###정맥 혈관레이저 He-Ne LASER
레이저(LASER)란 Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation의 약자이다. 방사선의 유도방출에 의한 빛의 증폭이라고 번역할 수 있다. 레이저는 1960년 미국 휴즈연구소의 메이만 박사가 ruby 레이저의 발진에 성공한 이래, 40년 정도의 짧은 역사를 가지고 있다. 그러나 그 동안 기술이 놀라울 정도로 발전하여 통신, 컴퓨터, 계측제어, 의료, 화학, 에너지 개발 등의 여러 분야에서 괄목할 만큼의 성장 발전을 보여 왔다.
He-Ne LASER는 632.80nM의 가시광선 영역에서 나오는 저용량 레이저(ILIB)를 정맥혈관내에 직접 조사(照射)하여 발생하는 광양자의효과로 치료하는 것으로서 이와 비슷한 독일에서 개발된 photon therapy는 인위적으로 진공관내에 발생시킨 UV-C(253.7nM)가 그 원천이 되나 정맥내 혈관레이저요법에서는 그 소스가 He-Ne(헬륨네온)이 된다.
일반적으로 빛은 파동성과 입자성을 함께 가지고 있다고 알려지고 있으며, 이들 성질이 의학 영역에서 중요한 치료의 근거가 된다. 호수에 돌을 던지면 끝까지 파동이 퍼져나가듯 전파되고 특히 레이저파는 전신의 모든 혈관에 막힘이 없이 퍼져나가서 광양자로서의 역할을 해낸다. 즉 입자성이란 레이저는 그것이 도달하는 곳에서는 어느곳에서든지 에너지(eV)로 전환되는데 이로써 강력하고도 충분한 치료효과를 기대할 수 있다는 것이다.
##태양의 햇빛을 분광하면 가시광선, 적외선, 자외선 외에도 파장이 매우 긴 라디오파로부터 파장이 매우 짧은 X-선 까지 다양한 파장의 빛이 분리된다. 그 중 자외선(100∼400nm:UB-A 320-400 UV-B280-320 UV-C100-280), 가시광선(400∼700nm: 파장이 긴 순서대로 빨주노초파남보), 적외선(700∼4000nm)은 파장이 각각 다르며, 1nm=10^-9m 에 해당하므로 눈에 보이지 않을 정도로 작은 값이다. 이중 태양에서 오는 자외선 중 가장 해로운 파장은 대부분이 오존층에 흡수되지만 오존층에 흡수되지 않고 지표에 도달하는 자외선도 있다. 태양광선 중 적외선은 대기에서 일부가 흡수되고 나머지는 지표에 도달하여 열작용을 한다. 자외선은 6%가시광선은 52% 적외선은 42%가 지표면에 도달되고 가시광선의 적색 바로 외측의 적외선을 파장의 크기에 따라 근적외선, 중적외선,원적외선으로 나눈다.
* 저용량레이저의 효능 및 효과
1. 혈액활동역학적 성질을 변화시킨다.
전혈점도, 혈장점도, 혈소판과 적혈구의 응집력을 저하시키고, 모세혈관을 통과하는 개개의 적혈구의 변형능력을 증가시키며 혈액응고성을 약화시키고 혈전 형성을 억제, 혈액 순환개선에 효과적이다.(혈관질환---뇌혈관-심혈관질환)
2. 체내 면역상태를 조절 강화 (바이러스 세균 진균 암의 치료보조 역할)
체액면역과 세포면역 시스템의 기능조절능력을 높여준다. 특히, 감염성 질병과 비정상적인 면역성과 관련된 질병회복에 있어 효과, 효능이 탁월하다.
3. 신체내의 내인성 외인성 독성물질을 해독시켜서 중독상태를 개선시킨다.
유기체내의 카탈라제(-체내유리기를 제거하는 일종의 효소) 활성을 증가시키며 체내 중분자 물질(MMS-Middle molecular substances)을 떨어트리고 기타 독성물질을 감소시킨다.
4. 지방대사 이상의 교정
Laser치료법은 혈청, 지방 단백질 효소를 변화시키고 지방의 운수능력을 촉진하여 혈중 지질, 특히 콜레스테롤을 하락시킴으로서 막의 안정을 높이며, ION통로기능을 향상시켜 적혈구의 변형능력을 정상화 시킨다.
