激光仪器对皮肤产生哪些生物作用
『壹』 海奥圣激光治疗仪的生物学效应
激光生物效应总的可分为热效应和非热效应。热效应主要是热致组织凝固变性,它将随入射光的增强,温度升高而加剧,严重者可导致局部生物组织烧焦,炭化,汽化而蒸发,从组织病理学角度看,这是一个局部生物组织的烧伤性凝固坏死过程。非热效应主要是以机械损伤为主,同时有光化,电离和一系列非线性效应。现在一般认为激光的生物效应包括:激光的热作用、压强作用、光化作用、电磁场作用和生物刺激作用。这五种作用即为激光生物效应的机制。
(一)热效应
主要是可见光与红外线波段的激光辐照引起的效应,当激光照射生物组织后,激光的光子能量被生物组织的分子吸收,被吸收的光能加剧生物分子本身的振动和转动,同时也加剧这些受激分子和周围分子的碰撞。分子的运动加剧,使受照射的局部组织逐渐变热,以温升的形式表现出来,特别是组织细胞内含有多种色素(黑色素、血红蛋白、胡萝卜素等)更增加了光能的吸收,促进了生物组织的变性,尤其是造成蛋白质变性,从而使组织细胞遭到不同水平(宏观的、微观的或功能的)损伤。
在激光的作用下,可能触发某些吸热的化学反应,叫热化反应。生物体内存在各式各样的热化反应,热化反应特点之一是其反应速率随温度的增加而增加,因为温度增高可以使碰撞频率和分子的能量都增加,而光化反应的激活能是来自吸收光子的能量,而不是来自碰撞,所以光化反应速率几乎和温度没有关系。光化反应和热化反应的另一区别是光化反应可产生其他的受激原子、分子和自由基,而这些在热化反应时是不可能产生的。但实际上是不易区别光化反应还是热化反应。因为化学反应的初级反应可能是光化反应,而次级反应是热化反应。激光对组织的热作用有其一般规律:
(1)组织温升将随激光能量的上升而上升;
(2)红外激光的生热效率高;
(3)生物组织对光的吸收率高者生热多;
(4)生物组织的比热和热容量(即含水量)小者生热快;
(5)生物组织的血流量和热导率高者生热慢。
就对被照组织的局部温度来说,由于温升不同,生物组织的影响也不同,例如激光辐照皮肤和黏膜时,因温升不同会相继出现不同程度的改变。低强度激光仅使局部组织温升1~2℃,使局部组织产生温热感,这种温度绝不会引起热致损伤,主要引起光化学的改变,使机体产生一系列的生理生化改变,调节机体的功能来达到治疗目的。临床常用He-Ne激光、半导体激光进行局部照射、穴位照射、反射区照射、激光血管内照射和鼻腔黏膜照射等。
1~2mW He-Ne激光器或半导体激光照射离体皮肤可以使照射部位平均升温0.05~0.1℃,如照射迎香、颊车穴位5min以后,局部温度升高1.5~5℃不等。在He-Ne激光血管内照射时,患者有时自觉照射部位有温热感,说明有轻度的热产生,它可以激活血管内酶和血管内感受器,使机体产生一系列的生理生化改变。鼻腔内照射时,有的患者自觉鼻内发干、有的甚至不能坚持,这是由于鼻腔较封闭,热不易散出,水分蒸发,可调小剂量或缩短作用时间。
(二)压强效应
生物组织被激光照射时,由于光子在其表面撞击而产生的压力,称之为光压。
一般认为形成压力的激光主要是脉冲,Q开关和锁模激光。普通光照射到生物体时,光子在其表面上碰撞形成的辐射压力,这种光压非常微小,可以忽略不计。但激光的光压(自身光压)虽然很微低,但是集中起来,其功率也是有一定增强的。
脉冲低强度激光照射鼻腔后产生的轻微压力,如用脉冲频率8~13Hz与快速睡眠(REM)频率一致,这样治疗效果可能更佳,REM正常可以长寿。
(三)光化学效应
当一个分子吸收一个光子后,将使该分子上升到电子激发态,从而开始一系列此激发态分子返回到它起始的基态及其能量不断降低的过程。在此过程中,除了发生辐射和非辐射(所谓光物理)之外,激发态分子还可以经过若干键断裂与键形成的化学反应,就是旧键被完全破坏或新键形成的过程,这就是所谓光化学反应。简单地说,光化作用,就是利用光能作为激活能而发生的化学反应叫光化反应。
