半導體激光治療儀

半導體激光治療儀

治療"三高"症及心腦血管疾病的儀器
半導體激光治療儀的低強度激光照射血液可以引發人體一系列的生化反應,通過活血和靜血兩方面作用改善和恢複血液的生理功能。[1]半導體激光治療儀采用波長為650nm的低強度激光照射桡動脈、内關穴及鼻腔,通過光化學效應,使血液動力學和血脂、血糖代謝得到改善,從而提高紅細胞的攜氧能力和變形能力,降低血液黏稠度,降低血脂、降低血壓,改善血糖,達到治療"三高"症及心腦血管疾病的目的。半導體激光治療儀采用波長為650nm的光波,素有人體黃金波段“生命之光”的美稱。
  • 中文名:半導體激光治療儀
  • 外文名:
  • 用途:
  • 産生時期:20世紀60年代初

基本介紹

激光是20世紀60年代初産生的一項重大技術,被視為20世紀四大發明之一(激光、半導體、原子能和計算機)。上世紀90年代初,俄羅斯首先将低強度激光應用于醫學治療,俄羅斯宇航員将激光能量導入儀帶上太空作為輔助治療和保健的一種重要工具,全世界醫學界為之震驚,并将其稱為“生命之光”。

在國外,歐、美、日等國科學家已經将低強度激光療法轉移到民間,作為保健、醫療、抗衰老的重要推廣項目,并得到各國激光醫學應用協會的肯定,低強度激光療法被稱為“21世紀的綠色療法”。

發展簡史

1960年 第一台紅寶石激光器問世;

1961年 紅寶石視網膜激光凝固機在眼科開始使用;

1963年 激光手術開始應用于腫瘤;

1970年 激光開始應用于治療高血壓等内科疾病;

1973年 奧地利用激光代替針灸做實驗;

1975年 第一台激光針灸儀開始用于經絡治療疾病;

1990年 俄羅斯将激光能量導入儀帶上太空作為宇航員防治太空病重要工具;

1991年中國章萍教授首次引進俄羅斯低強度激光血管内照射治療技術應用于臨床治療心腦血管病症;

1995年廣州中醫藥大學岑烈芳教授發明了半導體激光治療儀鼻腔照射療法,取代了血管内照射。

1997年岑烈芳教授發明的半導體激光治療儀獲得了國家食品藥品監督管理局審批、生産、上市、應用。成為準字号醫療器械,并獲得國家知識産權局三項專利。

1997年清華大學吳小光博士發明了半導體激光治療儀用于手腕上桡動脈的照射治療。2002年投入生産。

性能機理

半導體激光治療儀采用波長為650nm的低強度激光照射桡動脈、内關穴及鼻腔,通過光化學效應,使血液動力學和血脂、血糖代謝得到改善,從而提高紅細胞的攜氧能力和變形能力,降低血液黏稠度,降低血脂、降低血壓,改善血糖,達到治療"三高"症及心腦血管疾病的目的。

産品用途

激光活血

首先,激光照射能夠調節血液中某些酶的活性,促進ATP的生成,一方面可以保證紅細胞有足夠能量以維持其框架結構和變形能力,另一方面可以抑制血小闆聚集和纖維蛋白原的搭橋作用,降低血液粘度,大大改善血液流變學指标,使得人體血液循環趨于順暢。

其次,由于紅細胞變形能力增強,變形表面積增加,與氧結合能力加強,使得血液中溶解氧和結合氧均大為增加,血氧飽和度和氧分壓大大提高,攜帶豐富氧氣的血液經過循環,可以迅速改善肌體細胞缺血缺氧狀況,有利于心腦血管健康。

激光淨血

激光照射可以通過減少血液中的分子物質MMS(具有神經毒性作用)使血液得到淨化,從而改善神經系統的機能。激光照射可以提高紅血球内SOD(超氧化歧化酶)的水平及活力,有助于清除人體内過多的自由基,從而起到避免氧化對組織細胞的毒害和損傷作用。

激光照射血液對人體免疫系統具有多種調節作用,可改善人體的免疫功能,提高人體的防病、抗病能力。

理論依據

主要根據以下三種理論:

血液流變

它認為缺血性疾病的發生不單純是血流的紊亂和障礙,還表現有氧氣輸送的紊亂和障礙,而後者目前又被認為是缺血性疾病的最主要病因。因此,判斷用于治療缺血性疾病的任何療法的療效,最後都要看其能否糾正和改善氧氣輸送的紊亂和障礙,能否恢複和提高血液的輸氧能力作為主要标準。

人體調節

它認為人體是一個有機的、開放的巨系統,人體生理功能不僅受到體内各功能系統相互之間的交流和調節的影響,也會受到外界物質、能量和信息的影響。激光治療儀以激光(有時伴随吸氧)這個外界因素去刺激體液系統(包括血液、淋巴液和唾液)、神經系統和經絡系統,能有效地調節人體組織器官及整體的功能,正體現了這個理論。

