2 高功率激光的应用与发展前景
高功率激光在医学上的应用已经非常普遍。从体表各种疣、痣、赘生物及良恶性肿瘤的气化切割,到内腔疾病的治疗。从最早的二氧化碳、Nd:YAG激光到准分子激光、高能超脉冲二氧化碳激光、调Q的翠绿宝石、HO:YAG激光以及高功率半导体激光的应用,激光器逐步趋向于小型化、轻便化。柔韧的光纤可选择性地输出较高功率的激光。特别是近几年出现的HO:YAG和高功率半导体激光使激光外科技术获得重大进展,在普外、泌尿、妇科、耳鼻喉科等多个领域推广使用。
2.1 HO:YAG-中红外激光
波长为2.15 μm左右HO:YAG激光,目前脉冲能量可达0.5~2.8 J/脉冲;脉冲频率5~40次/s;平均功率1.25~80 W。人体组织水吸收率在2.0、3.0 μm光的波长附近有两个尖锐的吸收峰,此波段与组织作用时,光易被体液吸收,对邻近组织热扩散作用小,比其它可见光及近红外激光的热损伤小,光作用点吸收强[12]。现已成功地应用于各内窥镜手术:经喉镜治疗声带息肉;经纤维支气管镜治疗肺癌;经食道、胃、肠镜治疗息肉、恶性肿瘤;腹腔镜下治疗卵巢囊肿、子宫内膜移位症;膀胱镜、输尿管镜下进行前列腺肥大、碎石、膀胱癌等手术。气化切割作用优于Nd:YAG激光。
2.2 半导体激光
早期的半导体激光因不能输出高功率激光而受到限制。关键在于微型大功率半导体芯片的生产技术。随着高功率半导体激光阵列技术、可兼容的光导纤维以及参量计算精密控制技术的出现,医学多科应用的前景十分可观。英国研制的805 nm波长的砷化镓铝半导体激光,不需水冷却,体积很小,能同时完成气化和凝固作用。它具有五种工作模式:①)接触式手术:非常适合在内窥镜下进行最小侵入式手术,如膀胱肿瘤、前列腺切除、悬雍垂及鼻息肉切除。②非接触式手术:主要通过其脉冲模式和热效应进行骨科手术,包括关节镜手术、椎间盘切除等。③插入式或光凝固手术:激光束从光纤末端的探头刺入组织中,由纵向传导转变为径向散射,使周围组织升温,引起变性、凝固坏死,用于肿瘤的治疗。④光动力疗法:随着新的光敏剂的开发使用,波长在630~980 nm的半导体激光对光动力学疗法极为有效。⑤组织焊接:波长808 nm的半导体激光产生损伤较小的,有选择的组织反应,从而使组织粘连。
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