光子治疗的研究与临床应用进展

2017-11-15 08:55帅敏马利林
中国医学创新 2017年30期
关键词:治疗方法作用机制临床应用

帅敏 马利林

【摘要】 高能窄谱光子治疗仪(红光治疗仪)使用医用高功率矩阵集成半导体固态冷光源,方向性强,可调节。它所产生的光化学反应或光子能量可迅速有效地在皮下渗透,对皮下3~5 cm的组织产生作用,并在细胞内发挥效应。现有的研究表明,光子治疗能使细胞线粒体氧化酶活性增加,酶促反应增加,并促进多种活性因子分泌增加,促进创面血管生成与血液微循环,促进细胞合成,加快细胞新陈代谢的速度,从而改善末梢神经功能,促进伤口和溃疡面愈合。同时,红光照射后白细胞吞噬作用的增加,能够提高机体的免疫功能,促进炎症吸收与消退。通过降低炎症部位5-羟色胺的含量,光子治疗能改善组织通透性,缓解局部疼痛。由于光子治疗光热量很少,表层组织对其反应较缓和,具有较高的治疗安全性,目前已在临床多领域广泛推广应用。

【关键词】 光子治疗; 作用机制; 临床应用; 治疗方法

Studies and Progress of Clinical Application of Photon Therapy/SHUAI Min,MA Li-lin.//Medical Innovation of China,2017,14(30):136-141

【Abstract】 High-performance narrow-spectrum red light therapeutic equipment(photon therapeutic equipment) is designed by medical high power matrix to integrate semiconductor solid-state cold light illuminator,with strong directivity and adjustability.Photon energy or photochemical reaction produced can promptly and effectively penetrate subcutaneously,function to 3-5 cm subcutaneous tissues,and develop effect within cells.Current researches show that,photon therapy can increase the cell mitochondrial oxidase activity,enzymatic reaction and promote multi active factor secretion increase,promote angiogenesis on the wound surface and blood microcirculation,promote cell synthesis,and accelerate the speed of cell metabolism,so as to improve peripheral nerve function,and promote the cure of ulcerative surface wound.Meanwhile,the increasing leukocyte phagocytosis after red light irradiation can improve the immune ability of the body,promote inflammatory absorption and recession.Through reducing the content of 5-hydroxytryptamine in inflammatory parts, photon therapy can improve tissue permeability,and relieve local pains.Due to few quantity of light and heat in photon therapy,and mild reaction from surface structure,it has a high treatment security and been widely promoted and clinically applied in multiple domains.

【Key words】 Photon therapy; Mechanism of action; Clinical application; Therapeutic method

First-authors address:Affiliated Hospital of Nantong University,Nantong 226001,China

doi:10.3969/j.issn.1674-4985.2017.30.040

20世紀90年代,美国航空局最早提出光子治疗,并应用于宇航员因缺乏重力刺激的肌肉萎缩及难以愈合创面的治疗[1]。近十余年来,光子治疗以其简便易行、费用较低、治疗效果确切的特点,逐渐在临床推广应用,受到医护双方的肯定及众多患者的欢迎。本文就近年来光子治疗的研究与临床应用进展作一综述。

1 高能窄谱红光及光子治疗的作用机制研究

1.1 红光及光子的原理 高能窄谱红光属弱激光类范畴,是由特殊的滤光片获得的600~700 nm波段的红色可见光集束而成。高能窄谱红光的输出功率较高,相当于氦氖激光的百倍或以上,一般不小于3 W。其光斑较大,距窗口100 mm的光斑直径大于120 mm。高能窄谱红光治疗临床疾病的机制有赖于其固有的物理与化学特性,包括其波长、它所产生光子的穿透能力、机体组织中各种物质对光子的吸收能力以及由此产生的生物化学变化等[2-3]。endprint