激光生物

它認為用适當波長和一定功率密度的弱激光照射機體,能引起機體的應答反應——即激光生物效應,如生物刺激效應、光化效應等,進而可利用這些生物效應來治病和保健。這些效應具有一定規律。患上缺血缺氧性疾病應及時去醫院診治,以确保病情得到控制和好轉。但由于這類疾病的治療和康複需要較長療程,大部分患者不可能長期住院治療,也不宜長期服藥,有的患者病情被控制和好轉出院後,往往過了一段時間後又舊病複發,因此需要反複治療甚至終生服藥。有了激光治療儀,患者就可在家中得到輔助治療和長期護理,以鞏固和提高療效,使病情進一步緩解,促進康複,又可減少用藥,避免藥物的毒副作用,并可增強免疫力,預防疾病複發。如果在出現發病征兆時就用激光治療儀護理,則可及時控制病情惡化,逆轉病理過程,獲得自我康複的效果。激光治療儀是廣大中老年人普遍适用的養生保健手段。處于亞健康狀态的中老年人使用本儀器可以調節血脂、血糖、血壓,恢複生理功能正常,提高機體免疫功能,從而預防缺血缺氧性疾病的發生;對一般中老年人則有延緩衰老、促進消化、增強體質、安神利眠等功效。

治療技術

治療優勢

消炎鎮痛:改善局部血液循環和組織營養,加速炎性滲出物的吸收消散,減輕炎性腫脹對神經末梢的壓迫,糾正由于缺血、缺氧、水腫、緻痛物質聚集的疼痛。

組織修複:促進滲出物的吸收和消散,提高局部組織代謝率,增強血管的通透性,緩解肌肉痙攣性疼痛,因而對慢性前列腺炎病人常見的前列腺痛效果比較明顯。

生物調節:機體接受激光照射可上行性傳導及脊髓後角,同時又激活下行抑制系統,同時可增強機體的免疫功能,調節内分泌,大功率持續的激光照射能使充盈的腺體張力減少,達到通則不痛的目的。

治療原理

半導體激光治療儀采用波長為650nm的光波,素有人體黃金波段“生命之光”的美稱。主要利用激光産生的生物刺激效應,通過半導體激光的激光束照射人體病變組織,達到減輕或消除病痛,改善局部血液循環,組織修複組織,快速消炎等作用。此激光為近紅外波段,可深入組織内部作用于機體,使組織良好的吸收光能量,使疼痛減輕。

适應病症

慢性前列腺炎、前列腺增生、淋菌性尿道炎等。

如何選購

現今市面上的的半導體激光治療儀種類是越來越多,魚龍混雜,各種說法都有,消費者難辨真假,不知道如何購買到真正能治療疾病的半導體激光治療儀。半導體激光治療儀是治療儀,是用來治療疾病的,所以要慎之又慎,要多方考察,千萬不能貪便宜,下面這幾招讓您能購買到真正能治療疾病的半導體激光治療儀:

發明專利

有沒發明專利是衡量一個半導體激光治療儀是否掌握、擁有激光治病技術的關鍵,可是不少産品都宣稱自己有專利,這裡就有很多魚目混珠的情況。我們國家的專利主要有三種:發明專利、實用新型專利和外觀設計專利。實用新型和外觀設計專利是小發明、小專利,隻要産品的結構、形狀、顔色不一樣,就可以申請實用新型、外觀設計專利;而發明專利不一樣,是一種新的技術方案。那麼,怎樣查詢專利呢?可以到國家知識産權局網站輸入專利号查詢。

器械注冊

醫療器械注冊證

是食品藥品監督管理局批的,沒有這個注冊證就是不是國家批準銷售的半導體激光治療儀。具體查詢可以上國家食品藥品監督管理局的網站查詢,進了網站後,點擊:數據查詢,再點擊:國産器械,然後輸入注冊證号或者在高級查詢的産品名稱裡輸入:半導體激光治療儀,點擊查詢之後出來的半導體激光治療儀就是經過國家批準銷售的半導體激光治療儀。

企業許可

看這個許可證裡“生産範圍”裡有沒“6824醫用激光儀器設備”這個項目,如果沒有這個項目,那麼這個半導體激光治療儀是非法生産出來的,是不合适的産品。

注冊登記

看這個登記表裡面的“産品适用範圍”,這個可以看這個半導體激光治療儀是做什麼用的、是治療什麼疾病的,是不是你想要治療的疾病?

臨床報告

醫院的臨床檢驗報告可以看出這個半導體激光治療儀的治療效果,治病效果好不好,從這個臨床報告就可以較為直觀地看出來。(注意:一般要大醫院的臨床報告,小醫院的臨床報告比較不規範。)

針對以上的闡述,想必大家都知道選購一款比較好的激光治療儀是何等的重要了。因此,小編友情提示大家在選購半導體激光治療儀的時候一定要慎重!

