红光在医学领域的应用及发展
红光是指太阳光中波长为600~700 nm 的可引起人类视网膜感应为红色的光波。生物医学光子学中，红光是最先被应用于临床医学并且得到广泛认可的。早在一百多年前丹麦的 n.r.芬森医生自主研发的一种仪器叫做芬森灯，该灯发出的红光用于辅助治疗天花和狼疮病，并在 1903 年获得诺贝尔生理医学奖，从此揭开了红光治疗的序幕。
香港城市大学的研究团队研究发现，红光治疗能够影响基因水平的表达。红光照射细胞后能够刺激细胞增殖基因的表达上调，促进细胞的增殖；还能够引起抗氧化基因的表达上调，增强抗氧化系统的功能。此外，红光照射治疗能够引起烟酰胺腺嘌呤二核营酸（nad）脱氢酶、atp 合成酶以及电子转移黄素蛋白的表达上调；红光照射治疗对人体糖、脂肪、蛋白质代谢相关的基因的表达也有一定的影响，这促使细胞腺嘌呤核苷三磷酸（atp）的合成增加，脂肪运转加速；红光照射治疗还对细胞凋亡相关基因细胞的表达有一定的影响。
红光在人体组织中穿透深度 30 mm 左右，可直接作用于淋巴管、血管、皮下组织和神经末梢，经红光照射后人体组织会产生一系列的热效应、光化学效应等生物反应。用红光照射人体，红光被人体细胞吸收后，与人体组织的吸收光谱产生共振，通过级联反应，产生效率较高的光化学反应，从而产生一系列的生物学效应，如图 1 所示。红光照射人体病变部位治疗所产生的光化学作用，能够促进细胞增殖和生长以及褪黑色素的分泌。红光不仅能够增强人体虚弱的体制，还对免疫能力低下和贫血的患者有一定的改善作用，对人体无创无痛无副作用，这些红光研究与发现在临床医学上具有很高的应用价值。
2 红光治疗仪的临床研究进展
红光治疗仪是医院常用的一种新型光疗设备，基本原理是通过滤光片过滤光源得到 600~700 nm的红光，利用红光和人体产生的光化学作用，可以单独使用或者配合辅助药物用于治疗皮肤科、外科、内科、妇科、烧伤科、耳鼻喉科等诸多疾病。红光治疗仪的主要优点有：输出频谱较宽，为 600~700 nm；功率较高；光斑较大，并且微型计算机控制电路，数码显示的控制面板，设定好程序后能够自动工作，节省人力资源。
基于这些作用原理，近年来红光在临床研究领域的进展主要集中在急慢性炎症恢复、血管修复、周围神经损伤后再生、免疫系统增强、抗疲劳等领域[1]。现将主要的研究成果介绍如下。
香港城市大学 song 研究团队[2]研究发现，红光照射人成纤维细胞后能够引起 p38 促分裂原活化蛋白激酶 mapk 和血小板源生长因子 2 条信号通路的激活，进而加速伤口的愈合。约翰内斯堡大学 heidiabrahamse 研究团队[3]研究发现，当用红光照射成纤维细胞和肌肉细胞时，细胞生长速度提高了 5 倍。红光照射细胞时还能加速骨骼肌细胞的再生和修复。王建国等[4]用红光照射急性闭合性软组织损伤大鼠模型，发现ⅰ型胰岛素样生长因子 igf-1 的表达量显著增加，促进组织的再生和修复，减轻损伤骨骼肌中的炎症反应，证明运用红光治疗具有一定的抗炎、镇痛作用。巴西的研究人员 medrado 等[5]研究发现，波长为 670 nm 红光不仅能减轻大鼠创面的炎症反应，还能加快胶原沉积和成肌纤维细胞增殖。reddy等[6]研究也发现，应用波长为 632 nm 的红光照射糖尿病小鼠，可以加速糖尿病小鼠胶原蛋白的合成促进损伤组织的修复，加强伤口中结缔组织总体稳定性，提高修复质量。贾丹兵[7]研究发现红光照射患者伤口面后，人体血管内皮细胞生长因子 vegfr 的表达有明显的上调，加速创伤组织血管内皮细胞增殖，对血管生成以及创伤修复有至关重要的作用，促进伤口愈合。