1.2 光子治疗的机制研究 按照上述原理研制而成的高能窄谱光子治疗仪(红光治疗仪)采用医用高功率矩阵集成半导体固态冷光源,它所发射的高功率单色光特定波长为(640±10)nm,方向性强,可调节。它所产生的光子能量可以迅速而有效地渗透于皮下,对皮下3~5 cm的组织产生作用,并在细胞内发挥效应。有研究认为,线粒体对这一特定波长的光子吸收最大,在红光照射后,局部组织内细胞的线粒体氧化酶活性增加,酶促反应增加,同时促进血管内皮生长因子(VEGF)、血小板衍生生长因子(PDGF)、人体碱性成纤维细胞生长因子(bFGF)以及转化生长因子(TGF-β)分泌增加,促进创面血管生成、进而加快细胞代谢度,使细胞内糖原含量、蛋白质合成、三磷酸腺苷分解均增加,从而进一步促进细胞合成,促进伤口和溃疡面愈合。与此同时,红光照射后白细胞吞噬作用的增加,能够提高机体的免疫功能[4]。Whelen认为,光子能量被细胞线粒体强力吸收,产生高效能的酶促反应,使细胞内线粒体细胞色素氧化酶、高氧化物歧化酶、过氧化氢酶等多种酶的活性得到激发,促进了细胞代谢。也有研究认为,光子作用于机体表面及深层组织,可以产生大量的光热效应及光化学反应,提高细胞活性,同时通过降低炎症部位5-羟色胺的含量,能够改善机体组织的通透性,缓解局部瘙痒、疼痛等临床症状。还有研究表明,通过光子作用,组织细胞线粒体内膜的电子转移增加,ATP的合成也得以增加。光子作用还能通过DNA与RNA合成的增加来加速胶原蛋白的合成、提高成纤维细胞的活性,从而促进机体肉芽组织生长与创面愈合。多项研究表明,光子治疗时光密度大,而光热量很少,表层组织对其反应较缓和,具有较高的治疗安全性,一般不会对机体造成潜在损伤。李冉等[5]认为,光子治疗仪发出的红色可见光可以促进血液循环,减少局部组织与创面的渗出,增加创面的修复与再生能力。文献[6-7]报道,光子治疗能增加糖原含量与蛋白质合成,增加线粒体内过氧化氢酶的活性,ATP分解代谢增加,能极大地提高细胞内生物化学效应,促进血液中血红蛋白与氧气的结合,显著改善细胞有氧呼吸,提高血液的携氧能力,从而促进组织细胞的新陈代谢,提高白细胞的吞噬能力与细胞合成。此外,光子治疗还可以通过降低局部组织的5-羟色胺含量而发挥镇痛效果。徐宏扣等[8]认为,光子治疗则是通过其红色可见光辐照产生的光化效应、电磁效应、刺激效应机制发挥作用。生物组织内的天然色素颗粒,能选择性地吸收特定波长的光束。有实验研究发现,高能窄谱红光(光子)可刺激机体组织的间充质干细胞增殖与分化,刺激神经组织与血管内皮细胞再生,组织生长因子浓度升高等[9-10]。程书等[11]认为,光子治疗还能刺激末梢神经轴突生长,使损伤的神經髓鞘加快修复,加速肌肉神经的再支配,并能缓解局部括约肌的痉挛,扩张毛细血管,促进与改善局部淋巴与血液循环,提高白细胞的吞噬作用,从而提高机体防御及免疫功能,促进炎症的加快吸收。冯书文[12]认为,光子治疗仪发出的红光,可在照射部位形成一层光子敷料,以防止照射局部的升温加热。在光子作用下,神经内皮细胞和红细胞中的血红蛋白释放出的一氧化氮可使滋养神经血管扩张,促进微循环的血液灌注。

