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激光治療儀的發展史

發布時間:2021-03-09 19:13:39

『壹』 激光器發明的歷史

激光器的發明
激光器的發明是20世紀科學技術的一項重大成就。它使人們終於有能力駕駛尺度極小、數量極大、運動極混亂的分子和原子的發光過程,從而獲得產生、放大相乾的紅外線、可見光線和紫外線(以至X射線和γ射線)的能力。激光科學技術的興起使人類對光的認識和利用達到了一個嶄新的水平。

激光器的誕生史大致可以分為幾個階段,其中1916年愛因斯坦提出的受激輻射概念是其重要的理論基礎。這一理論指出,處於高能態的物質粒子受到一個能量等於兩個能級之間能量差的光子的作用,將轉變到低能態,並產生第二個光子,同第一個光子同時發射出來,這就是受激輻射。這種輻射輸出的光獲得了放大,而且是相干光,即如多個光子的發射方向、頻率、位相、偏振完全相同。

此後,量子力學的建立和發展使人們對物質的微觀結構及運動規律有了更深入的認識,微觀粒子的能級分布、躍遷和光子輻射等問題也得到了更有力的證明,這也在客觀上更加完善了愛因斯坦的受激輻射理論,為激光器的產生進一步奠定了理論基礎。20世紀40年代末,量子電子學誕生後,被很快應用於研究電磁輻射與各種微觀粒子系統的相互作用,並研製出許多相應的器件。這些科學理論和技術的快速發展都為激光器的發明創造了條件。

如果一個系統中處於高能態的粒子數多於低能態的粒子數,就出現了粒子數的反轉狀態。那麼只要有一個光子引發,就會迫使一個處於高能態的原子受激輻射出一個與之相同的光子,這兩個光子又會引發其他原子受激輻射,這樣就實現了光的放大;如果加上適當的諧振腔的反饋作用便形成光振盪,從而發射出激光。這就是激光器的工作原理。1951年,美國物理學家珀塞爾和龐德在實驗中成功地造成了粒子數反轉,並獲得了每秒50千赫的受激輻射。稍後,美國物理學家查爾斯·湯斯以及蘇聯物理學家馬索夫和普羅霍洛夫先後提出了利用原子和分子的受激輻射原理來產生和放大微波的設計。

然而上述的微波波譜學理論和實驗研究大都屬於「純科學」,對於激光器到底能否研製成功,在當時還是很渺茫的。
但科學家的努力終究有了結果。1954年,前面提到的美國物理學家湯斯終於製成了第一台氨分子束微波激射器,成功地開創了利用分子和原子體系作為微波輻射相干放大器或振盪器的先例。

湯斯等人研製的微波激射器只產生了1.25厘米波長的微波,功率很小。生產和科技不斷發展的需要推動科學家們去探索新的發光機理,以產生新的性能優異的光源。1958年,湯斯與姐夫阿瑟·肖洛將微波激射器與光學、光譜學的理論知識結合起來,提出了採用開式諧振腔的關鍵性建議,並預防了激光的相乾性、方向性、線寬和噪音等性質。同期,巴索夫和普羅霍洛夫等人也提出了實現受激輻射光放大的原理性方案。

此後,世界上許多實驗室都被捲入了一場激烈的研製競賽,看誰能成功製造並運轉世界上第一台激光器。

1960年,美國物理學家西奧多·梅曼在佛羅里達州邁阿密的研究實驗室里,勉強贏得了這場世界范圍內的研製競賽。他用一個高強閃光燈管來刺激在紅寶石水晶里的鉻原子,從而產生一條相當集中的纖細紅色光柱,當它射向某一點時,可使這一點達到比太陽還高的溫度。