5. 다종 효소활성의 촉진
항지질작용과 항산화작용(카탈라제 SOD등의 체내생성을 촉진시킴으로써)을 증가시키고 다종의 효소 즉, 당대사와 호흡기전-에너지대사 촉진등과 관련된 중요한 효소류의 활성을 증가시킨다.
6. 신경생리 활동 및 신경손상 재생
신경생리 활동과 신경손상후의 재생과정에 중요한 영향을 미쳐 신경조직으로 하여금 등분작용을 하게하며 신경손상의 빠른 회복을 촉진한다.
###He-Ne Laser 사용법
정맥내 혈관 레이저로 사용할 경우에는 혈관이 잘 드러나는 팔꿈치 안쪽의 곡택혈이나 척택혈을 사용하는데 정맥내를 통과하는 혈액에 레이저를 조사함으로써 혈액을 활성화하여 혈액순환을 원활히 해 줄 수 있다. 일반병원에서 포도당주사나 링거액주사처럼 바늘을 주입한 뒤 수액을 넣는 대신, 레이저빔을 쏘아준다는 것이 정맥내 혈관주사와의 차이점이다.
혈액은 끊임없이 혈관을 따라 순환하기 때문에 지속적으로 혈관 내에 레이저를 조사해 주면 그 부위를 지나는 모든 혈액은 에너지를 얻어 활성을 띠게 되고, 활성화된 혈액은 심장의 펌프질에 따라 부단히 전신을 돌면서 각 조직과 장부에 광에너지를 전달한다. 이러한 연유로 전신의 장부조직이나 병변부위에서 활성화혈액 특유의 치료기전을 발휘한다.
◎ 어떤 질환에 사용되는가
-보통10-17회 연속 치료시 최대 효과를 볼 수 있으므로 15일 연속 치료후 3-5일 쉬는 방식으로 2주기정도 반복 지속 치료가 필요함.
▶ 동맥, 정맥을 총괄하는 혈행순환장애질환 ▶ 피가 맑지 못해서(혈액의 점도가 높아지는) 나타나는 성인병
▶ 두통(편두통, 만성두통) 중풍 및 그 후유증 , 허혈성심질환 ▶ 손발저림 ,임포텐스 개선효과(장기간 치료시)
◎ 적응증
▶ 두통(편두통, 신경성두통, 만성두통, 스트레스성 두통)
▶ 중풍, 뇌동맥경화, 뇌출혈 및 뇌외상 후유증
▶ 심근염, 심근경색, 관상동맥경화증
▶ 당뇨병, 요독증, 고지혈증
▶ 근육통, 관절염, 근육마비, 수족저림 ,출혈성궤양 및 췌장염, 부패성 화농성질환
##기타 적응증
연조직 손상 : 피막염, 염좌 및 좌상, 혈종 건염 및 건초염, 근막자극 포인트
순환기계 질환 : 동맥경화, 고지혈증, 혈전성혈관염, 두통
말초순환장애 질환 : 당뇨성말초신경염, 손발저림, 임포텐스
급성 및 만성 관절질환 : 골관절염, 류마티스성 관절염, 인대 및 건 상해
통증질환 : 신경통,삼차신경통, 상완통, 좌골신경통, 수술후 통증
#### 다음은 논문 발췌입니다.
<<저용량레이저의 메커니즘과 임상적 응용 >>
레이저 의학과 수술에 관한 중국저널인 Liu TCY et al.은 저용량레이저의 생물학적 정보모델(BIML: Biological Information Model)과 생물학적 정보 변환모델인 BITML(Biological information Transformation model)을 제시하였다.
BIML에 의하면 저용량 레이저는 세포막 Chromophore(발색단)의 흡수과정을 통하여 세포내부의 정보전달물질과 결합한다. 붉은색, 오렌지색, 노란색의 따뜻한 색의 레이저는 Gi 단백질을 통하여 cAMP 포스포디에스테라제를 활성화시키거나, Gq 단백질을 통하여 PLC(phosphoinositide phospholiase C)를 활성화시킨다. 또는 키나아제와 관련된 수용체중의 하나를 활성화시킨다: cAMP ↓.