1.3 光子治疗的动物实验研究 刘文飞等[13]曾应用碳光子治疗仪局部照射观察其对大鼠腓肠肌闭合性急性损伤急性炎症反应、肌细胞损伤及肌肉再生情况的影响,他们将实验大鼠分为空白对照组,单纯损伤组与损伤后照光组,结果发现,损伤后碳光子治疗组在损伤后第1、2、5、7天,大鼠后肢腓肠肌周径较单纯损伤组(非治疗组)同期明显减小,损伤后照光组于伤后7 d,单纯损伤组于伤后14 d分别达到非损伤组(空白对照组)水平。损伤后照光组在损伤后1、3、5 d中性粒细胞计数,损伤后1、2、3、5、7 d的血清肌酸激酶含量及损伤后1、2、3、5 d的血清CRP水平均较单纯损伤组同期明显减少或降低(P<0.01)。单纯损伤组腓肠肌于损伤后即刻出现出血、水肿、变性及部分腓肠肌断裂,第7天才能见到新生的肌纤维,水肿才开始减轻,第14天肌肉方可见到纤维化;而损伤后照光组第7天镜下即可见排列整齐的肌纤维和较少的成纤维细胞,第14天即能见到排列整齐的新生肌纤维。实验结果提示,碳光子治疗仪照射可促进炎症吸收、减轻炎症反应,减少局部肌细胞损伤,促进损伤骨骼肌的恢复。

2 光子治疗(红光照射)的方法

2.1 光子治疗照射前的准备 操作人员在治疗前应先评估患者病变部位或需治疗部位的情况,尽可能详细地向患方讲述光子治疗的目的与注意事项,以增加患者及家属对病情的认知度,从而得到他们的积极配合。红光照射过程中,有少数患者可能会出现可以耐受的局部烧灼感和针刺感,操作人员或护理人员应预先与患者交流或告知。

2.2 光子治疗的操作注意事项 红光是一种可见光,会使患者及周围人员眼睛不适,治疗时应嘱患者紧闭双眼并戴上墨镜或遮光罩,避免光线直射,刺伤眼睛,操作人员同样须注意避免红光对自己眼睛的伤害。

2.3 光子治疗前的清创 光子治疗前如照射部位坏死组织过多或覆盖多层创面敷料,红光的穿透性将会降低,治疗效果也受到影响。因此,光子治疗前必须彻底清创。

2.4 遵循创面湿性愈合原理 干燥环境使成纤维细胞移行减慢,影响创面愈合。因此治疗时可用一层盐水纱布覆盖创面,每5分钟喷洒生理盐水一次,以保持创面湿润。

2.5 对面积较大的部位,可多点多部位全覆盖照射 一般先选取1~2个点,将光斑对准患处,输出窗口距患处表面10~12 cm,光斑直径10~12 cm,照射面积控制在250 cm2以内(面积过大效果不佳)。

2.6 治疗情况 治疗时暴露病变部位,保持室温22~28 ℃,照射时间每次宜20~30 min,每天上、下午各1次。也可视病情3次/d,3 d为一疗程。如1个疗程未痊愈者或效果尚未满意者,可继续第2个疗程。孙志为[14]提出,对溃疡性皮肤病采用30 min/次,10 d为一疗程的方法。endprint

3 光子治疗在临床的应用

3.1 在压迫性创面治疗中的应用 压迫性创面(简称压疮,下同)是影响人类健康的难治性疾病,也是护理中一个普遍性的问题。孙永芳等[2]统计,一年约有6万人死于压疮及合并症。压疮多发生于长期卧床患者。由于机体组织长时间受压,局部皮肤和皮下组织持续性缺血、缺氧,导致受压部位组织营养不良。再加局部潮湿,最终可能导致组织溃烂坏死,压疮形成[15-16]。根据现有的临床观察,光子照射后能有效减少Ⅲ度压疮创面的炎性分泌物,改善局部潮湿环境,减轻创周红肿与创面疼痛,缩短溃疡愈合时间,从而有效缩短住院时间[17]。光子治疗仪治疗压疮操作简便,安全性高,与其他辅助治疗协同性好。有研究报道,将它与康复新液、贝复剂等外用药物合用可明显改善局部微循环和局部营养,加速肉芽组织的生长及创面愈合,减少瘢痕形成。有资料表明,对面积过大过深的溃疡,在清理创面并行转移皮瓣后配合光子疗法,可使感染率降低,明显加快愈合速度。

