有累积效应 A 激光刺激效应的相变规律 B C D E 兴奋 剂量 抑制 疗效的抛物线规律 A 疗效 照射次数 B C 弱激光疗效的抛物线规律 治疗需采用疗程间隔 激光理疗——对组织进行离焦照射 刺激机体产生一系列的应答反应、起到调节增强或抑制的作用，不造成生物组织不可逆的损伤。 若将激光不予聚焦，而进行散射。当散射到适当距离时，再进行照射，这种方法适用于治疗下肢溃疡，慢性鼻炎等。 * 第三节 激光生物作用机理 一、光致发热作用 二、光致生物的非热效应 三、光致生物的刺激作用 （一）激光辐射的热效应 激光束 波长，照度，时间，光强分布 光热转换 反射，吸收，散射 热扩散 扩散率，时间特性 组织变性 组织感受性 组织坏死 结果：蛋白质破坏，细胞受损害。 组织在几毫秒内，温升 ； 或持续 1 分钟，组织中温度达 ； McGuff 用180J 红宝石激光束照射黑鼠颊囊内移植性恶性肿瘤 。 结果：肿瘤内温升至少到 ，持续 1 分钟 以上。 s 70 1 50 40 60 10 15 60 6 60 温度 min h 组织破坏 热损伤阈值温度与热作用持续时间关系 热引起组织破坏的原因： 1. 细胞蛋白质变性 2. 细胞基础代谢障碍 3. 血循环供应障碍 正常 生物效应 温度 表3.1 激光辐射的热效应 体温过高 酶活性减弱，细胞固定 蛋白质和胶原蛋白变性（凝结） 生物组织膜通透性 汽化，热分解（蚀除） 碳化 熔融 对代谢的影响 对血液循环的影响 温度变化 ，代谢率的变化为 。 可改善加热区的血供与营养。 生物组织的各级热反应水平 1、温热感觉 皮肤表面温度上升至 3、热致水泡 皮肤温度升至 4、热致凝固 组织温度达 5、热致汽化 组织温度升至略超过 6、热致炭化 当温度高达 7、热致燃烧 温度超过 8、热致切割 当功率密度进一步提高，受照处会出现火山口状的坑。 汽化治疗 2、热致红斑 组织温度升至 光致热凝固 切割区 汽化区 凝固区 焦点 原光束 聚焦透镜 通过聚焦透镜激光的能量分布 弱激光的热作用 理疗。改善局部血液循环，改善组织营养，促进代谢、修复等。改善神经系统功能。 强激光的热作用 激光温热疗法、激光诱导间质热疗法（LITT）、激光组织融合术、眼科视网膜焊接术、皮肤科的葡萄酒色素斑、血管瘤等凝固止血术等。 （1） 对组织进行切割和分离 强激光的医学应用 （2） 对组织进行汽化和融解 （3） 对组织进行烧灼和止血 （4） 对组织进行凝固和封闭 光致生物非热效应 第一、光化效应 第二、压力和冲击波效应 第三、电磁场效应 光化学反应 激光与生物组织相互作用时，可 能会导致若干键断裂与键形成的化学反应，即 旧键被完全破坏或新键形成的过程。 光化学吸收定律 特定的光化反应要由特定波 长的光子来引发。 简言之：光化反应具有波长选择性。 引起光化反应的波谱范围通常是 红外激光以热效应为主； 紫外激光以光化效应为主。 例如：含有大量色素的黑色素瘤，能量密度1000J/cm2，严重破坏。 透明组织，能量密度5000~60000J/cm2， 没有明显破坏。 光化致色素沉着作用光谱 光化杀菌作用光谱 光化合成维生素D作用光谱 60 100 0.2 80 40 0.3 0.4 波长(mm) 20 相对值 光化效应作用光谱 光化杀菌 光化合成维生素D 色素沉着 最有效波长 非线性吸收 一个分子可能吸收多个光子的现象。 条件：强度大的激光束照射。 例如： 的钕激光照射组织 光化学量子定律 任何原初光化反