녹색, 파란색, 보라색의 차가운 색의 레이저는 Gs 단백질을 통하여 아데닐레이트 아일라제를 활성화시킨다. : cAMP ↑.
BITML에 따르면, 만약 레이저의 조사량이 관련 한계치보다 더 많다면, 그 기능은 그 보색의 기능과 같다. 이 논문에서는 레이저의 치료효과를 직접적효과와 간접적효과로 분류하였다. BIML과 BITML는 저용량레이저의 메커니즘과 그 임상적용을 연구하는데 적용되었다.
1. 서 론
저용량레이저는 1980년대 USSR에서 개발되었다. 중국에서는 1990년대까지 저용량레이저와 그 임상적용에 관련한 체계적인 연구가 이루어지지 않았다. 동물실험과 인체실험에서 저용량레이저가 인체면역기능을 조절하고, 중분자물질을 정상화시키고 , Na+-K+-ATPase를 활성화시키고, 브라디키닌-키닌 시스템을 정상화하는 등의 혈류동태학적 요인들을 변화시킨다는 것이 밝혀졌다.
ILIB는 일종의 저용량레이저이다. 저용량레이저는 신경학적, 근골격학적 그리고 연조직등의 치료에 새롭고,안전하고,효과적인 치료로서 1960년대 말에 알려졌다. 30년도 넘는 조사와 임상적응용에도 불구하고 그 효과를 받아들이는 대에 대한 인식은 아직도 미비하다.
최근에 우리는 생물학적 정보의 생성에 관하여 튈접근법을 이용하여 저용량레이저의 생광학을 연구하였다. 그리고 BIML과 BITML을 제시하였다.
BIML에 의하면, 저용량레이저 효과는 생물학적 증폭에 의하여 나타나며, 그것은 빚의 흡수는 세포막 Chromphore(발색단) 의 구조를 변경시키고, 다음과 같이 내부세포의 전달물질의 농도변화를 조절한다
A.: 녹색, 파란색, 보라색의 차가운 색의 레이저는 Gs 단백질을 통하여 아데닐레이트 사이클라제를 활성화시킨다.
--- cAMP ↑.
B.: 붉은색, 오렌지색, 노란색의 따뜻한 색의 레이저( 현재 쓰이는 것은 이 영역의 파장임)는 Gi 단백질을 통하여 cAMP 포스포디에스테라제를 활성화시키거나, Gq 단백질을 통하여 PLC(phosphoinositide phospholiase C)를 활성화시킨다. 또는 키나아제와 관련된 수용체중의 하나를 활성화시킨다 : cAMP ↓.
**키나아제와 관련된 수용체는 구아닐레이트 사이클라제(gualylate cyclase), (타이로신 키나제)tyrosine kinase, 세린/티오닌 키나아제가 있다.
BITML에 따르면, 만약 레이저 조사량이 관련 한계치보다 더 많다면, 그 기능은 그 보색의 기능과 같다는 것이다. BIML과 BITML는 세포학적, 임상학적으로 그리고 역학적 측면에서 성공적으로 그 응용이 증명되었다.
이 논문에서는 ILIB의 메커니즘과 2차 전달물질의 생리학적 기능측면에서의 임상적 응용을 연구하는데 BIML과 BITML을 적용하였다.
2. 저용량 레이저의 효과
생물학적 시스템에서 정보 단위는 레이저와 직접적으로 작용하는 직접적 정보 유니트와 하나의 정보 유니트 또는 다수의 정보 유니트를 통하여 레이저와 상호작용을하는 간접적 정보 유니트로 분류된다. 직접적 정보 유니트에 관한 레이저의 효과는 직접적 효과라고 한다. 그리고 직접적 정보 유니트를 통한 간접적 정보 유니트에 대한 레이저 효과는 간접적 효과라고 한다. BIML은 저용량 레이저의 직접적효과를 설명한다. 이부분에서 우리는 저용량레이저의 직접적,간접적 치료효과에 대하여 논의할것이다.
2.1 직접적효과
Yova et al.은 저용량레이저의 효과와 적혈구의 아드레날린 변형은 상반된것이라고 설명한다.