3.2 在烧烫伤创面中的应用 大面积机体烧烫伤后可造成患者体液大量丢失,机体免疫功能下降,细菌快速繁殖,极易导致脓毒败血症。对此类患者,如何有效预防和控制感染,促进创面早期愈合,避免受伤创面瘢痕的发生和加重,长期以来一直是烧烫伤治疗领域的重点和难点。高能窄谱红光治疗仪(光子治疗仪)近十年来逐渐应用于烧烫伤临床治疗,取得了较为满意的效果[18-19]。目前烧烫伤的光子治疗主要有四个目的:(1)减少创面渗液与感染;(2)减轻创面疼痛;(3)促进肉芽组织生长,加速烧伤创面愈合;(4)促进供皮区上皮生长。有研究表明,在深度烧烫伤状况下,局部组织毛细血管扩张,血管与组织通透性增加,引起组织水肿,体液渗出,创面缺血缺氧,并发生脂质过氧化反应,创面愈合延迟。光子治疗能改善并增加血循环,促进蛋白合成,因而可促进肉芽生长,加速烧烫伤创面愈合,缩短病程,并减少瘢痕形成。光子照射还可以降低烧烫伤组织内5-羟色胺的含量,从而减轻局部疼痛。头皮是人体新陈代谢最为旺盛、生长速度最快的皮肤组织。对于烧烫伤患者,头皮是最佳的供皮区。尽管如此,对于重度大面积烧烫伤、欲短期内覆盖创面的患者,新生的头皮仍显不足。此时,可通过高纯度窄光谱且热量较低的红光在供皮区照射,促进上皮细胞与成纤维细胞生长。临床实践表明,红光照射,不仅不会灼伤供皮区新生上皮组织,还可减少局部感染,缩短供皮区创面的愈合时间,有利于在头部供皮区反复取皮。光子治疗仪用于烧烫伤患者的综合治疗,操作相对简单,安全无创无污染,且费用较低,值得临床推广。

3.3 在大隐静脉曲张慢性溃疡创面治疗中的应用 大隐静脉曲张后期并发的下肢皮肤溃疡,迁延不愈,俗称老烂腿,发病率高,是常见的周围血管性疾病。余富杰[20]应用光子照射配合其他外用药联合治疗下肢慢性溃疡取得了较好的疗效,将24例患者随机分为观察组(加用光子照射)和对照组(未加用光子照射),观察组治愈时间明显短于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。有研究认为,光子治疗后溃疡愈合时间缩短与治疗后局部静脉血管内皮细胞活性增强,促进血管内皮细胞生长的相关基因高表达等因素有关,还与光子照射后局部毛细血管密度增加、血管管径增宽、血流速度加快、血管通透性改善有关。

3.4 光子治疗在促进腹部手术切口愈合中的作用 腹部手术后因各种原因可能出现不同程度的切口愈合不良表现,包括红肿、感染、皮下脂肪液化、组织积液、切口部分或全层裂开等,不仅对患者的术后恢复不利,且降低患者的生活质量,延长住院时间,甚至导致医患纠纷[21-22]。患者一旦出现切口愈合不良,传统治疗一般采用全身使用抗生素、局部引流及清创换药等,治疗周期长,操作繁琐,对部分依从性较差的患者治疗更为棘手,效果也不理想,有时甚至需再次缝合。而采用光子治疗仪及早治疗干预,有时可收到明显效果。研究认为,光子治疗仪所产生的光化学效应,温度虽恒定在37~38 ℃,局部组织不会升温,但其对机体组织的穿透深度可达30 mm以上,足可穿透患者的皮肤表层进入皮下组织,直接作用于血管、淋巴、皮下组织和神经末梢等,它所产生的温和热刺激,可產生高效酶促反应,促进患者创伤组织细胞的新陈代谢与三磷酸腺苷分泌,进而达到有效改善患者血液循环,促使创面加快愈合的目的[21-22]。此外,光子治疗也可通过降低5-羟色胺的释放,减轻腹部切口的疼痛。有研究报道,对切口愈合不良患者采取常规治疗的同时加用光子治疗仪干预,发现其VAS疼痛评分明显低于未加用光子治疗者。

