蘇更林

救死扶傷是醫(yī)學(xué)最崇高的追求。光學(xué)技術(shù)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用，極大地提升了醫(yī)療技術(shù)的水平，并成為造福人類的“醫(yī)之光”。

X射線——隱秘病情的“偵察兵”

X射線是人類發(fā)現(xiàn)的第一種“穿透性射線”，即能夠穿透普通光線所不能穿透的一些材料。X射線的發(fā)現(xiàn)者倫琴曾用該射線為他的夫人拍攝了一張手的照片，手的骨骼結(jié)構(gòu)清晰可見。這張?zhí)厥獾恼掌鹆藢W(xué)術(shù)界的轟動，也為倫琴帶來了崇高的榮譽(yù)——1901年的諾貝爾物理學(xué)獎。

X射線是一種肉眼看不見的、頻率比紫外線更高的電磁波。它不但具有很高的穿透本領(lǐng)，而且可使某些化合物產(chǎn)生熒光或使照相底片感光。同時，它在電場或磁場中不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，能發(fā)生反射、折射、干涉、衍射等。將X射線應(yīng)用于醫(yī)學(xué)診斷，主要依據(jù)的就是X射線的穿透作用，以及差別吸收、感光作用和熒光作用。

X射線在穿過人體時，由于不同組織結(jié)構(gòu)吸收的程度不同，通過人體后的X射線量也就存在差別。這樣一來，X射線照射人體后的影像就攜帶了人體各部分密度分布的信息，在熒光屏上或膠片上引起的熒光作用或感光作用的強(qiáng)弱也就存在較大的差別，顯示出不同的陰影效果。醫(yī)生根據(jù)這些陰影的濃淡對比，結(jié)合化驗結(jié)果和病理診斷，就可判斷人體某一部分的疾病信息了。X射線在醫(yī)學(xué)診斷方面的應(yīng)用，開創(chuàng)了非創(chuàng)傷性內(nèi)臟檢查技術(shù)的先河，并引領(lǐng)了此后醫(yī)學(xué)診斷技術(shù)的潮流。

基于X射線影像技術(shù)發(fā)展起來的CT技術(shù)，可直接顯示X射線檢查無法顯示的器官和病變。CT圖像更加清晰，解剖關(guān)系更加明確，病變顯示也更好，因此大大提高了診斷的準(zhǔn)確率。CT技術(shù)是電子計算機(jī)X射線斷層掃描技術(shù)的簡稱，它根據(jù)人體不同組織對X射線的吸收與透過率的不同，應(yīng)用靈敏度極高的儀器對人體進(jìn)行測量，然后將測量所獲取的數(shù)據(jù)輸入電子計算機(jī)，電子計算機(jī)對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后就攝下了人體被檢查部位的斷面或立體的圖像，從而發(fā)現(xiàn)體內(nèi)任何部位的細(xì)小病變。

內(nèi)窺鏡——用光窺視疾病的模樣

如今，內(nèi)窺鏡檢查已經(jīng)成為消化道疾病診斷的主要手段之一，其實這也是光學(xué)技術(shù)應(yīng)用的一個例證。

1870年，英國物理學(xué)家廷德爾在實驗中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)用光照射盛有水的容器時，光線可以沿著出水口的水流進(jìn)行傳播，這樣看上去光線就出現(xiàn)了彎曲現(xiàn)象，這似乎與光沿直線傳播的法則相矛盾。其實，這時光仍然是沿著直線傳播的，只不過是在水流中發(fā)生了反射現(xiàn)象，所以光看起來是以折線方式前進(jìn)的?？茖W(xué)家從這個現(xiàn)象中受到啟發(fā)，于1955年發(fā)明了一種用于疾病診斷的內(nèi)窺鏡。

簡單來說，內(nèi)窺鏡就是一個配備有燈光的管子，它可以由口腔進(jìn)入到胃內(nèi)或經(jīng)其他人體孔道進(jìn)入到體內(nèi)。這種內(nèi)窺鏡是用極細(xì)的光導(dǎo)纖維制成的，其中含有兩種不同折射率的玻璃纖維：一種玻璃纖維形成它的中心束線，另一種則包在中心束線的外面形成包層。由于這兩種玻璃纖維在光學(xué)性質(zhì)上的差別，因此光線經(jīng)一定角度從光導(dǎo)纖維的一端射入之后，就會沿著兩層玻璃材料的界面連續(xù)反射前進(jìn)，最后從另一個端口射出。這就是內(nèi)窺鏡的工作原理。