BIML에 따르면 이것은 저용량레이저의 치료효과와 세포내부의 cAMP 레벨에서의 아드레날린의 작용이 상반된 것이기 때문이다. 아드레날린은 세포내부의 cAMP를 상승시키는 작용을 한다. 그러나 BIML에 따르면 저용량레이저는 cAMP 레벨을 떨어뜨리는 작용을한다.
저용량레이저의 면역학적 효과는 2차 전달물질의 면역학적작용과 BIML차원에서 쉽게 설명이된다.
예를 들어서, 적절한 양의 저용량 레이저는 cAMP 레벨을 낮춤으로서 쥐의 복강 대식세포의 화학적 발광을 증강시키는 작용을 한다는 것이다. 즉 면역계의 대식세포를 활성화 시킨다. 이로써 잠자던 면역계의 활성화를 촉진시킨다.
Zheng et al.은 쥐 복강 대식세포의 cAMP레벨에 관하여 저용량레이저의 효과를 연구하였다. 그들은 저용량레이저가 세포내부의 cAMP 레벨을 낮출수 있다는 것을 발견했으며 이것은 BIML과도 일치하는 결과이다.
저용량레이저는 대식세포의 degranulation을 증가시킨다. BIML에 따르면 저용량 레이저는 세포내부의 cAMP 농도를 낮춘다. 또 한편 세포내부의 cAMP 농도 저하는 대식세포 degranulation을 유도한다. 이는 대식세포의 기능 중 바이러스나 박테리아를 죽이는 기능이 깨어났으며 이어서 T B임파구의 면역기억을 일깨운다. BIML에서의 예측은 명백히 실험결과와 일치하였다.
Xu et al.은 NIH/3T3 세포, 시리아산 햄스터의 섬유아세포, 시리아산 황금 햄스터의 배세포에 저용량레이저를 적용하여 연구하였다. 그리고 그결과 일반적인 보통의 레이저는 기폭제이나 촉진제는 아니라는 것을 발견하였다. 그러나 저용량 레이저는 cAMP 레벨을 낮춰 기폭제로서 역할을 하기 때문에 이는 BIML과 일치하는 결과이다.
2.2 저용량레이저의 간접적효과
ILIB는 세포막의 Na+-K+-ATPase 의 활동을 촉진한다. BIML에 따르면 저용량레이저는 Gq 단백질을 통하여 프로테인 키나제C)PKC를 활성화한다는것이다. PKC는 Na+-K+-ATPase 활동을 촉진한다.
BIML에 의하면 저용량레이저에 의한 cAMP 의 내부세포의 농도의 감소는 대식세포와 호염기성 과립구의 탈괴립화(degranulation)를 유도한다. 이들 세포가 활성되어 방출한과립은 hapten,히스타민, postagladin(PG),브래디키닌(모세혈관을확장시켜 염증을일으킴) 활성인자등을 포함한다. 히스타민은 혈관확장을 유도하며, 혈관투과력을 증가시킨다. PG 는 혈소판 응집을 억제한다.
또한 ILIB이 혈류동태학적 요소들을 증가시킨다는 것을 보여준다. 예를들어 ILIB는 혈액부족성 심장질환의 모세혈관성 장애(울혈성 심부전증의 증상들)를 개선시킨다. 브래디키닌 활성인자는 키닌 생성을 유도한다. 키닌시스템은 중요한 호르몬 조절시스템의 하나이다. 출혈성 췌장염 및 궤양의 주요한 역학적 메커니즘은 이와 같은 키닌시스템이 약해지거나 중단되었기 때문이다. 이것이 ILIB 치료가 출혈성 췌장염과 궤양을 치료할 수 있는 이유이다.
