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激光治疗仪的发展史

发布时间:2021-03-09 19:13:39

『壹』 激光器发明的历史

激光器的发明
激光器的发明是20世纪科学技术的一项重大成就。它使人们终于有能力驾驶尺度极小、数量极大、运动极混乱的分子和原子的发光过程,从而获得产生、放大相干的红外线、可见光线和紫外线(以至X射线和γ射线)的能力。激光科学技术的兴起使人类对光的认识和利用达到了一个崭新的水平。

激光器的诞生史大致可以分为几个阶段,其中1916年爱因斯坦提出的受激辐射概念是其重要的理论基础。这一理论指出,处于高能态的物质粒子受到一个能量等于两个能级之间能量差的光子的作用,将转变到低能态,并产生第二个光子,同第一个光子同时发射出来,这就是受激辐射。这种辐射输出的光获得了放大,而且是相干光,即如多个光子的发射方向、频率、位相、偏振完全相同。

此后,量子力学的建立和发展使人们对物质的微观结构及运动规律有了更深入的认识,微观粒子的能级分布、跃迁和光子辐射等问题也得到了更有力的证明,这也在客观上更加完善了爱因斯坦的受激辐射理论,为激光器的产生进一步奠定了理论基础。20世纪40年代末,量子电子学诞生后,被很快应用于研究电磁辐射与各种微观粒子系统的相互作用,并研制出许多相应的器件。这些科学理论和技术的快速发展都为激光器的发明创造了条件。

如果一个系统中处于高能态的粒子数多于低能态的粒子数,就出现了粒子数的反转状态。那么只要有一个光子引发,就会迫使一个处于高能态的原子受激辐射出一个与之相同的光子,这两个光子又会引发其他原子受激辐射,这样就实现了光的放大;如果加上适当的谐振腔的反馈作用便形成光振荡,从而发射出激光。这就是激光器的工作原理。1951年,美国物理学家珀塞尔和庞德在实验中成功地造成了粒子数反转,并获得了每秒50千赫的受激辐射。稍后,美国物理学家查尔斯·汤斯以及苏联物理学家马索夫和普罗霍洛夫先后提出了利用原子和分子的受激辐射原理来产生和放大微波的设计。

然而上述的微波波谱学理论和实验研究大都属于“纯科学”,对于激光器到底能否研制成功,在当时还是很渺茫的。
但科学家的努力终究有了结果。1954年,前面提到的美国物理学家汤斯终于制成了第一台氨分子束微波激射器,成功地开创了利用分子和原子体系作为微波辐射相干放大器或振荡器的先例。

汤斯等人研制的微波激射器只产生了1.25厘米波长的微波,功率很小。生产和科技不断发展的需要推动科学家们去探索新的发光机理,以产生新的性能优异的光源。1958年,汤斯与姐夫阿瑟·肖洛将微波激射器与光学、光谱学的理论知识结合起来,提出了采用开式谐振腔的关键性建议,并预防了激光的相干性、方向性、线宽和噪音等性质。同期,巴索夫和普罗霍洛夫等人也提出了实现受激辐射光放大的原理性方案。

此后,世界上许多实验室都被卷入了一场激烈的研制竞赛,看谁能成功制造并运转世界上第一台激光器。

1960年,美国物理学家西奥多·梅曼在佛罗里达州迈阿密的研究实验室里,勉强赢得了这场世界范围内的研制竞赛。他用一个高强闪光灯管来刺激在红宝石水晶里的铬原子,从而产生一条相当集中的纤细红色光柱,当它射向某一点时,可使这一点达到比太阳还高的温度。