使用維護

半導體激光治療儀正确使用方法及維護保養常識

使用方法

1.開機首先把參數及時間設置好,然後再工作。

2.在工作時,一定注意,不能直接關掉電源,等工作停止方可關機,或者在控制面闆上,讓工作暫停,然後關機。

維護常識

1.半導體激光治療儀閑置不用時,應拔掉電源插頭。

2.設備保持幹淨,無灰塵。

3.在設備使用較長的時間,可以将後蓋打開,看裡面電線,有沒老化現象,然後用軟毛刷,清理電路闆上灰塵。

發展概況

除了常規激光治療,尚有一種激光目前正在迅猛的發展之中。這就是低強度激光治療(或稱為低能量激光,低強度激光,低水平激光,軟激光,冷激光),按這種激光的光源包括可見光激光和紅外光激光。這種激光作用于人體,是光化學效應,而不是一種高熱效應。對機體不會造成不可逆的損傷,但作用于人體,會産生一系列生理、生化的變化,能促進病變組織恢複到正常狀态,這種治療,我們稱之為低強度激光治療。下面海納川激光治療儀小編給你介紹低強度激光的發展概況。

早在1961年,美國即開始關于激光生物學的研究。1962年德國Bessis等人即發表了“激光對血細胞的作用研究”。1965年匈牙利Mestez研究了He-Ne激光生物效應,并總結了He-Ne激光對生物體作用的規律,并證明它具有緩解疼痛,加速傷口愈合,減少瘢痕組織等功效。1963年McGuff發表了“激光生物效應的探讨”,Goldman發表了“激光束對皮膚的作用”,Fine發表了“激光的生物效應”。1970年前蘇聯BoPoHNHA等應用He-Ne激光治療高血壓等内科疾患,yremypatoba報導照射穴位和反射區治療高血壓118例。其中108例血壓恢複正常。1972年Bopohnha報導治療支氣管炎,結果21例當即生效,肺活量增加30%。1973年奧地利Plog用激光代理針灸做實驗,并于1975年制成第一台He-Ne激光針灸儀用于經絡穴位治療疾病取得成功。這種療法,在歐洲和亞洲獲得廣泛的應用,積累了大量的數據,有上百個循證醫學實驗室證實它的臨床療效,已發表上千份以上的研究報告。因而說這種低強度激光是一種有效的治療方法。在1985年在日本召開的低強度激光醫學應用專題會,以證明低強度激光治療方面的研究已延伸到對周圍神經系統的作用,對免疫功能、炎症過程的影響,實驗性傷口愈合的規律性,促進骨細胞再生等領域。

在20世紀70年代,我國開始将激光針灸應用于臨床,包括内、外、婦、兒、耳鼻咽喉科、口腔科、眼科、皮科和神經科約有200多種疾病,均取得一定療效。由于激光穴位治療無痛、無感染,無明顯禁忌症,非常适合年老體弱者,兒童和暈針的患者。急慢性支氣管炎、哮喘、高血壓、三叉神經痛、面神經麻痹、肩關節周圍炎、風濕性關節炎、胎位不正、産後尿潴留等均為很有的适應症。激光穴位麻醉用于拔牙,扁桃體手術,甲狀腺手術,疝修補,胃大部切除等均引起國内外義務工作者的關注。

1928年Hancock和Knott證明紫外線照射血液後輸給1例合并溶血性鍊球菌敗血症的膿毒性流産患者,使之轉危為安。1933年Knott将之應用于臨床取得好的效果。1958年瑞士Wehrli提出血源性氧化療法的學說開始将紫外線照射血液和充氧結合治療患者。這種治療方法可以解除紅細胞表面吸附通透性差的的多糖蛋白質和其它中性分子。增加紅細胞膜的彈性和滲透性,并使之恢複膜表面的正常電位狀态,因而改善血液黏稠度;還可以提高紅細胞的攜氧量,加強紅細胞的變形能力,提高白細胞的吞噬能力,調節免疫功能等一系列的治療作用。前蘇聯腫瘤研究中心的科學家受這種療法的啟發,用He-Ne激光取代紫外線進行體外血液輻射後再回輸給病人,發現對人的周圍血液的免疫力,生物化學形态學指标均有明顯作用,是腫瘤患者的免疫力恢複到正常的65%-70%,對類Ia抗原的應答不産生任何反應。故被視為用于作為腫瘤患者術後增強機體免疫力,延緩腫瘤轉移和複發的免疫治療新方法。

1984年前蘇聯施瓦裡布将體外血液照改為靜脈内照射,治療肢體閉塞性血管病,發現可以明顯改善微循環障礙,療效顯着,且可保持療效達半年之久,為低強度激光治療開辟了一條新的通道。1991年王鐵丹教授首次在國内将俄羅斯開始的低強度He-Ne激光血管内治療應用于臨床,特别是武警廣東總隊醫院使用該儀器成功地使一名因腦外傷而對聲、光、電、針刺無反應的患者奇迹般地恢複了思維、言語和行動功能,痊愈出院,促進了這種療法在全國的推廣應用。這種療法已被證實可以改善血液黏稠度,提高紅細胞變性能力,改善微循環,提高紅細胞的攜氧能力,調節機體的免疫力,激活體内的多種酶和激素,其中包括Na+-K+-ATP酶,超氧化物歧化酶、泌乳素、性激素,甲狀腺素、激肽釋放酶等,臨床還可以用之消炎,抗感染,降低血脂等。

