半导体激光在医学的应用.docx

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1、半导体激光在医学的应用摘要： 本文介绍了半导体激光器在医学中的应用， 以及通过和大多数的激光器的比照，认为半导体激光器构造简洁，便于携带，效率 高，能量输出稳定，体积小、重量轻、携带运输便利，且不需高电流 或外循环冷却水，使半导体激光可用于一些特别环境，如：手术室、 门诊乃至野外。使用便利关键词：激光器，半导体激光器，半导体激光的试验及临床争论，半导体激光在耳鼻咽喉科的应用一、国内进呈现状激光技术是二十世纪与原子能、半导体及计算机齐名的四项重大制造之一。三十多年来， 以激光器为根底的激光技术在我国得到了快速的进展，现已广泛用于工业生产、通讯、信息处理、医疗卫生、军事、文化教育以及科学争论等各个

2、领域， 取得了很好的经济效益和社会效益， 对国民经济及社会进展将发挥愈来愈重要的作用。一促进科学技术的进展和进步由于激光具有很好的单色性、 相干性、方向性和高能量密度，它已渗透到各个学科领域，形成了 的学科。例如：激光信息存储与处理、激光材料加工、 激光医学及生物学、激光通讯 、激光印刷、激光光谱学、激光化学、 激光分别同位素、激光核聚变、激光检测与计量及军 用激光技术等，极大地促进了这些领域的技术进步和前所未有的进展。二在国民经济中形成的产业部门激光产业正在我国逐步形成，其中包括激光音像、激光通讯、激光加工、 激光医疗、激光检测、激光印刷设备及激光全息等，这些产业正在作为的经济增长点而引起高

3、度重视。例如，全国已有 380 多家生产激光音像设备 CD、LD、VCD、DVD ，1996 年在我国已形成年产值 85 亿元以上的产业， 进展特别快速。又如，利用激光全息技术开拓了激光模压全息防伪商标和装饰业，也已成为较大规模的兴产业。三促进医疗技术进步，提高人民安康水平激光医疗技术目前 已在眼科、外科、内科、妇科、耳鼻喉科、心血管科、 皮肤科等领域得到广泛应用， 激光医疗设备已进入县以上的医院，这对医疗技术的进步和提高人民安康水平起着重要作用。国外激光产业进呈现状依据激光集锦 1997 年报导， 世界激光器市场可划分为三大区域：美国包括北美占 55% ，欧州占22%，日本及太平洋地区占 2

4、3%。在世界激光市场上日本在光电子技术方面占首位，美国占其次位； 在激光医疗及激光检测方面则美国占首位；而在激光材料加工设备方面则是德国占首位。一)、美国激光产业进呈现状在激光医疗方面， 美国处于世界领先地位。 激光医疗设备不仅在美国获得广泛应用，而且大量出口，美国的激光医疗设备由美国食品药物治理局FDA 统一治理， 只有经过批准注册方可使用和生产， 这样就保证了激光医疗设备的产品的质量和牢靠性与安全性。据统计，1986 年美国医院进展的 2100 万例手术中已有 250 万例使用 CO2 激光手术刀，占总手术的 12% ，美国全国2/3 的门诊机构已拥有激光医疗设备。在美国的激光医疗仪器和医

5、疗技术不断消灭， 例如， 美国每年有 20-25 万椎间盘突出病人，其中10-20%可以用激光进展切除；美国有 1400 万人期望除去身上的纹身， 美国每年诊断有 45 万例患者有肾结石，其中 1/3 用内窥镜技术或激光碎石术治疗，用准分子激光作角膜刻划来矫正视力已作了 2 万多例， 1995 年已为美国 FDA 批准使用， 估量 1996 年可能有 200-300 台准分子激光器在美国销售，用于治疗近视眼，产值约 8000-12023 万美元；1995 年又推广了 CO2 激光美容手术，特别是去掉皮肤皱纹的手术受到欢送，这两项手术的推广导致 1995 年医用激光器的收入增加。这种去掉皮肤皱纹

6、的方法称为皮肤再光滑激光疗法，在美国每次治疗的价格从 800 美元到 4500 美元不包括保险费 ，由此估算出皮肤再光滑的市场规模可达 15 亿美元，因而吸引了至少 8 家公司为皮肤再光滑激光疗法推出 CO2 激光系统。据推测第一代软组织的激光牙科机在九十年月初期销售可达几千台，销售额 0.9 亿美元， 其次代硬组织激光牙科机可能替代大局部的机械牙钻市场。二)、日本激光产业进呈现状八十年月初，日本产业界乐观承受激光加工，并逐步扩大到焊接、钎焊。 统计说明，日本占当今世界上工业用激光设备的 30%左右， 激光加工是日本重要的根底制造技术之一。日本现用于材料加工的是大功率二氧化碳激光器和Nd：YA