3.5 在糖尿病相关并发症方面的应用 足部溃疡或坏疽是糖尿病的常见并发症,简称糖尿病足,其发病率逐年上升。有数据显示,全球1.5亿糖尿病患者中15%以上罹患糖尿病足,并且糖尿病足患者截肢率是非糖尿病患者的15倍,是糖尿病患者致残致死的重要原因之一[3]。同样如此,糖尿病周围神经病变(DPN)也是其常见并发症之一,10年以上病程患者患病率超过50%[23]。目前认为糖尿病发生周围神经病变其与微血管病变、代谢异常、氧化应激、神经营养因子缺乏等因素相关,治疗上同样比较棘手。临床上,DPN最易累及双下肢,常与糖尿病足合并存在,严重影响患者的生活质量。目前糖尿病足主要通过控制血糖、局部换药、控制感染、充分引流、改善循环、手术等方法来治疗。而光子照射作为一种全新的疗法逐渐被接受。刘诗琪等[1]认为,光子治疗能通过改善血液循环,促进肉芽组织生长治疗糖尿病足。其机制是通过一种高效、无损伤、无毒副作用的光化学效应,通过淋巴细胞的再循环,活化患者机体免疫系统,以达到消肿及防治感染、缩短创面愈合时间,缓解疼痛的目的。同时光子治疗价格低廉,操作方便,有助于减轻糖尿病足患者的经济负担和身心痛苦。在刘诗琪等[1]的研究中,研究组患者在常规治疗的同时辅以光子治疗,总有效率为93.3%,优于另一组患者仅采用常规治疗方法的46.7%( 字2=15.556,P=0.000)。糖尿病合并DNP以往无特效的治疗方法。宋凤平等[23]研究采用光子治疗仪结合甲钴胺及护理治疗2型糖尿病周围神经病变,取得较好的临床效果。宋凤平等[23]认为,通过光子治疗仪的红光照射,能促使血细胞内血红蛋白、神经内皮细胞释放一氧化氮,使血管扩张、微循环加速。也有研究证实,高能窄谱红光可刺激机体间充质干细胞增殖与分化,神经组织与血管内皮细胞再生,组织生长因子浓度升高等[9-10]。同时,甲钴胺(维生素B12衍生物)本身具有激活蛋氨酸合成酶、参与髓鞘内卵磷脂形成与乙酰胆碱合成、修复髓鞘和神经纤维、促进轴突受损区域的再生与神经传导恢复等功能,全身使用后加上局部光子治疗,有利于缓解肢体麻木、疼痛及感觉异常。此外,光子治疗时DNP病变部位的表面能形成一层光子敷料,可避免照射局部升温加热所致损伤。endprint

