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醫(yī)療激光新聞

淺談醫(yī)用激光器的臨床選擇

星之球科技 來源:激光內(nèi)參2017-11-02 我要評論(0 )   

激光自50年前誕生以來,已在臨床醫(yī)學(xué)診斷及治療中得到廣泛的應(yīng)用,目前不僅成為治療疾病的一種先進(jìn)手段,而且也發(fā)展成為一門重要的醫(yī)學(xué)分支。實際上,幾乎每一種激光器...

作者:張佳瑩1,3顧瑛1  劉喜文2  魏志義3
1中國人民解放軍總醫(yī)院激光科  
2第四軍醫(yī)大學(xué)護(hù)理系
3中國科學(xué)院物理研究所光物理重點實驗室
 
激光自50年前誕生以來,已在臨床醫(yī)學(xué)診斷及治療中得到廣泛的應(yīng)用,目前不僅成為治療疾病的一種先進(jìn)手段,而且也發(fā)展成為一門重要的醫(yī)學(xué)分支。實際上,幾乎每一種激光器問世后,人們都會探索發(fā)掘其在醫(yī)療領(lǐng)域的有效應(yīng)用。
 
根據(jù)病理診斷和臨床治療的不同需求,目前在醫(yī)學(xué)診斷方面,激光診斷的方法可分為激光光譜分析法、激光干涉分析法、激光散射分析法、激光衍射分析法、激光透射分析法及激光偏振法等。
 
近年來隨著激光技術(shù)的快速發(fā)展和激光器件的不斷增加,可供臨床使用的激光種類也越來越多,無論是從高功率連續(xù)激光到飛秒超短脈沖激光,還是從深紫外激光到中紅外激光,無不在外科手術(shù)、疾病診斷、美容保健等方面表現(xiàn)出重要的應(yīng)用潛力。因此在選用醫(yī)用激光器時,應(yīng)根據(jù)不同的臨床需求并結(jié)合激光器件的最新發(fā)展,確定最適合的激光參數(shù)及指標(biāo),從而對醫(yī)用激光器做出合理而實用的選擇。
 
醫(yī)用激光器的種類及主要臨床應(yīng)用
不同種類的激光器其參數(shù)性能和工作方式不一樣,其與人體生物組織的相互作用也不同。確定所需醫(yī)用激光的參數(shù)性能和所需要的工作方式后,基本就可以確定適合的具體激光種類了,下面我們依據(jù)常用工作物質(zhì)分類對一些典型的醫(yī)用激光器件及主要臨床應(yīng)用作簡要介紹。
 
固體激光器
 
固體激光器是目前使用最廣泛、最成熟的醫(yī)用激光器。典型的固體醫(yī)用激光當(dāng)屬Nd:YAG激光,亦即摻釹釔鋁石榴石激光,主要的工作波長為1064 nm。作為手術(shù)刀應(yīng)用一般采用連續(xù)輸出,功率在幾十瓦左右;作為皮膚科色素類疾病治療,多采用調(diào)Q輸出,能量可達(dá)1焦耳每脈沖,脈寬可窄至幾納秒,還可用于膜性白內(nèi)障、晶狀體囊膜切開術(shù)、虹膜切開術(shù)、晶體及前房內(nèi)的玻璃體條索切斷等內(nèi)眼手術(shù)。
 
這類激光作為長脈沖輸出時,還可用于祛除毛發(fā),脈寬可長至200 ms;作為自由振蕩模式,可用于眼科慢性淚道阻塞性疾病的治療。此外Nd:YAG激光經(jīng)倍頻后的532 nm波長激光在多個治療領(lǐng)域也有著重要的應(yīng)用,例如眼科、牙科、皮膚科、前列腺切除等,并能用于皮膚科皺紋、脫毛的對癥病癥的治療及眼底疾病治療等。
 
Nd:YAG激光的另一個波長1320 nm,可適用于由于血液逆流導(dǎo)致的大、小隱靜脈曲張及無功能性的淺表支靜脈曲張等疾病的治療。Nd:YAP(摻釹鋁酸釔)激光器輸出的1.3 μm激光與該波長相近,由于人眼相對安全的特性,這種波長激光在醫(yī)用手術(shù)中曾被廣泛看好,并可以用于牙齲的祛除及牙髓腔的備洞、牙本質(zhì)過敏癥、牙齦瘤及血管瘤切除、口腔潰瘍的體外照射等治療。
 