激光化学效应主要发生在紫外波段,少数发生在蓝绿光波段,这是由于生物大分子的光谱吸收特性所决定。如嘌呤、嘧啶核苷酸、核酸、维生素A、B族维生素、维生素D、维生素E、核黄素,氨基酸、多肽蛋白质等物质的光谱吸收峰都处在260^371nm波长范围,而细胞色素a、b、c,还原血红蛋白,氧化酶,胡萝卜素,黑色素,类黑色素,视紫红质等物质的主要光谱吸收峰处在400~550nm波段,由此可见,激光波长越短,光化学效应越明显。 对于生物组织来说,一般光化学反应是生命存活所必须的,是一种贮能方式,在正常生物体内不断地进行。例如视网膜的视紫红质异构化,在紫外线照射下皮肤产生维生素D,植物叶绿素的光合作用等。根据体外实验的结果,光化学反应可分为几种类型:①光致聚合反应;②取代反应;③光致分解;④光致氧化,光致异构以及光敏化作用等。超剂量激光照射所产生的光化学效应,可使分字体损伤,分子键共振效应可使DNA键断裂。
当激光辐照时,其能量没有达到破坏生物组织,热效应与压强效应不占主导地位时,在生物组织中可能主要是光化学效应。
大多数细胞对可见光是不敏感的,因为它们的有机组成对可见光没有明显吸收。但是如果有适当的光敏化剂存在,并在生物组织细胞内浓集时,某些细胞器大分子能选择地吸收这些光敏化剂。受到激光照射后光敏化剂分子吸收光能,引起光化学反应,从而使细胞器遭到破坏,甚至将细胞杀死。所以,低强度激光血液照射时,一定要慎用药物,特别是光敏的药物。光敏化剂并不发生永久的化学反应,它仅仅是催化光化反应。
在光敏化治疗中可以分为两大类,其中一类是不需要氧分子参加的补骨脂素。它是高效的光敏化剂,而且温度对光敏化反应速率几乎没有什么影响,在病变处涂以补骨脂酊这类药物,再用紫外光的氮分子激光,准分子激光进行照射,可以治疗银屑病和白癜风,如有呋喃豆素存在时,用365nm的紫外光照射可以迅速把细菌杀灭。
另一类光敏治疗是需要氧分子参加的光动力学疗法。这种光敏治疗方法的先决条件是特殊波长的光,光敏物质和分子氧,反应过程中的关键是单态氧的形成。血卟啉衍生物是目前最常用的光敏剂,给癌症患者静脉注射血卟啉衍生物以后3d后再用630nm的染料激光照射癌瘤局部,由于光敏化作用破坏供应肿瘤的血管组织和癌组织,造成癌细胞的死亡。这种方法已在国内外广泛地应用体表肿瘤和内腔肿瘤(胃癌,肺癌,直肠癌)的治疗,其有效率可以达到80.6%。除癌症以外,这种方法还可以用于治疗鲜红斑痣,牛皮癣等,均取得较好的疗效。除了血卟啉衍生物这种光敏剂以外,还有很多新的光敏剂也应用到临床,如竹红菌素,中药的黄柏、黄连,均用于光敏剂治疗病毒性角膜炎,外阴白斑,老年性黄斑变性,甚至获得性免疫缺陷综合征(艾滋病)等。
除治疗以外,还可以给患者注射一些荧光药物,再用紫外激光或蓝、紫、绿色激光进行局部照射,在恶性肿瘤时发出特异性荧光,而在正常组织则不显示荧光,这对早期诊断,早期发现癌症有很大帮助。如注射荧光素钠以后,用He-Cd激光照射宫颈癌可以显示出紫葡萄颜色的荧光,照射胃癌处可以显示出黄绿色荧光,又如注射血卟啉衍生物后用氪分子激光或氩离子激光照射,在肿瘤处可以显示出橘红色荧光,这种诊断癌瘤的方法对瘤前期病变也能显示出荧光,对于5个癌细胞的癌瘤即显示出荧光,故可以早期诊断肿瘤,其诊断符合率可达88%。
(四)电磁效应
激光波属于电磁波,它在和生物物质相互作用中都会引起电磁效应。而电磁场强度取决于辐照能量的大小。
因低强度激光输出功率很小,所以对电磁效应的影响也较小。但即使是低强度激光与生物体作用时所产生的电场强度也比地面最强的太阳光产生的电场强度大50倍左右。但它的电磁场力可以使细胞膜构象改变,包括膜受体、膜表面电荷、膜脂质双层、膜蛋白等,使膜表面负电荷增加,使红细胞和血小板聚集性降低,血沉减慢,降低血液黏稠度。
(五) 刺激效应
上述四种作用效应都是考虑一定强度的激光热作用,机械作用、化学作用,引起组织细胞的损伤,而在低强度激光的辐照下,生物组织既不会受到损伤,又能促进病灶组织恢复正常状态,这在动物实验和临床治疗上已经有大量资料报道。
『贰』 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。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。”