3.6 在治疗化疗性静脉炎方面的应用 恶性肿瘤患者术后常需通过静脉化疗抑制肿瘤细胞的生长与扩散。但化疗药对组织刺激性大,如通过外周静脉输注,易使静脉血管受累,管壁变硬,静脉表面皮肤初期发红、疼痛,后期色素沉着,血管闭塞呈索条状,发生所谓化疗性静脉炎。对化疗所致静脉炎,临床护理中多采用各种辅助治疗,疗效均不甚理想。李冉等[5]报道应用光子治疗仪联合粘多糖多磺酸治疗化疗性静脉炎取得了较好的疗效,他们将结直肠癌术后发生化疗性静脉炎的90例患者随机分为两组,实验组除用粘多糖多磺酸均匀涂抹于发生化疗性静脉炎的皮肤外,同时予以Carnation光子治疗仪局部照射(2次/d),对照组仅使用多磺酸粘多糖涂抹皮肤一种方法,结果发现实验组45例患者总有效率为95.56%,明显高于对照组有效率的80.00%。他们认为,光子照射治疗与粘多糖多磺酸具有协同作用,对化疗静脉炎有确切的疗效。近一年来,南通大学附属医院胃肠外科应用光子治疗法治疗化学性静脉炎,同样取得了不错的疗效。

3.7 光子治疗仪在PICC置管后机械性静脉炎护理中的应用 机械性静脉炎是PICC置管后常见的并发症[24-26],好发于将较粗的PICC导管置入较细的静脉时。一般认为,导管对血管壁的摩擦可导致血管痉挛与血管内膜机械性损伤,进而产生血管内壁的急性无菌性炎症即机械性静脉炎。PICC置管后机械性静脉炎除可引起患者局部疼痛外,还可能降低导管使用效果,严重时可能导致非预期拔管。因此,临床护理过程中如何有效防治PICC置管后机械性静脈炎,直接影响患者能否安然接受肿瘤的综合治疗或系统性治疗。有研究报道应用光子照射结合糖皮质激素类药物使用、羧甲基纤维素钠水胶体敷料外用等措施防治PICC置管后机械性静脉炎,其原理是利用糖皮质激素类药物具有的非特异性抗炎作用,以及羧甲基纤维素钠具有的透气性、自黏性、吸收性等特点,协同光子照射发挥作用。刘华等[24]认为,光子照射是一种全新的光子生物学疗法,光子和机体组织细胞内线粒体的吸收光谱产生共振,能促进细胞新陈代谢,促进创面湿性愈合;同时,光子照射能增加白细胞的吞噬能力,抑制静脉内膜机械损伤所导致的早期炎性反应;通过光子对皮肤及深层组织所产生的光化学效应,减少5-羟色胺的合成,有效抑制炎性病变和/或精神因素引起的神经刺激,缓解疼痛。因此,PICC导管置入后早期使用光子治疗仪结合地塞米松及水胶体敷料的使用,能预防和降低机械性静脉炎的发生,明显延长静脉导管的留置时间,以保证治疗的顺利进行。

3.8 光子治疗在治疗输液外渗中的应用 对于长期静脉输液的患者,由于静脉反复穿刺,各种药物的化学刺激,常造成血管慢性或急性损伤,静脉弹性降低,静脉壁对针管的包绕能力降低,易使药液沿针管向血管外组织中渗漏,表现为局部水肿红肿疼痛,严重者可导致皮肤坏死。传统的硫酸镁湿敷治疗有一定疗效,但易使局部皮肤脱水起皱,并且因水分蒸发快,需经常更换敷料,且该方法治疗起效慢、消肿时间长,护理工作量大[27-30]。张玥等[6]认为,光子治疗可使局部深层组织的血管扩张、血流加快,血红细胞携氧能力与白细胞的吞噬能力显著升高,从而促进细胞新陈代谢与细胞合成,加速物质吸收与代谢。他们对两组输液外渗患者分别采用光子治疗仪照射法和硫酸镁药物湿敷法进行治疗,临床疗效结果显示,光子治疗照射组治疗有效率为100%,硫酸镁药物湿敷组为78%,两组比较差异有统计学意义(P<0.05)。

综上所述,光子治疗用途十分广泛,疗效确切,且设备成本与治疗场地要求不高,操作简单方便,安全可靠,无特殊并发症,如应用得当,可大大减轻护理工作量,减少患者的痛苦,加速疾病的康复进程,值得临床与护理的推广。

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(收稿日期:2017-05-08) (本文编辑:程旭然)endprint

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