APPLICATION

医学应用

基本原理

 1、半导体激光的治疗原理
 
半导体激光疗法(Low Level Laser Therapy,LLLT)作为一种神奇的革命性治疗方法,被广泛应用于治疗各种疼痛与非疼痛性疾病,如皮肤病变、关节病变、神经病变、肌肉、肌腱、肌筋膜炎、血管病变等相关病症。它通过发射单一波长的红外激光作用於神经根、神经干、神经节,或者痛点、穴位 (临床研究显示810nm波长激光最适合透入人体),产生一系列生物刺激效应,调节人体的免疫系统、神经系统、血液循环系统和组织代谢系统的病理生理状态,起到镇痛、消炎、促进伤口愈合、骨痂生长、神经修复、提高机体免疫、改善血循环、促进新陈代谢等作用,从而达到治病康复的目的。 
 
2、半导体激光的四大治疗作用:
 
● 不同波长激光对组织的穿透深度:



● 水黑色素血红蛋白对不同波长激光的吸收曲线:
 
 
2、半导体激光的四大治疗作用:
 
● 消炎消肿:半导体激光照射可以提高白细胞的吞噬能力,活化细胞色素氧化酶,使机体体液的噬菌能力增强,局部免疫球蛋白增加,肾上腺皮质系统功能增强,调节机体免疫功能消炎抑菌,同时改善血液循环,减轻局部充血和水肿。
 
● 止痛镇痛:半导体激光照射可以降低末梢神经兴奋性,提高痛阈;促进脑啡呔等镇痛物质释放,降低局部组织的5-羟色胺含量;加速血液循环,减少致痛物质的淤积。
 
● 组织修复: 半导体激光照射能促进创面愈合,可使肉芽组织毛细血管密度增加,改善创面肉芽组织微循环,促进ATP的合成,刺激蛋白质合成;促进细胞母纤维增生,加强细胞分化,使新生上皮组织再生,促进损伤组织及骨组织修复。
 
● 生理调节:半导体激光照射可以增强机体免疫功能,增强细胞及机体新陈代谢,改善周遍循环,调节内分泌,使血液和细胞进行双向调节。
 
3、半导体激光的治疗剂量
 
● 低功率激光疗法简介
      低水平激光疗法(LLLT)是应用光(通常是在1mw–500mw范围的低功率激光)在病理学方面促进组织再生,减轻炎症,缓解疼痛。这种光通常是红色或近红外(NIR)波段(600nm–1000nm)窄的光谱宽度,功率密度(辐射)在1mw-5w/cm2之间。它通常应用于损伤部位数分钟左右,一周几次,共几周。与其他的激光医疗过程不同,LLLT不是烧蚀或热效应,而是一种光化学效应,如同植物的光合作用,通过对光的吸收而产生化学变化。
 
      这一现象由匈牙利布达佩斯赛梅维什医科大学的Endre Mester于1967年首先发表,就在工作激光被发明之后数年。Mester做了一个实验来测试激光辐射是否会导致小鼠患癌。他剃了小鼠背部的毛发,把它们分为两组,给其中一组用低功率的蓝宝石激光照射(694 nm)。结果发现治疗组并没有得癌症,而令他惊讶的是,其毛发重新生长较未照射组更迅速。他称这为“激光生物刺激”。
 
●  LLLT有效性的证据
      自1967年以来超过100个III期随机、双盲、安慰剂对照的临床试验(RCTs)已发布,这些试验得到了超过1,000个实验室的支持,对与局部组织和全身产生一系列作用有关的主要机制及二次级联效应进行了研究。取得积极成果的随机对照试验已发表,按病理分有关于骨关节炎(Bertolucci和Grey 1995;Ozdemir等,2001; Stelian等,1992), 肌腱炎( Bjordal等人2006年b; Stergioulas等,2008;Vasseljen等,1992),创伤(卡埃塔诺等人,2009;Gupta等人,1998;Ozcelik等,2008;舒伯特等,2007),腰背痛(贝斯福德等,1999),颈痛( Chow等人,2006;古尔等,2004),肌肉疲劳(莱亚尔少年等人,2008年a ;莱亚尔少年等人2008年b),周围神经损伤( Rochkind等,2007)和中风(兰普尔等,2007 ;Zivin等人,2009);但结果并不总是积极的。失败的结果在某些情况下可以归因于几个因素,包括剂量(输出能量不足或过多,不足或过分的照射,不恰当的脉冲方式,病灶区域照射面不足),治疗部位不适当和同期患者用药(例如作为甾体和非甾体抗炎药,可以抑制愈合)( Aimbire等人,2006;贡萨尔维斯等人,2007)。
 
● 药物和剂量
      如同其他形式的药物,LLLT有其活性成分或叫做“药”(照射参数)和“剂量”(照射时间)。
      能量(J)或能量密度(J/cm2)经常被用来作为低功率激光剂量的一个重要特征,但这忽略了一个事实,能量有两个组成部分,功率和时间:能量(J)=功率(W)×时间(秒)它们之间并不一定存在相互关系,换句话说,如果功率加倍,时间减半,那么能量虽然相同的,但经常观察到不同的生物响应
      因此LLLT最好用两套独立参数来描述:
        (a)药物(辐照参数)
        (b)剂量(时间)
      另外,有证据表明,不同的波长,脉冲,相干性,偏振性等对生物调节效应的大小存在一些影响。
 
● 重要结论
      LLLT在相同波长下低剂量照射比高剂量照射效果好,这也说明了双相剂量反应或毒物兴奋效应(卡拉布里亚2001B)的基本概念。在一般情况下,低至3或5 J/cm2的能量密度的红色或近红外光照将有利于人体组织,但象50或100 J/cm2大剂量的照射就失去了有利的影响,甚至可能变成有害的。分子和细胞学机制LLLT表明,光子被线粒体吸收,它们刺激更多的ATP产生和活性氧水平降低,然后激活转录因子如NF-kB,以诱导许多基因转录物使LLLT产生有利影响。众所周知活性氧低可刺激细胞增殖,活性氧高可抑制增殖并杀死细胞。一氧化氮量也与LLLT有关,它可以在呼吸链和别处的结合点因光照而释放出来,低剂量光照产生少量的NO,是有益的,而高剂量释放高浓度NO,会造成损害。第三个可能性是, LLLT可激活转录因子产生更多保护性蛋白,它能抗凋亡,并且通常促进细胞存活。
 
      与此相反,能促进细胞凋亡的不同的转录因子和细胞信号传导途径,可以在更高剂量的光照后被激活,这是完全可能的。我们相信,在不久的将来对低水平激光治疗机理的认识将不断发展。这些进展将导致主流医学更加接受低水平激光疗法,并可能导致LLLT被用于严重的疾病,如中风,心脏发作及脑部退行性疾病。然而双相剂量反应或低水平激光疗法毒物兴奋效应的概念(低能量水平激光有好处,而高能量水平激光并不好)将一直存在。对于激光理疗而言,采用高功率密度或者单次治疗时间过长是不恰当的。

 
----摘自《低功率激光疗法双相剂量响应研究》,International Dose-Response Society,哈佛医学院,2013。

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