激光医学1.世界上第一台激光器是在何时何地由谁研制成功的？1960年美国科学家梅曼（Maiman）在加利福尼亚州休斯研究所，研制成功了世界上第一台“红宝石激光器”。

2.激光的全称？激光的全称为“受激辐射光放大”，英文light amplification by stimulated emission of radiation，简称laser。

3.激光的本质是什么？激光和普通光并无本质上的差别，它们都是电磁波，都具有波粒二象性。

4.电磁波和辐射能。

根据麦克斯韦的电磁场理论，变化的电场产生磁场，变化的磁场产生电场。

若在空间某一区域存在周期性变化的电场，在它邻近的区域则会产生周期性变化的磁场。

这种变化的磁场又在较远的区域引起变化的电场。

如此下去，变化的电场和磁场不断地交替产生，使变化的电磁场由近至远传播出去，这种变化的电磁场在空间的传播称为电磁波。

辐射能是指以电磁波的形式传播的能量。

5.哪些现象证明了光具有波动性？光在传播过程中的干涉、衍射和偏振现象，有力地证明了光具有波动性。

干涉是波动的基本特征，产生干涉现象的波叫相干波。

所谓干涉是指两列相干波相遇，在叠加的区域出现波的强度重新稳定的分布，在某些区域合振动始终加强，而在另一些区域合振动始终减弱的现象。

衍射现象是指光通过夹缝后，传播方向发生了改变，这种现象在激光的发射中也存在。

光的干涉现象和衍射现象说明光具有波动的性质，但还没有说明光是横波还是纵波。

光的偏振现象则可以说明光是横波，即振动方向与传播方向相垂直。

6.原子的能级、基态、激发态。

根据玻尔理论可得，原子的能量是按绕核旋转的电子的不同轨道半径一级一级分开的。

我们把代表不同原子能量值的档级称为能级。

其中，原子的最低能级称为基态，除此以外的高能级称为激发态。

7.什么是自发辐射？原子从高能级跃迁到低能级有哪些释放能量的方法？原子不受外界影响时，处于高能级的原子有一定的几率自发地向低能级跃迁而发光，这种发光过程称为自发辐射。

原子由高能级跃迁到低能级，除了自发辐射外，还可以无辐射跃迁的方式，将能量以热或其他非辐射方式释放。

8.受激辐射与光放大。

△处于激发态的原子，若在其发生自发辐射之前收到频率恰好为E2-E1=hυ21的外来光子激发作用，就有可能从高能级E2跃迁到低能级E1，同时辐射出一个与外来光子同频率、同相位、同方向的光子，这种现象称为受激辐射。

在受激辐射中，通过一个入射光子的作用，可以得到两个特征相同的光子。

这两个光子再引发其他原子受激辐射，得到更多的特征完全相同的光子，这个现象称为光放大。

9.受激吸收。

当能量为hυ21 = E2-E1的外来光子外物质中传播时，一方面可能引起受激辐射，形成光放大过程；另一方面也可能被处于基态能级上的原子所吸收，使后者跃迁到激发态上去，从而使物质中传播的光子因吸收而减少，称为受激吸收。

10.简述激光产生的三要素。

激光产生的三要素包括了：激励源（又称泵浦原），工作物质（又称激活媒质），以及光学谐振腔。

11.简述激光的基本特征。

激光主要有四大基本特征，即单色性好，相干性好，方向性强，亮度高。

激光的单色性好是由产生激光的三方面而决定的：①激光是受激辐射，其辐射中心频率只有一个，具有一定的谱线宽度；②激活媒质具有亚稳态的特殊结构；③由于光学谐振腔具有选频作用，所以激光器中工作物质受激辐射发出的光波，在Δυ范围内只有满足谐振腔共振条件的频率才能形成激光输出。

相干性可分为时间相干性和空间相干性。

激光的时间相干性好就是指光源的单色性好；激光的空间相干性好是指由于激光器的光学谐振腔的特殊作用，使得在激光波场的范围内，相干面积很大，激光光束截面上的各部分都是相干波源。