“梅曼设计”引起了科学界的震惊和怀疑,因为科学家们一直在注视和期待着的是氦氖激光器。

尽管梅曼是第一个将激光引入实用领域的科学家,但在法庭上,关于到底是谁发明了这项技术的争论,曾一度引起很大争议。竞争者之一就是“激光”(“受激辐射式光频放大器”的缩略词)一词的发明者戈登·古尔德。他在1957年攻读哥伦比亚大学博士学位时提出了这个词。与此同时,微波激射器的发明者汤斯与肖洛也发展了有关激光的概念。经法庭最终判决,汤斯因研究的书面工作早于古尔德9个月而成为胜者。不过梅曼的激光器的发明权却未受到动摇。

1960年12月,出生于伊朗的美国科学家贾万率人终于成功地制造并运转了全世界第一台气体激光器——氦氖激光器。1962年,有三组科学家几乎同时发明了半导体激光器。1966年,科学家们又研制成了波长可在一段范围内连续调节的有机染料激光器。此外,还有输出能量大、功率高,而且不依赖电网的化学激光器等纷纷问世。

由于激光器具备的种种突出特点,因而被很快运用于工业、农业、精密测量和探测、通讯与信息处理、医疗、军事等各方面,并在许多领域引起了革命性的突破。比如,人们利用激光集中而极高的能量,可以对各种材料进行加工,能够做到在一个针头上钻200个孔;激光作为一种在生物机体上引起刺激、变异、烧灼、汽化等效应的手段,已在医疗、农业的实际应用上取得了良好效果;在通信领域,一条用激光柱传送信号的光导电缆,可以携带相当于2万根电话铜线所携带的信息量;激光在军事上除用于通信、夜视、预警、测距等方面外,多种激光武器和激光制导武器也已经投入实用。

今后,随着人类对激光技术的进一步研究和发展,激光器的性能和成本将进一步降低,但是它的应用范围却还将继续扩大,并将发挥出越来越巨大的作用。

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

『贰』 激光技术的历史发展

激光具有单色性好、方向性强、亮度高等特点。现已发现的激光工作物质有几千种,波长范围从软X射线到远红外。 激光技术的核心是激光器,激光器的种类很多,可按工作物质、激励方式、运转方式、工作波长等不同方法分类。根据不同的使用要求,采取一些专门的技术提高输出激光的光束质量和单项技术指标,比较广泛应用的单元技术有共振腔设计与选模、倍频、调谐、Q开关、锁模、稳频和放大技术等。
为了满足军事应用的需要,主要发展了以下5项激光技术:①激光测距技术。它是在军事上最先得到实际应用的激光技术。20世纪60年代末,激光测距仪开始装备部队,现已研制生产出多种类型,大都采用钇铝石榴石激光器,测距精度为±5米左右。由于它能迅速准确地测出目标距离,广泛用于侦察测量和武器火控系统。②激光制导技术。激光制导武器精度高、结构比较简单、不易受电磁干扰,在精确制导武器中占有重要地位。70年代初,美国研制的激光制导航空炸弹在越南战场首次使用。80年代以来,激光制导导弹和激光制导炮弹的生产和装备数量也日渐增多。③激光通信技术。激光通信容量大、保密性好、抗电磁干扰能力强。光纤通信已成为通信系统的发展重点。机载、星载的激光通信系统和对潜艇的激光通信系统也在研究发展中。④强激光技术。用高功率激光器制成的战术激光武器,可使人眼致盲和使光电探测器失效。利用高能激光束可能摧毁飞机、导弹、卫星等军事目标。用于致盲、防空等的战术激光武器,已接近实用阶段。用于反卫星、反洲际弹道导弹的战略激光武器,尚处于探索阶段。⑤激光模拟训练技术。用激光模拟器材进行军事训练和作战演习,不消耗弹药,训练安全,效果逼真。现已研制生产了多种激光模拟训练系统,在各种武器的射击训练和作战演习中广泛应用。此外,激光核聚变研究取得了重要进展,激光分离同位素进入试生产阶段,激光引信、激光陀螺已得到实际应用。