7、G 激光器， 少量准分子激光器也已使用，而开发的气体激光器有波长 10.6 微米二氧化碳激光器、 波长 5 微米一氧化碳激光器、 波长 1.3 微米的碘激光器及二极管鼓励固体激光器的紫外准分子激光器等。 现在的二氧化碳激光器功率多为 500W，而理论上可高达 100KW，近期报导已到达20kW。且其功率越大，效果越好， 故日本对二氧化碳激光器开发争论寄以期望。日本利用激光治疗癌症格外乐观，主要是 Ar 激光鼓励、闪光灯鼓励、准分子鼓励的染料激光器。 随着光纤技术的进展， 它们是非切开治疗体腔内癌的划时代的手段，还能治疗血管狭窄、闭塞、 给心脏外科带来革命。光纤腹腔镜已顺当走上应用轨道， 不动手

8、术的腹腔内疾患激光治疗法， 对高龄人口构造的日本具有重要的、现实的意义。准分子的紫外光束有良好的光化学效应，适宜于非热性切开、切除、并能抑止红外光束所常见的切开部的热变性和炭化， 一局部ArF 激光器 角腊在 193nm 四周有吸取带适用于角膜切开，进展眼科近视治疗的角膜手术，但能否保持治疗效果仍有疑问。 ArF 激光有优秀的骨切开功能，在整形外科中大有用武之地。日本防卫医科大学最近在临床试用准分子激光去除严峻烧伤死皮肤组织， 时间短、苦痛少，并能有选择地掌握照耀，无紫外线过量而致癌之忧的技术。 波长 780-830nm，功率 10-1200mW 的 GaAlAs 激光器用眼科白内障、眼睑特别

9、治疗、外科皮肤肌肉切开、神经科神经纤维伸长抑制、循环系的血流、皮肤温度掌握、减轻苦痛等。不久的将来，半导体激 光鼓励小型激光器一旦实现，激光医疗应用将会消灭飞跃。 自由电子激光器将是今后医疗领域的台柱，是将来医用激光设备的代表。激光 医疗的主要课题是治癌，并为治疗艾滋病、疑难怪症带来福音。三、作用原理生物组织吸取激光能量后，将其光能转变成热能 的过程，称为光热作用。 因热反响所致的局部组织效应程度不同而又有热凝固、汽化、 穿孔和切割等一系列热效应，临床上，常依据不同治疗目的选用其中一种。影响局部组织热效应强弱的因素很多， 但主要因素是激光器功率的凹凸， 受照组织对相应波长的激光能量吸取率的大小

10、和激光持续作用的时间长短。 半导体激光作为一代光刀已进入临床有用化。由于其波长不同于常用激光，理论上，其医用光剂量 也不能沿用诸如 CO2，Nd：YAG 等激光常规剂量，而应在开启前进展功率预置。因此，依据不同需要选择功率预置水平， 对于安全和高效地使用激光器、 防止意外事故具有重要作用。 激光的功率预置除了需要依据组织类型和操作环境选择外，术者对激光操作的娴熟程度和 手术速度等也是很重要的影响因素1 。另外承受半导体激光接触式治疗方式， 激光能量经传输系统至激光探头， 一局部能量被特制探头吸取，用来汽化切割组织；另一局部能量从探头透出，主要起凝固止血作用。这样肯定比例的能量安排使 汽化切割和

11、凝固止血得以同时进展， 既加快了汽化切割速度又避开了术中出血；同时该波长激光穿透深度适宜(0.5 cm)，不易损伤四周组织。一 、半导体激光的试验及临床争论 Takeda6首先于 1988 年用低能量半导体激光在老鼠涎腺上进展试验性争论， 证明导管上皮细胞的有丝分裂在激光照耀 1 h 和 24 h 之间并没有非典型的增加， 且导管上皮细胞有丝分裂多数消灭颗粒状， 少数是纹状， 更少数局部是棒状，同时也应留意性质不同的低功率激光对涎腺上皮的影响也不同。Emoto3对 10 只(20 眼)兔和 24 例(40 眼)闭角型青光眼患者行半导体激光虹膜切开术，证明虹膜切开较为简洁，选择能量为 1 000

12、mW，光斑直径 75 m，持续时间 0.05 s ，有利于虹膜造孔，且角膜内皮损伤小，较其它激光具有明显优越性。Milokhova 等7对临床242 例牙髓炎和牙周炎患者应用半导体激光进展治疗，证明不同功率的半导体激光治疗各种不同类型的牙髓炎和牙周炎是有效的， 并且能削减其苦痛和肿胀。Kucharska 等8应用半导体激光对 205 例骨关节疾病患者进展治疗， 证明能减轻骨关节苦痛综合征， 削减骨连接的退行性转变， 减轻苦痛和水肿。国内孙爱达等9对 36 例妇科患者在局麻下应用半导体激光进展腹腔手术， 手术安全成功，无并发症， 说明半导体激光治疗具有安全有效、易于操作的优点。同时半导体激光能量

