第八章 光疗法

一、光的性质
光是物质运动的一种形式。光具有波一粒二象性，即光是一种以电磁波的形式运动着的光子流。光子具有动能，也具有质量。
各种光子能量的大小用以下公式表示：
E＝h · v
E－每个光子的能量，单位为尔格或电子伏特；
H－普朗克（Plank）常数，等于6.62·10－27尔格/秒或4.13·10－15电子伏特/秒；
v－光的振荡频率。
上述公式表明：光波频率愈高，光子的能量愈大。
二、光 谱
光谱是电磁谱的一部分，它包括可见光和不可见光两部分，不可见光包括红外线和紫外线（图8.1.1）。
三、光的基本理化学效应
能是物质运动的度量。各种物质对光能的吸收和蓄积必然伴随其运动形式的某种变化，从而产生各种理化学效应。其基本理化学效应如下：
（一）热效应　当吸收波长较长的光线（红外线和可见光）时，由于这部分光线的光子能量较小，主要是使受照射物质的分子或原子核的运动速度加快，因而产生热效应。
（二）光电效应　紫外线及可见光线（短波部分）照射可引起光电效应。产生光电效应的基本条件是每个光子的能量必须足以使电子从电子轨道上逸出。所以，红外线照射无论照射强度多大，因其光子的能量小，均不能引起光电效应。实验证明，紫外线及可见光线照射人体、动植物、金属和某些化学物质时，均可产生光电效应。
liliaoxue123.jpg电磁波谱
图8.1.1　电磁波谱
（三）光化学效应　物质吸收光子后，可发生各种化学反应。光子被吸收后可发生下列几种情况：（1）如果光子能量很大，超过原子或基团之间的键能，使键断开；（2）击出电子（光电效应），使原子变成带正电荷的离子；（3）电子跃迁到能量级高的轨道，处于受激状态，使原子或分子获得附加能量。
A＋h v＝A*
这里A是未被激发的分子，A为处于受激状态的同一分子，h v是光线的光子能量。物质收光子后由于发生这些作用，而可继发产生各种化学反应。光化学反应可有以下几种类型：
同质异构化 AB*＝BA
分解AB*＝A＋B
置换AB*＋C＝AC＋B
化合AB*C＝ABC
敏化AB*＋C＝AB＋C*
聚合AB*＋AB*＝AB*AB*
光化学效应是光的生物学作用的重要基础和原发性反应的一个重要环节。
（四）荧光和磷光　某些物质吸收了波长较短的光能后可发出波长较长的光能（即继发的光能量低于原照射的光能量），荧光和磷光即属之。荧光即外界光线停止照射后，该物质所发的光也随之消失；磷光即外界光线停止照射时，该物质所发的光还持续一定时间。荧光和磷光主要是由于短波光线如紫光、紫外线、X线等照射引起的。

一、红外线的物理性质 在光谱中波长自0.76至400微米的一段称为红外线，红外线是不可见光线。所有高于绝对零度（－273℃）的物质都可以产生红外线。现代物理学称之为热射线。医用红外线可分为两类：近红外线与远红外线。 近红外线或称短波红外线，波长0.76～1.5微米，穿入人体组织较深,约5～10毫米；远红外线或称长波红外线，波长1.5～400微米，多被表层皮肤吸收，穿透组织深度小于2毫米。 二、红外线的生理作用和治疗作用 （一）人体对红外线的反射和吸收　红外线照射体表后，一部分被反射，另一部分被皮肤吸收。皮肤对红外线的反射程度与色素沉着的状况有关，用波长0.9微米的红外线照射时，无色素沉着的皮肤反射其能量约60％；而有色素沉着的皮肤反射其能量约40％。长波红外线（波长1.5微米以上）照射时，绝大部分被反射和为浅层皮肤组织吸收，穿透皮肤的深度仅达0.05～2毫米，因而只能作用到皮肤的表层组织；短波红外线（波长1.5微米以内）以及红色光的近红外线部分透入组织最深，穿透深度可达10毫米，能直接作用到皮肤的血管、淋巴管、神经末梢及其他皮下组织（表8.2.1）。 （二）红外线红斑　足够强度的红外线照射皮肤时，可出现红外线红斑，停止照射不久红斑即消失。大剂量红外线多次照射皮肤时，可产生褐色大理石样的色素沉着，这与热作用加强了血管壁基底细胞层中黑色素细胞的色素形成有关。 （三）红外线的治疗作用　红外线治疗作用的基础是温热效应。在红外线照射下，组织温度升高，毛细血管扩张，血流加快，物质代谢增强，组织细胞活力及再生能力提高。红外线治疗慢性炎症时，改善血液循环，增加细胞的吞噬功能，消除肿胀，促进炎症消散。红外线可降低神经系统的兴奋性，有镇痛、解除横纹肌和平滑肌痉挛以及促进神经功能恢复等作用。在治疗慢性感染性伤口和慢性溃疡时，改善组织营养，消除肉芽水肿，促进肉芽生长，加快伤口愈合。红外线照射有减少烧伤创面渗出的作用。红外线还经常用于治疗扭挫伤，促进组织肿张和血肿消散以及减轻术后粘连，促进瘢痕软化，减轻瘢痕挛缩等。 表8.2.1　皮肤对红外线的透过率

波长（微米）	透过率（％）
2.0 1.5 1.2 1.0 0.8 0.7 0.6 0.57 0.54	16 39 40 40 40 37 37 32 16

（四）红外线对眼的作用　由于眼球含有较多的液体，对红外线吸收较强，因而一定强度的红外线直接照射眼睛时可引起白内障。白内障的产生与短波红外线的作用有关；波长大于1.5微米的红外线不引起白内障。 （五）光浴对机体的作用　光浴的作用因素是红外线、可见光线和热空气。光浴时，可使较大面积，甚至全身出汗，从而减轻肾脏的负担，并可改善肾脏的血液循环，有利于肾功能的恢复。光浴作用可使血红蛋白、红细胞、中性粒细胞、淋巴细胞、嗜酸粒细胞增加，轻度核左移；加强免疫力。局部浴可改善神经和肌肉的血液供应和营养，因而可促进其功能恢复正常。全身光浴可明显地影响体内的代谢过程，增加全身热调节的负担；对植物神经系统和心血管系统也有一定影响。 三、设备与治疗方法 （一）红外线光源 1. 红外线辐射器　将电阻丝缠在瓷棒上，通电后电阻丝产热，使罩在电阻丝外的碳棒温度升高（一般不超过500℃），发射长波红外线为主。 红外线辐射器有立地式和手提式两种。立地式红外线辐射器的功率可达600～100瓦或更大。 近年我国一些地区制成远红外辐射器供医用，例如有用高硅氧为元件，制成远红外辐射器。 2. 白炽灯　在医疗中广泛应用各种不同功率的白炽灯泡做为红外线光源。灯泡内的钨丝通电后温度可达2000～2500℃。 白炽灯用于光疗时有以下几种形式： 立地式白炽灯：用功率为250～1000W的白炽灯泡，在反射罩间装一金属网，以为防护。立地式白炽灯，通常称为太阳灯。 手提式白炽灯：用较小功率（多为200W以下）的白炽灯泡，安在一个小的反射罩内，反射罩固定在小的支架上。 3. 光浴装置　可分局部或全身照射用二种。根据光浴箱的大小不同，在箱内安装40～60W的灯泡6～30个不等。光浴箱呈半圆形，箱内固定灯泡的部位可加小的金属反射罩。全身光浴箱应附温度计，以便观察箱内温度，随时调节。 （二）红外线治疗的操作方法 1. 患者取适当体位，裸露照射部位。 2. 检查照射部位对温热感是否正常。 3.将灯移至照射部位的上方或侧方，距离一般如下： 功率500W以上，灯距应在50～60cm以上；功率250～300W，灯距在30～40cm；功率200W以下，灯距在20cm左右。 4.应用局部或全身光浴时，光浴箱的两端需用布单遮盖。通电后3～5分钟，应询问患者的温热感是否适宜；光浴箱内的温度应保持在40～50℃。 5. 每次照射15～30分钟，每日1～2次，15～20次为一疗程。 6.治疗结束时，将照射部位的汗液擦干，患者应在室内休息10～15分钟后方可外出。 [附]注意事项 （1）治疗时患者不得移动体位，以防止烫伤。 （2）照射过程中如有感觉过热、心慌、头晕等反应时，需立即告知工作人员。 （3）照射部位接近眼或光线可射及眼时，应用纱布遮盖双眼。 （4）患部有温热感觉障碍或照射新鲜的瘢痕部位、植皮部位时，应用小剂量，并密切观察局部反应，以免发生灼伤。 （5）血循障碍部位，较明显的毛细血管或血管扩张部位一般不用红外线照射。 （三）照射方式的选择和照射剂量 1. 不同照射方式的选择　红外线照射主要用于局部治疗，在个别情况下，如小儿全身紫外线照射时也可配合应用红外线做全身照射。局部照射如需热作用较深，则优先选用白炽灯（即太阳灯）。治疗慢性风湿性关节炎可用局部光浴；治疗多发性末梢神经炎可用全身光浴。 2. 照射剂量　决定红外线治疗剂量的大小，主要根据病变的特点、部位、患者年龄及机体的功能状态等。红外线照射时患者有舒适的温热感，皮肤可出现淡红色均匀的红斑，如出现大理石状的红斑则为过热表现。皮温以不超过45℃为准，否则可致烫伤。 四、主要适应证和禁忌证 （一）适应证　风湿性关节炎，慢性支气管炎，胸膜炎，慢性胃炎，慢性肠炎，神经根炎，神经炎，多发性末梢神经炎，痉挛性麻痹、弛缓性麻痹，周围神经外伤，软组织外伤，慢性伤口，冻伤，烧伤创面，褥疮，慢性淋巴结炎，慢性静脉炎，注射后硬结，术后粘连，瘢痕挛缩，产后缺乳，乳头裂，外阴炎，慢性盆腔炎，湿疹，神经性皮炎，皮肤溃疡等。 （二）禁忌证　有出血倾向，高热，活动性肺结核，重度动脉硬化，闭塞性脉管炎等。 [附]处方举例 （1）红外线照射双膝关节 灯距40cm，30分钟，每日一次，7次。 适应证：慢性风湿性关节炎 （2）红外线照射右侧胸廓（下半部） 灯距50cm，20分钟，每日一次，8次。 适应证：右侧干性胸膜炎 (3) 太阳灯照射腰骶部 灯距40cm，20～30分钟，每日一次，6次。 适应证：腰骶神经根炎 （4）全身光浴 箱内温度40～45℃，20～30分钟，每日一次，8次。 适应证：多发性末梢神经炎 （5）左小腿局部光浴 20～30分钟，每日一次，8次。 适应证：左侧腓总神经外伤

一、可见光的物理性质
可见光线为能引起视网膜光感的辐射线，波长范围为760～400nm，在此波段范围内，不同波段产生不同的颜色。不同波长可见光线的光子能量不等。
二、可见光的生理作用和治疗作用
人和动物活性的昼夜节律以及一系列的生理功能节律，与自然界的照明节律（日夜交替）有密切的联系，因此可见光线对有生命的机体是极其重要的。
（一）可见光线通过视觉器官对机体的作用
视觉器官接受可见光线的作用后，产生的神经冲动经间脑可达脑下垂体及其它内分泌腺，这些内分泌腺产生的激素进入血流，从而影响其它组织器官和整个机体的功能。长期排除光线对眼睛的作用可严重破坏性腺的正常功能活动。可见光线视觉器官可影响代谢过程，加强氧的吸收和二氧化碳的排泄。红色、橙色、黄色可引起呼吸加快、加深及脉率增加，绿色、蓝色、紫色可引起相反的改变，紫光和蓝光照射可降低神经的兴奋性，红光可明显提高神经的兴奋性，黄光和绿光则没有明显的影响。
可见光线可提高皮肤的感受性，影响人的神经精神活动性；蓝光、绿光、特别是紫光可明显减缓精神的反应过程，而红光可使精神振奋。
（二）蓝紫光对核黄疸的治疗作用
对患核黄疸的新生儿用盖光或白光照射其皮肤时，血清中胆红素含量下降，皮肤退黄。胆红素对光线吸收最佳的部分波长为420～460nm，即蓝紫光。其吸收蓝紫光后，通过一系列的光化学变化，最后形成一种水溶性低分子量的产物，由尿排出体外。
三、设备与治疗方法
（一）光源
最常用的人工可见光线的光源是白炽灯，如果加不同颜色的滤板后即获得各色的可见光线，如红光、蓝光、紫光；利用不同的荧光物质制成的荧光灯也可发出各色的可见光线。
（二）治疗方法
1. 蓝紫光治疗新生儿核黄疸　以10支20W的蓝光荧光灼或日光荧光灯（需滤去所含的紫外线）按半月形悬挂在距治疗床70cm的高度,以婴儿胸骨柄为中心进行照射。照射6～12小时，停照2～4小时，或连续照射。两种照射方法总照射时间蓝紫光为24～48小时，白光为24～72小时。灯管的总功率不得超过200W。
如无上述光源，可用白炽灯覆盖以蓝复写纸照射（注意复写纸易燃），距离为30～40厘米，每照射3～4小时停照1小时，共照射72小时。照射时应保护眼睛，并常翻身，患儿体温应保持在37.5～37.7℃以下。
如照射总时间达24小时后仍不退黄，且症状不缓解，则需改用其它疗法。
2. 有色光的一般治疗方法　在临床治疗中多用红光或蓝光治疗一些疾病；光源采用白炽灯加红色或蓝色滤板即可。照射距离视灯的功率大小而定，若在200W以下，红光照射距离在20cm以内，蓝光在10cm以内。
四、主要适应证和禁忌证
适应证
红光照射适用于面神经炎（急性期），急性扭挫伤，急性上颌窦炎，产后会阴撕裂等。蓝光照射可用于治疗急性湿疹，急性皮炎，灼性神经痛，三叉神经痛，皮肤感觉过敏等。蓝紫光照射可治疗新生儿核黄疸。
禁忌证　与红外线同。

紫外线的光谱范围为400～100nm。紫外线在日光中虽只占1％，但它是一种非常重要的自然界物理因子，是各种生物维持正常新陈代谢所不可缺少的。在医学上已广泛应用人工紫外线。根据1932年第二届理疗和光生物学大会的建议，将紫外线光谱分为三个波段： 长波紫外线（UVA）：波长400～320nm，其生物学作用较弱，有明显的色素沉着作用，引起红斑反应的作用很弱，可引起一些物质（荧光素钠、四环素、硫酸奎宁、血卟啉、绿脓杆菌的绿脓素和某些霉菌产生的物质等）产生荧光反应。还可引起光毒反应和光变态反应等。 中波紫外线（UVB）：波长320～275nm，是紫外线生物学效应最活跃部分。红斑反应的作用很强，能使维生素D原转化为维生素D，促进上皮细胞生长和黑色素产生以及抑制变态反应等作用。 短波紫外线（UVC）：波长275～180nm，红斑反应的作用明显，对细菌和病毒有明显杀灭和抑制作用。 紫外线的各种生物学作用都有一定的光谱特点，从而可描绘出一定的曲线，即紫外线生物学作用的光谱曲线（图8.4.1）。 Ⅰ紫外线杀菌作用曲线：在短波部分，杀菌作用最强的部分为250～260nm，而接近可见光线的长波紫外线几乎无杀菌作用。 Ⅱ 紫外线的维生素D形成作用曲线：也有峰值，波长位于280nm。 Ⅲ紫外线的红斑形成曲线：有两个高峰，第一个高峰位于波长297nm，第二个高峰位于波长250～260nm。虚线为色素形成作用曲线表明其作用最强的部分在长波紫外线的范围内。