激光的方向性好是指激光束的发散角很小，这意味着可以把光束传播到很远的距离而仍然确保足够的强度。

由于激光具有方向性好这一特性，因此其输出端面积比普通光源发光面积小得多，发光立体角也比普通光源小得多。

于是激光的能量在空间上高度集中，故其亮度（辐射亮度）远高于普通光。

12.激光器按工作物质可分为哪几类，各有哪些代表？受激发光的工作物质按其物态特性可分为固体、气体、液体和半导体四大类，故激光器也可分为以下四类：①固体激光器。

如红宝石激光器、钕玻璃激光器等；②气体激光器。

如氦-氖激光器、二氧化碳激光器和Ar+激光器等；③液体激光器。

如若丹明6G染料激光器；④半导体激光器。

可分为电注入式、光泵式和高能电子束式半导体激光器。

13.Nd:YAG激光治疗机、氦-氖激光治疗机、二氧化碳激光治疗机、KTP/YAG双波长激光器的工作物质、波长、激励方式、导光系统及主要临床应用。

Nd:YAG激光治疗机工作物质：掺钕钇铝石榴石（英文缩写：Nd:YAG）激光波长：1064nm激励方式：光激励导光系统：普遍采用光导纤维的导光系统临床应用：常用作手术刀，进行体表和内腔手术。

氦-氖激光治疗机工作物质：氦气和氖气，其中前者为辅助气体，后者为发射激光的气体激光波长：632.8nm激励方式：高压直流放电导光系统：一般采用原光束、扩束和导光纤维三种导光系统临床应用：其发出的激光属弱激光，临床应用包括原光束直接照射、扩束照射或导光纤维进行针灸和理疗等。

二氧化碳激光治疗机工作物质：二氧化碳气体，辅助物质有氮气、氦气、氙气和氢气等激光波长：10.6μm激励方式：电激励导光系统：均采用导光关节臂传输激光临床应用：临床上用大功率的二氧化碳激光能有效地凝固、汽化、切割人体组织，用小功率的二氧化碳激光进行外照射理疗。

KTP/YAG双波长激光器工作物质：掺钕钇铝石榴石激光波长：输出532nm和1064nm两个波长的激光，其中532nm的为绿光激励方式：氪灯光激励导光系统：机内光路输出系统添加了一个可移动的钾钛磷（KTP）晶体，可将1064nm 的波长的激光转换为532nm的绿色激光临床应用：在直视下或与内镜结合，进行专科手术与微创治疗14.影响激光生物效应的激光参量有哪些？波长、功率密度、光斑面积、工作方式和模式15.激光物理剂量的三要素是什么？受照射面积、受照射处的功率与功率密度、持续照射时间D=(P/A)²t²cosθD-激光物理剂量P-功率A-受辐照面积t-受辐照时间16.简述两类激光生物效应。

激光作用于生物组织并被其吸收后，既可能发生光学参数的改变，也可能引起生物组织发生形态和技能的改变。

这两类改变统称激光生物效应，并称前者为第一类激光生物效应，后者为第二类激光生物效应。

其中，前者是激光诊断疾病的依据，后者是激光治疗疾病的依据。

17.强、弱激光的定义。

△激光照射生物组织后，若直接造成了该生物组织的不可逆损伤，则此受照射面处的激光称为强激光；若不会直接造成不可逆性损伤者，则受照射处的激光称为弱激光。

18.简述激光生物作用机理。

△激光的生物作用机理包括了：①光致发光作用；②光致压强作用；③光致化学作用；④光致电磁场作用；⑤光致生物刺激作用。

19.什么是热弛豫时间？热弛豫时间是指物体冷却时间的63%。

它随着物体直径的平方变化而变化。

20.简述各级热反应水平及温度。

热致温热38-40℃热致红斑43-44℃热致水泡47-48℃热致凝固55-60℃热致汽化＞100℃热致炭化300-400℃热致燃烧＞530℃21.简述激光手术的特点。