13、经可屈光纤传输到激光探头，一局部能量被特制的探头吸取， 用于汽化切割组织，另一局部能量从探头透出起凝固止血作用，汽化和凝固同时进展，避开了出血。二 、半导体激光在耳鼻咽喉科的应用 Wang 等10在试验中承受“邮票”粘膜移植、染料蛋白激光焊接术，解决了气道内移植物固定的难题。并证明 810 nm 半导体激光较其它医疗激光穿透力强， 无毒蓝绿染料能降低激光能阈，与白蛋白混合可增加组织粘合强度，削减热损伤， 蓝绿染料白蛋白半导体激光焊接“邮票”粘膜技术为经内窥镜治疗喉气管狭窄开拓了前景。国内金晓杰等 11运用低功率半导体激光连续辐射焊接吻合豚鼠切断的面神经并与临床常用的端端 缝合三针比较，观看吻合

14、后 4 周、6 周和 8 周时面神经肌电的变化， 以及扫描电镜及透射电镜下面神经形态状况。结果显示在 4 周时， 缝合三针的动物面神经损伤较激光焊接者严峻， 面神经功能恢复明显缓慢，提示用半导体激光面神经吻合方法是可行的。半导体激光是一代的激光，已广泛应用于临床12 ，但耳鼻咽喉科领域仍应用不多。王斌全等2承受高效率半导体激光治疗鼻咽部闭锁 3 例，经随访后疗效满足。张宝泉等13用 DIOMED 半导体激光治疗 204 例堵塞性睡眠呼吸暂停综合征，取得良好效果；并证明 DIOMED 半导体激光手术中出血少，且有多种探头的光导纤维， 既可完成切割功能又可完成深部内照耀，使用一机即可完成手术。王玉

15、英等 14用半导体激光治疗仪治疗 10 例变应性鼻炎，方法是承受大光腔半导体激光治疗仪，输出功率连续可调，平均功率 5 mW，分别取双鼻翼及双迎香穴，每穴 5 min，结果证明半导体激光治疗见效快，疗效牢靠，方法简便， 无苦痛，患者乐于承受，值得推广应用。总之激光治疗的优点2：组织损伤小，手术用时短，很少甚至不出血。术后痊愈所需时间 较常规方法短，引起的炎症和不适也比常规方法小。术中视野清楚， 患者苦痛小，和传统手术比较，手术技术操作简洁。由于对局部组 织刺激轻，削减了术后粘连和肉芽组织增生。四、结论综上所述，半 导体激光以其穿透力强、构造简洁、性能稳定、效率高、空气冷却、 无毒无害等特点显示

16、了客观有用性，但某些性能还不够抱负，如：光 斑不均匀及血红蛋白吸取率低等。由于半导体激光体积小、重量轻、 携带运输便利，且不需高电流或外循环冷却水， 使半导体激光可用于一些特别环境， 如： 手术室、门诊乃至野外，使用便利15 。目前我们在电视纤维喉镜的引导下，将半导体激光应用于喉部疾病的治疗中， 疗效满足， 信任它在耳鼻咽喉科及其它领域中将发挥更大作用。参考文献： 1龚卓，王勉镜，高孟林，等 .高功率半导体激光的临床有用功率回忆与分析.中国激光医学杂志， 1997，6：1621632 王斌全，夏立军 .高功率半导体激光治疗鼻咽部闭锁 .山西医药杂志， 1995，24：3203203孙昕.半导体

17、激光在眼科的应用 .国外医学眼科学分册， 1996，20：1931974席宇诚，殷秀珍 .半导体激光临床疗效初步观看.中国激光医学杂志， 1996，5：1331335 范建中，辜良媛，徐云华，等.半导体激光和氦氖激光治疗运动性软组 织损伤的比较 . 中华理疗杂志，1998 ， 21 ： 49 50 6 Takeda Y.Zrradiation effect of low-energy laser on rat submandibular salivarygland.J Oral Pathol,1988,17:91 94 7 Milokhova E P,SemenovaLL,Balynskii

18、IV,etal.A comparative analysis of theuse of Uzor and Optodan laser apparatus for the prevention and combined treatmentof pulpitis and periodontitis.Stomatologiia (Mosk),1998,77:12148 Kucharska E,Batko B.Biostinulating lasertherapyasonemethodoftreatingboneandjoint diseases.Przegl Lek,1997,54:112114局部内容来源于网络！