图8.4.1　紫外线生物学作用的光谱曲线 Ⅰ－杀菌作用曲线 Ⅱ－维生素D形成作用曲线 Ⅲ－皮肤红斑形成作用曲线 Ⅳ－色素形成作用曲线

紫外线的生物学作用很复杂，包括对酶系统、活性递质、原生质膜、细胞代谢、机体免疫功能和遗传物质等的直接和间接的作用。这是因为这部分光线的光子的能量最大，能对原子的电子层产生作用，使原子从低能级跃迁到高能级而处于激发态，或使某些化学键断开，或使某些共价分子发生均裂而形成自由基等。由于紫外线照射能引起一系列的光学反应，因此能产生复杂的生物学效应。
（一）产生红斑反应
1. 紫外线红斑性质和组织学变化
紫外线照射皮肤或粘膜后，经2～6小时的潜伏期，局部出现界限清楚的红斑。由于照射剂量不同，红斑反应强度也不同。弱红斑持续十余小时，强红斑可持续数日，红斑消退后，皮肤可有脱屑现象和遗留色素沉着。
紫外线红斑是一种非特异性急性炎症反应，主要表现为皮肤乳头层毛细血管扩张，毛细血管数量增多，血管内充满红细胞和白细胞，内皮间隙增宽，通透性增强，白细胞游出，皮肤水肿。表皮棘细胞层中有发生变性的细胞，胞浆呈均质性，着色较深，核皱缩，着色亦较深。在变性细胞的周围有小泡形成，在小泡周围积聚大量白细胞。表皮中出现角化不良细胞，即晒斑细胞。皮肤红斑消失后，渗出过程停止，水肿消退，整个表皮增厚，角质层增厚脱离。紫外线照射引起皮肤组织的明显变化。中、短波紫外线引起表皮的变化比真皮的变化明显，而长波紫外线则能引起真皮的明显变化。
紫外线照射的特点是能引起表皮各层细胞的显著变化。在部分上皮细胞变性、脱落的同时，伴随表皮细胞增殖和更新过程加速，基底细胞中分裂细胞明显增多，黑色素复合体也增多。紫外线对结缔组织的作用只有用大剂量才可发生。
2. 紫外线红斑反应的机理
紫外线照射皮肤，大部分被表皮所吸收而发生一系列光化学反应，引起蛋白分子变性分解，促进皮肤前列腺素合成，从而产生多种活性递质。实验证明，红斑量紫外线照射后，局部皮肤中的组胺，花生四烯酸，前列腺素E1、E2、D2、F2α和6－OXO－F1d的浓度明显升高。组胺和前列腺素为细胞的内源性炎性递质，因此，紫外线红斑反应部分地是由组胺和前列腺素作递质。
紫外线照射后，皮肤内的自由基增加。已知自由基损伤类脂膜，使溶酶体膜不稳定，随之溶酶体内多种酶释放。已证明，在紫外线照射后18小时，皮肤抽吸水疱液中的乳酸脱氢酶和磷酸二酯Ⅰ等的浓度明显升高，这将影响皮肤组织的代谢。
紫外线红斑发生的机理除与体液因素有关外，神经系统的功能状态也有重要意义。当神经损伤、神经炎以及中枢神经系统病变时，红斑反应明显减弱。
3. 影响紫外线敏感性的因素
（1）人体不同部位皮肤对紫外线的敏感性不同，其基本规律是：躯干＞上肢＞下肢；屈侧＞伸侧；四肢近端＞远端。所以胸腹部最敏感，而手背脚背部皮肤很不敏感，需用大剂量才能引起红斑反应。（表8.4.1）

与皮肤不同，由于粘膜无角质层与棘细胞层，故在紫外线照射后产生的组胺类物质少。又因粘膜的血管丰富，易随循环将组胺类物质消散，故粘膜出现红斑快、消失快。 （2）生理因素 年龄与紫外线敏感性的关系：新生儿和老年人对紫外线的敏感性低，2岁以内的幼儿和处于青春发动期的青年对紫外线的敏感性较高。据观察：2个月到1岁的幼儿对紫外线最敏感。 关于性别与紫外线敏感性的关系：国内多数报告认为男性较女性敏感。据我国不同地区的观察，一致得出结论，男女对紫外线敏感性的差别不大。妇女在经期、经前期或妊娠期对紫外线的敏感性和升高，经后期则敏感性降低。 皮肤颜色的黑、白及其程度的深浅对紫外线敏感性影响不大，重要的是皮肤经常受到日光照射的情况，常在室外劳动、运动、锻炼的农民、学生、战士，因皮肤常受日光中的紫外线的照射，故对紫外线的敏感性低；常做室内工作、坑道作业、矿井劳动的人员对紫外线较敏感。此外，不同民族或不同着装习惯等也可影响机体对紫外线的敏感性。 [附]表8.4.1　不同部位皮肤对紫外线敏感性的比值

报告单位	腹部	胸部	颈部	背部	腰部	上臂内侧	大腿内侧	大腿外侧	手背	足背	备注
汤岗子矿泉理疗医院	1.9	1	1.7	1.1	1.2	2.8	2.8	1.9	122.8	106	春季
北京友谊医院	1	1.4	2.6	1.7	2.6	1	2.5	2.4	7	4
广州军区总医院	1	0.8	1.5	1	1.2	1.2	1.8	1.8	8	12
七医大（重庆）	1	2		1	1		3	3	6
沈阳军区总医院	1	1.1		0.7	1	1.57	1.51	1.66	135	157	2-3月
四医大（西安）	1	0.8		0.7	0.97	2.3	1.85	1.6			秋季

高级神经兴奋性增强者敏感性升高，抑制过程增强者敏感性降低。 体质衰弱，在体力劳动或脑力劳动后处于高度疲倦状态时敏感性降低。 登高山后，由于机体生理状况的改变，对紫外线的敏感性升高。 在不同季节、由于机体受日光中紫外线照射的自然条件的变化，以及机体功能（基础代谢的强度、内分泌功能等）的某些变化，皮肤对紫外线的敏感性也有波动。一般认为：在春季机体对紫外线的敏感性最高，在夏季最低，在秋冬逐渐升高。 （3）病理因素 临床观察发现：患病的机体对紫外线的敏感性发生改变，如甲状腺功能亢进、阿狄森氏病、痛风、高血压、肝胆疾患（血中胆红质升高者）、风湿性关节炎（急性期）、感染性多发关节炎、活动性肺结核、白血病、恶性贫血、食物中毒、光性皮炎、湿疹、夏季水泡病、雷诺病、闭塞性动脉内膜炎、多发性硬化（椎体损伤侧）等病症多数患者皮肤对紫外线的敏感性可在不同程度的升高。 糙皮病、皮硬化症、重症冻疮、急性重度传染病（如伤寒、痢疾等）慢性传染病后全身衰竭、丹毒、气性坏疸、广泛的软组织损伤、慢性小腿溃疡、慢性化脓性伤口，由于营养不良而致皮肤干燥等病症的患者全身或病变部位及其周围皮肤对紫外线的敏感性有不同程度的降低。对战伤的观察常发现，在断离神经分布区内红斑反应减弱、当神经尚未完全断离时，红斑反应增强。正中神经及坐骨神经损伤时红斑减弱的程度比其它神经损伤时更为明显。上臂神经－血管从损伤时红斑反应减竭。 在临床工作中，已将测定紫外线红斑反应做为判断机体生理和病理状况的客观指标，以协助诊断。 （4）药物的影响 碘制剂，磺胺制剂，四环素，强力霉素，灰黄霉素，保太松，吡制剂，水杨酸，奎宁，萤光素，铋制剂，非那根，冬眠灵，痛痉宁，氯磺丙脲，吖啶，甲基多巴，双氢克尿塞，芳基磺酰脲（D860），炔诺酮类等药物长期的，大剂量的采用可使皮肤的紫外线敏感性升高。 一些麻醉剂，钙制剂，溴制剂，胰岛素，硫代硫酸钠等药物可降低皮肤的紫外线敏感性。 4. 紫外线生物剂量 由于紫外线敏感性有明显个体差异，所以用生物剂量作为紫外线治疗照射的剂量单位。所谓一个生物剂量也就是最小红斑量（MED），即紫外线灯管在一定距离内（常用50厘米），垂直照射下引起最弱红斑反应（阈红斑反应）所需的照射时间。 5. 紫外线红斑的分级 由于紫外线剂量不同，可引起不同程度的红斑反应。紫外线红斑的分级及其指征列表（表8.4.2）如下： 表8.4.2 紫外线红斑分级

红斑等级	生物量	红斑颜色及持续时间	自觉症状	皮肤脱屑	色素沉着
亚红斑	1以下	无红斑反应	无	无	无
阈红斑	1	微红，12小时内消退	较大面积照射时可有轻微的灼热感	无	无
弱红斑量（一级红斑量）	2－4	淡红，界限明显，12小时左右消退	灼热感、痒感、偶有微痛	轻微	无（数次照射后可有轻微色素沉着）
中红斑（二级红斑量）	5－6	鲜红，界限很明显，可出现皮肤微肿，2-3日内消退	刺疼明显的灼热感	轻度	轻度
强红斑（三级红斑量）	7－10	暗红，皮肤水肿，4-5日后逐渐消退	较重度的刺疼和灼热感，可有全身性反应	明显脱屑	明显
超强红斑（四级红斑量）	10以上	暗红，水肿并发水泡，持续5-7天后逐渐消退	重度刺疼及灼热感，可有全身性反应	表皮大片脱落	明显

（二）色素沉着 紫外线大剂量照射或小剂量多次照射，可使局部皮肤产生色素沉着，变成黑色。长波紫外线的色素沉着作用强，短波紫外线的色素沉着作用弱。色素沉着作用最强的长波紫外线的波长范围分别为：360～380nm，320～400nm，315～400nm。 皮肤色素形成的原理因紫外线的波长不同而分以下两种： 长波紫外线照射后数分钟内，在表皮基底细胞的原生质中酪氨酸的中间代谢产物二羟苯丙氨酸在多帕氧化酶作用下形成黑色素，照后约一小时达高峰；其次是紫外线照后黑色素颗粒分散移动，分散后的黑色素颜色较分散前色深，这是一种后作用，在照后至少数天才达最高峰。 波长较短的紫外线（波长短于315nm，380～310nm）可刺激表皮的黑色素细胞产生新的黑色互，这种反应在照后48小时开始，十数天后渐达高峰。 （三）促进维生素D生成 维生素D的化学本质是类固醇衍生物，有维生素D2和D3两种。维生素D2又称钙化醇，它是由麦角固醇经紫外线照射而转变生成的；维生素D3又称胆钙化醇，它是由7－脱氢胆固醇经紫外线照射而转变生成（图15-9）。 liliaoxue125.jpg维生素D2和D3的生成 图15-9 维生素D2和D3的生成 两种维生素D具有同样的生理作用。人体主要从动物性食品中获取一定量的维生素D3而植物中的麦角固醇除非经过紫外线照射转变为维生素D2，否则很难被人体吸收利用。然而，正常人所需要的维生素D主要来源于7－脱氢胆固醇的转变。7－脱氢胆固醇存在于皮肤内，它可由胆固醇脱氢产生，也可直接由乙酰COA合成。人体每日可合成维生素D3200～400国际单位（1国际单位＝0.052微克维生素D3），因此只要适当接受阳光照射，即可满足生理需要。维生素D3或D2的生理活性低，它们必须在体内经过肝细胞和肾脏近曲小管上皮细胞的羟化酶系的一系列羟化，生成25－羟维生素D3（25－OH·D3）和1.25－二羟维生素D3（1.25－（OH）2·D3）才能成为活性高的维生素D。 （四）抑制变态反应 红斑量紫外线照射，有抑制第Ⅰ型和第Ⅳ型变态反应的作用。第Ⅰ型变态反应同肥大细胞和嗜硷粒细胞脱粒释放大量组胺等活性递质有关。红斑量紫外线照射在皮肤内产生的组胺同细胞膜上H2和H1受体发生特异性结合，使细胞膜上的腺苷酸环化酶被激活和鸟苷酸环化酶活性受抑制，因而胞浆cAMP含量增加和cGMP含量降低，肥大细胞和嗜硷粒细胞的胞膜和胞质趋于稳定，嗜硷颗粒脱失减少，组胺等递质的释放也减少。 前列腺素和肾上腺素、氨茶硷一样都是属于刺激腺苷酸环化酶活性的物质，也有使cAMP浓度升高的作用。前列腺素和免疫应答反应有密切关系，其中特别是PGE2则具有明显的免疫调节作用。因此，紫外线的脱敏作用，可能还同紫外线照射皮肤内多种前列腺素含明显升高有关。 实验证明，中波紫外线照射在抑制接触性过敏反应的作用。如果将白鼠或豚鼠等动物背部用UVB照射一次，5天后，在腹部用三硝基氯苯（TNCB）涂抹进行致敏，7天后再用小剂量TNCB涂抹耳部，激发变态反应，24小时观察耳部肿胀情况，则可发现该动物耳部肿胀程度远比未经紫外线照射动物的减轻。 （五）光敏反应 光敏反应（Photosensitivity）包括光毒反应（Phototoxicity）和光变态反应（Photoallergy）两大类。 1.光毒反应，呋喃香豆素类、煤焦、四环素族和汞制等药物与紫外线照射同时应用，可增强机体对紫外线的敏感性，产生较强的皮肤反应，临床上用以提高紫外线治疗某些皮肤病的疗效。例如银屑病患者口服8－甲氧补骨脂素后1～2小时，用长波紫外线照射，使DNA形成链间光加成物，表皮细胞DNA复制受抑制，延长细胞增殖周期。这类反应与免疫反应无关，需要较大剂量的紫外线照射后才能发生。 2. 光变态反应少数人单受日光（或人工紫外线）照射，或同时有已知外源光敏剂存在时，可能发生日光荨麻疹或接触性光过敏性皮炎。此类光敏反应与免疫反应有密切关系，已知外源光敏剂主要有卤化水杨酰苯胺、氯丙嗪和六氯酚、血卟啉类及叶绿素类。引起光变态反应的抗原或是由于光的照射而发生变化的皮肤蛋白或核酸，或是由于外源光敏剂吸收光能发生变化并同蛋白载体一起形成。引起光变态反应的光波域主要有长波紫外线的称围。 （六）杀菌作用 波长在300nm以下的紫外线有明显杀菌作用，而杀菌作用最强的为253～260nm。细菌或病毒的蛋白质和核酸能强烈吸收相应波长的紫外线，而使蛋白质发生变性离解，核酸中形成胸腺嘧啶二聚体，DNA结构和功能受损害，从而导致细菌和病毒的死亡。 （七）荧光反应 许多荧光物在紫外线的照射下，产生一定颜色的可见光。根据所的主的荧光，临床上有一定诊断意义。例如，血卟啉在UVA照射下产生桔红色荧光，花斑癣呈金黄色荧光，发癣呈鲜明的兰绿色荧光，四环素呈黄色荧光等。临床上可利用它检测瘤组织和某些皮肤病。

