激光的医学应用

摘要：激光是20世纪以来继核能、电脑、半导体之后，人类的又一重大发明，被称为“最快的刀”、“最准的尺”、“最亮的光”。原子受激辐射的光，故名“激光”。 激光技术发展至今已有很高的成就，对我们的政治、生活、军事、医疗均有不同程度的影响，作为一名高中生对激光的研究有助于学习新的知识，本文从激光的医学应用出发分析了激光的作用与使用价值，结合笔者的学习经验希望能给其他同学的学习提供理论帮助。

关键词：激光 医学 高中生

光是原子中的电子吸收能量后，从低能级跃迁到高能级，再从高能级回落到低能级，回落的时候释放的能量以光子的形式放出。而激光，就是被引诱（激发）出来的光子队列，这光子队列中的光子們，光学特性一样，步调极其一致。打个比方就是，普通光源像电灯泡发出来的光子各不同，而且会各个方向乱跑，很不团结，但是激光中的光子们则是心往一处想，劲往一处使，这导致它们所向披靡，威力很大。人们利用激光的作用将其应用到生产生活中，改变了以往的生活，为人们提供了便捷。

一、激光医学应用的优点

激光在医学上的优点可以从五个方面分析，首先，激光具有很强的方向性，也就是说激光可以实现远距离传播，同时它的光束发散度小，对组织的分辨率很高，轻易不会出错。其次，激光具有很高的功率性，它的高亮度能带来医学临床上的诊疗优势，并且这种功率可以被调节。再次，激光有良好的单色性，它的色频率可以根据不同情况具体选择，提高了医疗的选择性。第四，激光的穿透性能让医生为病人进行非侵入性的治疗。第五激光可以由光纤导入病人体内，辅助治疗。激光已成为临床诊断与治疗的重要手段， 可用于近 300 种疾病的治疗， 且兼有中、西医的疗法，可以说它的出现是为人民造福。不过值得一提的是，激光虽然在医学上能帮助人们做许多事情，但是它毕竟同时具有高强度、高亮度的问题，如果把握不好照射的维度就会给人体造成损害，尤其对人眼和皮肤有所伤害，使用激光器时往往伴随染料的毒性、激光的强照和高噪声，所以医护人员操作过程中一定要做好安全防护措施，佩戴防护目镜严格按照标准操作仪器。

二、激光器的分类

激光以其无可比拟的优点而受到了广泛重视， 科学家一直在寻找将激光制成医学仪器的方法， 为人类医学服务。1961年， 世界上第一台医用激光器——红宝石视网膜凝固机在美国问世， 至20世纪80年代末已建成较为系统 、完整的理论体系。目前应用于医学临床的激光器多达数十种，按照激光器的工作物质不同可以分为5种。首先是气体激光器。工作物质是气体或蒸汽，如氦氖激光器（He-Ne），用于皮肤、五官、妇产等的低功率照射或修复， 效果较好。第二是固体激光器。其产生激光的工作物质是固体，如掺钕钇铝石榴石激光器（Nd ：YAG），用于皮肤、内科、外科、肿瘤的光凝固和修复，效果很好。第三是染料激光器，是一种液体激光器，可通过改变染料和控制泵浦时间等方法在紫外、可见和近红外范围内产生连续可调的激光输出。 缺点是波长可变，可用于眼科、肿瘤的光凝固及光动力学治疗，但效果一般。第四是半导体激光器，它因工作物质是半导体晶体材料而得名， 可用于各种手术，内镜治疗及弱激光治疗。第五是准分子激光器。该类型激光器的工作物质为惰性气体，卤化物和金属蒸气。常见的有 N2 激光器，在对皮肤五官的汽化、光导纤维内窥镜及光动力学治疗中效果较好；但用于低功率照射则效果一般。

三、激光具体的医学应用

（一）眼科

激光应用于医疗最早的当属眼科，到高中阶段周围有很多小伙伴的眼睛已经近视了，不得不佩戴眼镜，但是也有一部分同学去医院做眼科激光手术恢复视力。激光眼科的主要优势在于能利用眼镜的透明部分解决眼部非透明部分，在眼球外通过激光照射直达眼球的病变部位从而实现非侵入式治疗。低功率激光能经由眼睛的自聚焦进入眼底的视网膜，用光融合作用焊接视网膜，这是利用激光的热效应。利用热气化还可以对角膜做辐射状切除，以校正眼球的曲率，这种方法现在已做成由计算机控制的仪器而用于临床治疗，是用准分子激光器为角膜做再成形手术。眼睛是心灵的窗户，是我们正常生活必不可少的东西，如果决定做激光眼科手术必须充分考虑手术的安全性，保证手术顺利和并发症问题。

（二）心血管

动脉斑是心血管系统的一种病变，如果动脉斑得到不及时诊治任由发展将造成患者血管部分堵塞，影响人们的正常生活。现代临床医学中常使用连续激光照射作为熔化动脉斑的方法，利用激光产生的等离子体冲击波切割动脉斑可以做到选择性切割，关键是动脉斑和正常动脉血管在一特定的波长下产生等离子体的阈值会有明显的差别，正常血管阈值高于动脉斑的阈值。可选取激光功率达到动脉斑产生等离子体的阈值而未达到正常血管产生等离子体的阈值，则可以达到选择性切割的目的。

（三）碎石术

激光碎石也是常见的医学手段，当人患有胆结石、肾结石或其他结石疾病后可以利用激光的热效应热熔结石。这是临床治疗结石常见的手段，激光碎石是用光导纤维配合内窥镜或经穿刺道路将激光导入人体内实现碎石，这是一种很好的碎石方式。但所需要的高功率激光条件使碎石变成一种复杂的高技术，这就不如现在正在应用的定向等离子体冲击波碎石术。但是这种手段对身体也有一定的危害，需要谨慎考虑使用。

（四）癌症

癌症作为世界医学难题之一困扰了不少家庭，治疗困难，死亡几率大。激光治疗能起到一定作用，通常利用激光治癌可以分为以下几种情况，分别是激光荧光诊断癌病灶、激光产生等离子体冲击波切割“癌”、强激光辐照组织、光动力（光化学）治癌，无论是哪一种都能在原有的基础上缓解一部分病症，不过这种方式虽然得到认可但也不能完全治愈疾病，更多的作用是防止癌细胞继续扩散。

四、结语

综上，我们不难发现激光在医学中的应用，激光实质上是光与物质的相互作用，实质上是组成物质的微观粒子吸收或辐射光子，同时改变自身运动状况的表现。作为一名高中生必须时刻掌握这些知识，为自己未来走上社会奠定基础。

参考文献：

[1]液体中激光声传输特性[J]. 李胜勇，吴荣华，王晓宇，王江安，宗思光. 红外与激光工程. 2017（04）

[2]激光标刻技术在航空标牌领域的应用[J]. 许海东，戎馨亚. 电镀与精饰. 2017（06）