由于這種療法仍需要靜脈穿刺,給患者造成一定痛苦,而且隻能在醫院裡進行治療,如何能更好地将這種治療方法走進千家萬戶,既有治療效果,有沒有什麼副作用,并且安全便捷。很多學者進行了研究。如1995年Croh認為,沿靜脈走行的皮膚上照射的方法明顯優于靜脈内照射血液。1998年長春物理研究所孟繼武、任新光兩人也提出激光無損傷照射的心設想,他們證明軟組織的光吸收主要來源血清蛋白和血紅蛋白等蛋白質,如用紅色激光作為治療譜線,可以有10%以上的光透過,針頭不必刺入血管而固定在肘靜脈的皮膚表面,即可達到治療目的。天津理療轉了醫院用半導體激光血管區體外照射,波長830nm,功率30mw,照射鎖骨上靜脈血管區照射30min治療椎動脈頸椎關節病,治療有效率可達95.3%,而單純用藥物組僅為70%,有顯着性差異。

2008年北京軍區總院劉文等人報導用半導體激光頸部體表的兩隊(頸内動靜脈、頸外動靜脈,其對腦部供血,占腦部供需血量的90%以上,經過這兩對大血管的血流量占全身血流量的18%左右)血管進行治療時,照射部位用頸托加以固定,為了更好的對頸部斑塊進行治療,将激光的輸出進行頻率調制,調制頻率從5-2000Hz,頻率涵蓋了音頻和部分超聲波,治療中可以根據病人情況進行選擇性治療,選用2000Hz治療時,可以對頸部斑塊進行有針對性治療。這種治療方法可以降低血液黏稠度,增加紅細胞變形性,降低血小闆的聚集性。

2002年南京理工大學駱曉森報導,對采用波長為650nm的半導體激光對成人手背部位(厚度為1mm)的靜脈壁(厚度為0.2mm)進行照射,650nm激光對手背皮膚的透射率為20%,對靜脈壁的透射率為90%,所以若用10mw的半導體激光從皮膚外直接照射手背皮下靜脈,若手背設計照射一個點,則進入靜脈的激光功率可在0~1.8mw之間可調,若設置兩個照射點,則可以使進入靜脈的激光功率在0~3.6mw直接可調,作者對皮膚厚度和靜脈厚度和透射率進行檢查,得出激光進入血液内的劑量。

手背、腳背、肘正中和小腿外側皮膚的厚度分别為1.0mm、1.0mm、1.4mm、2.2mm,650nm激光對它們的透射率分别為20%、20%、12%、和6%。手背皮下靜脈的厚度約0.2mm,同樣波長激光對它的透射率為90%。魏華江等報導對632.8mm的He-Ne激光對人胃大網膜靜脈的透射率為83.3%。鄭全啟等證明對632.8mm的He-Ne激光對于厚度為2.02mm的黃種人下肢皮膚的透射率為9.1%,對于厚度為1.65mm的黃種人人背皮膚的透射率則為13.8%。

據魏華江等報道動脈和靜脈對紅色激光的漫反射率和透射率顯着不同,動脈對紅色激光的吸收系數顯着大于靜脈的吸收系數,但動脈的散射系數也明顯大于靜脈的散射系數。

桡動靜脈激光儀因其獨到的特點,是目前在市場上應用最為廣泛,最受歡迎的産品之一,其主要特點是激光通過皮膚照射桡動脈和桡靜脈,這個部位血管激光吸收率最大。據俄羅斯ДМцбТРИеВАЕиАР醫學專家在1989年報道,在實驗性急行胰腺炎模式條件下,動脈内激光照射和靜脈内激光照射的資料相比,證明動脈内照射對紅細胞和胰腺代謝有更明顯的效果,在臨床治療也有類似效果。

更重要一點是這種手腕手表式的結構,病人攜帶非常方便,在旅途中,工作中,睡眠前均可以随身攜帶,随時應用,而且非常安全(隻要不直視,保護好眼)。經過北京軍區總醫院,首都醫科大學附屬的安貞醫院臨床驗證:用650nm的半導體激光經皮照射桡動脈30min,每天1次,7~30d,共治療高黏血症,高脂血症患者117例,采用自身對照的方法,證明血黏度,血脂,膽固醇在治療前後有顯着性差異(P<0.05)。使用的激光輸出功率達到20mw,但對人體無任何傷害。也有治療結合穴位照射,如激光照射繞動脈加内關穴,取得了很好的效果。結合鼻腔内照射,配合充氧治療,使這項治療更增添了新的内容。在病人康複時還配合低頻電的按摩治療,使患者更早日地康複。可以做到一機多用,可進行穴位照射,體表照射和血液輻照治療。