根据不同的治疗目的可用不同的紫外线照射剂量，达到不同的红斑反应。一次照射的面积和总照射次数亦不相同。一般常用的照射方法有以下两种：
（一）红斑量紫外线照射法及其治疗作用和临床应用
1.按不同治疗目的采用不同强度的红斑量开始照射，以后根据皮肤反应和病情适当增加剂量（约为前量的30％～50％），以达到经常保持红斑反应为目的。但在某些情况下如肉芽组织新鲜，并将长满伤口，需要促进上皮生长时，重复照射时反而要进行减量。此法用于局部照射治疗，每次照射面积一般在400～600cm2以内，每日或隔日1次，4～6次为一疗程。
2. 治疗作用
（1）增强防卫功能当机体受到超过生理水平的刺激时，就要动员防卫功能。红斑剂量的紫外线照射是一种较强的刺激，故可以起到动员机体防卫功能的作用。紫外线照射后产生组胺、类组胺等生物学高活性物质，经血液循环可作用到交感神经系统和垂体－肾上腺系统，因此，在一定程度上可加强全身性的适应和防卫功能。在红部位可加强皮肤的障壁功能，因而可提高对各种不良刺激的抵抗力。
（2）抗炎作用红斑剂量紫外线照射首先可加强红斑部位的血液和淋巴循环，加强新陈代谢，使组织温度升高，进一步动员皮肤内巨噬细胞系统的功能，增加抗体的生成，提高组织细胞活性，加强巨噬细胞的吞噬机能，使白细胞数量增加，且吞噬机能加强。近年关于紫外线治疗肺炎作用机理的研究发现：紫外线照射可稳定巨噬细胞和淋巴细胞内溶酶体的膜，提高其抵抗力，可加强中性粒细胞、淋巴细胞和巨噬细胞中核酸的合成，从而提高吞噬成分和淋巴成分的抗炎性能。临床实践证明：红斑量紫外线照射对肌肉和神经的风湿性炎症，或较浅在的、急、慢性化脓性炎症有良好的疗效。心脏或中枢神经系统急性炎症时，活动性肺结核时，加剧病灶的反应对该器官和整个机体不利，故不宜进行大面积红斑量紫外线照射。
（3）加速组织再生强红斑紫外线照射引起的细胞分解产物（如：氨基酸、嘌呤、核糖核酸、组胺等）可刺激成血管细胞和结缔组织细胞的成长，同时还可作为受损细胞的营养物质；弱红斑量紫外线照射可加强核酸的合成和加速细胞的分裂；中等红斑量紫外线照射后约3小时内DNA的合成和细胞分裂明显受到抑制，在数小时或1日内周复正常，随后出现DNA合成和细胞分裂的加速阶段，于2－3日内达高峰，以后逐渐恢复；由于紫外线红斑加强血液供给，提高血管壁的渗透性。故有利于血中营养物质进入损伤的组织内。改善细胞的再生条件。因此红斑量紫外线照射可加速组织再生，增强组织的反应性，加速伤口愈合。
（4）调节神经功能紫外线红斑有明显的镇痛作用。有人以优势法则解释这一作用的原理，即在一定部位造成强红斑反应，通过反射机制在中枢神经系统形成新的优势灶，由于负诱导可减弱另一部位的疼痛性质的病理优势灶。
在一定的脊髓节段部位，以红斑量紫外线照射（如领区中等红斑量紫外线照射），可调节与该节段相关的植物神经的功能，进而影响其所支配器官的营养和功能，并可反射性地调节中枢神经系统的功能。
紫外线红斑对交感神经节有“封闭”作用，即当其兴奋性升高时，以局部红斑量紫外线照射，可降低其兴奋性。
（5）治疗皮肤病红斑量紫外线照射对些皮肤病有明显治疗效果，其中特别对玫瑰糠疹、带状疱疹、花斑癣、毛囊炎和脓疱性皮炎等的疗效，尤为显著。对神经性皮炎、湿疹、体癣、银屑病、圆形脱发和白癜疯等也有一定疗效。这是由于红斑量紫外线照射，对皮肤组织有强烈的作用，引起皮肤组织一系列组织形态学和组织化学的变化。
（6）脱敏作用如上所述，红斑量紫外线照射，有抑制第Ⅰ型和第Ⅱ型变态反应的作用，其作用波段主要为中波紫外线。临床上可用以治疗支气管哮喘、荨麻疹、皮肤搔痒症、接触性皮炎等。
（7）影响胃肠等器官的功能红斑量紫外线照射后，可使局部组织的组胺类物质含量增加2～10倍，通过神经－体液机制可使胃的分泌功能增强2倍左右，胃的酸度提高100％～60％。另报告：亚红斑量紫外线照射可加强胃的分泌，而红斑量紫外线照射可减弱胃的分泌，故原理能不仅从体液方面解释，必须考虑有关的神经生理法则。此外，紫外线红斑可加强肠蠕动和子宫收缩。
（8）加强药物作用对风湿性关节炎患者用红斑量紫外线局部照射，可提高水杨酸钠的疗效。作用原理如下：水杨酸钠治疗风湿性关节炎是靠其组织内分解出的水杨酸，为此，组织内必须有足够的CO2和钠结合才能使水杨酸分解出来。在正常情况下，组织内CO2的含为6％左右，不足以产生这种反应，只有当炎症组织内CO2的含量达到17.5％以上时方能产生此反应，因此在急性风湿性关节炎时，水杨酸钠才有明显的抗风湿作用。对慢性风湿性关节炎患者，用红斑量紫外线照射使患部产生非特异性炎症，增加组织内CO2的含量，有利于水杨酸钠的分解，可提高药物疗效。
由于红斑量紫外线照射的部位血管的渗透性增加，血液循环改善，故静脉注入染料后，在红斑反应部位沉积较多，因此以红斑量紫外线照射患部，可以使药物较多地集中在病灶部位。
紫外线红斑的治疗作用和药物的治疗作用在统一的机体内还有互相加强的“协同作用”，为达到这一目的，必须注意一个基本前题：即紫外线照射的方法和剂量以及药物的选择和剂量必须适当。
（9）调节内分泌功能近年在动物实验和临床工作中证明：以中等红斑量紫外线交替照射腰背部两侧肾上腺区可促进交感－肾上腺系统和肾上腺皮质的功能正常化，从而提高机体的反应性，有利于一些病理进程的解除。这种照射方法已用于治疗哮喘、慢性支气管炎，慢性肺炎、风湿性及类风湿性关节炎等疾病。
3. 红斑量紫外线局部照射法的适应证
（1）急性化脓性炎症较浅表的软组织炎症，如疖、痈、急性蜂窝组织炎，急性乳腺炎，丹毒、急性淋巴结炎，淋巴管炎，急性静脉炎，以及某些非化脓性急性炎症，如肌炎，腱鞘炎，关节炎以及耳鼻喉科、口腔科化脓性炎症等。
（2）伤口及慢性溃疡
（3）急性风湿关节炎，肌炎，类风湿性关节炎。
（4）各种神经痛，神经炎，神经根炎及胃肠分泌功能紊乱。
（5）哮喘性支气管炎，慢性支气管炎，迂延性肺炎等。
（6）皮肤病如玫瑰糠疹，脓疱性皮炎，白癜风、脱发等。
（7）皮下瘀血斑。
（二）无红斑量紫外照射法及其治疗作用和临床应用
1. 方法用亚红斑量（少于一个生物量）开始照射。如1/8～1/2生物量开始，隔次或每隔2次增1/4～1/2生物量，达3～5个生物量为止，每日1次，20～24次为一个疗程。多用于全身照射。照射距离采用100cm。紫外线全身照射的剂量进度可分三种。即基本进度、缓慢进度和加速进度。一般多采用基本进度，对体弱和敏感性升高者，可用缓慢进度，对体质好者可用加速进度。（见表8.4.4，表8.4.5）
2. 治疗作用
（1）生成维生素D，预防和治疗佝偻病和骨软化症
当人体长期缺乏阳光照射时，由于紫外线的作用不足，体内维生素D含量减少，因而肠对钙、磷的吸收降低，食物中大量的钙和磷被排出体外。另一方面，为维持内各器官的功能血中必须保持一定量的钙和磷，因此必须从体内含有这些物质的组织中摄取，从而造成一些组织器官，特别是骨组织含钙量的减少，以致发生病变，在小儿患佝偻病，在成人，尤其是孕妇，则患软骨病。成人骨质缺钙时易骨折或易患骨髓炎。牙齿缺乏钙质时易生龋齿。由于缺钙，血管壁的通透性升高，易产生渗出性反应，故易患伤风、感冒或其他合并症。机体缺乏钙时，对结核杆菌的抵抗力下降，结核病已愈者易复发，未愈者钙化速度减慢。
维生素D又是神经的营养物质，是对大脑皮质的功能和氧化还原过程有重大影响的因子。当维生素D显著缺乏时，神经细胞的呼吸功能降低，氧化还原过程减弱，因此可抑制中枢神经系统的活动；另一方面，机体缺钙时中枢神经呈病理性的兴奋性升高，从而造成注意力不集中，脑力劳动效率下降。
维生素D3是人体重要免疫调节剂。
为防治人体接受紫外线的不足，维生素D缺乏，体内钙、磷代谢失调，以及在此基础上产生一些病变，紫外线照射是非常重要的防治措施。
（2）加强免疫功能作用
免疫系统是机体的一个复杂的适应系统，免疫反应是机体抵御抗原物质的侵袭，以维持体内免疫功能相对稳定，是机体和环境统一的一种表现，阳光中的紫外线经常作用于人体，对免疫系统的功能有重要的调节作用。若机体长期缺乏紫外线照射，可致免疫功能低下，对各种病原微生物的抵抗力减弱，故易患各种传染病，如皮肤化脓性症、感冒、流感、肺结核、气管炎、肺炎等，因此为了保证机体正常的免疫机能，经常的紫外线照射是必不可少的外界条件。
紫外线照射可使皮肤的杀菌力增强，血中各种体液免疫成分的含量增多，活性加强，白细胞吞噬机能加强。紫外线照射可加强抗体的生成，加速抗体的蓄积；可使血清中凝集素含量升高，而且降低较慢，若在接种前照射则这种效果更加明显。实验证明：紫外线照射可加强补体的活性，如用1/5或1/5生物量紫外线照射家兔，可使其血清补体滴度明显升高，在二周内升高到最高值并保持二周久。
紫外线照射可加强巨噬细胞系统的功能，提高巨噬细胞的吞噬活性。巨噬细胞能吞噬、消化、清除异物外，还参与免疫反应，它能把抗原或抗原的信息传递给淋巴细胞，从而促进抗体的生成。
不同波长的紫外线照射机体都可加强免疫功能，但长波紫外线照射比全光谱紫外线照射的效果更好；中波和长波紫外线照射较短波紫外线照射对免疫球蛋白的生成作用更强。阳光中的紫外线以含长波紫外线为主，故阳光照射对维持机体健康具有重要意义。
3. 无红斑量紫外线照射法的适应证紫外线照射不足者，维生素D缺乏症引起体内钙磷代谢失调的患者，如佝偻病、老年人、体弱，长期卧床骨质疏松患者；流感、伤风感冒，妊娠期缺乏维生素D，渗出性素质，营养不良。

1、概论
光量子血液疗法（The method of QuantumHemotherapy）属于物理治疗学范畴。该疗法在消毒抗凝条件下抽取病人少量静脉血（每公斤体重3－5ml），必要时也可用献血员同型静脉血，经体外在特制的光量子血疗仪中进行紫外线照射，充氧等处理后立即回输病人体内以治疗疾病。迄今，常用的紫外线光量子血液疗法的光辐射波谱是360～240nm紫外线波段，称紫外线照射血液疗法（Ultraviolet Irradiation of the Blood UIB）。后来，有人在照射血液同时给予充氧后回输病人体内故称紫外线照射充氧自血回输疗法（Auto transfusion of UV-Irradiated Oxygenated Blood AUIOB）(Аутотрансфизииулътрафилетово- Оьлученой кррви，Ауфок)。又有称它谓UBIO疗法（UV-BloodIrradiation of oxygenation）。
据记载1902年制成了第一台紫外线照射血液仪问世，静脉血后回输成功。1982年Hancock和Knott用经紫外线照射过的血液回输治愈一例濒于死亡的产褥感染溶血性链球菌脓败血症患者。并用链球菌培养物注入狗静脉行UBI疗法后未产生败血症。随后，该疗法在美国和欧洲及苏联迅速普及推广，用于治疗细菌和病毒性感染疾病，并取得良好疗效。1958年瑞士学者Wehrhi提出了“血源性氧化疗法”的概念，即将在体外经抗凝的静脉血液进行紫外线照射同时，予以充分的充氧，血液由暗红色变为鲜红色后立即回输给病人，如此提高了这一疗法的疗效，扩大了适应范围。但自抗菌素问世后，这一疗法逐渐被抗菌素取代。近十余年来，由于抗菌素耐药菌珠的传播，和对病毒感染缺乏有效措施及抗菌素的毒副作用等原因，UBIO疗法又重新引起国际医学界的重视，并扩大应用范围，深入研究作用机理，在美国虽未再用UBIO治疗感染性疾病，但根据实验研究又提出紫外线照射血液成分输入可预防输血免疫及其引起的难治状态。
在国内1986年在第四军医大学西京医院血库首先研制产生了第一台国产紫外线血液照射回输仪，栗氏等首先报告了UBIO治疗脑病取得明显疗效的经验，为某些神经系统疾病提供了一种有效的治疗方法，此后该疗法在国内迅速得到推广。
2.治疗作用
UBIO疗法对多种疾病也取得了良好的疗效，其作用机理已涉及到光物理学，光化学，光生物学，光生物化学和免疫学等多学科的范畴，根据一些学者的研究认为有以下几方面的作用。
（1）增强机体免疫机能和杀灭微生物作用:有关感染免疫研究发现，UBIO可使血液中白细胞数正化，噬菌能力增强，使T淋巴细胞增至204％，T活性淋巴细胞增加170％，调理数增加78％。嗜碱性及嗜中性粒细胞数上升。不仅具有明显的杀菌作用，还能灭活细菌和病毒等微生物在人体内产生的毒素；激活免疫系统，增强机体抗感染能力；此外，它还有平衡体液免疫的效能，可使IgG升高，IgA和IgM相应降低，激活补体系统，调节免疫系统的其它复合物。紫外线照射血液后其杀菌作用最显著的波段在300nm以下，其中波长254－259nm的UVC段与微生物内核酸的吸收光谱相符，细菌和病毒的核酸中的嘌呤和嘧啶对波长260nm的UVC吸收最强；波长254nm的紫外线主要被核蛋白吸收后分解变性而致细菌或病毒死亡；波长280nm－320nm的紫外线的杀菌作用则与其破坏细菌细胞的蛋白质结构有关。紫外线还有抑制细菌或病毒内的许多酶的活性等作用。
（2）提高血红蛋白的氧饱和度，增强组织对氧和能量的利用。UBIO能促进患者体内红细胞生成加快，体积增大，氧合能力加大，于照射3－5分钟即达最大值，并可持续30天。紫外线照射和充氧1分钟，相当于血液在空气中氧合20－30小时。UBIO后，血液内可能产生某些具有催化作用的物质，激活酶原和未起作用的酶，改善组织和氧化还原反应，以增强组织对氧和能量的利用。
（3）改善血液流变学和微循环，UBIO使血液嗜碱性粒细胞上升明显，提高了血液中游离肝素水平，使红细胞聚集性降低，变形能力增强，血小板聚集力和血液粘度下降,有利于血液流变学和微循环的改善。动物实验证明UBIO可增加大鼠缺血脑组织rCBF，减轻脑水肿，调节脑血管的功能状态。急性脑梗塞患者用UBIO治疗后，颈部血流及脑组织的rCBF及CBF均明显增加。有人认为UBIO是迄今为止矫正血液流变学障碍的最佳方法之一。
（4）改善血液物质代谢和血管壁状态。UBIO可以降低血糖，尿酸，胆红质，乳酸及丙酮酸等物质；可降低血浆中脂质过氧化产物丙二醛（MDA）和血栓素B2（TXB2）的水平，提高血浆和红细胞SOD活性以及血浆6-keto-PGF1（6酮前列腺素F1）水平，增强体内抗氧化酶活性，消除自由基和脂质过氧化物和中分子等血中代谢产物，减轻了自由基对机体的损伤。由于UBIO使红细胞数量增加，血小板聚集活性降低，从而使血管壁状态得到改善，为防治动脉粥样硬化提供了理论依据。
（5）预防输血免疫及其难治状态。由于输血液制品后可导致输入细胞上的同种抗原对受血者的免疫效应，当受血者再次接触这种抗时逐渐发展成为输血难治状态。紫外线照射特别UBIO可破坏白细胞，也就是破坏输血细胞中抗原表达细胞的活力，这正是预防同种免疫及其难治状态的关键。研究证明UV照射可灭活Ⅰ树突状细胞，使宿主无排异反应。
3.治疗方法
UBIO疗法有三个主要步骤组成
（1）采血（或抽血）：在严密消毒情况下抽取患者自身适量静脉血，成人每次200ml，小儿按每次每公斤体重2－4ml，婴幼儿约30－50ml，装入无菌血袋内，袋内装有抽血总量1/5－1/4的2.5％枸椽酸钠抗凝剂，边抽边轻摇血袋使之充分与抗凝剂混和。
（2）血液由血袋流入石英玻璃罐内，将它置于UBIO治疗仪内，进行紫外线照射，剂量一般为10个生物量或10J/cm2。照射同时充氧流量为5立升/min，10分钟。
（3）照射毕将血液回输入原无菌血袋后，再经原抽血输液器经静脉回输给患者。按病人情况调整输血速度。
全过程必须确保无菌操作，严防污染。所用紫外线波长为240nm－360nm，国内有的仪器采用280－577nm，每日或隔日照射一次，5－10次为一疗程，最多可连续治疗20余次。全套输液器除石英玻璃罐外均为一次性用品，石英玻璃罐每次用后须用灭菌、灭病毒及清洁剂彻底处理清洗后高压消毒。
４.主要适应证与禁忌证
（1）细菌和病毒感染性疾病：如软组织化脓性感染，急性腹膜炎，急性手术后肺炎及肺脓肿，感染中毒性休克，败血症等。
（2）急慢性脑病及其后遗症：如急性感染性中毒性脑病，一氧化碳中毒性脑病，急性感染性多发性神经根炎，脑脊髓外伤及其后遗症，脑梗塞脑出血恢复期等。
（3）缺血性心脏病，四肢动脉供血不足等。
（4）其他：肺心病，胃十二指肠溃疡，糖尿病，银屑病及五官科某些疾病。
禁忌证：
（1）日晒病（2）血卟啉病（3）着色性干皮病（4）Fanconi综合症（5）系统性红斑狼疮（6）凝血机制障碍有出血倾向者（7）严重过敏者（8）严重心功能不全者应慎重（9）禁忌与某些药物并用（如氨卞青霉素等）。
5. 不良反应
（1）少数病人偶有短时轻微发热、发冷、口干、舌燥，嗜睡及轻度头昏等，但很快消退。可能与输血输液器清洗不彻底有关。
（2）采用异体血液治疗时可有荨麻疹发生。
（3）据国内外报道及本科实验研究，UBIO法采用目前剂量尚未见对细胞遗传毒理学，免疫和体细胞致突、致畸变化。
6. 注意事项
（1）严格执行适应证、禁忌证
（2）严格执行三查七对及操作规章制度，执行输血输液规定，完全杜绝输错血的事故。
（3）切实做到各个环节的无菌操作技术，严防交叉感染和污染。采用血袋用前严格检查有无裂隙和漏水，漏气；袋内抗凝剂是否合用，所用血袋，输血胶管和输血针头等均应一次性使用。石英玻璃罐清洁消毒彻底等以保安全。
（4）治前对病人作好解释和心理治疗。
（5）对某些中毒病人或小孩、体弱者，可用无配血禁忌的同血型献血员鲜血代替。
7. 展望和尚待解决的问题
（1）UBIO疗法适应证还会扩大。众多疾病的急性期和慢性期恢复期的康复治疗有良好苗头。
（2）可能用于疾病预防或保健。
（3）作用机理有待严格深入研究。
（4）波谱，剂量，治疗、间隔时间等亟待研究优化。输液用具必须向一次性用品改进。目前石英罐的消毒，彻底清洗等问题亟待研究改进。
（郭友池）
[附]处方举例
（1）紫外线局部照射红肿区周围2厘米
距离：50cm，8＋2→12生物剂量，隔日1次，共3次。
适应证　急性组织蜂窝炎
（2）紫外线照射两手背部
距离：50cm，20＋5→40生物剂量，每日1次共5次。
适应证　冻疮（三度）
（3）紫外线穴位照射
第一组：身柱、肺俞（双）、膏盲（双）、列缺（双）；
第二组：膻中、中府（双）、俞府（双）、尺泽（双）；
距离：50cm，4＋1→6生物剂量，两组交替照射，隔日1次，共6次。
适应证　慢性气管炎
（4）紫外线照射，多孔法，胸、背、腰、腹四区交替进行。
距离：50cm，3＋1→4生物剂量，隔2日照射1区，共8次。
适应证　小儿营养不良
（5）紫外线照射双上肢和双下肢，交替进行
距离：50cm，1/2＋1/2→4生物剂量，每日照射一次，共16次。
适应证　多发性末稍神经炎
（6）紫外线照射乳腺区
距离50cm，2＋1/2→生物剂量，隔日1次，共5次。
适应证　产后缺乳
（7）紫外线照射病变区及周围2厘米和相应的脊神经根部。
距离：50cm，8＋2→12生物剂量，隔日1次，共3次。
适应证　带状疱疹
（8）紫外线照射眼部（眼睑闭合）
距离：50cm，0.5、0.75、1.0生物剂量，每日1次，共3次。
适应证　麦粒肿
（9）水冷式紫外线灯照射中耳部
采用耳道导子，5＋1→10生物剂量，每日1次，共6次。
适应证　中耳炎
（10）水冷式紫外线灯照射咽部
采用咽导子，4＋1→8生物剂量，隔日1次，共5次。
适应证　慢性咽炎