『叁』 激光治疗仪的发展概况

早在1961年,美国即开始关于激光生物学的研究。1962年德国Bessis等人即发表了“激光对血细胞的作用研究”。1965年匈牙利Mestez研究了He-Ne激光生物效应,并总结了He-Ne激光对生物体作用的规律,并证明它具有缓解疼痛,加速伤口愈合,减少瘢痕组织等功效。1963年McGuff发表了“激光生物效应的探讨”,Goldman发表了“激光束对皮肤的作用”,Fine发表了“激光的生物效应”。1970年前苏联BoPoHNHA等应用He-Ne激光治疗高血压等内科疾患,yremypatoba报导照射穴位和反射区治疗高血压118例。其中108例血压恢复正常。1972年Bopohnha报导治疗支气管炎,结果21例当即生效,肺活量增加30%。1973年奥地利Plog用激光代理针灸做实验,并于1975年制成第一台He-Ne激光针灸仪用于经络穴位治疗疾病取得成功。这种疗法,在欧洲和亚洲获得广泛的应用,积累了大量的数据,有上百个循证医学实验室证实它的临床疗效,已发表上千份以上的研究报告。因而说这种低强度激光是一种有效的治疗方法。在1985年在日本召开的低强度激光医学应用专题会,以证明低强度激光治疗方面的研究已延伸到对周围神经系统的作用,对免疫功能、炎症过程的影响,实验性伤口愈合的规律性,促进骨细胞再生等领域。
在20世纪70年代,中国开始将激光针灸应用于临床,包括内、外、妇、儿、耳鼻咽喉科、口腔科、眼科、皮科和神经科约有200多种疾病,均取得一定疗效。由于激光穴位治疗无痛、无感染,无明显禁忌症,非常适合年老体弱者,儿童和晕针的患者。急慢性支气管炎、哮喘、高血压、三叉神经痛、面神经麻痹、肩关节周围炎、风湿性关节炎、胎位不正、产后尿潴留等均为很有的适应症。激光穴位麻醉用于拔牙,扁桃体手术,甲状腺手术,疝修补,胃大部切除等均引起国内外义务工作者的关注。
1928年Hancock和Knott证明紫外线照射血液后输给1例合并溶血性链球菌败血症的脓毒性流产患者,使之转危为安。1933年Knott将之应用于临床取得好的效果。1958年瑞士Wehrli提出血源性氧化疗法的学说开始将紫外线照射血液和充氧结合治疗患者。这种治疗方法可以解除红细胞表面吸附通透性差的的多糖蛋白质和其它中性分子。增加红细胞膜的弹性和渗透性,并使之恢复膜表面的正常电位状态,因而改善血液黏稠度;还可以提高红细胞的携氧量,加强红细胞的变形能力,提高白细胞的吞噬能力,调节免疫功能等一系列的治疗作用。前苏联肿瘤研究中心的科学家受这种疗法的启发,用He-Ne激光取代紫外线进行体外血液辐射后再回输给病人,发现对人的周围血液的免疫力,生物化学形态学指标均有明显作用,是肿瘤患者的免疫力恢复到正常的65%-70%,对类Ia抗原的应答不产生任何反应。故被视为用于作为肿瘤患者术后增强机体免疫力,延缓肿瘤转移和复发的免疫治疗新方法。
1984年前苏联施瓦里布将体外血液照改为静脉内照射,治疗肢体闭塞性血管病,发现可以明显改善微循环障碍,疗效显著,且可保持疗效达半年之久,为低强度激光治疗开辟了一条新的通道。1991年王铁丹教授首次在国内将俄罗斯开始的低强度He-Ne激光血管内治疗应用于临床,特别是武警广东总队医院使用该仪器成功地使一名因脑外伤而对声、光、电、针刺无反应的患者奇迹般地恢复了思维、言语和行动功能,痊愈出院,促进了这种疗法在全国的推广应用。这种疗法已被证实可以改善血液黏稠度,提高红细胞变性能力,改善微循环,提高红细胞的携氧能力,调节机体的免疫力,激活体内的多种酶和激素,其中包括Na+-K+-ATP酶,超氧化物歧化酶、泌乳素、性激素,甲状腺素、激肽释放酶等,临床还可以用之消炎,抗感染,降低血脂等。