等[8]研究发现，波长为 670 nm 的红光可促进人脐静脉内皮细胞的增殖。贾玉玺等[9]发现当用红光照射大鼠坐骨神经损伤的模型时，发现红光能够促使脊髓运动神经细胞活化，使神经纤维及轴突再生，促进大鼠损伤肢体功能早期恢复。
徐月清等[10]人用红光研究荷瘤小鼠免疫功能以及对肿瘤生长的影响，对小鼠进行全身照射 20 d 后取血，发现红光可增强红细胞膜 c3b 受体花环形成率，增强淋巴细胞转化率，这证明了红光能增强红细胞免疫功能和 t 细胞功能。
3 红光用于乳腺治疗的临床应用
随着我国经济社会不断发展，人民群众生活节奏不断加快，女性乳腺疾病发病率逐年增加，特别是乳腺增生发病率更是大幅增加。据淄博市妇幼保健院在2003 年 1 月至 2007 年 12 月对 8 171 名女性进行乳腺疾病筛查统计结果显示，患有乳腺疾病的女性高达 3 435 例，患病率为 42.04%。其中乳腺增生患者3 297 例，患病率为 40.35%，占乳腺疾病的 95.98%[11]。
目前一般认为乳腺增生病与内分泌功能失调有关，雌二醇、催乳素水平过高，或雌二醇与孕酮的比例增高，导致乳腺组织过度增殖或复旧不全而发病是比较常见的发病特点。近年来研究认为乳腺增生病的发生可能是乳腺组织局部对激素的敏感性增高所致。不少学者认为乳腺增生病会增加患乳腺癌的危险性。对于乳腺增生病的治疗西医目前多用性激素和手术治疗。常用的西药有抗激素药物（如三苯氧胺等）、雄激素类药物以及催乳素药物，但这些药物的副作用都很大，且服药周期长，不宜经常使用；而手术治疗不易被患者接受。实际上，针对多数早期乳
腺病患者，用特定波长的红光进行物理治疗方式直接作用于乳腺病变部位，红光通过与丰富的乳腺血管和经络发生光化学作用，刺激大脑皮层及脑垂体产生反馈调节作用，抑制雌激素对乳腺的刺激，改善乳腺的局部微循环，达到调理气血、
活血化瘀的治疗效果。同时红光对乳腺被照部位的光化学作用，使之产生重要的生物效应达到治疗效果。安经克等[12]研究发现用红光治疗仪红光照射乳腺部位具有疏通经络、活血化瘀、消炎消肿镇痛、促进炎性增生硬化组织的软化吸收、
改善血液循环、调节神经机能等治疗作用。郑龚云等[13]研究发现红光可以治疗急性乳腺炎，副作用小。
乳腺增生病是普外科最常见疾病之一。多以保守治疗为主，然而疗效均不持久，易复发。寻找较好的治疗方法，尤其是物理疗法，一直是临床医生研究的重点。光谱治疗设备现在已成为医院常备设备，产品技术已经成熟，性价比高，国内外已得到普及，产品性能已经得到认可。该类设备利用特定波长光谱照射人体组织，对生物组织有多方面的刺激作用，包括改善血液流变学性质、促进伤口愈合、神经修复、增强免疫反应等。近年来临床上采用光谱治疗设备针对特定疾病特别是浅表疾病的疗效显著、应用广泛。
展望
光子学及其技术已应用并渗透到生物科学和医学的诸多方面, 并得到科学界广泛认同和重视。生物医学光学是国际光学学科重要发展方向之一。生物医学光子学的发展，将为现代医学和生命科学带进新时代。新技术开发与临床应用研究的结合将越来越密切。生物医学光子学领域未来发展的重点是将各种复杂的光学系统和技术应用于保健和医疗领域。当今世界中，与光子学有关的技术冲击着人类健康领域和人类对生命体的认知。红光是对人体伤害小的一种光，研究开发与红光相关的仪器并应用于人类健康保健与疾病的治疗将是越来越热门的领域，并可望形成有重大社会影响和经济效益的产业。