小剂量紫外线照射对眼不仅无害，而且可用于治疗角膜溃疡等使之加速痊愈和减轻后遗症；大剂量的紫外线照射则可引起光感性眼炎、即角膜、结膜的非特异性炎症。在一定的剂量条件下，波长愈短对眼的致伤作用愈强，波长254nm的紫外线比波长300nm的紫外线对眼的致作用强10倍。紫外线照射过量引起的光感性眼炎，可产生疼痛、畏光、流泪等刺激症状，一般在照后5－10小时后逐渐消失，无后遗症。

阳光中的紫外线有杀菌作用，而且直射阳光的杀菌作用远较散射阳光为强。据观察在夏秋季的12－15点钟，即在自然界中紫外线辅射强度大的时间内，空气中微生物含量比在早晨和傍晚减少3倍左右；白天随紫外线辐射强度的增加，革兰氏阳性和阴性球菌、杆菌在空气中的含量显着下降，形成色素的细菌的抵抗力较大，其在空气中的绝对含量有所减少。阳光中紫外线辐射对厌氧杆菌芽胞和霉菌芽胞在空气中的含量几乎无任何影响。 紫外线杀菌作用显着的部分在波长300nm以下，其中波长254－257nm的紫外线杀菌作用最强；阳光中紫外线波长在300nm以上，故杀菌作用弱；低压水银石英灯（紫外线灭菌灯）辐射成分中80％为波长254nm的紫外线，故有很强的杀菌作用；其管壁又能将波长短于200nm的紫外线吸收；故产生臭氧。 影响紫外线杀菌效果的主要因素，各种细菌以及每种细菌的不同生长阶段对紫外线作用的感受性有一定差别。大多数革兰氏阳性菌比阴性菌的感受性大，球菌比杆菌的感受性大，结核杆菌有显著的耐受性，幼稚的细菌较繁殖已久的细菌敏感，生长芽胞的细菌比繁殖型细菌对紫外线的耐受性强，杀死细菌芽胞比杀死细菌的剂量要增大数倍，甚至近10倍，例如用紫外线照射杀死炭疽杆菌的芽胞比杀死繁殖中的炭疽杆菌多3－4倍的时间，杀死大肠杆菌芽胞比杀死大肠杆菌的剂量需要增大8倍，酵母菌和霉菌比其它细菌对紫外线的耐受性强，霉菌芽胞对紫外线有很大的抵抗力。紫外线的杀菌效果与其照射强度和总的照射量有关。照射剂量（照射强度和照射时间的乘积）增加时，杀死细菌的数量增多，但被杀死细菌的百分经并不与照射剂量成比例的增加。相当小的剂量也可杀死少数细菌；如细菌量多，甚至用相当大的剂量照射仍有部分细菌免于死亡，我科曾经观察了紫外线对不同浓度的绿脓杆菌的杀菌效果，结论与上述一致。应当注意极小剂量的紫外线照射可刺激细菌的增长和繁殖。照射时环境的温度降低，细菌的抵抗力增加，紫外线的杀菌作用减弱，低于摄氏零度时，杀菌作用几乎停止。 紫外线的杀菌作用原理与其核酸、蛋白质及酶的作用有关，短波紫外线能破坏细胞或病毒的核酸结构和功能。核酸的吸收光谱与紫外线的杀菌作用光谱几乎完全吻合，核酸中嘌呤和嘧啶对波长260mu的紫外线吸收最强；波长254mu的紫外线主要被核蛋白吸收。核酸吸收短波紫外线后，紫外线的量子破坏核酸分子中的一个或数个化学健，造成核酸或核蛋白的分解或变性，使之失去正常功能，造成细菌和病毒的死亡或变异。此外，紫外线照射尚能影响细菌和病毒中许多酶的活性，使其蛋白分子的结构和功能产生改变，影响蛋白质及核酸的代谢合成，亦可使细菌或病毒的毒性减弱，甚至死亡。 四、设备与治疗方法 （一）紫外线光源 1. 高压水银石英灯又称氩水银石英灯，是最常用的人工紫外线光源，有多种类型，例如： 立地式紫外线灯：全身或局部照射用； 手提式紫外线灯：局部照射用； 塔式紫外线灯：集体全身照射用： 水冷式紫外线灯：主要用于体腔照射。 高压水银石英灯的辐射成分约含45％－50％的可见光线（主要是绿色部分），50％～55％的紫外线、主要是A、B波段，其中辐射最强的在365nm和313nm。 2.低压水银石英灯：即紫外线杀菌灯，主要产生短波（C波段）紫外线辐射，有明显的杀菌作用。 3.冷光水银石英灯：其工作状态近于低压水银石英灯，辐射的光线中约85％为波长254nm的紫外线，有明显的杀菌作用，常用于体腔粘漠及小面积皮肤的直接接触或近距离照射。 （二）紫外线灯的操作方法 1.照射部位涂有药物时，应先清除；照射疮面有坏死组织及脓性分泌物时，应先清洁疮面；照射头部，宜剃发。 2.取适当体位，暴露照射部位，并将周围用布巾遮盖，难遮盖部位可涂一层薄凡士林，加以防护。 3. 患者需戴防护眼镜或用纱布遮盖眼部。 4.灯管置于照射部位的垂直位置，准确测量灯管与被照射部位的距离。 5. 必须准确掌握照射时间。 6.照射完毕，将灯头移到另一适当位置后，再打开布巾，嘱患者离开。 附：注意事项 1.紫外线辐射可使空气产生臭氧，因而治疗室应通风良好。 2. 患者在治疗过程中，需用同一灯管照射。 3.对初次接受治疗者，事先应说明照射后的反应。 4. 操作者亦须戴防护眼镜。 5.应预约患者统一时间照射，以减少开闭灯管的次数。 6.电压波动影响紫外线的强度和灯管的使用时间，所以应配稳压器。 7.注意保持灯管清洁，防止灰尘积存，勿用手摸灯管壁，以免污染管壁影响紫外线透过，每日使用前宜用95％酒精棉签或干细绒布拭管壁一次。 应经常检查水冷式体腔紫外线灯的水冷系统是否良好，如有故障不得开灯。 8.建立登记卡片，填写使用日期、时间和每次维修情况。 （三）生物剂量测定法 1. 生物剂量测定器长方形或圆形（小儿用）薄金属板（或X光胶片），中间挖6或8个长方形孔，每孔为1.5×0.5厘米，孔距0.5厘米，上置一可将各孔遮盖及暴露的活动板（图8.4）。测量时，将其放在一定部位上，用布巾遮盖周围。幼儿生物剂量测定器（如图8.4.3）。

图8.4.2 生物剂量测定器	图8.4.3 幼儿生物剂量测定器

2. 测定部位一般多选下腹部，也可选用上、下背部或胸部（因这些部位对紫外线较敏感）。 3. 测定方法将紫外线垂直对准测定器，灯管与皮肤的距离为50cm，然后打开第一孔，照射一定时间后，再打开第二个小孔，以此类推，直至各孔全部开放，照射完毕时，第一孔照射时间最长，而最后一孔照射时间最短。 阈红斑反应的观察原则上对紫外线照射后的红斑反应做动态观察，即在照射后6、8、10、12小时观察红斑反应。但实际上有困难，一般多在第二天观察红斑反应，这时观察到的最弱红斑，并非真正的阈红斑，在观察时，多以照射后24小时所见到的最弱红斑的前一小孔的照射时间定为阈红斑量。 （四）各种局部照射法 1. 病变部照射例如小腿部丹毒的紫外线照射：患者仰卧，照射丹毒病变区及其周围健康皮肤约5～6厘米（紫外线治疗丹毒时，照射病变周围健康皮肤的范围应当广些！）8～10生物剂量开始，每日或隔日照射1次，1疗程照射6～8次（图8.4.4）。 2. 节段部照射法照射躯体的相应节段，反射性地引起该节段支配的某些内脏器官功能变化，如领区照射法可用于调节中枢神经系统的功能等；照射乳腺区可用以反射性治疗盆腔疾患等。一般照射3～4个生物剂量。 3. 分区照射法将治疗部位分成数区，依次进行，常在照射面积超过600～800cm2时用之，如坐骨神经疾患，用紫外线照射腰骶神经丛分布区，分四区照射：第一区棗全部腰骶区，6～8生物剂量；第二区棗臀部，8～10生物剂量；第三区棗大腿后部，8～10生物剂量；第四区棗小腿后部，8～12生物剂量。 4. 中心加量照射法应用大剂量紫外线（超红斑量）照射病灶局部，同时用适当红斑量照射病灶周围5～10厘米范围的健康皮肤。创面感染控制后，可减少紫外线的剂量。此法多用于急性皮肤感染。 liliaoxue128.jpg小腿部丹毒的紫外线照射 图8.4.4小腿部丹毒的紫外线照射 5. 多孔照射法 用900cm2的白布，制成150～200个面积为1cm2的圆孔，孔间距离为1cm；小儿用的多孔巾面积、孔数、孔径均应适当缩减。将孔巾置于局部进行照射，成人自4～6生物剂量开始，小儿自3～4个生物剂量开始，可每日或隔1～2日照射1次。再次照射，应更换照孔部位，共照射6～10次。 6. 穴位照射法 需制备孔洞直径约为1.5cm的孔巾，孔的位置及数目可根据照射不同部位的俞穴设计，自4～6生物剂量开始，每日或隔日照射一次，每穴可照射4～6次。 （五）全身照射法 1. 全身照射的剂量初次照射的最大允许剂量应小于1个生物剂量，即采用亚红斑量照射、随机体对紫外线照射的逐渐适应，可逐渐增加至疗程结束时达到3～5生物剂量，紫外线全身照射的剂量进度可分三种：即基本进度、缓慢进度和加速进度（表8.4.4）。一般多采用基本进度；对体弱和敏感性升高者，可用缓慢进度；对体质好而健康者做为预防的目的可用加速进度。小儿紫外线照射与成人不同（表8.4.5）。 2. 单人全身照射法取卧位，分前、后两面照射，被照射者戴防护眼镜。灯管中心应对向大腿的上1/3处，距离100cm。（图8.4.5；图8.4.6）。

图8.4.5 单人全身紫外线照射法(前面)	图8.4.6 单人全身紫外线照射法(后面)

3. 集体照射方法 （1）塔式紫外线灯集体照射法 采用大功率（100W）塔式石英灯（无反射罩、直立）可作集体全身照射（图8.4.7）。灯与地面距离为120cm，在距灯2.5～3m处站25～30人围成圆形，分别照射身体前、后面，在距灯3m处照射2～3分钟约相当于1个生物剂量。 （2）普通紫外线灯集体照射法若光溶室面积不大，照射人数不多时，可用功率较小的普通紫外线灯，将不带罩的灯管垂直置于支架上，其位置高低可以支架高度调节。集体照射时灯管中心应对向大腿部，其有效半径为1～1.5m，周围可照射8～12人。还可将带罩的灯管置于长廊的墙壁上，每隔1～1.5m安装一个，照射时灯距1.5～1m。照射剂量从1/4～1/2生物剂量开始,逐渐增加到3～4个生物剂量，隔日照射1次，1个疗程可照射15～20次。 表8.4.4 成人紫外线全身照射进度

基 本 进 度		加 速 进 度		缓 慢 进 度
照射顺序	生物量	照射顺序	生物量	照射顺序	生物量
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20	1/4 1/2 1/2 1 1 11/2 11/2 2 2 21/2 21/2 3* 3 31/2 31/2 4 4 4 4 4	1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15	1/2 1 11/2 2 21/2 3 31/2 4** 41/2 5 5 5 5 5 5	1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24	1/3 1/3 1/4 1/4 1/2 1/2 1/2 1 1 1 11/2 11/2 11/2 2*** 2 2 21/2 21/2 21/2 3 3 3 3 3

说明：1.照前测定生物量； 2.所有照射的距离均为100厘米，照射时间根据灯管平均生物量计算； 3.*可不再增加剂量，继续照射4～5次； **进一步照射进可不再增加剂量； ***可不再增加剂量，继续照射4～5次。 表8.4.5 小儿紫外线全身照射进度

照射顺序	自1/4生物量开始，照射结束时分别达到以下三种剂量
	2生物量		3生物量		4生物量
	生物量	照射时间（分）	生物量	照射时间（分）	生物量	照射时间（分）
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20	1/4 1/4 1/2 1/2 1/2 3/4 3/4 3/4 1 1 1 11/4 11/4 11/4 11/2 11/2 13/4 13/4 2 2	1/2 1/2 1 1 1 11/2 11/2 11/2 2 2 2 21/2 21/2 21/2 3 3 31/2 31/2 4 4	1/4 1/4 1/2 1/2 3/4 3/4 1 1 11/4 11/4 11/2 11/2 13/4 13/4 2 2 21/2 21/2 3 3	1/2 1/2 1 1 11/2 11/2 2 2 21/2 21/2 3 3 31/2 31/2 4 4 5 5 6 6	1/4 1/2 1/2 3/4 1 1 11/4 11/2 11/2 13/4 2 2 21/2 21/2 3 3 31/2 31/2 4 4	1/2 1 1 11/2 2 2 21/2 3 3 31/2 4 4 5 5 6 6 7 7 8 8

说明：①所有照射的距离均为100cm； ②照射时间是按生物量为50cm，30秒换算的。 （六）水冷式紫外线灯照射方法 1. 照射剂量水冷式高压水银石英灯照射皮肤后的红斑分级与前述原则相同，新灯一般只需照射2～6秒，即可达1个生物剂量。 以水冷式高压水银石英灯直接接触法照射时，下腹部皮肤的平均生物剂量为1.54秒，粘膜的平均生物剂量为4.31秒，相差2.8倍多，多数情况下，粘膜的生物剂量相当于皮肤的1～1.5倍。 灯管使用一个时期后，或在每次调节强度稳压器（提高灯管两端离压，增加灯管工作电流）之后，均应重复测定平均生物剂量。测定部位选前臂屈侧为宜。 水冷式紫外线灯有各型石英玻璃导子，由于导子的长度及横断面积大小不一，紫外线在通过石英导子时，其辐射强度减弱，尤其通过短波紫外线时更为明显。厚度10的石英玻璃对波长306.5nm、251nm和207nm的紫外线的透射率依次为96.5％、68.6％和46.5％。因此在应用各型导子时，应分别测定各型导子的生物剂量。照射创面时，不宜加用导子。 2. 照射方法照射溃疡创面及窦道前应先清除分泌物。照射时应保护周围皮肤，非粘膜区应涂凡士林加以保护。照射粘膜时，至少应增皮肤剂量的50％。 （1）短距离照射法不加石英导子，灯头距被照射部位在10cm以内。常用于照射溃疡面与感染创面，照射时应包括周围健康皮肤1～2cm。 （2）压迫照射法灯头外面石英玻璃窗或皮肤导子直接压迫治疗部位进行照射。 （3）体腔照射法根据治疗部位，选用石英导子，将导子放入体腔内照射，如治疗急性咽炎时，紫外线经石英导子照射咽后壁（图8.4.8）。 3. 操作方法 （1）首先应向盛水箱内加满蒸馏水（约1000ml），然后开动马达，此时在灯头内有水流动，如有气泡可使灯头向下使之排出，否则影响辐射强度。 （2）开动马达三分钟后，可开灯，如灯管不亮可按启动扭，过五分钟灯管辐射强度稳定之后方可进行。在等待患者期间，应将装在灯头上固定架的小窗关闭。 （3）治疗结束时，应先将灯头熄灭，继续使冷却系统工作3～5分钟，方可关闭，第二次开灯应待灯头冷却后方可。 （4）一次连续使用不得超过1小时，夏季气温高时使用宜缩短。 （5）循环水应每天更换。 （6）体腔、窦道治疗用的各型导子，应以75％酒精浸泡消毒后，擦干待用。