3. 조사량-효과의 관계
이번 섹션에서는 BITML에 따른 저용량레이저의 조사량과 그 생물학적 효과의 관계를 논의해보겠다.
a. 면역조절 작용
BITML에 의하면 ILIB의 생물학적 효과는 혈액 세포의 초기상태에 달려있다. BITML에 따르면, 임파구 초기 세포내부 cAMP의 레벨이 낮다면(높다면) ILIB는 세포내부의 cAMP 증가(감소)를 유도하며, 임파구의 면역학적 기능을 억제(향상시킨다. )한다는 것이다. 이것은 실험적 결과와 일치한다. 이것을 통하여 ILIB가 임파구의 면역학적 기능을 조절한다는 것을 알 수 있다. 면역학적 기능이 약한 환자에 있어서, ILIB 치료 이후에 좌엽을 생성하는 임파구의 숫자가 명백히 증가하였다. 그리고 T임파구와 B임파구가 많은 환자의 경우는 정상레벨로 그 숫자가 감소되었다.
b. ILIB의 경우 두가지 조절작용이 있다.
(1) 추가적 효과 : 작은 양의 레이저 조사 횟수는 어떤 특정한 치료적 효과를 발휘하는데는 충분하다.
(2) 파라볼라 효과 : 강도에 대한 반응은 매일 같은 양의 레이저를 조사한다 할지라도 다르다. 그 자극은 둘째날부터 서서히 강해지기 시작하여 10일에서 17일째에 최대치에 도달한다. 그리고 나서 서서히 약화되고 갑자기 억제반응으로 나타나게 된다.
**BITML는 ILIB가 만성궤양과 분만후 부패성-화농 질환을 치료할 수 있는지를 설명할 수 있다. 이 두 질환에 있어서 칼리크레인의 활동이 매우 강하며, 브래디키닌은 활성화된 칼리크레인에 의하여 활성화된다. 다시말해서, 이 두 질환에 있어서 키닌의 숫자가 많다는 것이다. 이것은 하나의 딜레마였는데 상세한 연구로 확인이 되었다.
이 두질환을 치료하기 위해서는 대식세포와 호기성 과립구의 degranulation은 억제되어야한다. 이런경우 세포내부의 cAMP 레벨은 이미 매우 낮으므로 ILIB는 cAMP 의 레벨을 상승시킬 수 있으며 그리고나서 그후에 degranulation이 억제되는것이 밝혀졌다.
4. 임상적 응용
BIML에 의하면 저용량레이저는 세포내부의 cAMP 레벨을 낮춰준다. ILIB 는 cAMP의 농도가 높은 질환을 치료할수있다는 것은 명백한 사실이다. Table I 은 BIML의 예측과 임상연구결과와의 비교이다. 참고자료의 ILIB 치료효과는 BIML의 예측이 임상연구결과와 일치한다는것을 의미한다. ILIB치료효과란에 참고자료가 없고 아직 임상연구에서 밝혀지지 않은 질환도 BIML에 의하면 치료될 수 있는 가능성이 있고 적용질환은 더욱 확대될 것이다.
아테롬성 동맥경화증과 심근허혈의 결과로 나타나는 질환에 ILIB치료가 효과적이라는 것은 중요한 임상적 응용이다. 병원원원리생리학적 연구결과는 이두가지 질환이 Gq 반응에 의하여 조절되는 아라키돈산 대사작용과 관련이 있다는 것을 보여주었다. 이는 BIML과 BITML이 ILIB의 새로운 임상응용 개발에 적용되어야 하는 것을 의미한다.
<< 저용량 레이저가 뇌경색 환자의 혈류에 주는 영향>>
저용량 ILIB(혈관내 레이저 조사) 실시전후에 뇌경색 환자의 혈류를 측정 해 보았다. 이 실험에서는 전체 혈액의 점도,혈장의 점도,적혈구 변형지수, 혈소판 응집,D-다이머에 대한 측정을 망라했다. 저용량 레이저 조사결과,전체혈액의 점도는 유의성 있는 감소가 없었고(P>0.05), 혈장점도. 혈소판응집 관련 D-다이머는 유의성있게 감소했으며(P<0.01),적혈구 혈류지수는 유의성있게 증가했다. 따라서 이 연구결과에 따라 저용량 레이저 조사가 뇌경색환자의 혈류와 임상증상을 안전하고 효율적으로 개선시키는 작용이 있음이 밝혀졌다.
혈류가 비정상이면 과다응고 현상이 발생할 수 있으며 뇌경색으로 이어지기도 한다.
저용량 레이저 조사로 혈류지수가 개선되므로 임상증상도 개선된다. 이 실험에서는 뇌경색 환자23명에 대해 전체 저용량 레이저조사를 수행하기 전후의 혈액 점도,혈장 점도,적혈구 변형지수,혈장 응집,D-다이머 수준을 측정해 보았다.