近年來,波長到2 mm以上中紅外固體激光的出現(xiàn)和發(fā)展,為激光醫(yī)學(xué)提供了大量新的理想選擇,如典型的摻鈥、 銩及鉺的YAG激光器。這些激光大多采用脈沖工作方式,其中Ho:YAG(摻鈥釔鋁石榴石)激光器的波長為2.1 μm,適用于軟硬組織的接觸與非接觸切割、切除和凝固,如用于泌尿系結(jié)石;皮膚科治療化膿性肉芽腫、老年疣、老年角化;婦產(chǎn)科治療宮頸糜爛;耳鼻喉科治療鼻息肉、咽喉部乳頭狀瘤;腰椎間盤經(jīng)皮手術(shù)等;該激光系統(tǒng)應(yīng)用于經(jīng)皮心肌血管重建術(shù),作為血管成型術(shù)中的理想器具,被譽(yù)為“冠心病治療的第四個里程碑”。
 
Tm:YAG(摻銩釔鋁石榴石)激光器輸出的2.0 μm波長與Ho:YAG激光相近,并可適用于軟硬組織的接觸與非接觸切割、切除和凝固。
 
另一種Er:YAG(摻鉺釔鋁石榴石)激光器的輸出波長為2.9 μm,由于水對于此波長強(qiáng)烈吸收,因此主要應(yīng)用于淺層組織的激光治療,如打孔采血、眼科治療、嫩膚手術(shù)等,此外在耳鼻喉科,腫瘤的治療等他領(lǐng)域也有應(yīng)用,其治療原理基本可以歸結(jié)為激光手術(shù)刀。類似的還有所謂的“水激光”(Er,Cr:YSGG激光,因使用水流導(dǎo)光而得名),其波長2780 nm,在牙科中有應(yīng)用。
 
一些早期的固體激光器,如波長694.3 nm的紅寶石激光器、波長為755 nm的紫翠寶石激光器等,作為最早的激光醫(yī)療器應(yīng)用在皮膚色素祛、皮膚脫毛、去除紋身和治療良性皮膚色素性損傷等方面。
 
近年來隨著綜合性能先進(jìn)激光器件的不斷出現(xiàn),這類激光已逐漸退出醫(yī)用激光領(lǐng)域。值得一提的是目前科研上廣泛使用的飛秒摻鈦藍(lán)寶石激光器,其不僅具有包括上述波長的寬帶光譜及波長調(diào)諧能力,而且脈沖寬度可到100 fs以下,在疾病診斷及精密外科手術(shù)方面表現(xiàn)出越來越廣泛的應(yīng)用。
 
醫(yī)用激光的另外一個趨勢是光纖激光,作為固體激光的一種,光纖激光不僅在波長上已覆蓋了1.064 mm、1.3 mm、1.5 mm及2 mm等常用固體醫(yī)用激光的波長,而且也在飛秒超短脈沖、高功率輸出等運(yùn)行方式上進(jìn)展迅速。可以預(yù)見,光纖激光在未來醫(yī)用激光中將會占到越來越多的份額。
 
氣體激光器
 
常用的醫(yī)用氣體激光器有:
 
二氧化碳激光器,輸出波長10.6 μm,屬遠(yuǎn)紅外激光。具有連續(xù)和脈沖兩種工作方式,臨床上一般通過導(dǎo)光關(guān)節(jié)臂傳輸。由于二氧化碳激光易于實現(xiàn)高功率輸出(千瓦以上),成本也相對低廉,其波長對水的吸收率又極高,因此多用于強(qiáng)激光治療。
 
氦氖激光器,輸出波長為632.8 nm。主要為連續(xù)工作方式,功率僅10 mW量級,僅可用于弱激光治療,即激光理療與激光針灸;也可用作光動力療法的治療光源。
 