激光即由受激辐射的光放大而产生的光，又称莱塞（Laser是英语“Light Amplification by stimulatedEmission of Radiation”的几个前缀的缩写）。
激光技术的成功被认为是本世纪最重大的四项科学成果之一（即原子能、半导体、计算机、激光）。
早在1949年美国物理学家朗斯（Lyons）首先发现氨分子在振动过程中释放出频率为24,000MHz的电磁波，其波长为1.25cm，位于微波波段。因此，人们断定氨分子的能级之间的能量相差相当于一个波长为1.25cm的光子，或低能级的氨分子吸收了一个1.25cm的波长的光子后被激发到高能级上去。1953年美国物理学家汤斯（Towns）设法将处于高能级的氨分子分离出来，然后用相应能量的微波光子激励它们，射入的是很少的几个微波光子，射出的却是大批的同样的光子，射出的微波束被放大了许多倍。这就是激光受激辐射的原理。1960年美国物理学家梅曼（Maiman）用这个原理制成了第一台红宝石激光器。同年伊朗籍物理学家贾范(Javan)相继制成了氦－氖激光器。
激光刚一出现，它的发展前景就引起人们的强烈兴趣，不久就相继出现了数百种能发射不同波长的相干光的激光器。1964年美国卡斯珀（Kasper）制成了第一台化学激光器。1966年兰卡德（Lankard）等人首先制成了有机染料激光器，到目前为止，全世界已生产了几千种类型的激光器，并研制成了高压气体激光器、气动激光器、高功率化学激光器、准分子激光器，自由电子激光器和X线激光器等新品种。目前激光器输出功率最大可达1013W，最小为mw。
激光问世后，很快受到医学和生物学界的极大重视。1961年扎雷特(Zaret)，以后坎贝尔（Campbell）等人相继用激光研究视网膜剥离焊接术，并很快被用于临床。目前激光在临床上除气化、凝固、烧灼、光刀、焊接、照射等治疗应用外，在诊断和基础理论研究方面出现了许多新技术，如激光荧光显微检查，激光微束照射单细胞显微检查技术，激光显微光谱分析，生物全息摄影及细胞或分子水平的激光检测和微光手术等充分显示激光一系列独特性能。激光配合导光纤维的应用对各种体腔内肿瘤及其他疾患的诊治，以及结合各种内窥镜进行激光光敏疗法诊治腔内肿瘤新技术提供有利手段。目前已研究利用激光治疗心脏疾病和血管内斑块栓塞，包括冠状动脉粥样硬化阻塞后的激光血管再通已获初步成功。
基于医用激光的迅速发展，在激光生物医学领域中形成了一些专门学科，如激光分子生物学，激光细胞学，激光人体生理学，激光诊断学，激光治疗学，医用激光工艺学，激光防护学，分子生物激光工程学等。在诊治方面，激光已用于每一临床学科，最近据有人预测到本世纪末，应用激光技术诊治疾病的新方法将超过传统的诊治方法，激光技术将引起内外科治疗的一场“革命”。预计在本世纪末的五至十年内，激光技术将广泛应用于发现和治疗癌瘤，进行咽喉外科手术以及缝合血管、神经、肌腱和皮肤，治疗动脉硬化斑、血管栓塞和内科、皮肤科等的许多疾病。

白炽灯、日光灯、高压脉冲氙灯、激光灯的发光现象，都是光源系统中原子（或分子、离子）内部能量变化的结果。原子的能级结构是发光现象的物质基础，激光的产生，不外乎通过以下几个过程和步骤：
（一）激发
一般原子系统中，绝大多数的原子不是处于低能级的基态，而是处于高能级的激发状态的原子数目，相比之下是非常少的。例如：在室温（27～28℃）的情况下，红宝石晶体中处于基态的铬离子数目为激发态的1030倍，因此，红宝石铬离子基本上是处于基态的。如果要使这些处于基态的粒子产生辐射作用，首先必须把这些基态上的粒子激发到高能级去，从低能级到高级去的这一过程称为激发或抽运。这个吸收能量的过程，称做光的受激吸收（图4-26-4）。激发的方法很多，主要是给基态粒子外加一定能量，例如光照、电子碰撞、分解或化合以及加热等。基态粒子吸收能量后即被激发，例如红宝石激发器就是脉冲氙灯照射的方法施加光能,使铬离子从基态激发到高能级的激发态上。又如氦－氖激光器通过电子与氦原子碰撞，使氦原子获得能量。氦原子通过碰撞又将能量传给氖原子，氖原子获得能量后从基态激发到高能级去。化学激发器是用分解或化合的方法作为激发能源。
liliaoxue131.jpg激光（吸收能量）
图4-26-4 激光（吸收能量）
由于原子内部结构的不同，在相同的外界条件下，原子从基态被激发到各个高能级去的可能性是不一致的。通常把原子从基态激发到某一能级上去的可能性，叫做该能级的“激发机率”。各能级的激发机率是不同的，有的很大，有的很小，这种机率取决于物质自身的性质。
（二）辐射
原子（或分子、离子）总是力图使自己的能量状态处于基态上，被激发到高能级后的粒子，力图回到基态上去，与此同时放出激发时所吸收的能量。基态是粒子能量最平衡最稳定的状态，从高级回到低能级去的过程称为跃迁，跃迁时释放的能量即辐射。跃迁的形式有以下几种：
1. 自发跃迁　不受外界能量的影响，只是由于原子内部运动规律所导致的跃迁称为自发跃迁。这种跃迁释放能量的形式又有两种：一种是变为热运动释放能量，叫做无辐射跃迁；另一种是以光的形式将能量辐射出来，叫做自发辐射跃迁（图4-26-5）。自发辐射出来的光频率γ，由发生跃迁的两能级间之能量差所决定。
liliaoxue132.jpg自发辐射（释放能量）
图4-26－5　自发辐射（释放能量）
普通光源如白炽灯、日光灯、高压水银灯、氙灯等都是通过自发跃迁辐射产生光，这种光是非相干光。
2. 受激跃迁　由于入射光子的感应或激励，导致激发原子从高能级跃迁到低能级去，这个过程称为受激跃迁或感应跃迁。这种跃迁辐射叫做“受激辐射”。受激辐射出来的光子与入射光子有着同样的特征，如频率、相位、振辐以及传播方向等完全一样。这种相同性就决定了受激辐射光的相干性。入射一个光子引起一个激发原子受激跃迁，在跃迁过程中，辐射出两个同样的光子，这两个同样的光子又去激励其它激发原子发生受激跃迁，因而又获得4个同样的光子。如此反应下去，在很短的时间内，辐射出来大量同模样、同性能的光子，这个过程称为“雪崩”。雪崩就是受激辐射光的放大过程。受激辐射光是相干光，相干光有叠加效应，因此合成光的振幅加大，表现为光的高亮度性（图4-26-6）。
liliaoxue133.jpg受激辐射（释放能量）
图4-26－6　受激辐射（释放能量）
激发寿命与跃迁机率取决于物质种类的不同。处于基态的原子可以长期的存在下去，但原子激发到高能级的激发态上去以后，它会很快地并且自发地跃迁回到低能级去。在高能级上滞留的平均时间，称为原子在该能级上的“平均寿命”，通常以符号“τ”表示。一般说，原子处于激发态的时间是非常短的，约为10－8秒。
激发系统在1秒内跃迁回基态的原子数目称为“跃迁机率”，通常以“A”表示。大多数同种原子的平均跃迁机率都有固定的数值。跃迁率A与平均寿命τ的关系：
A＝1/τ
由于原子内部结构的特殊性，决定了各能级的平均寿命长短不等。例如红宝石中的铬离子E3的寿命非常短，只有10－9秒，而E2的寿命比较长，约为数秒。寿命较长的能级称为“亚稳态”。具有亚稳态原子、离子或分子的物质，是产生激光的工作物质，因亚稳态能更好地为粒子数反转创造条件。
（三）粒子数反转和激光的形成
当光子通过某一介质时，它可能被原子（或离子、分子）所吸收，从而使原子从低能级激发到高能级去，这个过程称为“共振吸收”或称光的受激吸收。另外，入射光也能引起处于高能级的原子发生受激辐射。
在一般情况下，处于低能级的原子数目远远超过处于高能级的原子数目。要想得到受激辐射，就必须先使原子（或离子、分子）激发到高能级去。人为地施加一定能量，使高能级上具有较多的粒子数分布，这种状态称为“粒子数反转”。产生粒子数反转的物质就称为活性物质。如何实现粒子数反转，下面以红宝石激光器为例加以说明。
红宝石激光器的激发是通过氙灯输送能量。E1、E2、E3是铬离子相对应的三个能级，使铬离子从基态E1激发到共振吸收带E3上去，形成了E3对E2粒子数反转（图4-26-7（1））。但是由于E3的寿命很短（即自发跃迁机率很大），因此铬离子的能级就很快地并且以无辐射跃迁的形式落入E2中，同时放出热能。E2是寿命较长的亚稳态，跃迁机率较小，因此E2就积聚了大量的铬离子。当氙灯光足够时，则E2上的粒子（铬离子）数就大为增加，此时E2对E1来说就出现了粒子数反转（图4-26-7（2））。若用E2与E1间跃迁相对应频率[γ＝（E2-E1）/h]的光子引发时，上述活性系统就可产生E2对E1的受激辐射。受激辐射可以使光放大，这种放大是由于该系统受激发时从外部吸收的能量和引发的能量一举放出的结果，如图4-26-8所示。
liliaoxue134.jpg粒子数反转
图4-26-7 粒子数反转
处于粒子数反转状态的活性系统，可以产生“雪崩”。雪崩过程可以使光再次放大。该过程的继续进行，必须通过一定的装置，这种装置就是光学共振腔。从共振腔中持续发出来的、特征完全相同的大量光子就是激光。
（四）光学共振腔
激光所以具有良好的单色性、方向性以及较高的亮度，主要是取决于光学共振腔的作用。于工作物质的两端加上两快相互平行的反光镜，其中一块是全反射镜，另一块是半反射镜，这就是光学共振腔的主要结构（图4-26-9）。
在光学共振腔中的活性物质，受到外加能量的激励而产生的光子可以射向各个方向，但其中传播方向与反射镜垂直者，则在介质中来回反射振荡。在反射振荡的过程中，引发介质中其它活性物质点受激辐射，因此这种辐射的强度越来越大。由于受激辐射反复振荡产生的大量光子都具有相同的特征和一致的传播方向，因此决定了激光具有良好的单色性和准直的定向性。又由于光子来回不断地进行振荡，辐射强度借以得到极度的增大，因此又保证了激光的高度性。激光在光学共振腔中形成的过程如图4-26-10所示。
liliaoxue135.jpg光的吸收与放大
图4-26-8　光的吸收与放大
liliaoxue136.jpg光学共振腔示意图
图4-26-9　光学共振腔示意图

应着重指出，激光本质上和普遍光线没有什么区别，它也可受光的反射、折射、吸收、透射等物理规律的制约。但是由于激光的产生形式不同于一般光线，故它具有一些特点。
（一）激光的高亮度性
一般规律认为，光源在单位面积上向某一方向的单位立体角内发射的功率，就称为光源在该方向上的亮度。激光在亮度上的提高主要是靠光线在发射方向上的高度集中。激光的发射角极小（一般用毫弧度表示），它几乎是高度平等准直的光束，能实现定向集中发射。因此，激光有高亮度性。
另外，激光的亮度也取决于它的相干性。相干性是一切波动现象的属性。光有波动性，因此也有相干性。
一般光源发射出来的光是非相干光，它是波长不等、杂乱无序的混合光束。由于非相干光的波长、相位、振幅极不一致。因此它们的合成波也是一条杂乱无章、毫无规律的曲线（图4-26-1），从中不易找出它的周期性来。普通光源如日光、灯光等所辐射的就是这非相干光线。
liliaoxue137.jpg非相干辐射
图4-26-1　非相干辐射
发光系统中，处于激发状态的原子（或分子、离子）受相应的外界能量（例如入射光子）激励时，它就从高能级跃迁到低能级，同时释放出一个光子，这个被释放的光子和入射的光子是完全一样的。它们两者的波长、传播方向、振辐及相位都完全一样。这样的辐射波具有相干性，它们的谱线很窄。
根据波的迭加原理，如果两列波同时作用于某一点上，则该点的振动等于每列波单独作用时所起的振动代数和。因此，相干光的合成波就是迭加效应的结果（图4-26-2）。合成波的相位、波长、传播方向皆不改变，只是振幅急剧地增加了。因此，通过迭加后的光色不变，只光的强度极大地增加了。激光所以有高亮度的特点也是由于相干光迭加效应的结果。激光的亮度可以比太阳表面亮高1010倍。
一束激光经过聚焦后，由于其高亮度性的特点，能产生强烈的热效应，其焦点范围内的温度可达数千度或数万度，能熔化甚至于气化对激光有吸收能力的生物组织或非生物材料。如工业上精密器件的焊接、灯孔、切割；医学上切割组织（光刀）、气化表浅肿瘤以及显微光谱分析等这些新技术都是利用激光的高亮度性所产生的高温效应。
激光功率密度的单位为mw/cm2或W/cm2，能量密度为焦尔/厘米2。
（二）激光的高单色性
一般理疗上常用光源，有热光源（如白炽灯、红外线灯）和气体放电发光光源（如紫外线灯）。这类光源的发光物质比较复杂，以自发辐射形式产生光子，发出的光线很不纯，它们的谱线范围是连线的或是带状的光谱。
liliaoxue138.jpg相干辐射
图4-26-2　相干辐射
一般“单色光”被分光镜分解后，它也不是连续的色带，而是一条条独立的、并且具有特定位置的亮光，通常称这为谱线。临床上所谓的单色光也并非是单一波长的光，而是有一定波长的谱线。波长范围越小，谱线宽度越窄，其单色性也越好。因此，谱线的宽度是衡量光线单色性好坏的标志。
激光是物质中原子（或分子、离子）受激辐射产生的光子流，它依靠发光物质内部的规律性，使光能在光谱上高度地集中起来。在激光的发光形式中，可以得到单一能级间所产生的辐射能，因此，这种光是同波长（或同频率）的单色光。光谱高度集中时，其纯度甚至接近单一波长的光线，例如氦－氖激光就是6328的单色红光。
（三）激光的高度定向性
激光的散射角非常小，通常以毫弧计算。例如红宝石激光的散射角是0.18°，氦－氖激光只有1毫弧度。因此，激光几乎是平等准直的光束，在其传播的进程中有高度的定向性。手电筒照明时，由于光的散射角大，远达数十米后，光散开并形成大而暗淡的光盘。激光由于散射角小，可以准直地射向远距离目的物。1962年，将激光发射向月球，经过40多万公里的进程后，其散开的光斑的直径也不过只有两公里多。利用激光的准直性进行测距，从地球到月球之间的误差不超过1.5m。
由于激光的单色性和方向性好，通过透镜可以把光束集中（聚焦）到非常小的面积上，焦点的直径甚至可以接近激光本身的波长，这是普通光源所不及的。因为从普通光源中发射出来的光束向各个方向传播，它们是互不平行的光，所以通过透镜只能看到某种尺寸的物相（图4-26-3（1））。另外，从普通光源中发射出来的光含有很多波长不等的光成份，当通过透镜时，由于不同波长光的折射率不同，所以不同波长光的焦点不在一个平面上（图4-26-3（2））。只有激光才能辐射出几乎是平行的光束，并且波长一致（单色性好），因此可以聚焦成为很小的光点（图4-26-3（3））。聚焦激光光束的能量密度可以达到很高的程度，这种特点是临床外科和细胞外科使用光刀的决定条件。
liliaoxue140.jpg普通光与激光聚焦效果的不同
图4-26－3　普通光与激光聚焦效果的不同
（1）互为不平行的光束，不能集中到一点上
（2）互为不同波长光束，不能集中到一点上
（3）严格平行的等波长光束，能集中到一点上
光点的直径是由透镜的焦距和光束的发散角所决定，如果我们知道焦距的发散角的数值，就可以用下列公式计算光点的直径大小。
d＝f·θ
上式中，f为透镜的焦距（m），d为光点的直径（m），θ为光束的发射角（弧度）。例如，选择焦距为5cm的透镜，光束发散角为10－4弧度，求光点直径。
根据上述公式从理论上推算：
d＝0.05×10－4＝5μ
实际，常常由于激光器的质量不好（单色性程度差），影响到光点的高度集中，达不到理论上的效果。