『叁』 海奥圣半导体激光治疗仪的具体生物学效应
激光生物效应总的可分为热效应和非热效应。热效应主要是热致组织凝固变性,它将随入射光的增强,温度升高而加剧,严重者可导致局部生物组织烧焦,炭化,汽化而蒸发,从组织病理学角度看,这是一个局部生物组织的烧伤性凝固坏死过程。非热效应主要是以机械损伤为主,同时有光化,电离和一系列非线性效应。
现在一般认为激光的生物效应包括:激光的热作用、压强作用、光化作用、电磁场作用和生物刺激作用。这五种作用即为激光生物效应的机制。下面海奥圣激光治疗仪小编给你具体介绍。
(一)热效应
主要是可见光与红外线波段的激光辐照引起的效应,当激光照射生物组织后,激光的光子能量被生物组织的分子吸收,被吸收的光能加剧生物分子本身的振动和转动,同时也加剧这些受激分子和周围分子的碰撞。分子的运动加剧,使受照射的局部组织逐渐变热,以温升的形式表现出来,特别是组织细胞内含有多种色素(黑色素、血红蛋白、胡萝卜素等)更增加了光能的吸收,促进了生物组织的变性,尤其是造成蛋白质变性,从而使组织细胞遭到不同水平(宏观的、微观的或功能的)损伤。
在激光的作用下,可能触发某些吸热的化学反应,叫热化反应。生物体内存在各式各样的热化反应,热化反应特点之一是其反应速率随温度的增加而增加,因为温度增高可以使碰撞频率和分子的能量都增加,而光化反应的激活能是来自吸收光子的能量,而不是来自碰撞,所以光化反应速率几乎和温度没有关系。光化反应和热化反应的另一区别是光化反应可产生其他的受激原子、分子和自由基,而这些在热化反应时是不可能产生的。但实际上是不易区别光化反应还是热化反应。因为化学反应的初级反应可能是光化反应,而次级反应是热化反应。激光对组织的热作用有其一般规律:
(1)组织温升将随激光能量的上升而上升;
(2)红外激光的生热效率高;
(3)生物组织对光的吸收率高者生热多;
(4)生物组织的比热和热容量(即含水量)小者生热快;
(5)生物组织的血流量和热导率高者生热慢。
就对被照组织的局部温度来说,由于温升不同,生物组织的影响也不同,例如激光辐照皮肤和黏膜时,因温升不同会相继出现不同程度的改变。低强度激光仅使局部组织温升1~2℃,使局部组织产生温热感,这种温度绝不会引起热致损伤,主要引起光化学的改变,使机体产生一系列的生理生化改变,调节机体的功能来达到治疗目的。临床常用He-Ne激光、半导体激光进行局部照射、穴位照射、反射区照射、激光血管内照射和鼻腔黏膜照射等。
1~2mW He-Ne激光器或半导体激光照射离体皮肤可以使照射部位平均升温0.05~0.1℃,如照射迎香、颊车穴位5min以后,局部温度升高1.5~5℃不等。在He-Ne激光血管内照射时,患者有时自觉照射部位有温热感,说明有轻度的热产生,它可以激活血管内酶和血管内感受器,使机体产生一系列的生理生化改变。鼻腔内照射时,有的患者自觉鼻内发干、有的甚至不能坚持,这是由于鼻腔较封闭,热不易散出,水分蒸发,可调小剂量或缩短作用时间。
(二)压强效应
生物组织被激光照射时,由于光子在其表面撞击而产生的压力,称之为光压。
一般认为形成压力的激光主要是脉冲,Q开关和锁模激光。普通光照射到生物体时,光子在其表面上碰撞形成的辐射压力,这种光压非常微小,可以忽略不计。但激光的光压(自身光压)虽然很微低,但是集中起来,其功率也是有一定增强的。
脉冲低强度激光照射鼻腔后产生的轻微压力,如用脉冲频率8~13Hz与快速睡眠(REM)频率一致,这样治疗效果可能更佳,REM正常可以长寿。
(三)光化学效应
当一个分子吸收一个光子后,将使该分子上升到电子激发态,从而开始一系列此激发态分子返回到它起始的基态及其能量不断降低的过程。在此过程中,除了发生辐射和非辐射(所谓光物理)之外,激发态分子还可以经过若干键断裂与键形成的化学反应,就是旧键被完全破坏或新键形成的过程,这就是所谓光化学反应。简单地说,光化作用,就是利用光能作为激活能而发生的化学反应叫光化反应。
