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熱、壓力、光和電磁場四種效應(yīng) https://baike.baidu.com/view/3069663.htm |
2樓2010-12-06 16:57:42
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742172557(金幣+1, 博學(xué)EPI+1):謝謝 2010-12-06 17:15:00
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742172557(金幣+1, 博學(xué)EPI+1):謝謝 2010-12-06 17:15:00
xjxlovelxl(金幣+2):24小時(shí)內(nèi)積極回帖獎(jiǎng)勵(lì)！ 2010-12-06 20:51:38
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熱效應(yīng) 可見和紅外光譜區(qū)的長脈沖（脈沖寬為毫秒級）及連續(xù)波激光,作用于生物組織時(shí),引起生物物質(zhì)變化的主要機(jī)制是產(chǎn)熱。生物組織吸收激光輻射后，溫度升高；當(dāng)組織中溫度超過45°C，并且持續(xù)時(shí)間超過1分鐘時(shí)，就會(huì)引起細(xì)胞蛋白質(zhì)變性，使細(xì)胞損傷。熱效應(yīng)與曝光范圍和持續(xù)時(shí)間關(guān)系密切。 亨利克斯和莫里茨的研究，給出了激光輻照引起組織破壞的時(shí)間-溫度關(guān)系曲線(見圖[激光輻照引起組織破壞的時(shí)間-溫度關(guān)系曲線])。輻照時(shí)間和受照部位溫升按指數(shù)函數(shù)變化。短時(shí)、高溫和長時(shí)、低溫都可造成組織破壞。如果曝光持續(xù)時(shí)間短于 1秒，溫度即使升高到70°C，組織依然可以耐受。若曝光持續(xù)時(shí)間超過 10秒，溫升只到58°C,組織就會(huì)破壞。熱效應(yīng)是激光致傷的最重要因素。激光損傷區(qū)與正常組織的界緣十分清楚，這是由于激光脈沖時(shí)程短，生物組織的導(dǎo)熱性差，瞬間放熱來不及擴(kuò)散到受照射部位以外的緣故。輻照后，由于繼發(fā)變化，如炎癥、出血、再生等，會(huì)使原初清楚的損傷界緣逐漸變得模糊。 壓力效應(yīng) 普通光的光壓是微不足道的，然而聚焦激光束焦點(diǎn)上的能量密度達(dá)到 10(兆瓦/厘米時(shí)帶來的壓力約為40克/厘米，這將給生物組織造成相當(dāng)可觀的一次壓力作用。聚焦激光束焦點(diǎn)上的能量，在短時(shí)間轉(zhuǎn)換成熱能,同時(shí)伴隨有受照射面上物質(zhì)的蒸發(fā),組織熱膨脹和組織液從液相到氣相的相變等現(xiàn)象。這些物理變化產(chǎn)生的壓力作用，稱為二次壓力作用。由這種作用產(chǎn)生的沖擊波是激光致傷的另一原因。沖擊波在組織中以超聲速運(yùn)動(dòng)，在組織中產(chǎn)生空穴現(xiàn)象，引起組織破壞。戈?duì)柕侣赋觯好}沖時(shí)程 50毫微秒的Q開關(guān)激光產(chǎn)生的沖擊波壓力，可大于10(個(gè)大氣壓。實(shí)際上，激光熱效應(yīng)影響范圍十分局限，而由壓力效應(yīng)引起的組織損傷，則可波及到遠(yuǎn)離受照區(qū)的部位。例如，用紅寶石激光照射小鼠頭部時(shí)，發(fā)現(xiàn)頭皮輕度損傷，顱骨和大腦硬膜并無損傷，而大腦本身卻大面積出血，甚至造成死亡。 光化效應(yīng) 生物組織具有一定的著色度，能選擇性地吸收 300～1000納米光譜。生物體內(nèi)的色素有黑色素和類黑色素、血紅蛋白、胡蘿卜素、鐵質(zhì)等，其中黑色素對激光能量的吸收最大。還原血紅蛋白在556納米,氧合血紅蛋白在415、542、575納米處有清楚的吸收帶,胡蘿卜素吸收帶在480納米處，黑色素和類黑色素在400～450 納米波段吸收最強(qiáng)。無論是正常細(xì)胞還是腫瘤細(xì)胞，在細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞間有許多黑色素顆粒，它們吸收激光能量使能量在色素顆粒上積聚而成為一個(gè)熱源，其能量向周圍傳導(dǎo)和擴(kuò)散，從而引起周圍組織細(xì)胞損傷。 組織細(xì)胞成分對激光的透明度是相對的，如朗茲等證明還原型煙酰胺腺嘌呤核酸 (NAD-)對波長694.3納米的紅寶石激光是透明的，但它能吸收波長為330～350納米的紫外線。當(dāng)紅寶石激光束作用于 NAD－的濃溶液時(shí)，便出現(xiàn)吸收。生物大分子在可見光譜有寬而強(qiáng)的吸收帶，因而強(qiáng)激光輻射與生物物質(zhì)作用時(shí)有一定幾率的多光子吸收現(xiàn)象。生物分子吸收光子后可被激發(fā)，其能量或者轉(zhuǎn)化為熱，或者部分以磷光或熒光的形式再輻射出來，或者把能量用以加速化學(xué)反應(yīng)。 用波長約為 630納米的激光照射與光敏藥物（如血卟啉衍生物-HPD）相結(jié)合治療惡性腫瘤，稱為光敏動(dòng)力學(xué)治療。即給患者注射 HPD，在48～96小時(shí)期間，癌細(xì)胞滯留較多的HPD,這時(shí)在腫瘤部位作激光直接照射，可殺傷癌細(xì)胞，這種效應(yīng)稱為光敏效應(yīng)。一般當(dāng)惡性腫瘤細(xì)胞比正常細(xì)胞吸收更多量的激光時(shí)，就可運(yùn)用激光照射產(chǎn)生有選擇性的破壞。 電磁場效應(yīng) 聚焦激光束在焦點(diǎn)上的激光功率密度達(dá)到10(兆瓦／厘米時(shí),相當(dāng)于10(伏／厘的電場強(qiáng)度，可在焦點(diǎn)部位上引起組織離化�，F(xiàn)在,Q開關(guān)脈沖激光器的功率輸出遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于這個(gè)數(shù)量級。強(qiáng)電磁場與生物分子的直接作用會(huì)產(chǎn)生激發(fā)、振動(dòng)、熱和自由基等效應(yīng)，從而引起組織損傷。用電子自旋共振可測得激光束輻照黑色皮膚和黑瘤等組織所產(chǎn)生的自由基。 由于激光的特殊性質(zhì)，生物學(xué)研究和醫(yī)學(xué)應(yīng)用中已在多方面采用了激光技術(shù)。如利用閃光光解和曼光譜研究生物快速反應(yīng)過程及復(fù)雜分子的結(jié)構(gòu)，利用激光刀在外科手術(shù)中切剖組織和凝結(jié)小血管及神經(jīng)等。 |
3樓2010-12-06 16:58:33
共學(xué)習(xí)共勉勵(lì) 4樓2012-06-15 09:06:43
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