氬離子激光器,輸出波長主要為514.5 nm和488 nm,連續(xù)工作方式,功率可到數(shù)十瓦。該激光工作壽命較短,運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用較高,原則上每隔3至4年就得花費(fèi)大筆費(fèi)用更換激光管。其可見的藍(lán)綠波長激光,可經(jīng)光纖傳輸,血紅蛋白對該段波長的吸收率極高,可用作光動力療法的治療光源。
 
與其類似的還有銅蒸汽激光。目前利用二極管激光抽運(yùn)的倍頻Nd:YAG類激光可以獲得連續(xù)工作方式下平均功率大于10 W及高重復(fù)頻率工作方式下平均功率大于100 W的532 nm綠激光,因此在許多醫(yī)療方面不僅可以取代氬離子激光、銅蒸汽激光,而且在眼科、前列腺等方面具有新的應(yīng)用,并表現(xiàn)出較強(qiáng)的經(jīng)濟(jì)實用性。
 
氪離子激光器,工作波長主要有406.7 nm、415.4 nm、568 nm、647 nm。主要為連續(xù)工作方式??捎米鞴鈩恿Ο煼ǖ脑\斷光源。
 
氦鎘激光器,輸出波長441.6nm。主要為連續(xù)工作方式??捎米鞴鈩恿Ο煼ǖ脑\斷光源。
 
半導(dǎo)體激光器
 
目前半導(dǎo)體激光的輸出波長從405 nm到1500 nm有多種選擇,工作方式有連續(xù)和脈沖運(yùn)行。一般用波長和工作方式來限定其名稱,如:630 nm連續(xù)半導(dǎo)體激光器、780 nm脈沖半導(dǎo)體激光器等;也有用半導(dǎo)體材料來直接限定名稱,如:砷化鎵半導(dǎo)體激光器、砷鋁鎵半導(dǎo)體激光器等。
 
半導(dǎo)體激光具有體積小、效率高、能直接利用電源對輸出激光進(jìn)行調(diào)制等獨(dú)特優(yōu)點,適用于要求裝置輕便并對激光輸出功率要求不高的場合。
 
一臺大小與普通計算機(jī)差不多的半導(dǎo)體激光單元,具備比其體積大得多的激光器所具有的同樣功能。它除了價格低廉外,由于電、光效率較高、工作壽命較長,所以運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用也較低,二極管激光管的壽命要比離子激光器長得多。由于其波長從紫外到紅外波段可選擇范圍寬,可經(jīng)光纖傳輸,臨床應(yīng)用范圍越來越寬。
 
染料激光器
 
染料激光可以說是覆蓋波長最寬的一種激光,選擇不同染料能實現(xiàn)從400 nm到950 nm的調(diào)諧輸出,工作方式主要有連續(xù)波和脈沖波,依抽運(yùn)方式不同分為閃光燈抽運(yùn)和激光抽運(yùn)的染料激光器。染料激光聯(lián)合倍頻Q開關(guān)Nd:YAG激光器,可用于祛除紋身、治療血管性和色素性病變、普通皮膚科軟組織的切割、切除、燒蝕和汽化及祛除人體多余毛發(fā)等。
 
準(zhǔn)分子激光器
 
準(zhǔn)分子激光的輸出波長一般在紫外光范圍,常用激光介質(zhì)限定其名稱,如:氟化氬準(zhǔn)分子激光器、氟化氙準(zhǔn)分子激光器。工作方式多為脈沖波。目前在眼科和皮膚科應(yīng)用較為成熟。
醫(yī)用激光目前可謂燦若星辰,為造福人類健康、提高生活質(zhì)量,發(fā)揮著越來越重要的作用。在實際選購激光器時,還要考慮到以下幾個方面:
 
●光學(xué)元件的損壞,抽運(yùn)元件的壽命仍然是難以解決的問題;
 
●維護(hù)費(fèi)用偏高、缺少專門維護(hù)人員等問題值得注意。通常進(jìn)口一臺激光治療機(jī)的年平均維護(hù)費(fèi)用在6萬元左右;
 
●激光器的穩(wěn)定輸出、安全標(biāo)準(zhǔn)與防護(hù)問題;
 
●遵循激光醫(yī)學(xué)的循證醫(yī)學(xué)研究,可以為醫(yī)院選擇醫(yī)用激光器提供新的標(biāo)準(zhǔn)。

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