激光化学效应主要发生在紫外波段,少数发生在蓝绿光波段,这是由于生物大分子的光谱吸收特性所决定。如嘌呤、嘧啶核苷酸、核酸、维生素A、B族维生素、维生素D、维生素E、核黄素,氨基酸、多肽蛋白质等物质的光谱吸收峰都处在260^371nm波长范围,而细胞色素a、b、c,还原血红蛋白,氧化酶,胡萝卜素,黑色素,类黑色素,视紫红质等物质的主要光谱吸收峰处在400~550nm波段,由此可见,激光波长越短,光化学效应越明显。 对于生物组织来说,一般光化学反应是生命存活所必须的,是一种贮能方式,在正常生物体内不断地进行。例如视网膜的视紫红质异构化,在紫外线照射下皮肤产生维生素D,植物叶绿素的光合作用等。根据体外实验的结果,光化学反应可分为几种类型:①光致聚合反应;②取代反应;③光致分解;④光致氧化,光致异构以及光敏化作用等。超剂量激光照射所产生的光化学效应,可使分字体损伤,分子键共振效应可使DNA键断裂。
当激光辐照时,其能量没有达到破坏生物组织,热效应与压强效应不占主导地位时,在生物组织中可能主要是光化学效应。
大多数细胞对可见光是不敏感的,因为它们的有机组成对可见光没有明显吸收。但是如果有适当的光敏化剂存在,并在生物组织细胞内浓集时,某些细胞器大分子能选择地吸收这些光敏化剂。受到激光照射后光敏化剂分子吸收光能,引起光化学反应,从而使细胞器遭到破坏,甚至将细胞杀死。所以,低强度激光血液照射时,一定要慎用药物,特别是光敏的药物。光敏化剂并不发生永久的化学反应,它仅仅是催化光化反应。
在光敏化治疗中可以分为两大类,其中一类是不需要氧分子参加的补骨脂素。它是高效的光敏化剂,而且温度对光敏化反应速率几乎没有什么影响,在病变处涂以补骨脂酊这类药物,再用紫外光的氮分子激光,准分子激光进行照射,可以治疗银屑病和白癜风,如有呋喃豆素存在时,用365nm的紫外光照射可以迅速把细菌杀灭。
另一类光敏治疗是需要氧分子参加的光动力学疗法。这种光敏治疗方法的先决条件是特殊波长的光,光敏物质和分子氧,反应过程中的关键是单态氧的形成。血卟啉衍生物是目前最常用的光敏剂,给癌症患者静脉注射血卟啉衍生物以后3d后再用630nm的染料激光照射癌瘤局部,由于光敏化作用破坏供应肿瘤的血管组织和癌组织,造成癌细胞的死亡。这种方法已在国内外广泛地应用体表肿瘤和内腔肿瘤(胃癌,肺癌,直肠癌)的治疗,其有效率可以达到80.6%。除癌症以外,这种方法还可以用于治疗鲜红斑痣,牛皮癣等,均取得较好的疗效。除了血卟啉衍生物这种光敏剂以外,还有很多新的光敏剂也应用到临床,如竹红菌素,中药的黄柏、黄连,均用于光敏剂治疗病毒性角膜炎,外阴白斑,老年性黄斑变性,甚至获得性免疫缺陷综合征(艾滋病)等。
除治疗以外,还可以给患者注射一些荧光药物,再用紫外激光或蓝、紫、绿色激光进行局部照射,在恶性肿瘤时发出特异性荧光,而在正常组织则不显示荧光,这对早期诊断,早期发现癌症有很大帮助。如注射荧光素钠以后,用He-Cd激光照射宫颈癌可以显示出紫葡萄颜色的荧光,照射胃癌处可以显示出黄绿色荧光,又如注射血卟啉衍生物后用氪分子激光或氩离子激光照射,在肿瘤处可以显示出橘红色荧光,这种诊断癌瘤的方法对瘤前期病变也能显示出荧光,对于5个癌细胞的癌瘤即显示出荧光,故可以早期诊断肿瘤,其诊断符合率可达88%。
(四)电磁效应
激光波属于电磁波,它在和生物物质相互作用中都会引起电磁效应。而电磁场强度取决于辐照能量的大小。因低强度激光输出功率很小,所以对电磁效应的影响也较小。但即使是低强度激光与生物体作用时所产生的电场强度也比地面最强的太阳光产生的电场强度大50倍左右。但它的电磁场力可以使细胞膜构象改变,包括膜受体、膜表面电荷、膜脂质双层、膜蛋白等,使膜表面负电荷增加,使红细胞和血小板聚集性降低,血沉减慢,降低血液黏稠度。
(五) 刺激效应
上述四种作用效应都是考虑一定强度的激光热作用,机械作用、化学作用,引起组织细胞的损伤,而在低强度激光的辐照下,生物组织既不会受到损伤,又能促进病灶组织恢复正常状态,这在动物实验和临床治疗上已经有大量资料报道。
『肆』 今天刚做完激光手术,是激光的皮肤赘生物,请问做完激