人們發現鼻腔内的血管網和口腔内的血管網更加豐富,其中的血紅蛋白和血清蛋白能吸收更多的激光能量,其臨床效果應當更好一些。1998年李清美、陳榮和李彬等報道激光鼻腔内照射治療。深圳人民醫院的肖學長率先在國内用鼻腔内激光照射治療腦梗死患者,并且采用先進的觀察方法,即單光子發射計算機斷層的方法來觀察腦血流和腦功能的變化,取得很大的成功。鼻腔内血管非常豐富,有動脈的黎氏叢和靜脈的克氏叢,老年人還有吳氏靜脈叢,而且鼻黏膜血管深層的血液還可以不經過毛細血管,而從小動脈直接進入小靜脈(動靜脈吻合),這種動靜脈吻合占鼻黏膜血流的60%左右。所以,有的學者認為鼻甲組織血流量比肝髒、腦和肌肉等組織相對地多,而且鼻腔内的自主神經也非常豐富,它不但可以影響腦的血管縮舒功能,而且還會通過迷走神經影響消化系統的功能。再者,由于鼻腔的解剖關系,有某些潛在的微細交通和蛛網膜相聯系。這種療法不需要靜脈穿刺,治療時安全可靠。半導體激光器體積小、重量輕、操作簡單、經濟耐用,适合社區、家庭應用,對于康複中而又行動不便的老人最為适宜,值得推廣。

另一種無創傷式半導體激光血氧治療儀,可将激光束引入患者口咽部照射,同時吸入純氧進行臨床治療。因為口腔黏膜也有密布的血管網、淋巴系統、神經系統和唾液分泌系統,在激光照射下均可産生良性刺激,産生多種生物效應,吸入的純氧可提高血氧含量,從而改善全身的供血供氧狀況,有利于病愈康複。

除了激光照射方式有所改變以外,河南醫科大學激光醫學研究中心章萍教授成功地用綠色半導體激光(波長532nm,功率0~16mW,連續可調)對14隻犬進行血管内照射實驗,獲得了它的安全阈值(功率8mW,照射劑量81.53J/mm2),如大于這個阈值,會引起紅細胞脆性增加而出現溶血現象;低于8mW,各項指标與He-Ne激光相近。2mW以下時,綠色激光優于He-Ne激光,尤其是在紅細胞總數上升及持續效應方面更為突出。除安全閡值外,還分别測試了血液流變學各項指标;紅細胞,白細胞計數;T淋巴細胞計數和T淋巴細胞非特異性酶的影響;對乳酸脫氫酶的影響,對血漿脂質過氧化物(LPO)和超氧化物歧化酶(SOD)濃度的變化等等,為臨床治療打下了基礎。在此基礎上,對30例銀屑病患者和25例高脂血症患者進行1個療程的治療(10次)。銀屑病的治療效果與He-Ne激光照射差不多(分别為95%和93%),而治療高脂血症時,同樣為lmW的劑量,則綠光的治療效果卻遠比紅光的治療效果要好(分别為93%和40%)。

同樣的綠色激光試驗也在白求恩醫科大學用家兔進行激光血管内照射治療,使用功率為4~6mW,每日1次,每次120min,連續5d,證明對家兔各種免疫指标無不良影響,如外周血淋巴細胞對有絲分裂原的增殖性反應,巨噬細胞産生IL-1的活性和T淋巴細胞産生IL-2的活性等,家兔的紅細胞,白細胞,血小闆,淋巴細胞染色體畸變率,微核率和血液流變學等各項指标均無明顯改變,說明綠色激光對血管内照射無明顯損傷。

2000年劉穎等報道低強度半導體(650nm),輸出功率9mW,将激光輻射頭插入口腔輻射咽後壁,每日照射1次,每次30min,10次為1個療程,結果表明激光照射後降低血黏度、血小闆聚集率和血漿纖維蛋白原含量,而且能激活患者的纖溶功能,如增強患者t-PA活性(組織型纖溶酶原激活物),提高FDP含量(纖維蛋白解物),降低FBG[凝血因子I(纖維蛋白原)]和PAI(纖維溶酶原激活物抑制劑),D-D(D-二聚體)含量無明顯增加,以上均說明,口腔咽後壁激光照射後治療有降纖維蛋白原和纖維蛋白的作用,對一旦已交聯的纖維蛋白或已形成血栓的纖維蛋白無明顯的降解作用,其效果不如激光血管内照射,但可免除靜脈穿刺之苦。這種方法之所以治療有效,是因為口腔黏膜内層有豐富的血管網,表面無角質細胞,而且口咽部有豐富的淋巴系統,神經系統和唾液分泌系統,從而激活血液中的有形或無形成分,使細胞内三磷腺苷含量增高,改善紅細胞聚集性,變形性和攜氧能力,有改善血液黏稠度,調節機體免疫功能,抑菌等作用。

另外一種激光量子血療法,就是利用兩種光,即He-Ne激光和紫外線同時在體外作用于血液,揮三又加以充氧,發揮三者各自的作用,再回輸給患者,這對改善血液黏稠度和提高血氧含量都比激光血管内照射要好。

總的來說,我國的激光輻照血液治療工作起步雖然較晚,但是發展很迅速,而且很快進入社區,進入患者家庭。激光治療的波長、照射時間、激光輸出方式等也均在研究和探讨之中。激光配合音樂治療,激光配合超聲波治療等研制和臨床應用也提到日程上來,以提高其綜合治療的效果。