이 연구의 결과는 다음과 같다.
1. 연구 대상과 방법
1) 연구 대상
1995년 5월부터 12월까지 수행된 이 연구에서는 뇌경색 환자 23명(남성 13,여성 10명)을 참가시켰다.모두 두부 CT촬영을 통해 질병이 확인된 경우였다,병력은 2개월에서 5년까지였다.연령은 63-84세로서 평균연령은 72세였다. 20건은 뇌혈전증에 따라 뇌경색이 일어난 경우였다.3건은 심방세동에 따라 일어난 경우였다. 어느 경우에나 사지 편마비,실어증,두통,현기증,기억력감퇴 등 뇌허혈 증상이 여러가지 정도로 일어나고 있었다.
2) ILIB 치료:KH He-Ne 레이저 치료 기구를 사용했다. (Jia ding 기기 공장 제조, λ=0.632, 측정 파워: 1.5mW) 레이저 침을 정맥내에 삽입하고 유침시켰다. 1회 60분씩 5일 동안 연속하여 6회 측정했다.
3) 혈액 샘플: 각 환자마다 2가지 표본을 추출했다(각각 치료 전후).
4) 조사항목
a. 전체 혈액 점도: XWK형 자동 모세혈관 점도측정계로 측정
b. 혈장 점도: 전체 혈액 점도와 동일한 방법
c. 적혈구 변형: TYXN형 레이저 변형도 측정계로 측정(천진 화신 의료기구 공장 제조)
d. 혈소판 응집: TYXN-91 혈액 응집 기구
5) 통계 분석: 데이터는 평균 표준 편차로 나타냈다(x±SD). 대응 t-검증법으로 치료 전후의 효과를 측정했다.
2. 결과
저용량 ILIB 치료 전후의 혈류 지수는 <표 1>에 나와 있다. 23건 모두 전체 혈액 점도는 감소했지만, 그 차이는 통계적 유의성 수준에 달하지 못했다(P>0.05). 그러나 혈장 점도는 유의성 있을 정도로 증가했다(P<0.01). 또한 혈소판 응집과 D-다이머는 유의성 있을 정도로 감소했다(P<0.01).
3. 토론
폭넓은 증거에 따르면, 혈류의 비정상과 과다 응고 현상이 뇌경색의 주요 원인임이 밝혀졌다. 따라서 과다 응고 현상을 개선시키는 치료법으로 치료를 해서 이 질병을 예방할 수 있다.
저용량 레이저는 저산소증 방지, 지방성 대사 이상의 조정, 지질의 과산화 방지, 자유기(활성산소)의 제거 촉진 등과 같은 광범위한 생리 효과가 있다고 한다. 따라서 적혈구와 혈소판의 구성을 변화시키는 한편, RBC의 변형을 증가시키고 혈소판 응집과 혈액 점도를 감소시키는 표면 전자 부하나 표면 수용기의 구조를 변화시킴으로써 모세혈관 혈액 순환이 개선된다.
혈장 D-다이머는 교차 연계 섬유소원의 특정 퇴화 산물이므로 그 수준은 2차 섬유소용해의 활성도를 반영해 준다. D-다이머의 수준이 증가하면 2차 섬유소용해의 과다 응집과 혈전 형성이 증가하기 쉬우며, 그 결과 이론적으로 볼 때는 범발성 혈관내 응고장애와 같은 좋지않은현상도 일어날수 있다. 그러나 어느 연구에 따르면 레이저용량10W (저용량)He-Ne ILIB 치료로 환자의 혈장 점도, 혈소판 응고, D-다이머의 수준이 현저히 감소된 반면, 모세혈관투과력을 결정하는 RBC 변형이 증가함으로써 과다 응고 현상이 개선되고 모세혈관 혈액 순환이 촉진된다.
치료 후 환자 23명이 모두 정도의 차이기 있기는 하지만 두통, 현기증 등을 포함하는 뇌허혈 증상이라든지 사지 편마비 증상이 개선되었다. 어느 환자에게나 부작용은 나타나지 않았다.
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