由于这种疗法仍需要静脉穿刺,给患者造成一定痛苦,而且只能在医院里进行治疗,如何能更好地将这种治疗方法走进千家万户,既有治疗效果,又没有什么副作用,并且安全便捷。很多学者进行了研究。如1995年Cюч认为,沿静脉走行的皮肤上照射的方法明显优于静脉内照射血液。1996年王铁丹教授提出了“换能器及换能疗法”,并与于民生首次将静脉穿刺转向鼻腔换能照射。1998年长春物理研究所孟继武、任新光两人也提出激光无损伤照射的新设想,他们证明软组织的光吸收主要来源血清蛋白和血红蛋白等蛋白质,如用红色激光作为治疗谱线,可以有10%以上的光透过,针头不必刺入血管而固定在肘静脉的皮肤表面,即可达到治疗目的。天津的一所医院用半导体激光血管区体外照射,波长830nm,功率30mw,照射锁骨上静脉血管区照射30min治疗椎动脉颈椎关节病,治疗有效率可达95.3%,而单纯用药物组仅为70%,有显著性差异。
2008年北京的刘文等人报导用半导体激光颈部体表的两队(颈内动静脉、颈外动静脉,其对脑部供血,占脑部供需血量的90%以上,经过这两对大血管的血流量占全身血流量的18%左右)血管进行治疗时,照射部位用颈托加以固定,为了更好的对颈部斑块进行治疗,将激光的输出进行频率调制,调制频率从5-2000Hz,频率涵盖了音频和部分超声波,治疗中可以根据病人情况进行选择性治疗,选用2000Hz治疗时,可以对颈部斑块进行有针对性治疗。这种治疗方法可以降低血液黏稠度,增加红细胞变形性,降低血小板的聚集性。
2002年南京理工大学骆晓森报导,对采用波长为650nm的半导体激光对成人手背部位(厚度为1mm)的静脉壁(厚度为0.2mm)进行照射,650nm激光对手背皮肤的透射率为20%,对静脉壁的透射率为90%,所以若用10mw的半导体激光从皮肤外直接照射手背皮下静脉,若手背设计照射一个点,则进入静脉的激光功率可在0~1.8mw之间可调,若设置两个照射点,则可以使进入静脉的激光功率在0~3.6mw直接可调,作者对皮肤厚度和静脉厚度和透射率进行检查,得出激光进入血液内的剂量。
手背、脚背、肘正中和小腿外侧皮肤的厚度分别为1.0mm、1.0mm、1.4mm、2.2mm,650nm激光对它们的透射率分别为20%、20%、12%、和6%。手背皮下静脉的厚度约0.2mm,同样波长激光对它的透射率为90%。魏华江等报导对632.8mm的He-Ne激光对人胃大网膜静脉的透射率为83.3%。郑全启等证明对632.8mm的He-Ne激光对于厚度为2.02mm的黄种人下肢皮肤的透射率为9.1%,对于厚度为1.65mm的黄种人人背皮肤的透射率则为13.8%。
据魏华江等报道动脉和静脉对红色激光的漫反射率和透射率显著不同,动脉对红色激光的吸收系数显著大于静脉的吸收系数,但动脉的散射系数也明显大于静脉的散射系数。
人们发现鼻腔内的血管网和口腔内的血管网更加丰富,其中的血红蛋白和血清蛋白能吸收更多的激光能量,其临床效果应当更好一些。1998年李清美、陈荣和李彬等报道激光鼻腔内照射治疗。深圳一所医院的肖学长率先在国内用鼻腔内激光照射治疗脑梗死患者,并且采用先进的观察方法,即单光子发射计算机断层的方法来观察脑血流和脑功能的变化,取得很大的成功。鼻腔内血管非常丰富,有动脉的黎氏丛和静脉的克氏丛,老年人还有吴氏静脉丛,而且鼻黏膜血管深层的血液还可以不经过毛细血管,而从小动脉直接进入小静脉(动静脉吻合),这种动静脉吻合占鼻黏膜血流的60%左右。所以,有的学者认为鼻甲组织血流量比肝脏、脑和肌肉等组织相对地多,而且鼻腔内的自主神经也非常丰富,它不但可以影响脑的血管缩舒功能,而且还会通过迷走神经影响消化系统的功能。再者,由于鼻腔的解剖关系,有某些潜在的微细交通和蛛网膜相联系。这种疗法不需要静脉穿刺,治疗时安全可靠。半导体激光器体积小、重量轻、操作简单、经济耐用,适合社区、家庭应用,对于康复中而又行动不便的老人最为适宜,值得推广。