目前认为激光生物学作用的生物物理学基础主要虽光效应、电磁场效应、热效应、压力与冲击波效应。
（一）光效应　激光照射生物组织所引起的光效应中主要决定于组织对于不同波长激光的透过系数（T）和吸收系数（A）。不同的组织及组织中的不同物质对于不同波长的激光的透过系数和吸收系数是不同的，对组织的光效应大小由T与A的乘积决定。T·A的积愈大，则此种激光对该组织的光效应也愈大，例如：用于视网膜凝固，波长为6943的红宝石激光作用于视网膜时，T·A＝71％，这个数值比较大，故光凝固效果好，但对视网膜乃是波长为5750的激光的T与A的乘积最大，即光效应最佳。
组织吸收了激光的量子之后可产生光化学反应、光电效应、电子跃迁、继发其它波长的辐射（如荧光）、热能、自由基、细胞超微发光（生物化学发光、系自由基重新结合时释放出来的），可造成组织分解和电离，最终影响受照射组织的结构和功能，甚至导致损伤。
光化学反应在光效应中有重要的作用，普通光所引起的各种类型的光化学反应，激光也都可引起。
激光作用于活组织的光效应大小，除激光本身的各种性能外，组织的着色程度或称感光体（色素）的类型起着重要的作用，互补色或近互补色的作用效果最明显。不同颜色的皮肤，不同颜色的脏器或组织结构对激光的吸收可有显著差异。
在医疗和基础研究中，为增强激光对组织的光效应，可采用局部染色法，并充分利用互补色作用最佳这一特点。另一方面，也可利用此法限制和减少组织对激光的吸收。
（二）热效应　激光的本质是电磁波，若其传播的频率与组织分子等的振动频率相等或相近，就将增强其振动，这种分子振动即产生热的机理，故也称热振动。在一定的条件下作用于组织的激光能量多转变为热能，故热效应是激光对组织作用的重要因素。分子热运动波长主要表现在红外线波段附近，因此二氧化碳激光器输出的红外激光对组织的热作用甚强烈，一定类型和功率的激光照射生物组织时，在几毫秒内可产生200～1000℃以上的高温，这是因为激光，特别是聚焦激光能够在微细的光束内集中极大的能量，例如：数十焦耳的红宝石激光或钕玻璃激光聚焦于组织微区，能在数毫秒内使该区产生数百度的高温，以致破坏该部位的蛋白质，造成烧伤或气化，而数十焦耳的普通光是根本无此作用的。此外，还发现激光引起的升温，当停止照射后，其下降的速度比任何方式引起的升温下降速度慢，例如：数十焦耳红宝石或钕玻璃脉冲激光引起的升温要下降到原正常温度，约需数十分钟。
（三）压强效应　当一束光辐射到某一物体时，在物体上产生辐射压力，激光比普通光的辐射压力强的多。若焦点处的能量密度为108瓦/平方厘米，其压力为40克/平方厘米；当激光束聚焦到0.2毫米以下的光点时，压力可达200克/平方厘米；用107瓦巨脉冲红宝石激光照射人体或动物的皮肤标本时，产生的压力实际测定为175.8公斤/平方厘米。
当激光束照射活组织时，由于单位面积上的压力很大，故活体组织表面的压力传入到组织内部，即组织上辐射的部分激光的能量变为机械压缩波，出现压力梯度。如果激光束压力大到能使照射的组织表面粒子蒸发的程度，则喷出活组织粒子，并导致同喷出的粒子运动方向相反的机械脉冲波（反冲击）——冲击波出现，这种冲击波可使活组织逐层喷出不同数量的粒子，最后形成圆锥形“火山口”状的空陷。
除上述由于强大的辐射压引起的反冲击压而形成的冲击波外，组织的热膨胀也可能产生冲击波。由于在短时间内（毫秒或更短）温度急剧上升，瞬间释放出来的热来不及扩散，因而产生加速的体热膨胀，例如：用60焦耳的红宝石激光照射小鼠腹壁，在几毫秒内腹壁形成半圆形突起，此即被照射的皮下组织处产生了爆炸性的体热膨胀。
因体热膨胀而在组织内形成的压力以及反冲压，都可产生弹性波向其它部位传播，最初是形成超声波，逐渐因减速而变为声波，进而变为亚声波形式的机械波，最后停止传播。
在组织的微腔液体层内，因超声波听传播同时可出现空穴现象，因空穴的积聚可造成明显的组织塌陷现象，有时又可产生数值较大的压缩冲击波，这一系列的反应均可造成损伤。
弹性波对组织的影响可远离受照射的部位，例如：用极微弱的红宝石激光照射人和动物的眼部时，在头皮层均可记录到声波和超声波。
在强激光束造成的极强的电场中，组织的电致伸缩现象也可产生冲击波和其它弹性波。
（四）电磁场效应　在一般强度的激光作用下，电磁场效应不明显；只有当激光强度级大时，电磁场效应才较明显。将激光聚焦后，焦点上的光能量密度达106瓦/平方厘米时，相当于105伏/平方厘米的电场强度。电磁场效应可引起或改变生物组织分子及原子的量子化运动，可使体内的原子、分子、分子集团等产生激励、振荡、热效应、电离，对生化反应有催化作用，生成自由基，破坏细胞，改变组织的电化学特性等；激光照射后究竟引起哪一种或哪几种反应，与其频率和剂量有重要的关系，例如：电场强度只有高到1010伏/厘米以上时，才能形成自由基。激光照射肿瘤时，只是直接照射一部分组织，但对全部肿瘤可有良好的作用，其中可能的作用机理之一，有人认为就是电磁场作用的结果。

（一）激光的生物刺激和调节作用
激光与其它各种物理因子对组织器官直至机体的基本作用规律是相同的，即小剂量作用时具有刺激（加强）作用和调节作用。原则上不论使用哪一种激光均符合这一概念。以氦激光为例介绍如下：
小功率的氦氖激光照射具有明显的生物刺激作用和调节作用。目前认为：小功率的氦氖激光照射的治疗作用基础不是温热效应，而是光的生物化学反应。
小功率的氦氖激光照射皮肤时，在光生物化学反应的基础上，可影响细胞膜的通透性，影响组织中一些酶的活性，如激化过氧化氢酶，进而可调节或增强代谢，可加强组织细胞中核糖核酸的合成和活性，加强蛋白质的合成；可使被照射的部位中糖原含量缯加；可使肝细胞线粒体合成三磷酸腺苷（ATP）的功能增强。
小功率的氦氖激光照射具有消炎、镇痛、脱敏、止痒、收敛、消肿、促进肉芽生长、加速伤口、溃疡、烧伤的愈合等作用。
小功率的氦氖激光照射可使成纤维细胞的数目增加，因而增加胶原的形成，可加快血管的新生和新生细胞的繁殖过程，基于其对代谢和组织修复过程的良好影响，可促进伤口愈合，加快再植皮瓣生长，促进断离神经再生，加速管状骨骨折愈合，促进毛发生长等。
小功率的氦氖激光照射不能直接杀灭细菌，但可加强机体的细胞和体液免疫机能，如可加强白细胞的吞噬功能，可使吞噬细胞增加或增强巨噬细胞的活性，可使γ－球蛋白及补体滴度增加；此外，微生物检查发现：激光照射可改变伤口部葡萄球菌对抗菌素的敏感性。
小功率的氦氖激光照射可影响内分泌腺的功能，如加强甲状腺、肾上腺等的功能，因而可调节整个体内的代谢过程；此外，并可引起周围血液和凝血系列的改变，其基本规律是具有调节作用。
小功率氦氖激光照射可改善全身状况，调节一些系统和器官的功能。用小功率的氦氖激光照射咽峡粘膜或皮肤溃疡面，神经节段部位，交感神经节、穴位等不同部位，与某些局部症状改善的同时，可出现全身症状的改善，如精神好转、全身乏力减轻、食欲增加、原血沉加快者于照后血沉减慢等。据报导：高血压患者经氦氖激光照射治疗后，不仅可使血压降低，一疗程照射后还可使血液的凝固性降低，使血清中总蛋白的含量升高，血浆及红细胞内钾的含量升高。此外，据动物实验：用1.5mw的氦氖激光照射兔或狗的皮肤，对全身代谢有刺激作用；用1～1.5mw的氦氖激光照射兔眼，可引起全身性的血液动力学变化。
小剂量氛氖激光多次照射过程中可有累积效应，在临床工作中我们体会到：在激光照射的前两次往往不出现效果，而在三、四次照射后即可出现疗效，因此要呈现激光照射的疗效，需经过一定作用的累积过程。当然，也有一次照射后即出现疗效的情况，但这往往是局部症状的改善。
小功率的氛氖激光多次照射的生物学作用和治疗作用具有抛物线特性，即在照射剂量不变的条件下，机体的反应从第3～4天起逐渐增强，至第10～17天达到最大的限度，此后，作用效果逐渐减弱，若继续照射下去，到一定的次数后可出现抑制作用。根据上述的基本规律，我们认为，小功率的氦氖激光照射同一部位的次数，在一般情况下不宜超过12～15次，如需作第二疗程照射，则两疗程应有两周左右的间距。
对于小功率的氦氖激光的生物学作用机理，有人用А.Гурвич所提出的生物场的理论来解释，即机体的各项组织与器官之间除了神经控制和体液调节，还包含有复杂的能量关系，细胞和组织被生物场所包围，各种内外环境的不利因素可以破坏这种能量关系，导致病理过程的产生和发展。在1923的Гурвич的实验研究发现：细胞丝状分裂期所辐射的极微弱的紫外线（现今可以用光子计数器记录下来），可以刺激其它细胞的分裂，并认为这就是生物场存在的一个证明。西方学者的研究也证实了这一点。
1973年苏联学者在实验中发现“镜映细胞病理效应”，其要点是一个组织培养物的细胞在损伤和死亡时，与它同隔着一片石英的另一组织培养物里也发生了相应的损伤症状，从而生物场的理论又得到了一个新的论据。
在七十年代，有的学者以生物场概念为基础，又进一步提出：由于生物结构带有半导体的特性（特别是细胞内的膜），把机体可看成是一个巨大的晶体，有错综地组成的传导带。由于在膜的传导带里的代谢过程，保持着确定的自由电荷密度（生物等离子体）；在各种不利的内、外环境因素的影响下，生物等离子体的内稳态被扰乱，因而引起病理过程的发展。若激光的能量参数比较接近于代谢过程的能量的频率，当激光照射,通过共振作用可使生物等离子体恢复稳定，保持正常的能量级；氦氖激光的能量参数——波长6328，量子能量1.9电子伏特，接近物体的能量参数，当照射机体时，在传导带里发生量子移动，随着机体的能量平衡的改变，能促使恢复正常生理状态。
小功率的氦氖激光照射穴位时，通过对经络的影响，改善脏腑功能，从而起到治疗作用。在临床应用中我们体会到：激光穴位照射的效果如何，关键是在祖国医学理论观点指导下，辩证论治，选经取穴的水平和经验，处理得当者，全身状况、脏腑征象、舌象脉象等均可效明显的好转。
（二）激光手术
激光手术是用一束细而准直的大能量激光束，经聚焦后，利用焦点的高能、高温、高压的电磁场作用和烧灼作用，对病变组织进行切割、粘合、气化。实验确定，切割人体组织所需的功率密度为103～105瓦/平方厘米。二氧化碳激光器、掺钕钇铝石榴石激光器和氩激光器所输出的光束的焦点功率密度可达到上述要求，特别是二氧化碳激光器，其光能几乎完全被大部分生物组织吸收到表层200μ内，因此易于控制切割深度。二氧化碳激光器不仅用于体表病变的手术切割，而且70年代在苏联和西德先后用以给病人做了心脏手术，在捷克用以成功地做了心血管外科的动物实验和手术，76年在澳大利亚用以成功地切除了大脑肿瘤。新近利用激光导管对冠状动脉或肢体血管斑块、血栓阻塞患者进行血管再通术获得成功。
激光手术的优点和经验如下：
1.只要功率掌握适当，软硬组织均可切割，在一般情况下使用时，激光的功率宜在80瓦以上。动物实验结果表明：80～100瓦切割后可一期愈合，病理切片检查结果损伤较轻；
2.出血量少，可在切面形成一层均匀的、粘合性良好的干性凝固区，因此对于直径1毫米以内的动脉，和直径2mm以内的静脉有封闭作用；适用于切割血管丰富的实质性器官，易于出血的或年老体弱的患者；清除烧伤创面的焦痂，可使其气化而无出血；
3.高能的激光束有直接杀死细菌的作用，故术后感染率显著降低；可用于切除坏死组织、疤痕组织，甚至死骨等；感染的创面术前无需准备即可手术；
4.皮下注射生理盐水造成人为的水肿，可减少组织损伤，因为水分对波长为10.6μ的远红外线吸收性好，可防止热量迅速向周围传播，可减轻切面两侧组织的损伤；
5.激光切割时术者的熟练程度甚为重要，因为切面的深浅、组织损伤的轻重均与激光光斑停留的时间有关，时间长则组织损伤大，时间短则切割深度不够；
6.应用激光切割的同时必须喷吹惰性气体，否则在切割脂肪组织时，脂肪熔化成油状，并立即燃烧，其火焰可高达10余cm，由于脂肪熔化成液态状，吹氮后即可灭火，又可使周围组织冷却，因而可减少切口周围的热损伤；
7.激光切割术疼痛较轻，甚至不痛，因为手术区的神经被热凝固；术后形成的疤痕也较柔软。
激光切割存在的问题和缺点如下：
1. 对于直径5mm以上的血管仍需压迫结扎止血；
2. 皮肤切口愈合比一般手术后的切口慢；
3.切割效果与组织色泽有关，需积累一定的实践经验，方能操作准确；
4. 切割时产生的臭气很浓，需加用排气系统；
5. 激光切割肝组织，术后粘连较重。
（三）激光治疗肿瘤
激光治癌主要是基于其生物物理学方面的特殊作用，即激光的高热作用可使被照射部位的温度升至500℃，当温度升至300℃时，肿瘤即被破坏，激光照射后的1分钟内可保持45～50℃的温度，继续对肿瘤起作用；激光的强光压作用（机械能作用）可使肿瘤表面组织挥发，使肿瘤组织肿胀、撕裂、萎缩，并可产生二次压力作用。激光治癌可能与其对免疫功能的影响有关；激光可使癌细胞膜变形，故可能将整个肿瘤作为一个导体来标志，从而引起免疫反应，这种理论的证据是：激光治疗恶性眼黑色素瘤时，三周后才观察到明显的好转，三周就是抗原抗体反应所需要的时间。钕玻璃激光（1000～2000焦耳/平方厘米）照射小白鼠的黑色素瘤，34小时后血清噬菌活性升高，14天后血清中白蛋白减少，α—和γ—球蛋白增加；同时受照射动物脾内与形成抗体有关的细胞的数量显著增加（达7％）黑色素瘤动物是3％，正常动物是0.5％)，同时血清中出现正常动物或未经照射的患癌动物血清中所没有的抗肿瘤抗体。
输出量为20焦耳的钕玻璃激光照射小白鼠的黑色素瘤后，取受照射部位附近1～1.5毫米的肿瘤组织，电子显微镜检查发现：细胞的核和核仁似无改变；内质网、高尔基复合体和线粒体肿胀或发生空泡。输出能量为200焦耳的二氧化碳激光照射小白鼠的黑色素瘤后，用显微分光光度法测定DNA含量的结果表明：在照后1小时细胞核内DNA含量增加，以后逐渐下降，至5～6天时，细胞核完全溶解。
近年激光与光敏药物综合应用诊治肿瘤有了显著发展，当前使用的光敏药物主要为血卟啉衍生物（HPD），使用的激光主要是以氩激光为泵浦的有机染料激光（红光），氩激光，氪激光，结合内窥镜和光导纤维等技术，用以诊治腔内及体表的癌症。
（四）激光在心血管疾病方面的应用
由于某些激光可以通过光导纤维传输，激光的能量可以通过各种内窥镜，包括血管镜或导管进入血管内治疗各种疾病。低能量的He－Ne激光血管内照射血液其有抗缺氧、抗脂质过氧化、改善血液流变学性质和微循环障碍，增强免疫等功能。
在心脏及血管方面，激光治疗周围血管、冠状动脉，以至颈动脉等的血栓，动脉粥样斑块等此外治疗糖尿病、心肌炎、肺炎及急性胰腺炎等均有报道。激光尚可作心脏节律点的消隔而治疗难治、危重的心律失常；心瓣膜粘连的治疗；房间隔造孔矫治先天性心脏病等。激光心肌打孔，则是用CO2激光从心包面向心内膜面击穿许多微孔，使心腔与心壁肌肉间有微血窦相能，因而能直接改善心肌供血，此法很有实际意义。激光血管吻合则使得血管吻合比以前快速、可靠，在许多外科手术中有着很大的潜在意义。
（五）激光在外科以及耳鼻喉科方面的应用
激光在皮肤、外科方面的应用最早、最广，自不用赘述。近几年的发展，一是接触激光的应用，使激光外科更快捷方便。根据接触激光的创始人Joffe报告，最近又有新一代的接触激光研制成功。有了很多的改进。另一方面，利用腹腔镜，激光可以作胆囊切开术，迷走神经切除术、幽门肌切开术等等，激光胆道吻合术、激光大肠吻合术以及输精管吻合术是利用较低功率的激光热效应作的。开腹手术中利用激光热止血效应，对肝癌等容易出血的肝组织作激光切除与消融等等的研究报告亦很多。对于骨的手术，有人报告用Er:YAG或Ho:YAG作消融术，亦有人报告用自由电子激光（2.9μm与3.1μm）作骨的切除。利用激光的止血功能，有人报告在完全抗凝情况下的病人作激光手术取得成功，为抗凝不能手术而又必须手术抢救者提供了一条生路。
根据黄色激光对皮肤与血管组织的不同热作用，采取578nm染料激光治疗血管瘤认为效果更佳。
因为耳鼻咽喉近于体表，激光在耳鼻喉科的应用亦已很成熟。近报告激光治疗耳硬化症，蹬骨切除后的激光固定修复术，以及接触激光及CO2激光显微镜手术切除光治疗耳扁桃体、喉头癌、副鼻窦手术等等亦均有进步。
（六）激光在口腔科的应用
激光在牙科方面的研究始于1963年，第一例激光治疗人牙的报告是Goldman于1965年作的，当时用的是脉冲红宝石激光。现在用激光作口腔肿瘤的手术，治疗牙周病，发现并及时控制龋齿、牙髓病、生物刺激作用均很有效，例如用准分子激光与Er:YAG激光作硬组织（如牙釉质）的消融、牙髓、根管的治疗以及紫外激光，荧光光谱诊断牙根管疾病亦均较前有进步。用激光去除结石的刮牙术；激光使龋齿釉质发光而早期诊断；CO2激光或准分子激光利用其杀菌的作用治疗感染的牙根与根管壁；牙尖的融合封闭。激光能融合固定假牙上的金属及正常牙的矫正器，使这些操作更为便捷。激光的刺激作用可以止血，促进创口愈合。光针麻醉则是我国首创。此外，激光多普勒流量计，可测量牙周病时齿龈的血流量，在修复粘合术中作侵蚀质以代替酸侵蚀技术。利用激光扫描整个牙冠，显出其波纹形态而储存在计算机中，然后启动碾磨机器，则整个牙冠的内外面都能在一小时内，在一块陶瓷块上雕刻出来。
（七）激光在眼科的应用
世界上第一台激光医疗器械即用于眼科的红宝石视网膜凝结机。十几年激光治疗一些眼病已积累了较成熟的经验，有的国家甚至认为可以形成激光眼科学。
激光在眼科之所以具有较宝贵的治疗价值，有以下原因：
1.一些可见光波长范围的激光可经眼球透明组织直达眼底，而很少被吸收，因此透明的眼球组织不被损伤；
2.眼球内富于色素的组织容易吸收激光，而眼球内的许多病变部位和色素组织相近，这就有利于接受激光治疗；
3.激光单色性好，故进入眼内的光线没有色差；激光发散角很小，定位准确；激光能量密度高，可在小范围内产生最大的生物效应；以上特点很适用于治疗病变范围小的眼球组织的疾病，且不损伤周围正常的组织；
4.激光脉冲持续时间为毫秒级，甚至更短，在治疗的瞬间不受眼球转收的影响，病人的痛苦极轻微。
当前激光对眼病的治疗应用主要有：在视网膜剥离时做激光凝结（红宝石激光、氩离子激光）；虹膜切除（红宝石激光）；眼底血管瘤激光凝固（氩激光）；脉胳膜成黑色素细胞瘤激光凝固（红宝石激光）；对角开放型原发性青光眼做激光眼前房穿刺术（Q开关红宝石激光）；治疗中心性视网膜脉络膜炎（氦氖激光）；眼睑结膜上的色素痣、小赘生物的烧灼（二氧化碳激光）等。
（八）激光在神经外科方面的应用
用CO2激光、氩离子激光、Nd:YAG激光治疗脑及脊髓肿瘤的报告很多。以CO2激光照射脑组织对损伤区超微结亦做出了较好的研究结果。这项治疗主要是利用激光热作用气化肿瘤，比手术刀切除脑组织方便、出血少。近又有人报告在核磁共振控制下以Nd:YAG激光按立体排列方式作组织间热治疗脑肿瘤（Stereotacticalinterstital thermo-therapy），这是一种新的尝试。PDT治疗脑瘤或以PDT作脑瘤手术后照射以防止癌灶的遗留复发都已有了一定的经验。目前以较低功率激光的热作用神经的吻合正在许多单位中进行研究，一旦成功又能解除很多人的痛苦。
激光神经吻合术：采用低中功率聚焦后微束CO2激光，Nd－YAG激光等在神经断面对接良好的情况下进行。对神经再生具有对位好，恢复快不产生吻合处神经纤维瘤等特点。
（九）激光在妇科的应用
CO2激光、Nd:YAG激光及PDT治疗外阴及宫颈病变诊断早期癌变已是众所周知。在腹腔镜的直接观察下，用CO2激光或Nd:YAG激光作卵巢囊肿、肿瘤、子宫内膜异位、子宫肌瘤的切除及输卵管吻合，输卵管粘连的解除等手术以取代常规的剖腹手术，这类手术简便、经济、痛苦少。