正如美國激光醫學專家沃爾巴什特在《激光在醫學和生物學中的應用》一書中認為“激光生物刺激可能是激光在醫學上的一種新型應用的标志,這種應用比激光破壞和切開組織的應用更有價值。”

低強度激光照射的基礎研究

低強度激光血液照射對人進行治療觀察之前,應進行大量基礎試驗、動物實驗和出現一些異常反應的觀察,以确保其治療的有效性、無害性,這些資料是我們對人進行治療的基礎,是很重要的參考依據。

1.細胞水平的研究 細胞的結構和功能是研究生命活動的基礎,細胞作為生命的基本單位,是生命最低形式的物質組織。因此,要了解低強度激光治療的機制,應當從研究激光對細胞的生物刺激作用機制着手。

激光細胞效應是指在激光輻照下,群體細胞、個體細胞或某個細胞器在功能、形态上對激光刺激的反應。這種反應的強弱與照射用的激光波長、輻照能量、照射時間以及受照射對象的特性有密切關系,這些參數首先決定于細胞内是否存在着吸收該波長的物質。

激光的波長不同,對細胞的緻傷作用也不同,有的細胞對激光輻射很敏感,容易吸收光能而被破壞;有的細胞對激光輻射不但不會受到損傷,反而能促進病變組織恢複到正常狀态,起到治療效果;有的細胞對激光輻射不敏感,照射後仍保持原杆。以上也說明細胞種類不同,對激光照射的反應也有不同的敏感性,一般含有色素顆粒的細胞敏感性較高,如視網膜的色素上皮細胞,黑色素瘤細胞。激光照射血液時紅細胞影響比較大,如紅寶石激光0.2J照射血液标本時,紅細胞發生腫脹,形成突起,甚至被汽化,但白細胞基本上沒有發生形态上的變化。

激光照射劑量對細胞效應影響很大,一般連續輸出激光和長脈沖激光照射是以熱效應為主,短脈沖或超短脈沖是以光化學為主。各種實驗表明,用不同波長的低強度激光照射生物細胞時,激光胞内色素、胚胎細胞、細胞器(包括細胞壁、細胞核、細胞質和線粒體等)、細胞功能(包括細胞分裂、生長、分化、抑制、免疫等)均有不同程度的影響。

在這方面研究:1998年KaTu根據大量的實驗結果認為在産生細胞效應方面,激光與單色光沒有顯着性差異。另外,他還根據氧化還原電位的角度提出了如果細胞的氧化還原電位已經處于細胞可以發揮正常功能狀态,細胞對低強度激光沒有響應,如果細胞的氧化還原電位比正常電位要低,細胞對低強度激光的響應越大,電位越低。所以,1999年Tuner等人指出隻有對那些生物功能需要調整的生物組織,低強度激光才能産生影響。1993年均Iijima等人用紅細胞變形性的調整說明這一問題,取得正常人紅細胞立即照射,沒有任何影響,而放置24~36h已受損的紅細胞進行He-Ne激光照射,其紅細胞的變形性取得明顯的改善。

1986年Lam利用He-Ne激光和半導體激光照射人皮膚成纖維細胞,可以使膠原蛋白合成大大提高(最高可達36倍)。1997年徐清等也證明半導體激光對T和B淋巴細胞升高照射後降低到原有水平,起到雙向調節作用。1992年Van Breugel用不同能量密度和照射時間的He-Ne激光照射人單層成纖維細胞,連續照射3d,每天0.5~10min, 功率為0.55~5.98mW/cm2,結果顯示,功率<2.9lmW/cm2時可促進成纖維細胞的增殖,而>5.98mW/c m2時則無效果。但也有相反結果。1997年Pogel等實驗結果用5~100mW/cm2的半導體激光照射發現細胞增殖沒有明顯差别。2000年舒彬報道,用He-Ne激光體外照射對培養的瘢痕成纖維細胞生長的抑制作用,結果180J/cm2重複照射3~5次,細胞總數明顯少于對照組,有顯着差别(P<0.05),S期細胞數從51%降低到20%和14%,G0/G1期,細胞從28%分别上升到55%和60%,Sub-G2期細胞白分比分别為6.7%和9.8%,其原因是He-Ne激光引起G0/G1期細胞停滞和細胞凋亡所緻。

1993年Van Breugel從大鼠坐骨神經中分離的神經膜細胞連續培養3d,再用He-Ne激光(5.98mw)光斑4mm于第5天或第8天照射,每天照射0.5、1、2、5min或10min,結果顯示第5天或第8天照射,每天照射0.5、1、2、5min或10min,結果顯示第5天照射神經膜細胞增生明顯,而第8天則無改變,說明He-Ne激光對神經膜細胞體外增殖有調節作用。Rochkind等發現低強度激光對神經組織的治療可以促進嚴重外傷的外周神經電生理活動的恢複,引起星型細胞和少突膠質細胞的增殖,提高神經元的新陳代謝和髓鞘的合成能力。Ben Dov等采用He-Ne激光照射原代大鼠衛星細胞,也證明其有促進增殖作用,但與照射時間和鼠齡有關系。汪霞也報道氦-氖激光對大鼠坐骨神經照射,軸突及髓鞘直徑恢複率和對照組比較有明顯差異。