另一种无创伤式半导体激光血氧治疗仪,可将激光束引入患者口咽部照射,同时吸入纯氧进行临床治疗。因为口腔黏膜也有密布的血管网、淋巴系统、神经系统和唾液分泌系统,在激光照射下均可产生良性刺激,产生多种生物效应,吸入的纯氧可提高血氧含量,从而改善全身的供血供氧状况,有利于病愈康复。
除了激光照射方式有所改变以外,河南医科大学章萍教授成功地用绿色半导体激光(波长532nm,功率0~16mW,连续可调)对14只犬进行血管内照射实验,获得了它的安全阈值(功率8mW,照射剂量81.53J/mm2),如大于这个阈值,会引起红细胞脆性增加而出现溶血现象;低于8mW,各项指标与He-Ne激光相近。2mW以下时,绿色激光优于He-Ne激光,尤其是在红细胞总数上升及持续效应方面更为突出。除安全阈值外,还分别测试了血液流变学各项指标;红细胞,白细胞计数;T淋巴细胞计数和T淋巴细胞非特异性酶的影响;对乳酸脱氢酶的影响,对血浆脂质过氧化物(LPO)和超氧化物歧化酶(SOD)浓度的变化等等,为临床治疗打下了基础。在此基础上,对30例银屑病患者和25例高脂血症患者进行1个疗程的治疗(10次)。银屑病的治疗效果与He-Ne激光照射差不多(分别为95%和93%),而治疗高脂血症时,同样为lmW的剂量,则绿光的治疗效果却远比红光的治疗效果要好(分别为93%和40%)。
同样的绿色激光试验也在白求恩医科大学用家兔进行激光血管内照射治疗,使用功率为4~6mW,每日1次,每次120min,连续5d,证明对家兔各种免疫指标无不良影响,如外周血淋巴细胞对有丝分裂原的增殖性反应,巨噬细胞产生IL-1的活性和T淋巴细胞产生IL-2的活性等,家兔的红细胞,白细胞,血小板,淋巴细胞染色体畸变率,微核率和血液流变学等各项指标均无明显改变,说明绿色激光对血管内照射无明显损伤。
2000年刘颖等报道低强度半导体(650nm),输出功率9mW,将激光辐射头插入口腔辐射咽后壁,每日照射1次,每次30min,10次为1个疗程,结果表明激光照射后降低血黏度、血小板聚集率和血浆纤维蛋白原含量,而且能激活患者的纤溶功能,如增强患者t-PA活性(组织型纤溶酶原激活物),提高FDP含量(纤维蛋白解物),降低FBG[凝血因子I(纤维蛋白原)]和PAI(纤维溶酶原激活物抑制剂),D-D(D-二聚体)含量无明显增加,以上均说明,口腔咽后壁激光照射后治疗有降纤维蛋白原和纤维蛋白的作用,对一旦已交联的纤维蛋白或已形成血栓的纤维蛋白无明显的降解作用,其效果不如激光血管内照射,但可免除静脉穿刺之苦。这种方法之所以治疗有效,是因为口腔黏膜内层有丰富的血管网,表面无角质细胞,而且口咽部有丰富的淋巴系统,神经系统和唾液分泌系统,从而激活血液中的有形或无形成分,使细胞内三磷腺苷含量增高,改善红细胞聚集性,变形性和携氧能力,有改善血液黏稠度,调节机体免疫功能,抑菌等作用。
另外一种激光量子血疗法,就是利用两种光,即He-Ne激光和紫外线同时在体外作用于血液,挥三又加以充氧,发挥三者各自的作用,再回输给患者,这对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。
总的来说,中国的激光辐照血液治疗工作起步虽然较晚,但是发展很迅速,而且很快进入社区,进入患者家庭。激光治疗的波长、照射时间、激光输出方式等也均在研究和探讨之中。激光配合音乐治疗,激光配合超声波治疗等研制和临床应用也提到日程上来,以提高其综合治疗的效果。
正如美国激光医学专家沃尔巴什特在《激光在医学和生物学中的应用》一书中认为“激光生物刺激可能是激光在医学上的一种新型应用的标志,这种应用比激光破坏和切开组织的应用更有价值。”

