10 光学治疗技术

重点

光热与光化学作用原理与应用
光动力疗法三要素、三效果

10.1 激光生物作用

1. 光热作用
2. 光化学作用
3. 光压作用（光镊等）

10.2 光热作用

选用的激光波长不能太短，使分子跃迁到振动能级上
微观上是分子振动加剧，宏观上是组织温度升高

不同温度对组织的伤害不同

影响因素

• 生物组织特性
  1. 热容
  2. 热导率：越高吸热快，散热也快，不易保持高温
• 激光特性
  1. 功率密度：越大伤害越高
  2. 曝光时间：越长伤害越高

激光刀功率密度区
激光刀的不需要消毒，不需要无影灯

在焦点处功率高，用于切割
在汽化区使组织汽化
在凝固区使组织热凝固坏死，可以用于止血
在热敷区只有温热，不会造成热致损伤

凝固区也可以用于视网膜裂孔的治疗
用凝固区照射裂孔，周围形成瘢痕包绕，阻止眼内液体进入视网膜下

切割区做晶状体手术

10.3 光化学作用

主要讲光致敏化作用

光动力治疗(PDT)
用光（通常激光）激发化学物质（光敏剂），产生高活性氧，利用其杀死癌变细胞或组织

上图是光子与光敏剂作用的方式，利用光子激发光敏剂到三重态，光敏剂向下跃迁传递能量给3态氧，变成单态氧
单态氧跃迁回三重态，发出磷光

三要素
光，光敏剂，高活性氧

三效果

• 杀细胞：高活性氧有生物毒性
• 封闭血管：利用双光子激发，可以进行很细微的结构（眼底血管等）的扫描，用药物封闭血管
• 激活免疫系统：使肿瘤细胞坏死、凋亡，释放抗原，激活免疫系统；单态氧能破坏DC细胞溶酶体，使抗原暴露，提升提呈效率

PDT药物（光敏剂）选择

1. 对特定癌细胞有靶向性
2. 对生物组织的透光区中某个波长有强烈的吸收作用
3. 在黑暗环境中产生尽量小的毒素
4. 光敏剂在三重态时有高量子效率和较长的寿命
5. 不会聚集（会流动，范围广）
6. 能被生物体快速排泄或代谢

血卟啉衍生物是可用于人体的光敏剂，通过光导纤维可以治疗深层癌症

光辐射选择
激光作为标准光源，优点如下

1. 作为窄谱光源对特定的光敏剂的选择性、有效激发激发性强
2. 激光束能高效便捷地耦合到光纤中，结合内窥镜系统，深入组织间隙等

光激发模式