☆激光手术具有以下特点：①多功能性：用激光实施外科手术可以取代手术刀的切开，又可以代替手术钻孔、汽化、凝固、止血、焊接、缝合的功能；②出血少或不止血：由于激光的热凝固效应，在施行切割、钻孔或汽化的同时，能自动起到热凝固止血的作用，这样出血可明显减少甚至不出血。

这使得年老体弱、有凝血障碍或贫血患者更易于接受激光手术；③术中防止肿瘤细胞扩散转移：由于热凝固，术中封闭了中小血管和淋巴管，可以防止恶性肿瘤的转移；④手术中无机械接触：实施激光手术时，机械刀头不接触组织，可避免接触性感染；⑤手术质量高：由于在无血情况下，手术野清晰，可对病变组织精雕细刻；⑥手术中疼痛轻，术后反应小：由于激光凝固封闭了神经末梢，所以激光术后一般无痛或只有轻微的疼痛；⑦配合内镜技术不必剖胸剖腹：激光手术配合纤维内镜对某些疾病进行治疗时，可避免常规手术所必须的暴露性切开，达到微创治疗效果。

22.弱激光的作用和机理。

☆1）消炎作用。

①使毛细血管扩张，通透性增强，促进对炎性渗出物的吸收和改善局部血液循环，增加局部营养与氧交换；②加强机体免疫功能；③增强病毒与细菌对抗生素的敏感性；④增强代谢作用；⑤增加酶的活性。

2）促进组织再生作用。

激光照射病变组织，可加快成纤维细胞增殖，上皮和血管再生，利于伤口愈合、骨折后骨痂形成及受损神经组织的恢复。

3）镇痛作用。

激光照射可提高痛阈，从而起到镇痛作用。

23.激光理疗方法有哪些？激光理疗照射方法有以下几种：①原光束照射法。

从激光器发出的激光束直接照射病灶部位，适宜小面积照射，如果被照射部位面积较大，可采用分点进行照射；②散焦扩束照射法。

经过特殊的散焦扩束镜，使原激光束扩大后再照射到病变部位，适宜于较大面积的照射；③光纤照射法。

适宜于外耳道、鼻腔、扁桃体等表浅体腔内病灶；④照射疗程和剂量：根据病程选用疗程、功率密度。

照射时间一般10-15分钟，每日1次，10次为1疗程。

继续下一疗程需间隔5-7天。

24.激光针灸有什么特点？激光针灸的特点有：①无痛。

无强烈刺激，有利于解除患者怕痛的心理因素，尤其适于儿童、老年患者；②无菌。

由于光针和患部无机械接触，可以避免将细菌和病毒等带入体内；③安全：激光照射穴位可避免滞针、弯针、断针、晕针、刺伤内脏等危险；④剂量可控：激光功率和照射时间均可根据需要进行调节；⑤无针感：不利于医生在治疗时及时观察刺激的循经传导。

25.光动力学疗法的定义。

△光动力学疗法（PDT）是指某些生物染料能被恶性肿瘤组织摄取和特异性滞留，在特定波长光的照射下，在氧的参与下能起光敏化作用，破坏其所在的肿瘤组织。

26.光动力学作用的基本因素有哪些？光动力学作用的基本因素包括了：①光敏剂。

如血卟啉衍生物（HPD）、氨基酮戊酸（ALA）；②光源。

包括普通光源和激光；③基质。

如细胞结构中的一些主要物质（蛋白质、酶和核酸等生物大分子，或由其组成的氨基酸与碱基等）；④分子氧。

其存在是能够启动光动力作用的前提。

27.简述生物分子的光敏氧化作用。

生物分子的光敏氧化作用是光动力学作用的基础。

它是指当每个癌细胞受到10个光子的照射时，所产生的单态氧能杀灭99.9%的癌细胞的现象。

28.光动力学疗法的优点有哪些？☆①能进行肿瘤早期无损性检测与定位，对于X线、内镜检查未能发现病灶而细胞学检查阳性的隐性癌具有独特意义。

②能选择性地杀伤肿瘤细胞，特异性高，较大限度地保留正常器官和组织。

③抗瘤谱广，治疗适应证宽，并能用于高龄而不能耐受手术、放疗或化疗，以及使用其他方法失败者。