（一）激光疗法分类
1. 原光束照射　可用于照射病变局部、体穴、耳穴、植物神经节段部位、交感神经节、体表或头皮感应区等。
2. 原光束或聚焦烧灼　可使被照射的病变组织凝固、碳化、气化。
3. 聚焦切割（即激光刀）用于手术切割。
4. 散焦照射　用于照射面积较大的病变部位。
为使激光聚焦或散焦常用锗透镜，激光束通过锗透镜后即聚焦，离开焦点后扩散呈离焦效应，距焦点愈远，激光的功率密度愈减弱，在焦点部可用于手术切割。
（二）氦氖激光器操作方法
1.接通电源，激光管点燃后调整电流至激光管最佳工作电流量，使激光管发光稳定。
2. 照射创面前，需用生理盐水或3％硼酸水清洗干净。
3.照射穴位前，应先准确地找好穴位，可用龙胆紫做标记。
4. 照射距离一般为30～50～100厘米（视病情及激光器功率而定）；激光束与被照射部位呈垂直照射，使光点准确照射在病变部位或经穴上。
5.照射剂量尚无统一标准，小功率氦氖激光输出功率在10毫瓦以下，每次可照射3～5～10分钟，每日照射1次，同一部位照射一般不超过12～15次。
6.不便直接照射的部位，可通过导光纤维照射到治疗部位。
7. 激光器一般可连续工作4小时以上，连续治疗时，不必关机。
（三）二氧化碳激光器操作法
1.首先打开水循环系统，并检查水流是否通畅。水循环系统如有故障时，不得开机工作。
2. 患者取合适体位，暴露治疗部位。
3.检查各机钮是否在零位后，接通电源，依次开启低压及高压开关，并调至激光器最佳工作电流。
4. 缓慢调整激光器，以散焦光束照射治疗部位。
5. 照射距离，一般为150～200厘米以局部有舒适之热感为宜，勿使过热，以免烫伤，每次治疗10～15分钟，每日一次，7－12次为1疗程。
6.治疗结束，按与开机相反顺序关闭各组机钮，关闭机钮15分钟之内勿关闭水循环。
（四）激光治癌方法
1. 合理选择波长　肿瘤细胞对不同波长激光的选择性极明显，因此在激光治疗时应选择适宜的波长。如果激光照射须透过政党组织的透过率为T，须治疗的肿瘤组织的吸收率为A，则选用激光的波长应使T·A的积尽可能大。
2. 确定适宜的剂量　根据肿瘤的性质、部位、大小、色素沉着程度、血管分布和激光的性质而定。激光治癌一般不宜也不需要一次破坏，多采用反复多次治疗，随时间的延长肿瘤可缩小或消失，因此治疗剂量总比破坏剂量小。
3.激光治癌时，有人提出认为由于强光压产生的机械能，有可能造成癌细胞游离并转移到周围或更深的组织及血管和淋巴管中去，因此应尽可能避免使用大功率短脉冲的激光束，以采用连续辐射或长脉冲辐射的激光为宜。
4.为防止激光治癌时的癌细胞游离转移，在照射病变组织之前可先照射其周围（约5毫米左右）的健康组织。
5.激光束应聚焦于肿瘤中心，垂直照射肿瘤表面。
6.开腹照射肿瘤组织时，应尽可能使光斑覆盖全部瘤体。
附：使用激光器的注意事项
1.激光器须合理放置，避免激光束射向人员走行频繁的区域，在激光辐射的方向上应安置必要的遮光板或屏风。
2.操作人员须穿白色工作服，戴白色工作帽；操作人员与接受面部治疗的患者均须戴防护眼镜。
3.无关人员不准进入激光室，更不得直视激光束。
4.操作人员应做定期健康检查，特别是眼底视网膜检查。
附：防护措施
1. 室内四壁勿涂光滑白色油漆，因其反射率可达80％以上。根据激光受其补色物体的吸收最大，因此宜选其补色，如波长为6943的红色激光（红宝石激光）的补色是蓝色，使用红宝石激光时，用蓝色颜料粉刷四壁为宜。从理论上讲，以黑色为最好，因为它可以最大限度的吸收射向它的各色激光。
2.门窗玻璃反光性能强，应采用黑色幕布遮蔽，或涂色，或换有色玻璃。
3.装备通风、抽气设备，以防止污染的空气对人员的伤害。
4.室内灯光应充分明亮，因光线较暗时瞳孔散大，受激光照射进入眼内的光能增多；尚由于眼球的高倍聚光作用，对眼的损伤加重。
附：医用激光器及其特性（表8.5.1）

（一）氦氖激光　系波长6328的单色红光，连续输出，输出功率从1毫瓦到数十毫瓦。下列的一些病症可应用小或中功率的氦氖激光照射治疗；
1. 内科疾病　原发性高血压、低血压、哮喘、肺炎、支气管炎、胃肠功能失调、肝炎、类风湿性关节炎、肿瘤患者放疗或化疗反应、白细胞减少症；
2. 神经系统疾病　神经衰弱、脑震荡后遗症、神经性头痛、神经根炎、脊髓空洞症、面神经炎、三叉神经痛、小儿脑性麻痹、遗尿症；
3. 外科疾病　慢性伤口、慢性溃疡、褥疮、烧伤疮面、甲沟炎、疖、淋巴腺炎、静脉炎、闭塞性脉管炎、腱鞘炎、滑囊炎、肱骨外上髁炎、软组织挫伤、扭伤、瘘管、前列腺炎。
4. 五官科疾病　耳软骨膜炎、慢性鼻炎、过敏性鼻炎、萎缩性鼻炎、咽炎、扁桃腺炎、喉炎、麦粒肿、病毒性角膜炎、中心性视网膜炎、耳聋、耳鸣。
5. 皮肤科疾病　湿疹、皮炎、斑秃、带状疱疹、皮肤搔痒症、神经皮炎、单纯疱疹；
6. 口腔科疾病　慢性唇炎、地图舌、舌炎、舌乳头剥脱、创伤性口腔溃汤、复发性口疮、药物过敏性口炎、泡疹性口炎、肩周炎、颞颌关节功能紊乱；照射牙齿表面釉质，可增强抗脱钙能力，具有防龋齿的作用；
7. 妇科疾病　痛经、附件炎、卵巢功能紊乱、臀位转胎。
（二）二氧化碳激光　系波长10600的单色红外线激光，连续或脉冲输出，功率为十数瓦至一百瓦以上。因二氧化碳激光属于不可见的红外线，当用脉冲照射时，可籍助于氦氖激光瞄准。
二氧化碳激光散焦照射，输出功率10瓦左右至30瓦以内，如为急性疾患多用10瓦以内，慢性疾患可用20瓦左右，治疗的适应症如下：感染伤口、慢性溃疡、褥疮、肌纤维组织炎、肩周炎、腱鞘炎、滑囊炎、肱骨外上髁炎、扭伤、慢性腹泻、慢性风湿性关节炎、神经性皮炎、硬皮症、结节性痒疹、湿疹、手癣、面神经炎、颞颌关节功能紊乱、牙质过敏、单纯性鼻炎、外阴搔痒症、附件炎、盆腔炎、宫颈炎、遗尿症等。
二氧化碳激光烧灼，输出功率30～80瓦，治疗的适应症如下：色素痣、黑色素瘤、血管瘤、鲜红斑痣、疣状痣、乳头状瘤、寻常疣、老年角化、鸡眼、皮肤原位癌、基底细胞癌、鳞状细胞癌、唇癌、舌癌、唇粘液囊肿、肥厚性鼻炎、鼻衄、子宫颈糜烂、宫颈癌等。
二氧化碳激光切割，输出功率100瓦至300瓦，聚焦后做为“光刀”施行手术，自73年开始我国已用二氧化碳“光刀”做了颈部、胸腔、四肢、体表等部位的手术，其中较多用于切除肿瘤；在耳鼻喉科用于做扁桃腺切除术，全上颌骨切除术等；在烧伤方面用于痂皮或疤痕的切除。
（三）红宝石激光　系波长6943的单色红光，脉冲式输出（焦尔级）或连续式输出（毫瓦级），主要用于治疗眼科疾病。
应用脉冲式输出的红宝石激光，功率在0.1～0.5焦耳，封闭视网膜裂孔，用以治疗黄斑部和后极部无积液的视网膜脱离、封闭孔洞，疗效达90％以上，具有显著的效果；应用1.0～2.0焦尔的红宝石激光做虹膜切除术，治疗瞳孔膜闭和继发性青光眼、去除晶体前囊色素组织、先天性核性和绕核性白内障、先天性瞳孔残膜、外伤或手术后瞳孔移位、虹膜囊肿、结膜色素症、原发性闭角青光眼等均有良效。
应用输出功率在100焦耳以上的红宝石激光可治疗色素痣、皮脂腺痣、疣状痣、浅表毛细血管扩张等。
（四）氮分子激光　系波长3371的单色长波紫外光，脉冲输出，功率0.1～2.0毫焦耳，可用于治疗较表浅的局限的化脓性炎症，感染创面、头癣、手、足癣、湿疹、神经性皮炎、皮肤皲裂、结节性痒疹、白癜风、外耳道疖肿、扁桃腺炎等；也可用做穴位照射，治疗气管炎、支气管哮喘、神经衰弱等内科和神经科的病症；此外，氮分子激光还可做为荧光检查的光源，诊断早期肿瘤。
（五）氩离子激光　系波长4880、5140与5145的兰青－绿光，连续输出，应用功率1～2瓦的氩激光穴位照射可治疗外伤性截瘫、脑炎后遗症、蛛网膜炎、小儿麻痹后遗症、神经衰弱、支气管哮喘、慢性肝炎、糖尿症、遗尿症等。
应用输出功率15～25毫焦耳的氩激光，可封闭视网膜裂孔以及裂孔前期的视网膜变性；小功率的氩激光都可治疗中心性浆液性视网膜脉络膜病变。
应用输出功率数瓦的氩激光可做血管瘤的光凝固，或治疗滑液囊肿、皮肤腺囊肿、脂肪瘤、纤维瘤、淋巴管瘤、肌纤维瘤等。氩激光都可用于皮肤或内脏病变的手术切除。
氩激光可做为激光内窥镜技术，通过导光纤维对胃、肠等的出血做止血；此外，氩离子激光和氩离子泵浦染料激光（波长6300）可用于光敏诊治癌瘤新技术。
（六）掺钕钇铝石榴石激光　系波长10600的近红外光、脉冲输出或连续输出，应用功率数百焦耳的掺钕钇铝石榴石激光，可治疗血管瘤、面部斑痣、皮脂腺瘤、淋巴管瘤、粘液囊肿、唇部白斑等，增加输出功率还可做皮肤及肌肉的手术切割以及喉癌、胃肠癌的手术切除。
（七）钕玻璃激光　系波长10600的近红外光，脉冲输出或连续输出，治疗时需用氦氖激光作标定瞄准，应用输出功率15～20焦耳的钕玻璃激光可治疗慢性伤口，慢性溃疡以及软组织外伤等。
应用功率为100以上焦耳的钕玻璃激光，可治疗血管瘤、蜘蛛痣、乳头状瘤、色素痣、寻常疣、鸡眼、外阴白斑、基底细胞癌等。
（八）氦镉激光　系波长4416和3250的紫光和长波紫外光，连续式输出用功率为3～16毫瓦的氦镉激光穴位照射可治疗高血压、痛经、急性喉炎、急性声带炎等；局部照射可治疗神经性皮炎、皮肤搔痒症、结节性痒疹等。
将输出功率15～20毫瓦的氦镉激光经导光纤维导入体腔内，借助荧光显示的特点可做胃癌、食道癌、鼻咽癌、直肠癌、宫颈癌等的早期诊断、活检定位、指示切除癌组织的范围等。