激光美容是近几年兴起的一种新的美容法。此法可以消除面部皱纹,用适量的激光照射使皮肤变得细嫩、光滑。如治疗痤疮、黑痣、老年斑等。由于激光美容无痛苦且安全可靠,受到人们欢迎。激光美容产品的主要原理是采用了对人体有益、透过能力较强、人体组织吸收率高的光波波段,利用弱激光对生物组织的刺激作用,同时对脸部多个美容穴位照射,通过对面部穴位和局部皮肤照射,有效的刺激面部经络穴位,加速血液循环,改善皮肤的供给状态,增加肌肤组织营养,促进皮肤的新陈代谢,去除衰老萎缩的上皮细胞,增强面部皮肤骨胶原蛋白活力,促进细胞再生能力和皮脂腺、汗腺的分泌功能,刺激表皮末梢神经,促进肌体的合成代谢及组织修复,从而改善面部肤色晦暗、色素沉着、皮肤松弛、皱纹、眼袋下垂、黑眼圈、毛孔粗大、皮肤粗糙等,使面部皮肤红润光泽、弹性增强,延缓皮肤的衰老,起到养颜美容的效果。采用激光美肤,非常安全,对于皮肤伤害小。但这并非表示激光美容就没有后遗症。在激光美容过程中通常会由于操作不当,或者术后护理不到位,会引起一些后遗症。 1.色素沉着又叫炎症后色素沉着色素沉着是激光美容术后常见的后遗症之一,通常是由于在我们做了光子嫩肤或者点阵胶原重塑之后,由于不注意防晒和消炎造成的。由于激光类的美容大部分会引起炎症,甚至很多项目是利用激光美容造成的炎症来达到美容效果。所以术后的护理和防晒不当,多会引起色素沉着。 2.术后水泡如同烫伤起泡一样,激光被组织吸收,产生正常的光热作用来达到美容的目的,而仪器和能量的选择不当,造成非目标组织对光的吸收过高,引起皮肤组织温度过高形成水泡。一般小水泡在光能调理霜和烫伤膏的护理下,可以自行消退不留疤痕,但是大一点的水泡会留下疤痕,皮肤重建可以去除水泡后形成的疤痕! 3.色素脱失色素脱失一般是由于治疗过当造成的,就是说在激光祛斑之类的美容项目中,黑色素爆破过度,导致黑色素数量太少,表现为皮肤非正常的灰白! 4.面部潮红面部潮红也是最常见的激光美容术后护理不当的后遗症,通常是由于光子嫩肤,或者IPL治疗这类的宽光谱激光美容设备治疗之后出现的后遗症,由于激光治疗之后需要很好的护理,而护理不当就会使表皮受损,面部潮红就是典型的表皮受损的症状。预防方式激光美容的后遗症是由于人为原因造成的,要预防后遗症,首先要做到操作调节恰当,最大限度避免由于操作不当造成后遗症;然后就是术后护理,很多时候由于对术后护理不到位,造成了严重的激光美容后遗症。常见的术后护理有消炎、营养补水、防晒等。消炎消炎术后护理:微科原精3号,在激光美容后前3天,在治疗部位涂抹,每天至少涂抹4-8次;激光美容术后的3-7天,每天涂抹2-4次;每次涂抹消炎护理之后立刻涂抹营养类护理。营养补水补水营养术后护理:微科细胞修复1号,激光美容术后前7天,治疗部位每天涂抹5-8次;在治疗术后的第7-30天内,早晚各一次涂抹;这类护理可以在日常生活中使用,早晚一次。防晒防晒术后护理:微科纳米防晒,激光美容治疗十五分钟,去适量的护理液涂抹到治疗部位,日常防晒使用也可以均匀涂抹到防晒部位。
『伍』 激光生物检材发现仪有什么特点
具有无损取证、能发现部分客体上的潜在手印、具有非常强的发现功能、非常高的清晰度、非常细微的观察度
『陆』 激光作用于生物体上有哪些效应
激光作用于生物体上,可产生热、光、机械压力、电磁场等四种效应,并以不同的形式应用于医学。用激光刀在外科切割、烧灼和焊接,取得了很好的效果,并逐渐在临床各科得到了应用。
『柒』 激光有哪些生物学效应
激光又名莱塞,是英文Laser的译音。它产生于本世绝大十年代,发展很快,现广泛应用于照明、工、农、军事、生物学、医学及科研等各个领域。 激光不同于普通的光,它是物质受激发而产生的束状强光。激光的亮度高,能量密度大,是当今世界上最亮的源。一支l毫瓦的氨氖激光要比太阳光亮一百倍,而功率较大的红宝石激光比太阳光亮百万万倍。当这种光能变成热能时,可以产生几千度至几万度的高温。激光的光谱很窄,普通光谱比之宽百万倍甚至上亿倍。激光是束状的平行光,它只射向一个方向,射程最远,经透镜聚焦可以形成很细小的光点。激光光波的频率、波动方向和波动的步伐相同,有极好的相干性。激光的高亮度、单色性、方向性及相干性,使激光能量在时间、空间、光谱上高度集中。激光的这些特点使它能在许多领域包括医学中大显身手。 激光作用于生物机体时,它被吸收转化成热能。