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第八章 激光在医学中的应用 * §1.7 光的相干性 第一章 辐射理论概要 上一页 回首页 下一页 回末页 第一章 回目录 1.假设生物体中入射的单色平行光强度为I0。若生物体是均匀的吸收物质（ a0为吸收系数，见图8-1 ），入射深度为x处的光强度I为 8.1.1 生物体的光学特性 在不能忽略散射的条件下，上式可用衰减系数at和散射系数as改写为 图8-1 生物体中的光衰减特性 2.如图8-2（a）所示，单一微粒所引起的光散射在所有方向上都存在。但是如图8.2（b）所示的多重散射时（反复多次散射），光在生物体内扩散，变得近似于各向同性散射。 图8-2 生物体中散射光的特性 3.如图8-3所示为生物体与光的各种相互作用的示意图 图8-3 生物体与光的各种相互作用的示意图 4. 由图8-4可知，在700～1500nm范围的红外光谱带上吸收比较少，因此该光谱带称为生物体光谱学之窗。 图8-4 软组织上各种物质的吸收系数与波长的关系 水 光穿透深度 深 5.图8-5所示的是软组织中各种激光波长的光渗透长度的大致数量。光渗透长度在近红外附近较大，在3μm以上的红外域或300nm以下的紫外域中较小。组织的种类不同，光渗透长度对波长的依赖性也变化。 图8-5 软组织中各种激光的穿透深度 1.激光对生物体的作用是医学应用的物理基础。 激光对于受照射的组织有四方面的作用即 8.1.2 激光对生物体的作用 光化学作用(photochemical action) 激光消融作用(photoablative action) 机电作用(electro-mechanical action) 热力作用(thermal action) 光热转换 产生机械压力 光穿透深度 组织吸收系数 光波长 条件 2.各种不同波长的低功率密度的激光照射生物体时，对生物体的刺激作用和提高非特异性免疫功能，可使局部血管扩张，血液循环改变，改善组织的缺氧状态并减轻慢性炎症反应促使炎症吸收好转。 8.1.3 激光对生物体的作用 首先，人们日常工作生活在表现为光的电磁场中，除特殊情况外光对生物体的害处是很少的。 其次，在医学上利用激光在大气中直线传播的特性，可以非接触地对生物体应用，又可以利用光导纤维将激光导入到生物体的深部； 第三，利用激光的高度的方向性，将其会聚成极小的点，使微观的、精细的治疗和高空间分辨率的测定成为可能。 最后，光与生物体进行着极其多种多样的相互作用，至今被利用的还只是很少的一部分，还需要今后开发更加多种多样的新的应用。 对生物体应用激光的优点有以下四个方面： 1.临床上激光的用途不外乎切割、分离；汽化、融解；烧灼、止血；凝固、封闭；压电碎石；局部照射等，这些治疗种类就是利用激光对生物体的光热作用、压电作用和光化学作用。 8.2.1 激光临床治疗的种类与现状 2. 激光在焦平面上的光点最小，激光能量最集中。激光束经聚焦后形成极小的光点，由于能量或功率的高度集中，人们把它当作手术刀用来切割组织。激光的高温还起了杀菌的作用。 连续输出的二氧化碳激光 3.高功率输出的二氧化碳激光，光点具有200摄氏度以上的高温和一定的压强，不但能熔融而且具有极强的穿透破坏作用。激光的光点聚焦后异常细小的组织可以极精确地消除。 4.激光经过聚焦后会产生极大的功率密度，是一种很好的烧灼工具。 5.激光止血效果也很令人满意，激光止血方法比目前所应用的电烙法快60倍，失血量大大减少。 6.激光是非常可靠的黏着工具，眼科利用激光凝结视网膜剥离症和眼内封闭止血已经有几十年的历史。 1.激光治疗是适当地调整照射条件,在不损坏正常组织的情况下,有选择地破坏病变组织的治疗方法。痣的种类和部位（深度）不同时，激光照射条件也大不一样，因此治疗前准确地进行诊断是很重要的问题。图8-6所示为皮肤组织。 8.2.2 激光在皮肤科及整形外科领域中的应用 图8-6 皮肤的断面构造示意图 痣 太田痣治疗前 太田痣治疗后 Q开关激光，它摧毁病损组织时具有高度的选择性，在摧毁病损的同时不会引起周围正常组织误伤，因此，治疗后不会引起疤痕。 ??? 这种激光能“识别”正常的皮肤，所以它能非常顺利地穿透病损上正常的皮肤，直达病损，病损部位的色素颗粒则在强大的激光照射下被碎裂、破坏，这些被碎裂的色素再由体内吞噬细胞吞噬消除，因而太田痣得以治愈。所以即便太田痣很深，同样能被Q开关激光摧毁，而正常皮肤并不受损害。 1. 眼底治疗 8.2.3 激光在眼科中的应用 图8-7 眼的构造 图8-7所示的是眼构造，图8-8中所示的是眼睛对光的聚光特性。 图8-8 眼睛中光的聚光特性示意图 2. 近视治疗中的应用 图8-9激光角膜手术的示意图 治疗近视是利用烧蚀对角膜表面进