[转发]生物医学激光的新技术应用

生物医学激光的新技术应用

随着激光技术；光谱技术、光纤技术和显微技术的发展，生物医学光子学应运而生并迅速发展起来。这是光子学与生命科学相互融合、相互促进的学科新分支，生物医学光子学分为诊断和治疗两个组成部分，前者以光子作为信息的载体，后者以光于作为能量的载体。激光由于具有单色性好，高亮度、高密度，辐射方向性强等特点，多以其作为光诊断和光治疗的光源。随着激光器的不断发展，光子技术在生物医学领域中的应用也将越来越广泛。
医用激光仪器具有潜在的发展前景。目前激光在整形外科、皮肤科、眼科和齿科方面已发挥出重要的作用。采用光热分解和光动力治疗，可消除皮肤上的各种疾病，采用激光可矫正视力和消除口腔腐烂组织和制备龋洞，这类激光仪器市场都很繁荣。据不完全统计，目前医用激光市场营业额在9亿美元以上，中外科和美容仪器，齿科仪器类激光产品占一半，眼科类激光产品占以上的三分之一以上。
1 光子诊断技术 生物超弱发光成像：利用高灵敏度的检测和成像技术，结合数据融合技术，可在可见和近红外波段获得生物超弱发光的二维图像，以测量和研究人体代谢功能和抗氧化，抗衰老机体防御功能，以及诊断疾病。例如：现在研制成的一种激光仪器，采用很弱的近红外激光照射病人头部以获得大脑皮层的二维图像，分析这些图像可以了解癫痫期大脑活动类型，以助于发现病灶。与传统的打开头盖骨插人电极进行测量或用放射性同位素进行测定的方法相比，可以减少病人的痛苦和损伤，利用光在组织内的吸收与氧的浓度有关这一特性，还可采用近红外光谱来监视婴儿脑细胞的氧含量，近来国外已在医院临床采用此法。
2 激光扫描共焦显微技术 超声、CT、磁共振等成像技术虽然都能够获得人体组织的各种表像，但达不到细胞级的分辨率，分辨率高的光学显微镜和电子显微镜又须进行组织切片分析，不能作活组织成像。激光扫描共焦显微镜可进行光学断层分析，取得生物样本的三维图像，以观察细胞与细胞相互作用，组织再生，光与组织的物理技术和生物效应，细胞内的生化成分和离子浓度等。这种方法已成为生物学和医学研究细胞的新技术和新手段。
这种技术是使激光聚焦成线度接近单个分子的极小斑点，照射样品，以产生荧光，可探测到焦点处的荧光，离开焦点的荧光因受空间滤波器的阻碍，不进行探测器，从而可获得样品细胞一个层面的图像。连续改变激光的焦点，就可以扫描一系列层面，获得整个样品细胞的三维图像。目前，利用多光子技术，用近红外光激发可减少单光子激光扫描共焦显微镜对细胞的损伤，能得到样品更深层的高分辨率荧光图像。
利用这种技术研制成的激光视网膜层面分析仪，可对视盘表面lmm-3mm深度进行32层面的扫描，再由计算机制成视盘表面的三维地形图用于诊断青光眼。
3 光学相干层析技术 光学相干层析技术是光学相干技术的激光扫描共焦技术相结合的产物，它利用相干仪的高灵敏度外差探测特性，克服了单一扩光扫描共焦显示技术只能用于诸如角膜、皮肤等透明组织的缺点，而能用于探测食道、宫颈、肠道等器官，观察lOμm大小的组织，无损伤地了解其结构成份。可查诊表面约2mm下的组织结构，系统体积小，可携带、能与导管或内窥镜组成一体，进行内部器官微组织结构的高分辨率成像，以作生物活检

信息来源： 黄剑女

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