1965年，科學(xué)家在內(nèi)窺鏡上安裝了柱狀透鏡，使得內(nèi)窺鏡的視野更為清晰。醫(yī)生利用內(nèi)窺鏡可以看到X射線不能顯示的病變，多被用于腸胃疾病或腫瘤的診斷。

近幾十年來，內(nèi)窺鏡技術(shù)發(fā)展很快，不但可以用于疾病診斷，而且也可以用于手術(shù)治療。20世紀(jì)60年代，科學(xué)家在胃鏡基礎(chǔ)上加裝了活檢裝置及照相機(jī)。20世紀(jì)80年代，內(nèi)窺鏡技術(shù)走進(jìn)電視內(nèi)窺鏡時代，即在內(nèi)窺鏡的前端裝有高敏感度的微型攝像機(jī)，從而可以把觀察到的圖像轉(zhuǎn)化為電信號，然后再傳至電視信息處理系統(tǒng)，最后轉(zhuǎn)變成可在電視屏幕上顯示的圖像。

紅外線——看不見的治療之手

在太陽光譜中，紅外線是一種不可見光，波長大于可見光，其波長范圍為0.76～1 000微米，可分為近紅外線（0.76～1.50微米）、中紅外線（1.50～6.0微米）和遠(yuǎn)紅外線（6.0～1 000微米）。

紅外線是一種具有強(qiáng)熱作用的放射線。紅外線的穿透力很強(qiáng)，不僅能穿過衣服，而且還能透過皮膚甚至肌肉，而使其產(chǎn)生熱效應(yīng)。紅外線的這一特性，使其具有一定的治療作用。

紅外線能夠迅速被人體吸收，深入人體之后便會形成熱效應(yīng)，從而促使皮下深層組織的溫度上升，擴(kuò)張毛細(xì)血管，促進(jìn)血液循環(huán)，增強(qiáng)物質(zhì)代謝，增強(qiáng)組織細(xì)胞活力及再生能力。同時，紅外線還經(jīng)常被用于扭挫傷的治療，有利于促進(jìn)血腫的消散，以及減輕術(shù)后的粘連，促進(jìn)瘢痕的軟化等。在治療慢性感染性傷口和慢性潰瘍時，紅外線可以改善組織營養(yǎng)，消除水腫，加快傷口愈合。在治療慢性炎癥方面，紅外線能改善血液循環(huán)，增加細(xì)胞的吞噬功能，從而促進(jìn)炎癥的消散。紅外線還能改善關(guān)節(jié)疼痛癥狀，起到消除內(nèi)腫和緩和酸痛的功效。

“光刀”——無形的手術(shù)刀

在外科手術(shù)上，手術(shù)刀是不可缺少的醫(yī)療工具，而“光刀”則是一種無形的手術(shù)刀。

“光刀”也被稱為“激光刀”，它利用激光束實施手術(shù)。我們知道，激光具有能量高度集中的特點，它可以在自由彎曲的玻璃纖維或塑料纖維中傳輸，在端部透鏡的聚焦作用下可以變成一束尖銳的光束。

常用的激光刀為二氧化碳激光刀和氬激光刀，其“刀刃”可以小到0.1 毫米，功率密度可以達(dá)到每平方厘米10萬瓦。這樣的“光刀”威力該有多大??！不管是皮膚、肌肉，還是骨頭，切割自然都不在話下。

利用激光刀進(jìn)行的手術(shù)，沒有鋸骨的噪聲，也沒有絲毫的機(jī)械撞擊。激光刀適宜于選擇性地定量切除壞死組織，切口邊緣平整，對外圍正常組織損傷少。對于五官、心臟等操作難度大的部位，可以進(jìn)行非接觸性的手術(shù)。激光刀本身具有高溫殺菌作用，因而可以減少手術(shù)后的感染。同時，激光對生物組織具有的熱凝固效應(yīng)，可以封閉切開的小血管，因此可以減少手術(shù)時的出血。endprint