「梅曼設計」引起了科學界的震驚和懷疑,因為科學家們一直在注視和期待著的是氦氖激光器。

盡管梅曼是第一個將激光引入實用領域的科學家,但在法庭上,關於到底是誰發明了這項技術的爭論,曾一度引起很大爭議。競爭者之一就是「激光」(「受激輻射式光頻放大器」的縮略詞)一詞的發明者戈登·古爾德。他在1957年攻讀哥倫比亞大學博士學位時提出了這個詞。與此同時,微波激射器的發明者湯斯與肖洛也發展了有關激光的概念。經法庭最終判決,湯斯因研究的書面工作早於古爾德9個月而成為勝者。不過梅曼的激光器的發明權卻未受到動搖。

1960年12月,出生於伊朗的美國科學家賈萬率人終於成功地製造並運轉了全世界第一台氣體激光器——氦氖激光器。1962年,有三組科學家幾乎同時發明了半導體激光器。1966年,科學家們又研製成了波長可在一段范圍內連續調節的有機染料激光器。此外,還有輸出能量大、功率高,而且不依賴電網的化學激光器等紛紛問世。

由於激光器具備的種種突出特點,因而被很快運用於工業、農業、精密測量和探測、通訊與信息處理、醫療、軍事等各方面,並在許多領域引起了革命性的突破。比如,人們利用激光集中而極高的能量,可以對各種材料進行加工,能夠做到在一個針頭上鑽200個孔;激光作為一種在生物機體上引起刺激、變異、燒灼、汽化等效應的手段,已在醫療、農業的實際應用上取得了良好效果;在通信領域,一條用激光柱傳送信號的光導電纜,可以攜帶相當於2萬根電話銅線所攜帶的信息量;激光在軍事上除用於通信、夜視、預警、測距等方面外,多種激光武器和激光制導武器也已經投入實用。

今後,隨著人類對激光技術的進一步研究和發展,激光器的性能和成本將進一步降低,但是它的應用范圍卻還將繼續擴大,並將發揮出越來越巨大的作用。

http://www.sjkc.com.my/-ke/xin/history/kjbl/artic/20408135149.html

『貳』 激光技術的歷史發展

激光具有單色性好、方向性強、亮度高等特點。現已發現的激光工作物質有幾千種,波長范圍從軟X射線到遠紅外。 激光技術的核心是激光器,激光器的種類很多,可按工作物質、激勵方式、運轉方式、工作波長等不同方法分類。根據不同的使用要求,採取一些專門的技術提高輸出激光的光束質量和單項技術指標,比較廣泛應用的單元技術有共振腔設計與選模、倍頻、調諧、Q開關、鎖模、穩頻和放大技術等。
為了滿足軍事應用的需要,主要發展了以下5項激光技術:①激光測距技術。它是在軍事上最先得到實際應用的激光技術。20世紀60年代末,激光測距儀開始裝備部隊,現已研製生產出多種類型,大都採用釔鋁石榴石激光器,測距精度為±5米左右。由於它能迅速准確地測出目標距離,廣泛用於偵察測量和武器火控系統。②激光制導技術。激光制導武器精度高、結構比較簡單、不易受電磁干擾,在精確制導武器中佔有重要地位。70年代初,美國研製的激光制導航空炸彈在越南戰場首次使用。80年代以來,激光制導導彈和激光制導炮彈的生產和裝備數量也日漸增多。③激光通信技術。激光通信容量大、保密性好、抗電磁干擾能力強。光纖通信已成為通信系統的發展重點。機載、星載的激光通信系統和對潛艇的激光通信系統也在研究發展中。④強激光技術。用高功率激光器製成的戰術激光武器,可使人眼致盲和使光電探測器失效。利用高能激光束可能摧毀飛機、導彈、衛星等軍事目標。用於致盲、防空等的戰術激光武器,已接近實用階段。用於反衛星、反洲際彈道導彈的戰略激光武器,尚處於探索階段。⑤激光模擬訓練技術。用激光模擬器材進行軍事訓練和作戰演習,不消耗彈葯,訓練安全,效果逼真。現已研製生產了多種激光模擬訓練系統,在各種武器的射擊訓練和作戰演習中廣泛應用。此外,激光核聚變研究取得了重要進展,激光分離同位素進入試生產階段,激光引信、激光陀螺已得到實際應用。