如果功率相当,几毫秒内温度可达数百至上千度,使组织蛋白变性、凝固、炭化、气化。由于激光的高能量,可产生很强的光压,聚焦激光的表面压强可达200g/cm2。这种机械作用与热效应一起,能使激光成为“光刀”,用于外科手术切割组织,治疗浅表肿瘤,如黑色素瘤、鳞状上皮瘤、乳头状瘤、血管纤维瘤、乳房肿瘤等等,还可用激光切除烧伤的焦痂。在眼科则用激光做虹膜切除,治疗继发性瞳孔膜闭,可使病人重见光明。这种手术不用拆线,不会感染,优于常规手术。利用高能量激光照射眼底视网膜剥离后的破口,可使之凝结,粘着--“焊接”视网膜。 利用激光的生物特性,选择小功率激光刺激机体,可以增强人体的防御免疫能力使白细胞吞噬功能加强,免疫球蛋白增加,提高肾上腺皮质功能和血管的再生。因此,用激光来对抗炎 可以促进伤口愈合,治疗扁挑腺炎、耳廓软骨膜炎、口腔溃疡等等。 激光点穴照射,既“激光针灸”,治疗哮喘、过敏性鼻炎等。
『捌』 激光对活体组织都会产生什么效应
激光的生物效应是由许多杂因素决定的,它与激光的性能、生物组织的性质以及作用时间和方式有关。
1、热作用
激光照射生物组织时,激光的光子作用于生物分子,分子运动加剧,与其他分子的碰撞频率增加,由光转化为分子的动能后变成热能,热能先储存在直接受照射的部分组织中,然后逐渐传给周围组织,可在几毫秒甚至更短的时间内使局部组织温度升高200~1000°C,而且温度为45~50°C左右的状态持续一分钟左右。为此将造成蛋白质变性,生物组织表面收缩、脱水、组织内部因水分蒸发而受到破坏,造成组织凝固坏死,当局部温度急剧上升达几网络甚至上千度时,可以造成照射部分炭化或汽化。
2、压强作用
由激光照射产生的压强作用可由激光本身的辐射压力形成的压强和由热能引起的汽化压力,当高能量激光作用于生物组织时,其光能瞬时转化为热能,使局部组织出现瞬时高热和急剧温升,引起组织蒸发、膨胀和汽化,局部体积剧增,从而使细胞和组织内部的压强迅速增加,引起微型爆炸,压强破坏力很强,可以轻易地将组织撕裂
激光在临床的应用,就是利用激光引起的压强作用,如眼科中的压力打孔。
3、光化学作用
当激光剂量还没有高到破坏生物物质时,激光诱发的光化学作用就可能成为重要的生物学效应之一。激光诱发的光化学反应可导致酶、氨基酸、蛋白质和核酸等变性失活,分子高级结构会有不同程度的变化,从而产生相应的生物效应,如杀菌作用。根据光化学反应过程不同可分为光介质、光氧化、光聚合、光敏导构和光敏化间接作用等。
4、电磁场作用
激光是一种电磁波,可聚焦成强大电场,这种高强度电场可以产生很多生物效应
5、生物刺激作用
低能量弱激光对生物组织产生一种生物刺激作用,它不破坏或损伤组织和细胞,而是对损伤的组织和细胞的修复或愈合含有促进作用。
『玖』 激光有哪些功能
激光生物学效应一般是指激光作用于生物体后产生的物理、化学或生物学的反应。一般有热效应、光化学效应、压强效应、电磁场效应和生物刺激效应。
一、光致发热作用
可见光和红外光区的激光对组织以热效应为主。由于温度对活细胞的影响是一个决定性的参数。因此,当机体受热而温度上升时,在一定安全数值内可以促进血液循环,改善营养状况,达到治疗目的。如果超过一定温度,则会使组织凝固或气化,使病变组织得以破坏、清除,而达到治疗目的。因此,利用激光产生的热来治病,是激光医疗的重要手段。
激光对皮肤的热作用根据程度分述如下。
1、热致温热:皮肤由于吸收激光的能量而产生热的感觉。皮肤的表面温度达38-40摄氏度时,即可产生温热感。CO2激光照射皮肤时,光斑直径1cm,功率密度0.1W/cm2,可出现温热感觉。由于白色皮肤对He-Ne激光的反射率是CO2激光的10倍,所以He-Ne激光的功率增大10倍,才引起皮肤的温热感觉。对这种温热效应能量级的激光照多长时间也不会引起生物组织的损伤,因为其热储存可为生理热扩散抵消。
2、热致红斑:皮肤温度上升至43-44摄氏度时,几秒钟之内即可出现红斑,皮下血管扩张,血流速度加快,由于热作用,增加了血管壁和细胞膜的通透性,出现了少量的炎性渗出物,使组织出现轻度水肿。