1997年張文庚等報道He-Ne激光34.5~138J/ cm2照射人肝癌細胞核人胃癌細胞,隔日1次,共6次,結果證明有促進增殖作用。

1998年席曉莉等人用630nm的半導體激光3mW/cm2照射低分化肺癌細胞,在2min和5min照射劑量證明對細胞生長無明顯影響,但照射10~15min則具有明顯的促進細胞增殖作用。

而1989年Swansor則報道He-Ne激光對結腸癌細胞、纖維肉瘤細胞無明顯增殖作用。

1988年Kao等報道He-Ne激光對神經膠質瘤細胞形态、生長、增殖率無明顯影響。

1997年用17.27~69.00J/cm2的He-Ne激光照射人宮頸癌HeLa細胞,其增殖和克隆能力均無明顯影響。

1989年Karu證明He-Ne激光可刺激HeLa細胞DNA的合成,可持續6~7d,使處于S期的細胞數增多,促進氚标記脫氧胸腺嘧啶摻入,并對HeLa細胞有放射保護作用,但對HeLa細胞的克隆形成能力和克隆大小均無影響,He-Ne激光對處于緩慢生長的HeLa細胞群體生長有促進作用,對于增殖的細胞群體生長幾乎無影響。

姚駿在2001年報道,用能量為1.89、4.74、9.47J/ cm2He-Ne激光照射K562細胞活性,以能量密度為0.41、1.02和2.03 J/ cm2的He-Ne激光照射K562細胞測定超氧化物歧化酶(SOD)活性。結果證明,高能量密度He-Ne激光照射能顯着抑制K562細胞生長,升高細胞内SOD活性,而能量低的則無明顯改變。在臨床上大部分腫瘤細胞中SOD活力是下降的,激光治療使SOD活性上升可有效抑制氧自由基的産生和積累,從而殺傷腫瘤細胞,為臨床治療提供參考。

周宏治在2000年報道用He-Ne激光照射離體人外周血淋巴細胞,觀察了淋巴細胞微核率證明均在0.2%以下,屬于正常範圍,表明激光在治療範圍内使用的能量密度比較安全,不會對人體造成遺傳性危害。本次試驗的He-Ne激光光纖末端輸出功率6mw,光斑直徑4mm,照射距離4mm,分别照射5、10、20、40min,能量密度分别為14.31、28.62、57.24、114.52 J/ cm2,每組重複4次。

綜上所述:①低強度激光對細胞的作用,取決于激光的功率、波長、照射時間和不同細胞而不同;②激光對細胞的生物效應與單色光無顯着差别;③激光對正常細胞生理功能情況下不起作用,但對病理狀态下則可以起到調節作用;④對細胞的作用,在一定的劑量範圍内,可促進細胞的增值,但如劑量不足或劑量過大則起到相反即抑制作用;⑤低強度激光對細胞作用的機制尚無定論,推測與激光照射後産生活性氧有關,它可以加速細胞生長,調節細胞DNA的合成,低濃度的活性氧可以調節細胞的生長過程,并加速細胞的分化,而高濃度的活性氧則可能損傷細胞。

1996年Randolph等認為675nm波長的激光照射使血管内皮細胞産生轉化生長因子(TGF-β)是内皮細胞增殖的原因。

1994年Yu等認為660nm激光照射成纖維細胞與生成堿性成纖維細胞與生成因子(bFGF)有關,與自身分泌有關系。2.16 J/ cm2可提高增殖或提高bFGF的釋放,3.24 J/ cm2則不能提高增殖也不能提高bFGF的釋放。

關于低強度激光治療從20世紀60年代開展以來,還沒有被普遍接受,但研究方法逐漸成熟,特别是細胞水平的研究更為可信,表4-1是關于低強度激光細胞效應的部分實驗結果。

從發現的低強度激光的效應來看,其主要與肽類激素相似。BIML低強度激光的信息模型,是劉承宜等人提出的低強度激光療法機制的理論根據;根據BIML,低強度激光作用于細胞的生色團,受激發的生色團通過與G蛋白或受體關聯蛋白酶發生作用,引起細胞内第2信使濃度的改變:綠、藍和紫等冷色興奮G5蛋白介導的生理過程,cAMP(環腺苷酸)升高,紅、橙和黃等暖色興奮Gq或Gi蛋白或受體關聯蛋白酶介導的生理過程,cAMP下降。

Karu研究633nm(暖光)和546nm(冷光)對中國倉鼠成纖維細胞内cAMP水平的影響,發現暖光降低cAMP的水平,而冷光升高cAMP的水平。鄭紅研究低強度He—Ne激光(暖光)對小鼠腹腔巨噬細胞内cAMP濃度影響,發現暖光可以使巨噬細胞内cAMP濃度降低。以上實驗結果與BIMI的預言是一緻的。