是80年代新发展起来的一种诊治癌的方法：病人先静脉注射血卟啉衍生物（Hpd，hematoporphyrin derivative），48－72小时后用紫或蓝绿光照射肿瘤部位，有恶性肿瘤组织处即产生红色的荧光，可以诊断、定位恶性肿瘤；用红光照射肿瘤部位，则会使恶性肿瘤发生坏死。这是因为血卟啉衍生物经静脉注射后，于48－72小时期间一般肿瘤部位的浓度比正常的肌肉、皮肤等其他组织里的浓度高得多；而且血卟啉衍生物被一定波长的紫、蓝绿或紫外光照射后能发出一定波长的红色荧光，被一定波长的红光照射时，因为红光穿透通组织的深度较高，且能使血卟啉衍生物放出能量而破坏含血卟啉衍生物浓度较高的肿瘤组织，从而选择性地破坏肿瘤组织。这种使血卟啉衍生物产生荧光及放出能量破坏组织的反应称光动力反应，利用光和血卟啉衍生物作治疗的方法称为光动力疗法。
一、概况
光动力反应（photodynamicreaction）又称光敏反应、光化学反应。光动力疗法（简称PDT，photodynamic therapy），原称光辐射疗法（PRT，photoradiation therapy），确切地讲，PDT系指特定波长的光照射在一定的光敏物质上时产生的一系列化学、物理、生物等反应。在近百年前已有人观察到这种在生物体中引起的作用，但把这一反应用于人类癌症的诊断和治疗只是在近10年多来才受到重视。1972年Diamond对大鼠移植性胶质瘤进行了实验性研究，他用粗制的血卟啉注入实验大鼠体内，然后用150W白炽灯照射，结果显示大多数移植性肿瘤发生破坏作用，其中少数肿瘤发生部分消退现象。1974、1975年Dougherty用500－1000W光源经滤过成488nm的光，照射注射过Hpd的动物肿瘤时，发现肿瘤被激发而发射出荧光。以后他又报道了用Hpd注入大鼠和小鼠的体内，24小时后进行照光，结果有48％的实验动物肿瘤消失。1975年报道用白光照射动物移植性人膀胱癌后的反应，单独使用Hpd或单独用光照射组均不损伤肿瘤，但注射Hpd后再用光照射，则可看到癌组织明显破坏，而正常的膀胱粘膜却无损伤。1978年Dougherty报道用Hpd注入病人体内后再用一盏白炽灯照射，共照射了113个皮肤和皮下恶性肿瘤，其中111个肿瘤部分或全部消失。这一结果引起全国学者的极大兴趣，目前至少有近20个国家对光动力疗法诊治癌症进行实验和临床研究。
我国于1981年研制出国产的Hpd ，到目前为止已有多个医院在临床上用Hpd进行诊治癌症的研究。此外还有更多的单位进行了实验研究，取得了可喜的结果。
二、光动力疗法诊治肿瘤的理论依据
PDT诊治人体肿瘤，必须具备三个因素：①在肿瘤组织中含有一定浓度的光敏物质；②肿瘤组织中含有分子状态的氧；③适当波长的光。
临床上选用的光敏剂必须具备以下条件：①对人体基本上无毒性；②注入人体后能选择性地贮留在肿瘤组织中，而在短时期内从正常组织中被排泄掉；③能被一定波长的光所激活。
所选用的激励光源应该和光敏剂相适应，即其波长能激活该光敏剂，而且这种波长的光应能穿透一定深度的人体组织。
根据实验研究，Hpd中的大聚合物是PDT诊治癌症的主要成份。有人认为当Hpd注入人体后，开始时Hpd可以通过微血管系统进入正常组织和肿瘤组织，但由于肿瘤组的淋巴回流系统不像正常组织的淋巴系统健全，因此这些大聚合物在肿瘤中贮留的时间要比正常组织长。Hpd有一种非常强的、甚至能在血清中和大聚合物进行自我结合的倾向（分子量达6000，和白蛋白的大小相似）。这些聚合物有可能和其他血清组分一起漏到肿瘤间质的液体中长期停留，并紧紧地结合在肿瘤组织表面，然后逐渐分离而和肿瘤细胞成分主要是和肿瘤细胞膜等结合。经过一定时间，肿瘤周围的Hpd基本上被排泄掉，但肿瘤中仍贮留相当浓度的Hpd，在此时进行光照，就会使肿瘤组织发射荧光或破坏肿瘤。在离体实验中同样有光敏效应的其他卟淋，在循环中则以小分子的方式和血清蛋白相结合，这些卟啉无光动力反应。因为作为一种选择性治疗的必要条件，它们在血清中被清除后不能继续贮留在肿瘤内。
光动力反应激活药物的另一早期反应则明显地发生在肿瘤血管中，如红细胞凝集、血流停止，最后导致血管破坏。有些作者报道光照后首先是肿瘤的血管系统破坏，继而产生肿瘤细胞死亡乃至肿瘤消失。在临床治疗菜花状肿瘤时，我们也常看到许多肿瘤在光照当时即有大量渗液，继而产生较厚的血痂，以后肿瘤才逐渐缩小。
三、激光加光敏剂Hpd的作用
（一）光动力作用的靶部位
关于光动力作用的靶部位，关键在于Hpd能较长时间地贮留在人全某些组织，因此用适当波长的光照射就会引起这些组织的破坏。根据许多实验，Hpd贮留的部位及受光激活后的反应有以下几种。
1. 肿瘤的血管系统
Bugelski、Porlor和Dougherty等报道利用放射自显影方法，看到两组实验动物的癌和肉瘤中，3H－Hpd紧密地和血管基质相结合。卟啉和血管基质结合的量及与肿瘤细胞结合的量相比，大都为5:1。肉瘤和癌两组均是如此，并保持到细胞分裂旺盛时为止。Hpd除了在瘤组织中有较长时间的贮留外，也贮留在组织细胞内，如巨噬细胞、肝柯否氏细胞等。一般来说，小鼠实质细胞可以在24小时内把Hpd从正常组织中清除。
2. 肿瘤细胞
Hpd基本上分布在整个细胞之中，有人认为Hpd主要存在于细胞质的可溶解部分。但是Moan和Berns观察到细胞内的荧光在细胞核周围和核膜层显示得最清楚。由卟啉诱发的光动力反应损伤，能使细胞的多种成分和功能产生变异，例如：膜蛋白的交叉结合、沿细胞膜运转的抑制、酶的活性受影响、酶的丢失以及某些细胞器，如线粒体的影响等。由于细胞核摄取Hpd的量很少，因此照光后发生DNA链断裂和电离辐射相比则要弱得多。Hpd光动力反应引起染色体的损伤，也比X射线照射引起的损伤要小得多。所以，目前大多数学者认为，Hpd光动力反应引起癌细胞的损伤主要发生在细胞器及细胞膜，细胞膜肿胀后可引起膜的完全溶解。
至于恶性细胞和正常细胞对卟啉的亲和力有无差别，有的学者作了一些实验性研究。张氏和Dougherty用相同的培养条件观察了取自正常组织和肿瘤细胞的培养株，结果显示这两种细胞对Hpd的摄取和释放的动力学方面并无区别。Henderson把正常细胞和癌细胞进行混合培养，也未看到它们对Hpd的亲和力有任何区别。
动物实验的研究结果显示了Hpd和DHE（双血卟啉乙醚）在网织内皮细胞，包括巨噬细胞，肥大细胞和肝柯否氏细胞中的摄取和贮留也较常见，因此上述细胞丰富的肝、肾、脾等组织中也贮留了大量的Hpd（在无毒性水平）。皮肤内Hpd的贮留亦可能与皮肤中有大量的巨噬细胞有关，故注射过Hpd的肿瘤病人必须在一定时间内（一般约一个月）避免强光直接照射。前面提到的肿瘤血管基质对Hpd有较强的亲和力，也可能因这些基质中有巨噬细胞和肥大细胞之故。但是也发现在肿瘤细胞内及其周围可以测量到Hpd的贮留时间要比正常组织的细胞长得多，此时血清中已经基本上把Hpd清除。因此有人认为Hpd的选择性亲和力主要取决于肿瘤的组织特性，而不是细胞本身。
3. 单态氧细胞毒
不少作者认为癌细胞在光动力反应损伤作用中，单态氧是主要的因素，单态氧从卟啉中产生的机制可用公式表示：
P＋hv→P*(s)
P*(s)→P*(t)
P*(t)＋O2→P＋+1O2*
式中：P卟啉，hv光能,P*激发态的卟啉,s单价态，t三价态，1O激发态的单态氧。
按照以上公式，卟啉的三价态产物，是影响单态氧发生的主要因素。至于Hpd产生单态氧的确实过程，尚不十分清楚。
总的来说光动力反应在肿瘤细胞中的作用机理很可能是以上三种因素的综合作用。血卟啉光动力作用产生单态氧，使癌细胞脂质膜被氧化，膜的结构、转运功能受阻，乙酰胆碱脂酶等酶的活性被抑制，膜蛋白被破坏，细胞能量代谢发生障碍。这些实验结果进一步支持了光敏作用的单态氧作用，并从不同角度说明了细胞膜是光动力损伤作用中的重要靶部位。通过体外培养的多种人恶性肿瘤细胞株和胚二倍体细胞株的一系列生物学实验研究，他们观察到光动力反应作用可严重影响细胞的存活、生长和增殖，损伤线粒体和溶酶体的某些重要酶的活性，破坏细胞质的骨架蛋白，抑制细胞对酪氨酸的摄取及引起细胞形态的许多改变。利用光学显微镜和电子显微镜观察正常小鼠皮肤和脑的光动力反应的组织学和超微结构改变，发现毛细血管内皮细胞损伤出现得最早，程度也最重；而皮肤表皮细胞和脑神经细胞的胞体损伤出现较晚，且程度也较轻。因此可以看出，体内血管损伤和微循环障碍在光动力反应作用机理上可能起着重要作用。
（二）血卟啉衍生物的化学物理性质
Hpd是各种卟啉的聚合物，其中Hpd中的大聚合物是显示光动力杀癌作用的主要成分。
从人体血清中所提炼出来的Hpd的荧光光谱如图5-2-1所示。
liliaoxue141.jpg人血清Hpd的激发光谱和发射荧光光谱
图5-2-1　人血清Hpd的激发光谱和发射荧光光谱
Hpd最佳的激光光谱为波长405nm的紫光，但是波长366nm的长波紫外光、波长406.7－422.6nm紫色的氪离子激光、波长45.9－514.5nm蓝绿色的氩离子激光都能够激发Hpd发出红色荧光，其波长在600－700nm之间，在630、690nm各有一高一低的峰。因为紫光穿透组织太浅，难以用来治疗之用。目前一般均用波长630－631nm的红光作治疗用，取其穿透组织深度最深而且还能使之产生较强烈的细胞毒作用。由于Hpd能选择性地较长时间贮留在肿瘤组织中，因此在病人体内用绿光或紫光照射，可以用来作肿瘤的定位诊断；用630nm红光照射时，则可治疗肿瘤。在这方面，国内外学者已作了大量的实验性研究和临床观察。
（三）光源
有多种光源可用，如早年用的白炽灯、太阳光以及现在仍在使用的氙灯等，只要滤掉不必要的波长后仍有足够强度的绿光、紫光及红光，均可用来作光动力反应的光源。但是要使肿瘤组织内的Hpd发射出足够强度的荧光以及产生足够强度的细胞毒作用，应选择能产生足够强度的相应波长的光。因为激光具有较窄的光带（即单色性）及高强度，因此目前常用激光作为激励光源，如：
（1）氪离子激光器。波长为406.7－422.6nm。
（2）氩离子激光器。波长为457.9－514.5nm。
（3）染料激光器。常用若丹明B、DCM或基酮红染料，用氩离子激光作泵源以后，可产生630nm波长的光束。
（4）金蒸气或铜蒸气激光器。
由于Hpd的最佳吸收峰为405－410nm，因此目前认为氪离子激光为诊断早期肿瘤的最理想的光源，因为氩离子激光泵浦染料激光为最常用的治疗光源，因而也常用氩离子激光作为诊断光源。此外金、铜蒸气激光也常作为较佳的治疗光源。除此之外，一些较价廉的非相干光源正在试用，准分子激光也正在研究。

附：激光武器：这是外军激光军事应用研究的重点。在战略上主要用它击毁对方卫星和洲际导弹，在战术应用上有测距、寻的、击毁飞机、坦克和致盲（人眼和光电系统）等。战略激光武器可能在21世纪应用；战术激光器，如激光测距机、激光寻的器和激光致盲器等90年代装备部队，据报道1988年的第24届汉城奥运会期间周围保安人员曾设置闭路监视摄像机上的激光致盲仪当场擒捕盗贼、所谓激光致盲武器，就是利用激光束在一定距离内对人眼实施强光照射，使之视网膜大面积出血，轻者1～7天才能恢复视力，重者终身失明。其最大特点是，使人在无烧灼感的情况下，突然失去抵抗力。目前，它已被警方广泛应用，作为对付罪犯的“秘密武器”。 表8.5.1　常用医学激光器及其特性(左表)

种类	激光物质	波长()	出光波段(颜色)	能量瓦/平方厘米功率焦耳
体 激 光 器	二氧化碳(分子) CO2	106000	远红外	15-30瓦(皮肤) 80-300瓦(外科)
氨-氛(原子)He-Ne	6328	红	1-100毫瓦
氪(离子)Kr	6471 5308 4067 4131	红绿 黄绿紫	0.01-0.10瓦 240毫瓦
氩(离子)	4880-5140 -5140	兰青-绿	1-10瓦
氨镉(金属蒸气)Hc-Cd	4416 3250	兰紫	3-50毫瓦
氮(分子)N2	2300 3371	紫外	0.1-2.0毫焦耳
体 激 光 器	钕玻璃(Nd3)	10600	近红外	10-1000焦耳
钕玻璃(Q开关)Nd3	10600	近红外	300-1000焦耳 1-5
掺钕钇铝石榴石Nd3-YAG	10600	近红外	1-100瓦
掺钕钇铝 石榴石倍频	5300	绿	0.1-0.5瓦
红宝石Ruby	6943	红	1-100焦耳(细胞外科) 0.3-2.0焦耳(眼科) 50-75焦耳 150-800焦耳(皮肤科)
红宝石(Q开关)Ruby	6943	红	1-5
半导体激光器	砷化稼GaAs	9020(室温) 8400(77.K)	近红外	20瓦 100瓦 1瓦
液体激光	Rhodmine B或DCM	6310liliaoxue142.jpg	红	100毫瓦-4瓦

表8.5.1 常用医学激光器及其特性(右表)

种类	光发散束度 (毫弧度)	光束类型	常用时间	主要用途
体 激 光 器	2	连续(瓦级)	不定	光刀可凝固、烧灼、炭化、气化良性和恶性新生物；散焦可照大面积皮肤病和外科疾病
1	连续(毫瓦级)	1-10分	穴位照射、照射病变部（散焦或原光束）。研究用10-100毫瓦
1	连续(毫瓦级)	不定	透照诊断法。正研究100-500毫瓦可作有选择性地凝固用激发荧光诊断肿瘤
2	连续(瓦级)	1-60秒 100-500微秒	血管瘤、皮肤和内脏切割。血管凝固。眼科光凝固500毫瓦-2瓦，光敏治癌
1-5	连续(毫瓦级)	1-5分	穴位照射。萤光诊断术的激光光源
1-10	脉冲(毫焦耳级)	15秒-2分	消炎、杀菌、生物学研究用
体 激 光 器	5-20	脉冲(焦耳级)		血管痣、鸡眼、跖疣。外科研究用300-1000焦耳
	Q开关(兆瓦级)		光谱学分析
1-10	脉冲(焦耳级) 连续(毫瓦级) Q开关(兆瓦级)	100-500微秒	血管瘤、鸡眼、手术切割皮肤肌肉，研究用1-30瓦，消化道止血，各种种瘤气化
1-5	连续(毫瓦级)		眼血管疾病、正研究用作血管凝固，500-200毫瓦治疗微血管病变
1-15	脉冲波(焦耳级) 连续波(毫瓦级)	1-4微秒	浅表毛细血管扩张、纹身斑之消除。细胞外科-100毫焦耳，眼科光凝固0.5-1.5焦耳，外科皮肤科科实验用150-800焦耳。治疗皮肤病及研究用100-900毫瓦。
1-5	Q开关(兆瓦级)	10-30毫微秒	纹身斑消除。治疗色素痣
半导体激光器		脉冲(瓦级) 连续(毫瓦级)
液体激光		连续(瓦级)	5分-60分