3、热致水泡:当吸收激光能量使皮肤温度上升到47-48摄氏度时,约4-9秒内即有炎性渗出物潴留在皮下,以致表皮和真皮分离而形成水泡,受损区皮肤轻薄,水泡越大,受照射部位有明显水肿,皮肤呈苍白色,浅层血管受热凝固(白蛋白从45-60摄氏度就开始凝固),皮肤出现痛感。皮肤温度从45摄氏度上升到52摄氏度时,痛觉上升明显。到50度时除痛觉外,尚有灼热感,超过50度时只有痛感而无灼热感。这是因为传热的神经纤维在50度时就受到破坏,当皮肤温度上升到70度以上时,则传导痛觉的神经纤维末梢受到破坏。
4、热致凝固:当激光照射皮肤温度升高到55-60摄氏度时,在10秒内受照射处很快发生凝固坏死。组织学观察可见到其下较深处发生自溶分解,再深处是炎症区,这种热凝固坏死是均匀的,凝固区的的细胞几乎无一幸免。
5、热致汽化:由于组织内含有大量的水,在100度时沸腾。当皮肤温度超过100摄氏度时,细胞内外的水溶液可急剧蒸发,产生大量的水汽,冲破细胞和组织而跑出来,并带走一些细胞碎片,肉眼可见白色烟雾。
6、热致炭化:当皮肤温度高达300-400摄氏度时,皮肤迅速炭化,即组织发生干性坏死,血液和血浆蛋白凝固,形成棕黑色碳化物,这种碳化物用盐水轻轻一擦即可除去。
7、热致燃烧:当光照使皮肤温度上升到530摄氏度以上时,皮肤内的可燃成分就会着火而燃烧。
8、热致气化:有人报告,当光照使皮肤温度瞬时上升到5730摄氏度时,皮肤组织中的所有成分都可由固体直接变成气体,以很大的速率从皮肤射出而留下一个陷坑。
二、光致化学作用
当一个分子吸收一个光子后,即使该分子上升到电子激发态。此激发态分子返回到它起始的基态过程中,除了发生辐射和非辐射的跃迁之外,激发态分子还可以导致若干键断裂与键形成的化学反应,即旧键被完全破坏或新键形成的过程,即光化学反应。
对生物组织来说,一般的光化学反应是生存所必需的一种储能方式,在正常生物体内不断进行。以热效应为主的激光如红外激光,当其能量没有达到破坏生物组织,热效应和压强效应不占主导作用时,在生物组织中主要作用是光化学效应。以光化学效应为主的激光如紫外激光辐射生物体时,则以光化学效应为主。
三、光致压强作用
用普通光照射生物体时,光子在受照物表面碰撞可形成辐射压力,这种光压很小,可以忽略不计。而激光则不同,其瞬间功率密度很大,激光器能将不大的能量(几J到几十J),在很短的时间内(10-9-10-12秒),很小的空间(毫弧度)高度集中起来,使功率密度达到1015W/cm2(太阳亮数亿倍),此时会产生高温、高压(106atm)和高电场(10V/cm)。
激光照射产生的压强作用有两种:一种是激光本身的辐射压力所形成的压强,称为一次压强。激光本身的辐射压力虽然很微弱,但能量相当集中,其压强是相当可观的。另一种激光作用生物组织以后,可继发产生二次压强,这是由于强激光作用于生物组织上,除光压以外,还有汽流反冲击,内部汽化压,热膨胀,超声压和电致伸缩压等诸多因素造成的。
在临床应用上,利用激光的压强效应来治疗很多疾病,如青光眼的前房角打孔,白内障的激光切开,玻璃体机化索条切除等。
治疗肿瘤时要特别注意,因为压强可以使肿瘤碎屑发生飞溅,有些碎片溅落在8英尺(约2.4m)以外还存活着,当肿瘤大于1.2cm时,飞溅碎屑接种后100%成活。
四、光致强电场作用
由于激光是电磁波,所以激光与生物组织的作用也是电磁场与生物组织的作用,高功率密度的调Q激光或锁模激光,其高电场强度足以导致生物组织的电场发生急剧的变化。一束功率密度为1015W/cm2的调Q的红宝石激光照射生物组织将引起生物组织发生一系列的改变。如谐波的产生,自由基的形成,布里渊散射,喇曼散射,多光子吸收等。强电场激光作用生物组织可以产生一个与激光频率一样的基波,另一个频率加倍或波长减半的二次谐波。 五、光致生物刺激作用
在弱激光的辐射下,生物组织既不会受到损伤,又能促进病灶组织恢复到正常状态,这在动物实验和临床上已有大量资料报道,主要是He-Ne激光,而其它波长的弱激光对生物组织的作用报道不太多。
1、对神经的刺激作用:弱激光对中枢神经系统、神经节和末梢神经系统均有刺激作用而引起功能性改变。
