Biophysics · 11.06
Laserの応用
Application of lasers
🧠 レーザーの医学作用は、波長で標的分子を選び、照射時間とエネルギー密度で熱・光化学・機械作用mechanical effect機械作用（mechanical effect）mechanical effect（機械作用）のどれを優位にするかで設計される。
組織作用の三つの様式
| 作用 | 主な条件 | 例 |
|---|---|---|
| 光熱作用photothermal光熱作用（photothermal）photothermal（光熱作用） | 吸収後に熱へ変換 | 凝固、切開、蒸散 |
| 光化学作用photochemical光化学作用（photochemical）photochemical（光化学作用） | 光反応を起こす波長・感光物質 | 光線力学療法photodynamic therapy光線力学療法（photodynamic therapy）photodynamic therapy（光線力学療法）、エキシマ切除 |
| 光機械作用photomechanical光機械作用（photomechanical）photomechanical（光機械作用） | 短パルスの高ピークパワーpowerパワー（power）power（パワー） | 結石破砕fragmentation破砕（fragmentation）fragmentation（破砕）、組織破壊 |
どの作用が生じるかはレーザーの種類だけでなく、組織の吸収係数、照射面積、パルス幅pulse widthパルス幅（pulse width）pulse width（パルス幅）に依存する。
診断・計測への利用
狭いスペクトル幅spectral widthスペクトル幅（spectral width）spectral width（スペクトル幅）は分光分析spectroscopic analysis分光分析（spectroscopic analysis）spectroscopic analysis（分光分析）や蛍光励起に、コヒーレンスcoherenceコヒーレンス（coherence）coherence（コヒーレンス）は干渉計測interferometry干渉計測（interferometry）interferometry（干渉計測）や光干渉断層法optical coherence tomography (OCT)光干渉断層法（optical coherence tomography (OCT)）optical coherence tomography (OCT)（光干渉断層法）に使われる。蛍光顕微鏡fluorescence microscope蛍光顕微鏡（fluorescence microscope）fluorescence microscope（蛍光顕微鏡）ではレーザー走査scanning走査（scanning）scanning（走査）により励起位置を制御できる。
治療での選択性
網膜光凝固photocoagulation光凝固（photocoagulation）photocoagulation（光凝固）、皮膚の血管・色素病変、外科切開では、標的発色団chromophore発色団（chromophore）chromophore（発色団）が吸収する波長と周囲への熱拡散時間を合わせる。ビームを細くできても、吸収されなければ標的へエネルギーは渡らない。
⚠️ 眼は可視・近赤外光を網膜へ集光するため特に脆弱である。波長に合う保護眼鏡spectacles眼鏡（spectacles）spectacles（眼鏡）、管理区域、反射面対策が必要となる。
まとめ
- 波長は吸収標的、照射時間とエネルギー密度は作用様式を決める。
- レーザーは治療だけでなく、蛍光励起・分光・干渉計測interferometry干渉計測（interferometry）interferometry（干渉計測）にも用いられる。
- 高い指向性directionality指向性（directionality）directionality（指向性）と集光性focusability集光性（focusability）focusability（集光性）は有用性と眼障害リスクの両方を高める。