『叄』 激光治療儀的發展概況

早在1961年,美國即開始關於激光生物學的研究。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,並總結了He-Ne激光對生物體作用的規律,並證明它具有緩解疼痛,加速傷口癒合,減少瘢痕組織等功效。1963年McGuff發表了「激光生物效應的探討」,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激光治療高血壓等內科疾患,yremypatoba報導照射穴位和反射區治療高血壓118例。其中108例血壓恢復正常。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,並於1975年製成第一台He-Ne激光針灸儀用於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,實驗性傷口癒合的規律性,促進骨細胞再生等領域。
在20世紀70年代,中國開始將激光針灸應用於臨床,包括內、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。由於激光穴位治療無痛、無感染,無明顯禁忌症,非常適合年老體弱者,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、產後尿瀦留等均為很有的適應症。激光穴位麻醉用於拔牙,扁桃體手術,甲狀腺手術,疝修補,胃大部切除等均引起國內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例合並溶血性鏈球菌敗血症的膿毒性流產患者,使之轉危為安。1933年Knott將之應用於臨床取得好的效果。1958年瑞士Wehrli提出血源性氧化療法的學說開始將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,並使之恢復膜表面的正常電位狀態,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,生物化學形態學指標均有明顯作用,是腫瘤患者的免疫力恢復到正常的65%-70%,對類Ia抗原的應答不產生任何反應。故被視為用於作為腫瘤患者術後增強機體免疫力,延緩腫瘤轉移和復發的免疫治療新方法。
1984年前蘇聯施瓦裡布將體外血液照改為靜脈內照射,治療肢體閉塞性血管病,發現可以明顯改善微循環障礙,療效顯著,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內將俄羅斯開始的低強度He-Ne激光血管內治療應用於臨床,特別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跡般地恢復了思維、言語和行動功能,痊癒出院,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,激活體內的多種酶和激素,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。
由於這種療法仍需要靜脈穿刺,給患者造成一定痛苦,而且只能在醫院里進行治療,如何能更好地將這種治療方法走進千家萬戶,既有治療效果,又沒有什麼副作用,並且安全便捷。很多學者進行了研究。如1995年Cюч認為,沿靜脈走行的皮膚上照射的方法明顯優於靜脈內照射血液。1996年王鐵丹教授提出了「換能器及換能療法」,並與於民生首次將靜脈穿刺轉向鼻腔換能照射。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新設想,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。天津的一所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%,而單純用葯物組僅為70%,有顯著性差異。
2008年北京的劉文等人報導用半導體激光頸部體表的兩隊(頸內動靜脈、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佔全身血流量的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,將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,降低血小板的聚集性。
2002年南京理工大學駱曉森報導,對採用波長為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,得出激光進入血液內的劑量。
手背、腳背、肘正中和小腿外側皮膚的厚度分別為1.0mm、1.0mm、1.4mm、2.2mm,650nm激光對它們的透射率分別為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激光對於厚度為2.02mm的黃種人下肢皮膚的透射率為9.1%,對於厚度為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著不同,動脈對紅色激光的吸收系數顯著大於靜脈的吸收系數,但動脈的散射系數也明顯大於靜脈的散射系數。
人們發現鼻腔內的血管網和口腔內的血管網更加豐富,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內照射治療。深圳一所醫院的肖學長率先在國內用鼻腔內激光照射治療腦梗死患者,並且採用先進的觀察方法,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。鼻腔內血管非常豐富,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臟、腦和肌肉等組織相對地多,而且鼻腔內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,由於鼻腔的解剖關系,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,適合社區、家庭應用,對於康復中而又行動不便的老人最為適宜,值得推廣。
另一種無創傷式半導體激光血氧治療儀,可將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,在激光照射下均可產生良性刺激,產生多種生物效應,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,有利於病癒康復。
除了激光照射方式有所改變以外,河南醫科大學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隻犬進行血管內照射實驗,獲得了它的安全閾值(功率8mW,照射劑量81.53J/mm2),如大於這個閾值,會引起紅細胞脆性增加而出現溶血現象;低於8mW,各項指標與He-Ne激光相近。2mW以下時,綠色激光優於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。除安全閾值外,還分別測試了血液流變學各項指標;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(分別為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(分別為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內照射治療,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標無不良影響,如外周血淋巴細胞對有絲分裂原的增殖性反應,巨噬細胞產生IL-1的活性和T淋巴細胞產生IL-2的活性等,家兔的紅細胞,白細胞,血小板,淋巴細胞染色體畸變率,微核率和血液流變學等各項指標均無明顯改變,說明綠色激光對血管內照射無明顯損傷。
2000年劉穎等報道低強度半導體(650nm),輸出功率9mW,將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、血小板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內照射,但可免除靜脈穿刺之苦。這種方法之所以治療有效,是因為口腔黏膜內層有豐富的血管網,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,使細胞內三磷腺苷含量增高,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於血液,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內照射要好。
總的來說,中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討之中。激光配合音樂治療,激光配合超聲波治療等研製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標志,這種應用比激光破壞和切開組織的應用更有價值。」