对大脑的影响:He-Ne激光照射动物眼睛,可引起脑电图的改变,还可以引起脑中血循环的改变。对植物神经系统的影响:能使髓膜分解,刺激新生轴突生长,使神经髓鞘形成加快,加速骨骼肌肉神经再分配。
2、对心血管作用:He-Ne激光局部照射可以刺激血管扩张,降低胆固醇,明显改善心肌缺血,减少心室纤颤发生。可以降低血脂。
3、对血液系统的作用:He-Ne激光照射皮肤时,血红蛋白、红细胞、白细胞、血小板均有明显下降。
4、对骨骼的作用:弱激光照射骨组织,有明显的刺激作用,促进骨痂生长。
5、对皮肤和肌肉作用:激光照射皮肤组织,可使成纤维细胞数目增加,加速胶元的形成,故可以加强细胞的新生,促进肉芽组织和毛发的生长。临床上用He-Ne激光治疗顽固性溃疡取得较好效果。
6、对免疫功能的影响:He-Ne激光照射对胸腺细胞的免疫有抑制作用。可促进细胞免疫功能,但对体液免疫功能作用不大。
7、对内分泌腺的影响:弱激光照射可以提高肾上腺功能、甲状腺功能和前列腺功能。
8、对细菌作用:激光能量小,促进细菌生长,能量大到一定值时,则起抑制作用。
『拾』 激光生物学效应的简介
可见和红外光谱区的长脉冲(脉冲宽为毫秒级)及连续波激光,作用于生物组织时,引起生物物质变化的主要机制是产热。生物组织吸收激光辐射后,温度升高;当组织中温度超过45°C,并且持续时间超过1分钟时,就会引起细胞蛋白质变性,使细胞损伤。热效应与曝光范围和持续时间关系密切。
亨利克斯和莫里茨的研究,给出了激光辐照引起组织破坏的时间-温度关系曲线(见图[激光辐照引起组织破坏的时间-温度关系曲线])。辐照时间和受照部位温升按指数函数变化。短时、高温和长时、低温都可造成组织破坏。如果曝光持续时间短于 1秒,温度即使升高到70°C,组织依然可以耐受。若曝光持续时间超过 10秒,温升只到58°C,组织就会破坏。热效应是激光致伤的最重要因素。激光损伤区与正常组织的界缘十分清楚,这是由于激光脉冲时程短,生物组织的导热性差,瞬间放热来不及扩散到受照射部位以外的缘故。辐照后,由于继发变化,如炎症、出血、再生等,会使原初清楚的损伤界缘逐渐变得模糊。 生物组织具有一定的着色度,能选择性地吸收 300~1000纳米光谱。生物体内的色素有黑色素和类黑色素、血红蛋白、胡萝卜素、铁质等,其中黑色素对激光能量的吸收最大。还原血红蛋白在556纳米,氧合血红蛋白在415、542、575纳米处有清楚的吸收带,胡萝卜素吸收带在480纳米处,黑色素和类黑色素在400~450 纳米波段吸收最强。无论是正常细胞还是肿瘤细胞,在细胞质和细胞间有许多黑色素颗粒,它们吸收激光能量使能量在色素颗粒上积聚而成为一个热源,其能量向周围传导和扩散,从而引起周围组织细胞损伤。
组织细胞成分对激光的透明度是相对的,如朗兹等证明还原型烟酰胺腺嘌呤核酸 (NAD-)对波长694.3纳米的红宝石激光是透明的,但它能吸收波长为330~350纳米的紫外线。当红宝石激光束作用于 NAD-的浓溶液时,便出现吸收。生物大分子在可见光谱有宽而强的吸收带,因而强激光辐射与生物物质作用时有一定几率的多光子吸收现象。生物分子吸收光子后可被激发,其能量或者转化为热,或者部分以磷光或荧光的形式再辐射出来,或者把能量用以加速化学反应。
用波长约为 630纳米的激光照射与光敏药物(如血卟啉衍生物-HPD)相结合治疗恶性肿瘤,称为光敏动力学治疗。即给患者注射 HPD,在48~96小时期间,癌细胞滞留较多的HPD,这时在肿瘤部位作激光直接照射,可杀伤癌细胞,这种效应称为光敏效应。一般当恶性肿瘤细胞比正常细胞吸收更多量的激光时,就可运用激光照射产生有选择性的破坏。 聚焦激光束在焦点上的激光功率密度达到10(兆瓦/厘米时,相当于10(伏/厘的电场强度,可在焦点部位上引起组织离化。现在,Q开关脉冲激光器的功率输出远远大于这个数量级。强电磁场与生物分子的直接作用会产生激发、振动、热和自由基等效应,从而引起组织损伤。用电子自旋共振可测得激光束辐照黑色皮肤和黑瘤等组织所产生的自由基。
由于激光的特殊性质,生物学研究和医学应用中已在多方面采用了激光技术。如利用闪光光解和曼光谱研究生物快速反应过程及复杂分子的结构,利用激光刀在外科手术中切剖组织和凝结小血管及神经等。