另外,劉承宜還提出激光生物刺激作用的信息轉換模型(BITML),根據BITMI,在不引起損傷的前提下,一種激光對第2信使濃度的改變超過相應的阈值,生物系統内部的平衡機制将使它所啟動的信使系統轉換成與現有信使系統相拮抗的信使系統。構成G蛋白的β,α亞基對G蛋白和受體關聯蛋白酶啟動的信号轉導都具有調節作用,這是BITML的分子基礎。BITML的間接證據來自明暗視覺系統:明視覺刺激杆細胞GT蛋白,使cGMP分解,關閉由cGMP激活的陽離子通道,阻止Na+、Ca2+的内流。胞内Ca2+濃度進一步降低又引起胞内鳥苷酸環化酶活化,重新合成cGMP,而恢複暗視覺。以上讨論了低強度激光的細胞信息生物學,提出生物信息模型,為闡明低強度激光的機制提出理論依據。

李文健等人(2001)研究半導體激光(5mw波長670nm)和He-Ne激光照射(波長632.8nm,1~3mW)體外培養的血管内皮細胞,觀看其細胞增殖情況,得出結論是半導體激光照射細胞增殖效果要好于He-Ne激光照射,照射激光功率以2mW增殖細胞的效果最好,3.5mW次之,0.7mW效果最差,照射時間以30min最好,20min次之,10min最差。兩種激光照射1次、2次和3次以後,對内皮細胞ICAM-1表達有抑制作用。

衆所周知,血管内皮細胞功能障礙與動脈粥樣硬化、高血壓等疾病的發生、發展有密切關系。細胞間粘附分子-1(ICAM-1)是内皮細胞分泌活性物質之一,它在血管疾患形成的過程中起重要作用,它屬于免疫球蛋白超家族。正常情況下,内皮細胞表面有少量ICAM-1表達,當炎性細胞因子、内毒素刺激後,則ICAM-1增多。它直接參與動脈硬化斑塊的形成,而且加速它的損害,導緻硬化斑塊出現裂紋,内皮細胞損傷和血栓形成。激光照射後,可見ICAM-1逐漸下降,證明可以抑制炎症介質ICAM-1的表達,因而具有抗感染作用,并且防止微血栓的發生,促進血管性疾病的恢複。

2.動物實驗的研究 1995年崔芳報道用He-Ne激光照射昆明小鼠的脾區後,脾中Lyt-2細胞(Ts)減少,而L3T4細胞TH明顯增加,其中7.8J/cm2組,19.5J/cm2組顯着(P<0.05),而3.9J/cm2組則不明顯。T細胞參與免疫反應的調節,尤其是TH和TS細胞亞群在免疫調節中起關鍵作用,通過提高T輔助性細胞功能,調節機體受外來抗原刺激時發生免疫反應的能力。高美華也證明He-Ne激光照射腫瘤移植小鼠的脾區,IL-2(白細胞介素—2)活性增強。IL-2是由TH細胞産生重要免疫調節作用的細胞因子,是免疫細胞活化、增殖、分化所不可缺少的因子。崔芳也證明He-Ne激光照射脾區後,白細胞總數增多,白細胞的吞噬活性明顯增多。

蔺春生等報道用He-Ne激光照射29隻小鼠尾斷端處,這些小鼠照射後紅細胞G3b受體花環形成率(RBC-C3b,ARR)明顯上升,紅細胞黏附免疫複合物花環形成率(RBC-ICRR)明顯下降,這是由于激光激活了紅細胞表面上第三補體受體C3b的活性,促使被C3b調整過的免疫複合物結合,并将其帶到吞噬系統以清除,使紅細胞運送CIC的能力增加,當C3b被激活,RBC-C3b花環率則明顯增加,由于紅細胞C3b奪走了大量CIC,故RBC-IC花環率明顯下降。

1987年Siegel等提出紅細胞免疫系統新概念,發現紅細胞具有許多與免疫有關的物質。如CR1,CR3,LEA-3,I因子及SOD酶等,紅細胞的C3b是第三補體成分的主要片段,具有C3b受體,并建立簡易的RBC-C3b及RBC-CIC花環形成檢測試驗,故紅細胞是一種免疫巨噬細胞(表4-2)。

1995年袁維中報道用He-Ne激光對人淋巴細胞中酸性α-醋酸萘酯(ANAE)的影響,結果表明3.1J/cm2照射後與對照組無明顯變化,而9.4J/cm2,25J/cm2激光照射後酶反應物顆粒數目、顆粒面積、細胞面積比值和顆粒積分光密度4項參數值明顯增高,而49.9J/cm2則比25J/cm2輻照組明顯降低。ANAE能将結構中具有酯鍵的化合物分解為酚和酸性離子,主要存在于細胞的初級溶酶體中,具有促進細胞内消化的作用,參與免疫監視和靶細胞的殺傷。該酶在T淋巴細胞内含量較多,能強化T淋巴細胞的免疫功能。ANAE活性受到抑制時,T淋巴細胞失去對靶細胞的殺傷效能。

1996年譚其仁等人報道用He-Ne激光兔耳血管内照射,能降低病理模型狀态下升高的血黏度,對微循環障礙有明顯的改善作用,而對正常兔的血液黏滞性無明顯變化。

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