『肆』 SUNDOM-300IB半導體激光治療儀的發展歷史

激光——物理學上,一種物質在受外界能量的激發時,由低能態向高能態躍進釋放出來的一種光波(電磁波)。世界上第一台半導體激光機是由日本松下公司研製開發的,被日本稱為「神光」。
上世紀90年代初,激光首次被應用於醫學治療,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,並將其稱為「生命之光」。中國擁有的第一台是日本政府90年代初贈送給北醫三院院長的,而中國第一台屬於自己的半導體激光則由「北京三頓醫療設備有限公司」老總吳小光博士(清華大學)研發成功的。

『伍』 激光醫學的發展簡史:

激光醫學的發展大致可以分為3個時期。

『陸』 飛秒激光的發展歷史

飛秒激光1998年第一次應用於臨床角膜手術,2000年美國進行第一例應用飛秒激光製作LASIK角膜,2001年以Intralase商標注冊的飛秒激光器上市,2005年被引入中國。Intralase飛秒激光的脈沖頻率從15KHZ發展到30KHZ,再到今天的60KHZ(第四代),其制瓣時間更短(只需22秒),減少了光柵分離和光點分離,使得起瓣更容易,病人更舒適。
雲南昆明普瑞眼科醫院剛剛引進了美國第四代IntraLase飛秒激光,同時也是最新的飛秒激光設備。雲南昆明普瑞眼科醫院是全國連鎖的專業眼科醫院,同時也是昆明最大的眼科醫院,你可以打電話咨詢一下。

『柒』 激光美容的發展史

1917年
偉大的科學家愛因斯坦就預言受激輻射的存在和光放大的可能,繼而建立了激光的基本理論。
1960年
梅曼製成了世界上第一台激光器——紅寶石激光,從此,一種完全新穎的光源誕生了。
1963年
Goldman L 開始將紅寶石激光應用於良性皮膚損害和紋身治療並取得成功,開創了激光醫學應用的先河。
20世紀80年代
相續出現了鉺激光、準分子激光、以及不斷完美的CO2伙伙激光和脈沖染料激光,激光新技術已經比較成熟地用於研究,診治疾病和皮膚美容治療,並且已經形成一支龐大的專業化隊伍,這是激光醫學學科形成的重要標志之一。
20世紀90年代起
隨著科學的進步和激光技術的發展,醫用激光器朝著高性能、智能化、微型化及專科化方向發展。
20世紀90年代中、後期
美國、以色列、英國、德國的先進成套的激光美容儀迅速涌進國內,並趨向普及,一些國產的激光美容儀早國內也得到了越來越多的應用。
發展至今,激光美容已經在整個激光治療中獨占鰲頭,其前景不斷看好。現代激光美容已成為當代醫學美容中最具有魅力和遠大前途的部分。

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