『肆』 SUNDOM-300IB半导体激光治疗仪的发展历史

激光——物理学上,一种物质在受外界能量的激发时,由低能态向高能态跃进释放出来的一种光波(电磁波)。世界上第一台半导体激光机是由日本松下公司研制开发的,被日本称为“神光”。
上世纪90年代初,激光首次被应用于医学治疗,作为辅助治疗和保健的一种重要工具,全世界医学界为之震惊,并将其称为“生命之光”。中国拥有的第一台是日本政府90年代初赠送给北医三院院长的,而中国第一台属于自己的半导体激光则由“北京三顿医疗设备有限公司”老总吴小光博士(清华大学)研发成功的。

『伍』 激光医学的发展简史:

激光医学的发展大致可以分为3个时期。

『陆』 飞秒激光的发展历史

飞秒激光1998年第一次应用于临床角膜手术,2000年美国进行第一例应用飞秒激光制作LASIK角膜,2001年以Intralase商标注册的飞秒激光器上市,2005年被引入中国。Intralase飞秒激光的脉冲频率从15KHZ发展到30KHZ,再到今天的60KHZ(第四代),其制瓣时间更短(只需22秒),减少了光栅分离和光点分离,使得起瓣更容易,病人更舒适。
云南昆明普瑞眼科医院刚刚引进了美国第四代IntraLase飞秒激光,同时也是最新的飞秒激光设备。云南昆明普瑞眼科医院是全国连锁的专业眼科医院,同时也是昆明最大的眼科医院,你可以打电话咨询一下。

『柒』 激光美容的发展史

1917年
伟大的科学家爱因斯坦就预言受激辐射的存在和光放大的可能,继而建立了激光的基本理论。
1960年
梅曼制成了世界上第一台激光器——红宝石激光,从此,一种完全新颖的光源诞生了。
1963年
Goldman L 开始将红宝石激光应用于良性皮肤损害和纹身治疗并取得成功,开创了激光医学应用的先河。
20世纪80年代
相续出现了铒激光、准分子激光、以及不断完美的CO2伙伙激光和脉冲染料激光,激光新技术已经比较成熟地用于研究,诊治疾病和皮肤美容治疗,并且已经形成一支庞大的专业化队伍,这是激光医学学科形成的重要标志之一。
20世纪90年代起
随着科学的进步和激光技术的发展,医用激光器朝着高性能、智能化、微型化及专科化方向发展。
20世纪90年代中、后期
美国、以色列、英国、德国的先进成套的激光美容仪迅速涌进国内,并趋向普及,一些国产的激光美容仪早国内也得到了越来越多的应用。
发展至今,激光美容已经在整个激光治疗中独占鳌头,其前景不断看好。现代激光美容已成为当代医学美容中最具有魅力和远大前途的部分。

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